CN216443804U - 飞行器的驱动系统及飞行器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种飞行器的驱动系统及飞行器。该飞行器的驱动系统包括：输出机构与输出机构传动相连的至少两组输入机构，输出机构设有从动轴，输入机构包括沿垂直于从动轴的方向设置的主动轴，主动轴与从动轴传动连接，用于带动从动轴转动；其中，输入机构还包括电机组件，电机组件的驱动轴与主动轴传动连接，用于通过主动轴带动从动轴转动。本申请提供的方案，输入机构的主动轴与输出机构的从动轴垂直，布置空间能够更加紧凑，有利于提升功率密度；并且，至少两组输入机构的电机组件与从动轴传动连接，提升了输出扭矩。

Description

飞行器的驱动系统及飞行器

技术领域

本申请涉及驱动装置技术领域，尤其涉及飞行器的驱动系统及飞行器。

背景技术

相关技术中的飞行器大多使用发动机驱动系统，以汽油或者柴油作为燃料的发动机驱动系统虽然能够为飞行器提供充足的动力，但是具有结构复杂、重量较重、运行维护成本高以及空气污染严重等问题。随着新能源技术的不断进步，电驱飞行器代表了未来民用飞行器的发展趋势，具有十分广阔的发展前景。

然而，相关技术中的电动驱动系统通常呈纵向布置，布置空间大，功率密度小。并且，电动驱动系统的输出动力有限，承载能力有限，难以满足飞行器的大输出功率的要求。

实用新型内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种飞行器的驱动系统及飞行器，该驱动系统，能够提升功率密度与输出扭矩。

本申请第一方面提供一种飞行器的驱动系统，包括：输出机构与所述输出机构传动相连的至少两组输入机构，

所述输出机构设有从动轴，所述输入机构包括沿垂直于所述从动轴的方向设置的主动轴，所述主动轴与所述从动轴传动连接，用于带动所述从动轴转动；

其中，所述输入机构还包括电机组件，所述电机组件的驱动轴与所述主动轴传动连接，用于通过所述主动轴带动所述从动轴转动。

在其中一个实施方式中，所述驱动轴与所述主动轴共轴固定连接；或

所述驱动轴与所述主动轴设为一体式结构；或

所述驱动轴与所述主动轴通过传动结构传动连接。

在其中一个实施方式中，所述传动结构包括单向离合机构，所述驱动轴与所述主动轴之间通过所述单向离合机构相连接；

其中，至少两组所述输入机构通过对应的所述单向离合机构可分别或同时与所述从动轴传动相连。

在其中一个实施方式中，所述主动轴与所述从动轴之间通过螺旋锥齿机构传动连接，

所述螺旋锥齿机构包括设于所述主动轴上的锥形齿轮，以及固设于所述从动轴上的与所述锥形齿轮相啮合的齿盘，所述齿盘与所述从动轴共轴设置。

在其中一个实施方式中，所述输入机构的所述锥形齿轮啮合于所述从动轴上的同一所述齿盘。

在其中一个实施方式中，还包括壳体以及设于所述壳体与所述从动轴之间的转动支撑机构；

所述转动支撑机构用于沿所述从动轴的周向对所述从动轴进行转动支撑；

其中，所述转动支撑机构包括用于将所述从动轴的一端转动支撑于所述壳体的第一转动件，以及用于将所述从动轴的另一端转动支撑于所述壳体的第二转动件。

在其中一个实施方式中，所述输出机构还包括与所述从动轴相连的输出架，所述输出架包括转动支撑于所述壳体的输出轴，所述从动轴与所述输出轴共轴设置；

所述从动轴与所述输出架之间通过所述第二转动件相连，所述从动轴用于通过所述第二转动件带动所述输出架的所述输出轴转动。

在其中一个实施方式中，所述输入机构设有两组；

两组所述输入机构的所述电机组件以所述从动轴的轴心线为对称轴呈对称分布。

在其中一个实施方式中，所述输入机构设有两组；

两组所述输入机构的所述电机组件的驱动轴与所述从动轴构成“T”字形结构。

本申请第二方面提供一种飞行器，包括如上所述的驱动系统。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供的飞行器的驱动系统包括：输出机构与输出机构传动相连的至少两组输入机构，输出机构设有从动轴，输入机构包括沿垂直于从动轴的方向设置的主动轴，主动轴与从动轴传动连接，用于带动从动轴转动；其中，输入机构还包括电机组件，电机组件的驱动轴与主动轴传动连接，用于通过主动轴带动从动轴转动。这样设置后，输入机构的主动轴与输出机构的从动轴垂直，布置空间能够更加紧凑，有利于提升功率密度；并且，至少两组输入机构的电机组件与从动轴传动连接，提升了输出扭矩。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的飞行器的驱动系统的整体结构示意图；

图2是本申请实施例示出的飞行器的驱动系统的剖面结构示意图；

图3是图1中的另一视角的结构示意图。

附图标记：

100、壳体；200、输入机构；210、主动轴；220、电机组件；221、驱动轴；222、定子组件；223、转子组件；230、单向离合机构；300、输出机构；310、从动轴；320、输出架；321、输出轴；322、连接轴；400、螺旋锥齿机构；410、锥形齿轮；420、齿盘；610、第一转动件；620、行星机构。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

相关技术中的电动驱动系统通常呈纵向布置，布置空间大，功率密度小。并且，电动驱动系统的输出动力有限，承载能力有限，难以满足飞行器的大输出功率的要求。

针对上述问题，本申请实施例提供一种飞行器的驱动系统及飞行器，该驱动系统，能够提升功率密度与输出扭矩。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

请一并参见图1-图3，本申请第一方面提供一种飞行器的驱动系统，包括：输出机构300与输出机构300传动相连的至少两组输入机构200，输出机构300设有从动轴310，输入机构200包括沿垂直于从动轴310的方向设置的主动轴210，主动轴210与从动轴310传动连接，用于带动从动轴310转动；其中，输入机构200还包括电机组件220，电机组件220的驱动轴221与主动轴210传动连接，用于通过主动轴210带动从动轴310转动。这样设置后，输入机构200的主动轴210与输出机构300的从动轴310垂直，布置空间能够更加紧凑，有利于提升功率密度；并且，至少两组输入机构200的电机组件220与从动轴310传动连接，提升了输出扭矩。

本实施例中，至少两组输入机构200包括两组、三组及以上数量的输入机构200，为了提升驱动系统的稳定性，至少两组输入机构200的主动轴210可以以输出机构300的从动轴310的轴心线为对称轴呈旋转对称分布。

本实施例中，电机组件220包括定子组件222、转子组件223、以及与转子组件223传动连接的驱动轴221，电机组件220可以配置为外转子电机或内转子电机。

一些实施例中，输入机构200设有两组；两组输入机构200的电机组件220以从动轴310的轴心线为对称轴呈对称分布，这样的设置，能够提升驱动系统的稳定性。值得说明的是，两组输入机构200的电机组件220以从动轴310的轴心线既可以呈旋转对称分布，也可以呈轴对称分布。

一些实施例中，输入机构200设有两组；两组输入机构200的电机组件220的驱动轴221与从动轴310构成“T”字形结构。也就是说，两组输入机构200的电机组件220的驱动轴221设置于从动轴310的相对的两侧，并且共轴设置，以形成“T”字形的布置结构，这样，能够进一步提升驱动系统的稳定性。

一些实施例中，当至少两组输入机构200配置为三组输入机构200时，三组输入机构200的主动轴210沿输出机构300的从动轴310的周向均匀间隔分布。更多数量的输入机构200的主动轴210与输出机构300的从动轴310的位置关系在此不再赘述，通过增加输入机构200的数量，动力能够通过更多的输入机构200传动到输出机构300，使得驱动系统的输出扭矩得到大幅提升。

一些实施例中，驱动轴221与主动轴210共轴固定连接，也就是说，通过将电机组件220的驱动轴221与主动轴210共轴设置，能够减少电机组件220在主动轴210周向区域的空间占用，有利于使整体结构更加紧凑，进而提升功率密度；通过将驱动轴221与主动轴210固定连接，使得驱动轴221输出的动力能够直接经主动轴210传递给从动轴310，减少动力传递的响应时间，提升动力输出的流畅度。驱动轴221与主动轴210固定连接的方式包括但不限位焊接，在此不再赘述。

一些实施例中，驱动轴221与主动轴210设为一体式结构，以增强驱动轴221与主动轴210的结构强度，并且具有上述实施例中驱动轴221与主动轴210固定连接的作用，在此不再赘述，驱动轴221与主动轴210一体成型的方式有很多，包括但不限于一体压铸成型。

一些实施例中，驱动轴221与主动轴210通过传动结构传动连接，通过在驱动轴221与主动轴210之间设置传动结构，以实现不同的传动效果，例如，在驱动轴221与主动轴210之间设置不同齿速比的传动齿轮，以使主动轴210具有不同的转速。

一些实施例中，传动结构包括单向离合机构230，驱动轴221与主动轴210之间通过单向离合机构230相连接；其中，至少两组输入机构200通过对应的单向离合机构230可分别或同时与从动轴310传动相连。这样设置后，至少两组输入机构200不一定需要同时使用，在一些条件下，例如动力需求不高的条件下，可以选择性地使用其中一组输入机构200进行动力输入。此外，通过在驱动轴221与主动轴210之间设置单向离合机构230，使得当其中一组输入机构200的电机组件220出现故障时，例如电机失控出现停转或者反转，在单向离合机构230的作用下，驱动轴221与主动轴210能够脱离，如此，能够保证其他能够正常工作的电机组件220能够不受到出现故障的电机组件220的影响，提高驱动系统的可靠性与安全性，实现了功率冗余，保证飞行器的安全飞行。优选地，单向离合机构230可以是单向离合器，单向离合器具有结构简单，占用空间小的优点，在保证离合功能的同时，有利于实现驱动系统的紧凑化，提升驱动效率。

一些实施例中，主动轴210与从动轴310之间通过螺旋锥齿机构400传动连接，螺旋锥齿机构400包括设于主动轴210上的锥形齿轮410，以及固设于从动轴310上的与锥形齿轮410相啮合的齿盘420，齿盘420与从动轴310共轴设置。螺旋锥齿机构400能够实现相交轴的动力传动，有利于主动轴210与从动轴310之间的动力传递稳定，提升可靠性。主动轴210与锥形齿轮410转动时，带动齿盘420以及从动轴310转动，以实现在垂直角度下，动力从主动轴210到从动轴310的传动。并且，螺旋锥齿机构400采用对称设置，使至少两组输入机构200的主动轴210与输出机构300的从动轴310之间的传动更加平缓，从动轴310的齿盘420能够受力均衡，传动噪音低。

一些实施例中，为了简化结构，提升可靠性，输入机构200的锥形齿轮410啮合于从动轴310上的同一齿盘420，这样，至少两组输入机构200的主动轴210上的锥形齿轮410上的动力能够通过同一齿盘420传动到从动轴310上，而不是通过分别与至少两个锥形齿轮410相啮合的多个齿盘420传动到从动轴310上，齿盘420的数量更少，有利于简化结构，降低故障率，提升可靠性。另外，还可以降低整体重量，有利于降低飞行器的能耗。

一些实施例中，还包括壳体100以及设于壳体100与从动轴310之间的转动支撑机构；转动支撑机构用于沿从动轴310的周向对从动轴310进行转动支撑；其中，转动支撑机构包括用于将从动轴310的一端转动支撑于壳体100的第一转动件610，以及用于将从动轴310的另一端转动支撑于壳体100的第二转动件。第一转动件610可以配置为套设于从动轴310的轴承，通过第一转动件610与第二转动件，壳体100能够沿从动轴310的周向对从动轴310进行转动支撑，以提升从动轴310的转动稳定性。

一些实施例中，输出机构300还包括与从动轴310相连的输出架320，输出架320包括转动支撑于壳体100的输出轴321，从动轴310与输出轴321共轴设置；从动轴310与输出架320之间通过第二转动件相连，从动轴310用于通过第二转动件带动输出架320的输出轴321转动。输出架320的输出轴321可以与飞行器的旋翼机构连接，从而把至少两个电机组件220的动力，合成到螺旋桨上面，完成整个动力的输出。

一些实施例中，第二转动件包括行星机构620；行星机构620包括依次相互啮合的太阳齿、行星齿以及内齿圈；输出架320包括与输出轴321固定为一体的多个连接轴322，多个连接轴322布置于从动轴310的周向且与从动轴310相平行；其中，内齿圈相对于壳体100固定设置，太阳齿套设于从动轴310且相对于从动轴310固定设置，行星齿可转动地套设于连接轴322上。这样设置后，从动轴310与太阳齿同步转动，进而带动行星齿绕太阳齿做行星运动，通过与行星齿相连接的连接轴322带动输出架320转动，以实现从动轴310向输出架320的动力传动。从动轴310与输出架320之间通过行星机构620相连，第一方面，具有分解从动轴310轴向载荷，提升动力输出能力的作用；第二方面，利用行星机构620的旋转对称结构，能够提升整体结构的稳定性；第三方面，行星机构620具有能够将至少两组输入机构200输入的功率分流再合流的作用。本实施例中，为了提升太阳齿与从动轴310的连接强度，太阳齿与从动轴310可以是一体成型结构。

本申请提供的驱动系统的工作原理如下：驱动系统包括至少两个永磁同步电机(电机组件220)以及与至少两个永磁同步电机传动连接的减速器(输出机构300)。其中、电机内部包含漆包线、定子组件222、转子组件223、盖板、旋变、驱动轴221等机构。减速器包含至少两个锥形齿轮410、齿盘420、从动轴310、行星机构620、输出架320以及至少两个单向离合器等机构。驱动轴221与单向离合器内圈连接，驱动轴221旋转带动单向离合器运转，从而带动至少两个锥形齿轮410运转，至少两个锥形齿轮410同时给减速器提供动力输入，带动与从动轴310固定连接的齿盘420运转。其中行星机构620的太阳齿固定在从动轴310上，齿盘420与从动轴310的转动带动了行星机构620运转，行星机构620带动输出架320转动，输出架320与旋翼机构连接，从而把至少两个电机的动力，合成到螺旋桨上面，完成整个动力的输出。

以上实施例介绍了本申请实施例提供的飞行器的驱动系统，相应地，本申请还提供一种飞行器的实施例，本实施例提供的飞行器包括如上述任意实施例所描述的驱动系统。

本实施例提供的飞行器，包括驱动系统，驱动系统包括输出机构300与输出机构300传动相连的至少两组输入机构200，输出机构300设有从动轴310，输入机构200包括沿垂直于从动轴310的方向设置的主动轴210，主动轴210与从动轴310传动连接，用于带动从动轴310转动；其中，输入机构200还包括电机组件220，电机组件220的驱动轴221与主动轴210传动连接，用于通过主动轴210带动从动轴310转动。这样设置后，输入机构200的主动轴210与输出机构300的从动轴310垂直，布置空间能够更加紧凑，有利于提升功率密度；并且，至少两组输入机构200的电机组件220与从动轴310传动连接，提升了输出扭矩。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种飞行器的驱动系统，其特征在于，包括：

输出机构与所述输出机构传动相连的至少两组输入机构，

所述输出机构设有从动轴，所述输入机构包括沿垂直于所述从动轴的方向设置的主动轴，所述主动轴与所述从动轴传动连接，用于带动所述从动轴转动；

其中，所述输入机构还包括电机组件，所述电机组件的驱动轴与所述主动轴传动连接，用于通过所述主动轴带动所述从动轴转动。

2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于：

所述驱动轴与所述主动轴共轴固定连接；或

所述驱动轴与所述主动轴设为一体式结构；或

所述驱动轴与所述主动轴通过传动结构传动连接。

3.根据权利要求2所述的驱动系统，其特征在于：

所述传动结构包括单向离合机构，所述驱动轴与所述主动轴之间通过所述单向离合机构相连接；

其中，至少两组所述输入机构通过对应的所述单向离合机构可分别或同时与所述从动轴传动相连。

4.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于：

所述主动轴与所述从动轴之间通过螺旋锥齿机构传动连接，

所述螺旋锥齿机构包括设于所述主动轴上的锥形齿轮，以及固设于所述从动轴上的与所述锥形齿轮相啮合的齿盘，所述齿盘与所述从动轴共轴设置。

5.根据权利要求4所述的驱动系统，其特征在于：

所述输入机构的所述锥形齿轮啮合于所述从动轴上的同一所述齿盘。

6.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于：

还包括壳体以及设于所述壳体与所述从动轴之间的转动支撑机构；

所述转动支撑机构用于沿所述从动轴的周向对所述从动轴进行转动支撑；

其中，所述转动支撑机构包括用于将所述从动轴的一端转动支撑于所述壳体的第一转动件，以及用于将所述从动轴的另一端转动支撑于所述壳体的第二转动件。

7.根据权利要求6所述的驱动系统，其特征在于：

所述输出机构还包括与所述从动轴相连的输出架，所述输出架包括转动支撑于所述壳体的输出轴，所述从动轴与所述输出轴共轴设置；

所述从动轴与所述输出架之间通过所述第二转动件相连，所述从动轴用于通过所述第二转动件带动所述输出架的所述输出轴转动。

8.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于：

所述输入机构设有两组；

两组所述输入机构的所述电机组件以所述从动轴的轴心线为对称轴呈对称分布。

9.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于：

所述输入机构设有两组；

两组所述输入机构的所述电机组件的驱动轴与所述从动轴构成“T”字形结构。

10.一种飞行器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的驱动系统。

Images