CN215753001U - 一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，包括无人机机翼，安装在无人机机翼上的旋翼倾转装置，旋翼倾转装置包括直线伺服驱动器、倾转摇臂、动力电机、螺旋桨；无人机机翼壁延伸出安装架，直线伺服驱动器一端安装在安装架上，倾转摇臂通过倾转摇臂固定轴转动安装在安装架上，倾转摇臂另一端与动力电机连接，动力电机驱动螺旋桨转动，直线伺服驱动器另一端则与倾转摇臂一端转动连接，倾转摇臂另一端与动力电机连接，动力电机驱动螺旋桨转动。本实用新型的螺旋桨两倾转无人机的旋翼倾转装置，大幅提高倾转装置的使用寿命，减小因倾转装置故障而带来的飞行风险，并且还大幅提高倾转装置的控制精度，进而增加无人机的飞行稳定性。

Description

一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，尤其是涉及一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置。

背景技术

螺旋桨两倾转无人机在起降、飞行模式转换过程中，需要通过调整旋翼角度来达到控制旋翼模式飞行及飞行模式转换的目的。

在倾旋翼无人机在旋翼模式飞行过程中需要高精度的在小范围内控制调整旋翼角度来维持飞行的航向。倾旋翼无人机在飞行模式转换过程中，需要将旋翼角度进行大角度调整，来达到固定翼与旋翼飞行模式转换的目的。

在飞行过程中，旋翼需要高速转动，且频繁调整转速。而旋翼的转动及转速的调整会导致电机座受到变频率的振动、螺旋桨反钮、螺旋桨的陀螺效应的影响，故倾转装置的会长期工作在高振动、高负载的环境中。进而导致倾转装置的控制精度不高，普通舵机的使用寿命不高的问题。

综上：本倾转装置旨在提高倾旋翼角度的控制精度，提高倾旋翼倾转部件可靠性及寿命。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，以提高倾旋翼角度的控制精度，提高倾旋翼倾转部件可靠性及寿命。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，包括无人机机翼，安装在无人机机翼上的旋翼倾转装置，所述旋翼倾转装置包括直线伺服驱动器、倾转摇臂、动力电机、螺旋桨；

所述无人机机翼壁延伸出安装架，所述直线伺服驱动器一端安装在安装架上，倾转摇臂通过倾转摇臂固定轴转动安装在安装架上，倾转摇臂另一端与动力电机连接，动力电机驱动螺旋桨转动，直线伺服驱动器另一端则与倾转摇臂一端转动连接，倾转摇臂另一端与动力电机连接，动力电机驱动螺旋桨转动。

进一步的，所述无人机机翼侧壁延伸出两个安装架，旋翼倾转装置设有两组，每组旋翼倾转装置分别安装在对应的安装架上。

进一步的，所述安装架包括第一安装板、第二安装板，第一安装板一端、第二安装板一端分别垂直固定在无人机机翼侧壁，第一安装板、第二安装板平行设置，所述第一安装板与第二安装板之间安装有安装座，所述安装座上安装有减震座，所述直线伺服驱动器一端还连接有连接轴，连接轴通过关节轴承与减震座连接。

进一步的，所述第一安装板与第二安装板上方安装有第三安装板，第三安装板为镂空结构，所述直线伺服驱动器一端延伸至第三安装板上方。

进一步的，所述倾转摇臂通过倾转摇臂固定轴转动安装在第一安装板另一端与第二安装板另一端，所述直线伺服驱动器包括推力杆，推力杆一端与倾转摇臂一端转动连接。

进一步的，所述倾转摇臂两侧壁分别安装有推力轴承，所述倾转摇臂固定轴分别贯穿第一安装板、两个推力轴承、倾转摇臂、第二安装板，其中一个推力轴承侧壁贴合于第一安装板，另一个推力轴承的侧壁贴合于第二安装板。

进一步的，所述倾转摇臂与倾转摇臂固定轴之间还安装有滚针轴承。

进一步的，所述动力电机固定在倾转摇臂的另一端。

进一步的，所述螺旋桨固定在动力电机的转轴上。

进一步的，所述安装架外壁上固定有外壳。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的螺旋桨两倾转无人机的旋翼倾转装置，采用带有自锁结构的直线伺服驱动器，来代替传统舵机，进而减小变频率振动对舵机寿命的影响。

(2)本实用新型所述的螺旋桨两倾转无人机的旋翼倾转装置，在连接部分使用关节轴承释放两个自由度，来减缓电机反钮带来的结构轻微扭动变形带来的舵机应力。

(3)本实用新型所述的螺旋桨两倾转无人机的旋翼倾转装置，在直线伺服驱动器安装固定座上添加橡胶减震环来减小因直线伺服驱动器缓解振动带来的结构冲击。

(4)本实用新型所述的螺旋桨两倾转无人机的旋翼倾转装置，在倾转部件上，安装滚针轴承及推力轴承，来稳固电机座及减小结构转动带来的摩擦阻力。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置结构图；

图2为本实用新型实施例所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置部分结构图；

图3为本实用新型实施例所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置侧视图剖视图；

图4为本实用新型实施例所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置前视图剖视图。

附图标记说明：

1、无人机机翼；2、直线伺服驱动器；3、减震座；4、推力杆；5、倾转摇臂；6、动力电机；7、螺旋桨；11、安装架；12、外壳；13、安装座；21、连接轴；111、第一安装板；112、第二安装板；113、第三安装板；51、倾转摇臂固定轴；52、推力轴承；53、滚针轴承。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图4所示，一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，包括无人机机翼1，安装在无人机机翼1上的旋翼倾转装置，所述旋翼倾转装置包括直线伺服驱动器2、倾转摇臂5、动力电机6、螺旋桨7；

所述无人机机翼1壁延伸出安装架11，所述直线伺服驱动器2一端安装在安装架11上，倾转摇臂5通过倾转摇臂固定轴转动安装在安装架11上，倾转摇臂5另一端与动力电机6连接，动力电机6驱动螺旋桨7转动，直线伺服驱动器2另一端则与倾转摇臂5一端转动连接，倾转摇臂5另一端与动力电机6连接，动力电机6驱动螺旋桨7转动。

如图1所示，所述无人机机翼1侧壁延伸出两个安装架11，旋翼倾转装置设有两组，每组旋翼倾转装置分别安装在对应的安装架11上。

如图1、图2所示，所述安装架11包括第一安装板111、第二安装板 112，第一安装板111一端、第二安装板112一端分别垂直固定在无人机机翼1侧壁，第一安装板111、第二安装板112平行设置，所述第一安装板111 与第二安装板112之间安装有安装座13，所述安装座13上安装有减震座3，所述直线伺服驱动器2一端还连接有连接轴21，连接轴21通过关节轴承与减震座3连接。

直线伺服驱动器2在运行过程中会发生震动，通过减震座3来减少直线伺服驱动器2的震动，保证无人机的飞行个更为准确。

如图1、图2所示，所述第一安装板111与第二安装板112上方安装有第三安装板113，第三安装板113为镂空结构，所述直线伺服驱动器2一端延伸至第三安装板113上方。

如图1、图2所示，所述倾转摇臂5通过倾转摇臂固定轴转动安装在第一安装板111另一端与第二安装板112另一端，所述直线伺服驱动器2包括推力杆4，推力杆4一端与倾转摇臂5一端转动连接。

由于直线伺服驱动器2在运行时，直线伺服驱动器2的推杆推动倾转摇臂5时，会产生一个推力，从而直线伺服驱动器2会发生移动，因此直线伺服驱动器2一端与减震座3转动连接，便于直线伺服驱动器2的运行。

如图3、图4所示，所述倾转摇臂5两侧壁分别安装有推力轴承52，所述倾转摇臂固定轴51分别贯穿第一安装板111、两个推力轴承52、倾转摇臂5、第二安装板112，其中一个推力轴承52侧壁贴合于第一安装板111，另一个推力轴承52的侧壁贴合于第二安装板112。

如图3、图4所示，所述倾转摇臂5与倾转摇臂固定轴51之间还安装有滚针轴承53。

如图3、图4所示，所述动力电机6固定在倾转摇臂5的另一端；

动力电机6与倾转摇臂5的另一端固定连接方式采用现有技术，此处不再详细介绍。

如图1至图4所示，所述螺旋桨7固定在动力电机6的转轴上。

通过动力电机6驱动螺旋桨7转动，其连接方式采用现有技术，此处不再详细介绍。

如图1所示，所述安装架11外壁上固定有外壳12；外壳12用于保护倾转装置不染尘土，保护内部零件。

具体结构如下：

直线伺服驱动器2为主要作动部件，其外壳12端安装关节轴承使用此关节轴承释放两个自由度后，与直线伺服驱动器2减震座3相连。固定在碳纤维结构框架上。已达到固定直线伺服驱动器2的作用。在直线伺服驱动器 2的输出轴端安装关节轴承释放两个自由度。

倾转摇臂5在通过倾转摇臂固定轴51固定于碳纤维结构框架上。在转轴与框架间，安装推力轴承52来减小摩擦阻力。在倾转摇臂固定轴51与倾转摇臂5间，安装滚针轴承53来减小摩擦阻力，倾转摇臂5底部与直线伺服驱动器2输出轴端安装的关节轴承相连，动力电机6安装于倾转摇臂5电机座上。

在旋翼飞行及固定翼巡航过程中，电机高速变速转动具有反钮及陀螺效应，且无人机在实时滚转姿态调整，此时会导致桨盘与倾旋翼装置碳纤维结构框架产生相对运动趋势，导致碳纤维结构框架轻微扭转变形，此时需要消除因扭转变形产生的结构应力，故需要在直线伺服驱动器2与倾转摇臂5间添加关节轴承来达到增加使用寿命的目的。同时，在转轴与框架间，安装推力轴承52来减小摩擦阻力。在转轴与倾转摇臂5间，安装滚针轴承53来减小摩擦阻力。进而减小直线舵机伺服器的使用推力，来达到增加使用寿命的目的。

在旋翼飞行过程中，电机高速转动具有陀螺效应，且无人机的姿态实时俯仰姿态调整，导致螺旋桨在产生在其动作轨迹上面产生运动力矩，此力矩会直接传导在伺服器上面，故在此位置选择使用螺纹螺杆输出的直线伺服驱动器2，由于螺纹螺杆结构具有机械锁止功能，此时的运动力矩会被直接传导到碳纤维结构框架上面，以减小对直线舵机伺服器推力的输出压力。

其做动作过程如下，

1、在旋翼飞行过程中，通过直线伺服驱动器推力杆输出长度，实时调整电机控制角度,以控制无人机航向。

2、在固定翼模式飞行过程中，直线伺服驱动器推力杆输出长度调整至最短，使得电机保持水平输出位置。

3、在使用过程中，由于振动造成的位置偏移，使用推力杆与伺服电机双锁止来保证位置精度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，包括无人机机翼(1)，安装在无人机机翼(1)上的旋翼倾转装置，其特征在于：所述旋翼倾转装置包括直线伺服驱动器(2)、倾转摇臂(5)、动力电机(6)、螺旋桨(7)；

所述无人机机翼(1)壁延伸出安装架(11)，所述直线伺服驱动器(2)一端安装在安装架(11)上，倾转摇臂(5)通过倾转摇臂固定轴转动安装在安装架(11)上，倾转摇臂(5)另一端与动力电机(6)连接，动力电机(6)驱动螺旋桨(7)转动，直线伺服驱动器(2)另一端则与倾转摇臂(5)一端转动连接，倾转摇臂(5)另一端与动力电机(6)连接，动力电机(6)驱动螺旋桨(7)转动。

2.根据权利要求1所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，其特征在于：所述无人机机翼(1)侧壁延伸出两个安装架(11)，旋翼倾转装置设有两组，每组旋翼倾转装置分别安装在对应的安装架(11)上。

3.根据权利要求1所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，其特征在于：所述安装架(11)包括第一安装板(111)、第二安装板(112)，第一安装板(111)一端、第二安装板(112)一端分别垂直固定在无人机机翼(1)侧壁，第一安装板(111)、第二安装板(112)平行设置，所述第一安装板(111)与第二安装板(112)之间安装有安装座(13)，所述安装座(13)上安装有减震座(3)，所述直线伺服驱动器(2)一端还连接有连接轴(21)，连接轴(21)通过关节轴承与减震座(3)连接。

4.根据权利要求3所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，其特征在于：所述第一安装板(111)与第二安装板(112)上方安装有第三安装板(113)，第三安装板(113)为镂空结构，所述直线伺服驱动器(2)一端延伸至第三安装板(113)上方。

5.根据权利要求3所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，其特征在于：所述倾转摇臂(5)通过倾转摇臂固定轴转动安装在第一安装板(111)另一端与第二安装板(112)另一端，所述直线伺服驱动器(2)包括推力杆(4)，推力杆(4)一端与倾转摇臂(5)一端转动连接。

6.根据权利要求3所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，其特征在于：所述倾转摇臂(5)两侧壁分别安装有推力轴承(52)，所述倾转摇臂固定轴(51)分别贯穿第一安装板(111)、两个推力轴承(52)、倾转摇臂(5)、第二安装板(112)，其中一个推力轴承(52)侧壁贴合于第一安装板(111)，另一个推力轴承(52)的侧壁贴合于第二安装板(112)。

7.根据权利要求6所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，其特征在于：所述倾转摇臂(5)与倾转摇臂固定轴(51)之间还安装有滚针轴承(53)。

8.根据权利要求5所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，其特征在于：所述动力电机(6)固定在倾转摇臂(5)的另一端。

9.根据权利要求1所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，其特征在于：所述螺旋桨(7)固定在动力电机(6)的转轴上。

10.根据权利要求1所述的一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，其特征在于：所述安装架(11)外壁上固定有外壳(12)。

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