CN215851872U - 一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，包括三个旋翼，三个旋翼分别安装在三个可扩展收回的旋翼支架上，三个旋翼支架中两两之间夹角为120°，旋翼支架的一端通过传动机构连接至升降机构。其中，传动机构由电动机驱动，从而分别带动旋翼支架发生移动、升降架上升下降。与现有技术相比，本实用新型能够实现旋翼支架的扩展及收回，由此增大无人机飞行时受力面积、从而提高飞行稳定性；同时在非工作状态下有效减小无人机占用空间、便于收纳整理，此外，升降机构上安装的功能设备也随旋翼支架的扩展收回而上升下降，且功能设备能够进行可拆卸安装更换，进一步拓展了无人机应用的多功能性。

Description

一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机。

背景技术

三旋翼无人机通过三个旋翼旋转产生的反扭矩带动机身朝反方向高速旋转，通过机翼产生额外的升力，当产生的升力作用于机身并大于自身的重力后，就能够以实现无人机的飞行。

现有的三旋翼无人机大多采用固定尺寸的旋翼结构，这使得小尺寸的无人机无法胜任飞行需求，也不能保证飞行稳定性，而大尺寸的无人机则势必造成整体结构过于庞大，不便于收纳整理。此外，目前的无人机大多用于数据信息采集或者物资运输，通常是直接将数据采集设备或者物品固定安装于无人机，不利于扩展无人机的多功能应用。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，既能提高飞行稳定性，同时能方便收纳整理。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，包括三个旋翼，所述三个旋翼分别安装在三个可扩展收回的旋翼支架上，三个旋翼支架中两两之间夹角为120°，所述旋翼支架的一端通过传动机构连接至升降机构。

进一步地，所述传动机构包括电动机、蜗杆、第一正齿轮、第二正齿轮和斜齿轮，所述电动机与第一正齿轮连接，所述第一正齿轮与第二正齿轮相互啮合连接，所述第一正齿轮和第二正齿轮的旋转方向相反，所述第二正齿轮套设在蜗杆的底部，所述第一正齿轮和第二正齿轮分别与两个旋翼支架的一端连接，所述斜齿轮与蜗杆的螺旋齿相互啮合连接，所述斜齿轮与升降机构连接。

进一步地，所述旋翼支架的一端设置有伸缩杆，所述伸缩杆的侧面与第一正齿轮或第二正齿轮相互啮合连接，所述伸缩杆安装于导轨内。

进一步地，所述升降机构包括升降架，所述升降架内安装有升降套筒，所述升降架安装在底座上。

进一步地，所述升降套筒的侧面设置有斜齿条，所述斜齿条与斜齿轮相互啮合连接。

进一步地，所述升降套筒的底部可拆卸地安装有功能设备。

进一步地，所述升降套筒的底部连接有用于承载功能设备的本体装置，所述本体装置通过连接装置与功能设备相连接固定。

进一步地，所述本体装置通过螺栓与升降套筒的底部连接。

进一步地，所述旋翼包括一对上下放置方向相反的旋翼叶片。

进一步地，所述旋翼支架的另一端设置有用于限定旋翼旋转范围的旋翼约束。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、本实用新型通过设置可扩展收回的旋翼支架，并将旋翼支架的一端通过传动机构与升降机构相连接，当扩展旋翼支架时，一方面能够自主调整扩大飞行受力面积，从而提高飞行稳定性，另一方面随着旋翼支架的扩展和收回，也能带动升降机构的高度位置发生同步下降和上升，从而提高收纳整理的便利性，减小无人机在非工作状态时的占用空间。

二、本实用新型在传动机构设置电动机、蜗杆、第一正齿轮、第二正齿轮和斜齿轮，并在旋翼支架的一端设置安装于导轨的伸缩杆、在升降机构的升降套筒侧面设置斜齿条，由此通过电动机提供转矩，带动第一正齿轮、第二正齿轮、蜗杆和斜齿轮发生转动，进而使得伸缩杆能够可靠地发生移动、实现旋翼支架的推拉，使得升降套筒能够可靠地发生上升下降。

三、本实用新型在升降套筒的底部设置本体装置，能够将具体的功能设备(如摄像机、测温器等)可拆卸与本体装置安装连接，由此方便根据具体应用更换功能设备，从而扩展无人机的多功能应用。

附图说明

图1为本实用新型在飞行状态下的顶部结构示意图；

图2为本实用新型的传动机构示意图；

图3为本实用新型在收纳状态下的顶部结构示意图；

图4为本实用新型的底部结构示意图；

图5为本实用新型的升降机构示意图；

其中：1、旋翼叶片，2、旋翼支架，3、升降套筒，4、升降架，5、伸缩杆，6、导轨，7、旋翼约束，8、电动机，9、蜗杆，10、正齿轮副，11、斜齿轮，12、连接装置，13、底座，14、斜齿条。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例：

如图1～图3所示，一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，包括三个旋翼，其中，旋翼包括一对上下放置方向相反的旋翼叶片1，三个旋翼分别安装在三个可扩展收回的旋翼支架2上，三个旋翼支架2中两两之间夹角为120°，旋翼支架2的一端通过传动机构连接至升降机构，旋翼支架2的另一端设置有用于限定旋翼旋转范围的旋翼约束7。

具体的，传动机构包括电动机8、蜗杆9、正齿轮副10(包括第一正齿轮和第二正齿轮)以及斜齿轮11，电动机8与第一正齿轮连接，第一正齿轮与第二正齿轮相互啮合连接，第一正齿轮和第二正齿轮的旋转方向相反，第二正齿轮套设在蜗杆9的底部，第一正齿轮和第二正齿轮分别与两个旋翼支架2的一端连接，斜齿轮11与蜗杆9的螺旋齿相互啮合连接，斜齿轮11与升降机构连接；

旋翼支架2的一端设置有伸缩杆5，伸缩杆5的侧面与第一正齿轮或第二正齿轮相互啮合连接，伸缩杆5安装于导轨6内。

如图4和图5所示，升降机构包括升降架4，升降架4内安装有升降套筒3，升降架4安装在底座13上，升降套筒3的侧面设置有斜齿条14，斜齿条14与斜齿轮11相互啮合连接；

此外，升降套筒3的底部可拆卸地安装有功能设备：升降套筒3的底部通过螺栓连接有用于承载功能设备的本体装置，本体装置通过连接装置12与功能设备相连接固定。

综上可知，本实用新型提出的三旋翼无人机由飞行机构、扩展机构、升降机构和功能模块组成，其中，飞行机构由三个电机驱动的旋翼、旋翼支架2、旋翼约束7组成，旋翼由一对上下放置方向相反的旋翼叶片1组成，由无人机内的锂电池提供动力，旋翼支架2为旋翼提供支撑，固定旋翼中心，旋翼约束7为旋翼提供约束，限定旋翼的工作范围，三对旋翼1和旋翼支架2绕无人机中心轴线均布，每个旋翼安装在旋翼支架2中心位置，且每个安装位置上下均有一个旋翼叶片1，每个安装位置的上下两个旋翼叶片1在运作时旋转方向相反，以保证无人机飞行平稳；

扩展机构由电动机8，齿轮机构，导轨6，伸缩杆5组成，电机为齿轮机构传动提供转矩，齿轮机构由一对正齿轮副10组成，在电动机8的驱动下为伸缩杆5和升降架4提供转矩，导轨6连接在无人机机身侧面，能够为伸缩杆5的移动提供约束，三个电动机8和三个正齿轮副10，分布在伸缩杆5交叉之处，三个电动机8同时同步同速旋转，实现三个旋翼1的同步伸展与回收，伸缩杆5与导轨6嵌套，同时通过自身结构上的齿条与齿轮机构的齿轮啮合，工作时，在电动机8的驱动下，导轨6引导三对伸缩杆5移动，带动旋翼支架2做平移运动、实现飞行机构的向外伸展，该扩展机构实现了飞行机构的向外伸展，从而增大了无人机在飞行时的受力面积，使得三旋翼无人机在飞行时的平稳性得到增强，飞行时更大的受力面积能够有效地提高三旋翼无人机的飞行稳定性，可以控制在飞行过程中气流的变化和展开时的重心变化；

本实施例中，每个旋翼支架2两臂的伸缩杆5的结构有所不同，为避免与相邻旋翼支架2的伸缩杆5干涉，其中一臂的伸缩杆5中部镂空，形成U型，以允许相邻旋翼支架2的伸缩杆5从其内部穿过，并与对应导轨6形成约束、且裸露在导轨6外部；

另一臂的伸缩杆5从另一旋翼支架2的伸缩杆5的内部穿过，并与对应导轨6形成约束且位于导轨6内部；

升降机构由蜗杆9，斜齿轮11，斜齿条14，底座13，升降架4，升降套筒3组成，蜗杆9与扩展机构内正齿轮副10同步转动，斜齿轮11与蜗杆9啮合传递转矩，斜齿条14与升降套筒3连接，与斜齿轮11啮合实现升降套筒3的上升与下降，底座13为无人机整体提供结构支撑和约束，升降架4连接在底座13中心，为升降套筒3提供约束与引导，升降套筒3与升降架4嵌套，自身结构上带有斜齿条14，通过斜齿条14和斜齿轮11啮合，实现了升降套筒3在飞行机构向外展开的同时同步下降，使得升降套筒3底部的功能模块与飞行机构同步工作；

电动机8驱动正齿轮副10旋转时，带动蜗杆9旋转，蜗杆9与斜齿轮11啮合，斜齿轮11同时与升降架4上的斜齿条14相连，从而将齿轮的旋转运动转化为升降架4的上下平移运动，蜗杆9与正齿轮副10的从动轮(即第二正齿轮)同心布置，斜齿轮11垂直于无人机平面沿径向布置，升降架4的斜齿条14垂直布置，升降架4在旋翼支架2向外扩展时同步下降，向内回收时同步上升归回原位；

功能模块由功能设备、本体装置和连接装置12组成，功能设备包括摄像头、测温器等，本体装置用于承载功能设备，通过固定螺栓与升降套筒3相连，连接装置12用于功能设备与本体装置的连接，将二者的结构固定。

本实用新型通过将三个对称的旋翼向外伸展，飞行器在开始工作之前，展开旋翼，降下功能设备，并锁定在正常工作状态，起飞后能具有较好的的平稳性能。同时另一方面，在非工作状态下，该三旋翼无人机能够收回功能设备，同时收回展开的旋翼，故节省了该无人机的占用空间，所以具有工作时飞行平稳、空间利用率大的优点。

本实用新型采用可拆卸的连接安装方式，摆脱了原有飞行器功能单一的特点，在外形结构上更新，优化，充分利用飞行器高空运作的优点，可以更换无人机所携带的功能设备，开拓了飞行器结构与功能上的双重创新，同时保证了三旋翼无人机的经济性与多功能性。

Claims (10)

1.一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，包括三个旋翼，其特征在于，所述三个旋翼分别安装在三个可扩展收回的旋翼支架(2)上，三个旋翼支架(2)中两两之间夹角为120°，所述旋翼支架(2)的一端通过传动机构连接至升降机构。

2.根据权利要求1所述的一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，其特征在于，所述传动机构包括电动机(8)、蜗杆(9)、正齿轮副(10)和斜齿轮(11)，所述正齿轮副(10)包括第一正齿轮和第二正齿轮，所述电动机(8)与第一正齿轮连接，所述第一正齿轮与第二正齿轮相互啮合连接，所述第一正齿轮和第二正齿轮的旋转方向相反，所述第二正齿轮套设在蜗杆(9)的底部，所述第一正齿轮和第二正齿轮分别与两个旋翼支架(2)的一端连接，所述斜齿轮(11)与蜗杆(9)的螺旋齿相互啮合连接，所述斜齿轮(11)与升降机构连接。

3.根据权利要求2所述的一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，其特征在于，所述旋翼支架(2)的一端设置有伸缩杆(5)，所述伸缩杆(5)的侧面与第一正齿轮或第二正齿轮相互啮合连接，所述伸缩杆(5)安装于导轨(6)内。

4.根据权利要求2所述的一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，其特征在于，所述升降机构包括升降架(4)，所述升降架(4)内安装有升降套筒(3)，所述升降架(4)安装在底座(13)上。

5.根据权利要求4所述的一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，其特征在于，所述升降套筒(3)的侧面设置有斜齿条(14)，所述斜齿条(14)与斜齿轮(11)相互啮合连接。

6.根据权利要求4所述的一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，其特征在于，所述升降套筒(3)的底部可拆卸地安装有功能设备。

7.根据权利要求6所述的一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，其特征在于，所述升降套筒(3)的底部连接有用于承载功能设备的本体装置，所述本体装置通过连接装置(12)与功能设备相连接固定。

8.根据权利要求7所述的一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，其特征在于，所述本体装置通过螺栓与升降套筒(3)的底部连接。

9.根据权利要求1所述的一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，其特征在于，所述旋翼包括一对上下放置方向相反的旋翼叶片(1)。

10.根据权利要求1所述的一种可扩展旋翼的多功能三旋翼无人机，其特征在于，所述旋翼支架(2)的另一端设置有用于限定旋翼旋转范围的旋翼约束(7)。

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