CN214649016U - 一种陆空两用单驱动的多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种陆空两用单驱动的多旋翼无人机，包括底架、陆地系统、飞行系统及动力系统；陆地系统包括前车轮组和后车轮组，飞行系统包括支架以及多个旋翼，所述动力系统包括动力源、陆地传动机构、飞行传动机构以及竖向驱动机构；所述陆地传动机构的输出端与所述前车轮组或后车轮组连接，所述飞行传动机构的输出端与所述多个旋翼连接；所述陆地传动机构的输入端设置在所述飞行传动机构的输入端的上方，所述动力源的动力输出件设置在陆地传动机构的输入端和飞行传动机构的输入端之间。本实用新型的无人机融合了陆地无人车与无人机的优点，使无人机能够进行陆地与空中作业；只采用一套动力机构，机动性强，灵活性好，有利于提高续航能力。

Description

一种陆空两用单驱动的多旋翼无人机

技术领域

本实用新型涉及一种旋翼无人机，具体涉及一种陆空两用单驱动的多旋翼无人机。

背景技术

随着机器人技术的发展以及人们对机器人的要求越来越高，无人机在农业、林业、航拍、地形勘探、紧急救援等方面应用越来越广。

无人机具有作业速度快，移动灵活，作业安全，不受地形环境因素影响且节能环保等优点，但无人机只能在高空作业，低空或地面环境则无法达到高效作业。陆地无人车具有地面作业优势，但在地势险恶且需要地面勘探等地形，陆地无人车的通过性成了最大问题，因此，将无人机与陆地无人车的优点相结合，将解决二者的缺点。

现有技术中的陆空两用无人车/无人机通常由两套传动系统构成，而对于多旋翼无人机每个机翼都带有电机，外加陆地模式动力装置，这使整机的重量大大增加，空中飞行模式的机动性以及续航能力也将大大下降。

实用新型内容

本实用新型目的在于克服现有技术的不足，提供一种陆空两用单驱动的多旋翼无人机，该无人机只采用一套动力机构，实现陆地和航空作业，机动性强，续航能力好。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，包括底架、陆地系统、飞行系统以及用于驱动陆地系统和飞行系统运行的动力系统，所述飞行系统设置在所述陆地系统的上方；其中，所述陆地系统包括前车轮组和后车轮组，所述飞行系统包括支架以及设置在支架上的多个旋翼，所述动力系统包括动力源、陆地传动机构、飞行传动机构以及驱动所述动力源作竖向移动的竖向驱动机构；所述陆地传动机构的输出端与所述前车轮组或后车轮组连接，所述飞行传动机构的输出端与所述多个旋翼连接；所述陆地传动机构的输入端设置在所述飞行传动机构的输入端的上方，所述动力源的动力输出件设置在陆地传动机构的输入端和飞行传动机构的输入端之间；在所述竖向驱动机构的驱动下，所述动力源的动力输出件作升降运动以实现与飞行传动机构的输入端或陆地传动机构的输入端连接。

上述陆空两用单驱动的多旋翼无人机的工作原理是：

当无人机进行陆地作业模式时，所述竖向驱动机构驱动所述动力源向下移动，使得动力源的动力输出件与所述陆地传动机构的输入端连接，且与所述飞行传动机构的输入端分离；此时，在动力源的驱动下，通过陆地传动机构，实现对前车轮组或后车轮组进行驱动，从而实现无人机在陆地行走的作业模式。当需要进行飞行模式时，所述竖向驱动机构驱动动力源向上移动，使得动力源的动力输出件与所述飞行传动机构的输入端连接，在动力源的驱动下，实现对飞行系统的旋翼进行驱动，从而实现无人机起飞并进行飞行作业。

本实用新型的一个优选方案，所述底架上设有固定轴；所述陆地传动机构包括下主动锥齿轮、陆地传动组件以及陆地从动齿轮，所述下主动锥齿轮转动连接在所述固定轴上，所述陆地从动齿轮通过转轴与前车轮组或后车轮组固定连接，所述陆地传动组件设置在所述下主动锥齿轮和陆地从动齿轮之间，且所述陆地传动组件的两端分别与所述下主动锥齿轮和陆地从动齿轮连接；所述动力源的动力输出件上设有用于与所述下主动锥齿轮配合的输出齿轮。

优选地，所述陆地传动组件包括第一中间杆，该第一中间杆的两端分别设有第一连接齿轮，所述第一连接齿轮分别与所述下主动锥齿轮和陆地从动齿轮连接。

优选地，所述陆地从动齿轮与所述后车轮组连接。

本实用新型的一个优选方案，所述飞行传动机构包括用于与所述输出齿轮配合的上主动锥齿轮以及多组飞行传动组件，所述多组飞行传动组件的一端均与所述上主动锥齿轮连接，另一端分别与各个旋翼连接；所述上主动锥齿轮转动连接在所述固定轴上，且所述上主动锥齿轮设置在所述下主动锥齿轮的上方。

优选地，所述飞行传动组件包括第二中间杆，该第二中间杆的两端均设有第二连接齿轮，其中一端的第二连接齿轮与旋翼连接，另一端的第二连接齿轮与所述上主动锥齿轮连接。

优选地，每组飞行传动组件还包括中间齿轮，该中间齿轮与所述第二连接齿轮配合连接；每个旋翼均设置在转动轮上，飞行传动组件的中间齿轮与所述转动轮对应设置，且所述转动轮和所述中间齿轮之间通过同步带连接。

本实用新型的一个优选方案，所述飞行系统还包括多个减速器，该多个减速器与所述多个旋翼一一对应设置。

本实用新型的一个优选方案，所述竖向驱动机构设有两组，且分别设置在所述动力源的两侧；每组竖向驱动机构均包括电机和丝杆传动机构，所述丝杆传动机构的螺母与所述动力源的侧面固定连接，所述丝杆传动机构的丝杆与电机的主轴连接。

本实用新型的一个优选方案，所述旋翼数量的四个。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型的无人机融合了陆地无人车与无人机的优点，使无人机能够进行陆地与空中作业，增加了无人机的应用领域，提高了作业效率；同时，本实用新型的无人机只采用一套动力机构，实现陆地和航空作业，机动性强，灵活性好，有利于提高续航能力。

2、通过动力源的移动，实现与飞行传动机构或陆地传动机构的连接切换，结构简单，操作方便，有利于实现无人机的作业模式切换。

附图说明

图1-图3为本实用新型的陆空两用但驱动的多旋翼无人机的其中一种具体实施方式的结构示意图(支架及相关机架未显示)，其中，图1为主视图，图2为立体图，图3为省去部分飞行系统和飞行传动机构后的立体图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步描述，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

参见图1-图3，本实施例的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，包括底架1、陆地系统、飞行系统以及用于驱动陆地系统和飞行系统运行的动力系统，所述飞行系统设置在所述陆地系统的上方；其中，所述陆地系统包括前车轮组2和后车轮组3，所述飞行系统包括支架以及设置在支架上的多个旋翼17，所述动力系统包括动力源8、陆地传动机构、飞行传动机构以及驱动所述动力源8作竖向移动的竖向驱动机构；所述陆地传动机构的输出端与所述前车轮组2或后车轮组3连接，所述飞行传动机构的输出端与所述多个旋翼17连接；所述陆地传动机构的输入端设置在所述飞行传动机构的输入端的上方，所述动力源8的动力输出件设置在陆地传动机构的输入端和飞行传动机构的输入端之间；在所述竖向驱动机构的驱动下，所述动力源8的动力输出件作升降运动以实现与飞行传动机构的输入端或陆地传动机构的输入端连接。本实施例的动力源8可由驱动电机构成。

参见图1-图3，所述底架1上设有固定轴13；所述陆地传动机构包括下主动锥齿轮6、陆地传动组件以及陆地从动齿轮19，所述下主动锥齿轮6转动连接在所述固定轴13上，所述陆地从动齿轮19通过转轴20与前车轮组2或后车轮组3固定连接，所述陆地传动组件设置在所述下主动锥齿轮6和陆地从动齿轮19之间，且所述陆地传动组件的两端分别与所述下主动锥齿轮6和陆地从动齿轮19连接；所述动力源8的动力输出件上设有用于与所述下主动锥齿轮6配合的输出齿轮7。通过设置这样的陆地传动机构，结构简单，便于对陆地系统的运行驱动，从而实现无人机进行陆地作业。

参见图1-图3，所述陆地传动组件包括第一中间杆4，该第一中间杆4的两端分别设有第一连接齿轮5，所述第一连接齿轮5分别与所述下主动锥齿轮6和陆地从动齿轮19连接。设置这样的陆地传动组件，结构简单，便于实现动力传动。

参见图1-图3，所述陆地从动齿轮19与所述后车轮组3连接。具体地，转轴20的两端分别与所述后车轮组3的两个后车轮连接，所述陆地从动齿轮19设置在转轴20上。采用后轮驱动的方式，有利于提高无人机在陆地运行作业时的爬坡能力，尤其适用于地形复杂的农田。

参见图1-图3，所述飞行传动机构包括用于与所述输出齿轮7配合的上主动锥齿轮18以及多组飞行传动组件，所述多组飞行传动组件的一端均与所述上主动锥齿轮18连接，另一端分别与各个旋翼17连接；所述上主动锥齿轮18转动连接在所述固定轴13上，且所述上主动锥齿轮18设置在所述下主动锥齿轮6的上方。通过设置这样的飞行传动机构，实现一个上主动锥齿轮18带动多个旋翼17同步旋转，从而实现无人机进行飞行作业。

参见图1-图3，所述飞行传动组件包括第二中间杆11，该第二中间杆11的两端均设有第二连接齿轮12，其中一端的第二连接齿轮12与旋翼17连接，另一端的第二连接齿轮12与所述上主动锥齿轮18连接。本实施例中，所述上主动锥齿轮18为双向锥齿轮，这样便于与输出齿轮7以及第二连接齿轮12配合连接，实现动力传输。

参见图1-图3，每组飞行传动组件还包括中间齿轮14，该中间齿轮14与所述第二连接齿轮12配合连接；每个旋翼17均设置在转动轮15上，飞行传动组件的中间齿轮14与所述转动轮15对应设置，且所述转动轮15和所述中间齿轮14之间通过同步带16连接。通过中间齿轮14的设置，便于旋翼17与飞行传动组件连接，实现动力传输，从而带动旋翼17旋转，以便无人机进行飞行作业。

参见图1-图3，所述飞行系统还包括多个减速器，该多个减速器与所述多个旋翼17一一对应设置。通过减速器的设置，实现对每个旋翼17的运转速度进行调控，从而控制无人机的悬停、偏航等操作，以确保无人机的灵活性。

参见图1-图3，所述竖向驱动机构设有两组，且分别设置在所述动力源8的两侧；每组竖向驱动机构均包括电机6和丝杆传动机构10，所述丝杆传动机构10的螺母与所述动力源8的侧面固定连接，所述丝杆传动机构10的丝杆与电机6的主轴连接。采用两组竖向驱动机构驱动动力源8进行升降移动，有利于提高动力源8的移动稳定性。

参见图1-图3，所述旋翼17数量的四个。

参见图1-图3，本实施例的陆空两用单驱动的多旋翼无人机的工作原理是：

当无人机进行陆地作业模式时，所述竖向驱动机构驱动所述动力源8向下移动，使得动力源8的动力输出件与所述陆地传动机构的输入端连接，且与所述飞行传动机构的输入端分离；此时，在动力源8的驱动下，通过陆地传动机构，实现对前车轮组2或后车轮组3进行驱动，从而实现无人机在陆地行走的作业模式。当需要进行飞行模式时，所述竖向驱动机构驱动动力源8向上移动，使得动力源8的动力输出件与所述飞行传动机构的输入端连接，在动力源8的驱动下，实现对飞行系统的旋翼17进行驱动，从而实现无人机起飞并进行飞行作业。

本实施例的无人机融合了陆地无人车与无人机的优点，使无人机能够进行陆地与空中作业，增加了无人机的应用领域，提高了作业效率；同时，本实用新型的无人机只采用一套动力机构，实现陆地和航空作业，机动性强，灵活性好，有利于提高续航能力。通过动力源8的移动，实现与飞行传动机构或陆地传动机构的连接切换，结构简单，操作方便，有利于实现无人机的作业模式切换。本实施例的传动机构，均采用齿轮传动，大大保证了传动效率减少了能量损耗，提高了能源的利用率以及无人机续航能力；并且飞行可靠安全、维护简单、故障率低且均采用传统零件，成本低，市场前景广阔。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，包括底架、陆地系统、飞行系统以及用于驱动陆地系统和飞行系统运行的动力系统，所述飞行系统设置在所述陆地系统的上方；其中，所述陆地系统包括前车轮组和后车轮组，所述飞行系统包括支架以及设置在支架上的多个旋翼，所述动力系统包括动力源、陆地传动机构、飞行传动机构以及驱动所述动力源作竖向移动的竖向驱动机构；所述陆地传动机构的输出端与所述前车轮组或后车轮组连接，所述飞行传动机构的输出端与所述多个旋翼连接；所述陆地传动机构的输入端设置在所述飞行传动机构的输入端的上方，所述动力源的动力输出件设置在陆地传动机构的输入端和飞行传动机构的输入端之间；在所述竖向驱动机构的驱动下，所述动力源的动力输出件作升降运动以实现与飞行传动机构的输入端或陆地传动机构的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，所述底架上设有固定轴；所述陆地传动机构包括下主动锥齿轮、陆地传动组件以及陆地从动齿轮，所述下主动锥齿轮转动连接在所述固定轴上，所述陆地从动齿轮通过转轴与前车轮组或后车轮组固定连接，所述陆地传动组件设置在所述下主动锥齿轮和陆地从动齿轮之间，且所述陆地传动组件的两端分别与所述下主动锥齿轮和陆地从动齿轮连接；所述动力源的动力输出件上设有用于与所述下主动锥齿轮配合的输出齿轮。

3.根据权利要求2所述的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，所述陆地传动组件包括第一中间杆，该第一中间杆的两端分别设有第一连接齿轮，所述第一连接齿轮分别与所述下主动锥齿轮和陆地从动齿轮连接。

4.根据权利要求3所述的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，所述陆地从动齿轮与所述后车轮组连接。

5.根据权利要求2所述的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，所述飞行传动机构包括用于与所述输出齿轮配合的上主动锥齿轮以及多组飞行传动组件，所述多组飞行传动组件的一端均与所述上主动锥齿轮连接，另一端分别与各个旋翼连接；所述上主动锥齿轮转动连接在所述固定轴上，且所述上主动锥齿轮设置在所述下主动锥齿轮的上方。

6.根据权利要求5所述的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，所述飞行传动组件包括第二中间杆，该第二中间杆的两端均设有第二连接齿轮，其中一端的第二连接齿轮与旋翼连接，另一端的第二连接齿轮与所述上主动锥齿轮连接。

7.根据权利要求6所述的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，每组飞行传动组件还包括中间齿轮，该中间齿轮与所述第二连接齿轮配合连接；每个旋翼均设置在转动轮上，飞行传动组件的中间齿轮与所述转动轮对应设置，且所述转动轮和所述中间齿轮之间通过同步带连接。

8.根据权利要求1所述的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，所述飞行系统还包括多个减速器，该多个减速器与所述多个旋翼一一对应设置。

9.根据权利要求1所述的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，所述竖向驱动机构设有两组，且分别设置在所述动力源的两侧；每组竖向驱动机构均包括电机和丝杆传动机构，所述丝杆传动机构的螺母与所述动力源的侧面固定连接，所述丝杆传动机构的丝杆与电机的主轴连接。

10.根据权利要求1所述的陆空两用单驱动的多旋翼无人机，其特征在于，所述旋翼数量的四个。

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