CN218258691U - 一种舵面传动机构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无人机技术领域，公开了一种舵面传动机构，包括舵机、传动件和连杆；舵机安装在机身框之上，舵机输出端与摇臂一端驱动连接；传动件穿设在机身长桁之上，并与机身长桁转动连接；传动件一端与舵面侧端固定连接，传动件另一端与拉杆一端固定连接；连杆一端与摇臂另一端铰接相连，连杆另一端与拉杆另一端铰接相连；其中，摇臂长度大于拉杆长度。本申请解决了现有固定翼无人机的舵面传动机构在舵机安装位置受限的情况下，会出现由于舵机输出端输出角度受限，导致舵面转动角度范围不能满足设计要求的问题。

Description

一种舵面传动机构

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，具体是指一种舵面传动机构。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，其中，无人机从技术角度定义可以分为固定翼无人机、垂直起降无人机、无人直升机、多旋翼无人机等。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、灵活性高、对地勤保障要求低、安全风险系数小等优点。

其中，对于固定翼无人机，其无人机主要操作面(副翼、升降舵、方向舵)后缘一般会设置舵面，以在气流中利用舵面偏转来控制无人机的飞行姿态。固定翼无人机有四个舵面，包括襟翼、副翼、方向舵、升降舵，舵面通过铰支座与机翼可转动的连接，并可以通过舵面传动机构驱动控制舵面的转动角度，以适应不同的飞行场景。对于现有的固定翼无人机，其机翼舵面传动机构多采用连杆机构的方式来连接驱动，但由于连杆暴露在机身外面，将会产生阻力，影响飞行速度，同时也影响飞机美观。

为此，有些固定翼无人机也会采用在舵面的根部安装舵机，利用舵机直驱的方式对舵面进行驱动，但是这种舵面传动结构，对于舵机的安装位置会有特定的要求，即舵机必须垂直于舵面安装，以使舵机驱动端与舵面保持同一传力轴线。

而且现有舵面传动机构，不论其采用上述何种安装方式，在其传动过程中，其舵机的转动角速度一般是与舵面的转动角速度相同的，即舵机输出端的转动角度会同样反映到舵面的转动角度上。但是如果舵机安装位置受限，导致舵机输出端转动角度受限的话，便会影响到舵面的转动角度范围，出现舵面转动角度范围不能满足设计要求的问题。

发明内容

基于以上技术问题，本申请提供了一种舵面传动机构，解决了现有固定翼无人机的舵面传动机构在舵机安装位置受限的情况下，会出现由于舵机输出端输出角度受限，导致舵面转动角度范围不能满足设计要求的问题。

为解决以上技术问题，本申请采用的技术方案如下：

一种舵面传动机构，包括舵机、传动件和连杆；舵机安装在机身框之上，舵机输出端与摇臂一端驱动连接；传动件穿设在机身长桁之上，并与机身长桁转动连接；传动件一端与舵面侧端固定连接，传动件另一端与拉杆一端固定连接；连杆一端与摇臂另一端铰接相连，连杆另一端与拉杆另一端铰接相连；

其中，摇臂长度大于拉杆长度。

进一步的，传动件包括传动杆和固定杆，传动杆与机身长桁转动连接；传动杆一端与拉杆连接，传动杆另一端与固定杆一端铰接相连，固定杆另一端与舵面连接。

进一步的，传动杆与机身长桁转动连接处设有套筒，套筒内设有鱼眼轴承，传动杆与鱼眼轴承转动连接。

进一步的，舵机通过支座安装在机身框之上。

进一步的，舵机输出端设有安装件，安装件与摇臂一端通过螺栓固定连接。

进一步的，连杆通过关节轴承与摇臂或拉杆铰接相连。

进一步的，连杆沿机身长桁的轴向设置。

进一步的，传动件沿舵面转动轴线的轴向设置。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请了一种舵面传动机构，其通过摇臂、连杆、拉杆的联动作用，以及摇臂长度大于拉杆长度的力臂设置，使得摇臂摆转的角速度小于拉杆摆转的角速度，以此舵机可以扩大舵机的输出角度，以在更大角度范围内对舵面角度进行调整。从而在舵机输出端转动角度受限的情况下，仍能够对舵面在大角度范围内进行驱动控制。

此外，整个舵面传动机构由于连杆的存在，使其可以不受机身或机翼空间限制，也不受传力轴线限制进行安装，整个舵面传动机构可以在舵机输出端与舵面不再同一传力轴线的条件下，完成对舵面的驱动控制。因此，降低了舵面传动机构的安装位置要求，扩大了其安装范围，减小了其安装难度。且由于扩大了舵机的安装范围，还提高了飞机机身的空间利用率。

同时此舵面传动机构还可减小舵机的受力，保证舵面控制的稳定性和可靠性，避免出现舵面卡滞、抖动等问题，提高舵面转动角度精度。

此外，本申请通过还通过转动方向的转变，节约了舵面传动机构的安装空间。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。其中：

图1为舵面传动机构与无人机转配的结构示意图。

图2为舵面传动机构的结构示意图。

图3为拉杆与传动件的立体装配结构示意图。

其中，1摇臂，2舵机，201安装件，3机身框，4连杆，5机身长桁，6拉杆，7传动件，701套筒，702鱼眼轴承，703传动杆，704固定杆，8机翼，9舵面，10关节轴承。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

图1～3是本申请一些实施例所示的舵面传动机构的结构示意图，以下将结合图1～3对本申请所涉及的舵面传动机构进行介绍。需要注意的是，图1～3仅作为示例，并不对舵面传动机构的具体形状和结构形成限定。

参阅图1～3，在一些实施例中，一种扩大输出角度的舵面9传动机构，包括舵机2、传动件7和连杆4；舵机2安装在机身框3之上，舵机2输出端与摇臂1一端驱动连接；传动件7穿设在机身长桁5之上，并与机身长桁5转动连接；传动件7一端与舵面9侧端固定连接，传动件7另一端与拉杆6一端固定连接；连杆4一端与摇臂1另一端铰接相连，连杆4另一端与拉杆6另一端铰接相连；

其中，摇臂1长度大于拉杆6长度。

本实施例中，通过舵机2输出端带动摇臂1摆转，摇臂1的摆转运动通过连杆4传递给拉杆6，使拉杆6同步进行摆转。且由于传动件7在与舵面9固定连接的同时，还与机身长桁5转动连接，因此，拉杆6的摆转便会带动传动件7转动，并通过传动件7的转动，带动舵面9转动，从而对舵面9进行驱动控制。

且由现有技术可知，在连杆4机构中，当机构的两个旋转力臂分别连接在同一连杆4的两端时，两个旋转力臂的摆转线速度是相等的。又因为V＝R·ω，其中，V表示线速度，R表示力臂长度，ω表示角速度。即在线速度相同的情况下，力臂越短，线速度越大。

基于上述原理，本申请将摇臂1长度设置为大于拉杆6长度，使得摇臂1摆转的角速度小于拉杆6摆转的角速度，以此舵机2可以扩大舵机2的输出角度，以在更大角度范围内对舵面9角度进行调整。从而在舵机2输出端转动角度受限的情况下，仍能够对舵面9在大角度范围内进行驱动控制。

此外，由于连杆4的存在，使其可以不受机身或机翼8空间限制，也不受传力轴线限制进行安装，整个舵面9传动机构可以在舵机2输出端与舵面9不再同一传力轴线的条件下，完成对舵面9的驱动控制。因此，降低了舵面9传动机构的安装位置要求，扩大了其安装范围，减小了其安装难度。且由于扩大了舵机2的安装范围，还提高了飞机机身的空间利用率。

同时此舵面9传动机构还可减小舵机2的受力，保证舵面9控制的稳定性和可靠性，避免出现舵面9卡滞、抖动等问题，提高舵面9转动角度精度。

具体的，连杆4沿机身长桁5的轴向设置。

具体的，传动件7沿舵面9转动轴线的轴向设置。

参阅图3，优选的，传动件7包括传动杆703和固定杆704，传动杆703与机身长桁5转动连接；传动杆703一端与拉杆6连接，传动杆703另一端与固定杆704一端铰接相连，固定杆704另一端与舵面9连接。

其中，从现有技术可知，铰连接结构除了可以摆转调整连接件的角度之外，还可以传递扭矩。因此，在保证舵面9可以被正常驱动控制的前提下，本申请可利用传动杆703和固定杆704的铰连接结构在两者不处于同一轴线的情况下，仍能够传递扭矩的特性，通过传动杆703带动舵面9转动。基于此特点，本申请可在较宽范围内改变扭矩方向，以扩大传动件7的安装范围，使其结构不受空间限制，也不受传力轴线限制，进一步提高了飞机机身的空间利用率。

具体的，传动杆703与机身长桁5转动连接处设有套筒701，套筒701内设有鱼眼轴承702，传动杆703与鱼眼轴承702转动连接。

其中，通过套筒701和鱼眼轴承702，使得传动杆703能够稳定地转动安装在机身长桁5之上。

此外，对于固定杆704，如果固定杆704需要穿过机翼8才能与舵面9连接的话，固定杆704与机翼8也是通过鱼眼轴承702转动连接。

优选的，舵机2通过支座安装在机身框3之上。

其中，通过支座可以方便、稳定地将舵机2安装在机身框3之上。

优选的，舵机2输出端设有安装件201，安装件201与摇臂1一端通过螺栓固定连接。

其中，舵机2通过安装件201与摇臂1进行连接，其安装结构简单牢固，能够稳定地将舵机2输出的扭矩传递给摇臂1。

优选的，连杆4通过关节轴承10与摇臂1或拉杆6铰接相连。

其中，通过关节轴承10可以消除连杆4传力轴线的制造和装配误差，避免出现连杆4卡滞、抖动等问题。

如上即为本申请的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述申请的验证过程，并非用以限制本申请的专利保护范围，本申请的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本申请的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本申请的保护范围内。

Claims (8)

1.一种舵面传动机构，其特征在于，包括：

舵机，所述舵机安装在机身框之上，所述舵机输出端与摇臂一端驱动连接；

传动件，所述传动件穿设在机身长桁之上，并与所述机身长桁转动连接；所述传动件一端与舵面侧端固定连接，所述传动件另一端与拉杆一端固定连接；

连杆，所述连杆一端与所述摇臂另一端铰接相连，所述连杆另一端与所述拉杆另一端铰接相连；

其中，所述摇臂长度大于所述拉杆长度。

2.根据权利要求1所述的一种舵面传动机构，其特征在于：

所述传动件包括传动杆和固定杆，所述传动杆与所述机身长桁转动连接；所述传动杆一端与所述拉杆连接，所述传动杆另一端与所述固定杆一端铰接相连，所述固定杆另一端与所述舵面连接。

3.根据权利要求2所述的一种舵面传动机构，其特征在于：

所述传动杆与所述机身长桁转动连接处设有套筒，所述套筒内设有鱼眼轴承，所述传动杆与所述鱼眼轴承转动连接。

4.根据权利要求1所述的一种舵面传动机构，其特征在于：

所述舵机通过支座安装在所述机身框之上。

5.根据权利要求1所述的一种舵面传动机构，其特征在于：

所述舵机输出端设有安装件，所述安装件与所述摇臂一端通过螺栓固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种舵面传动机构，其特征在于：

所述连杆通过关节轴承与所述摇臂或所述拉杆铰接相连。

7.根据权利要求1所述的一种舵面传动机构，其特征在于：

所述连杆沿所述机身长桁的轴向设置。

8.根据权利要求1所述的一种舵面传动机构，其特征在于：

所述传动件沿所述舵面转动轴线的轴向设置。

Images