CN219361321U - 一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构，包括倾转电机、控制倾转电机倾转的倾转控制机构和安装倾转控制机构的倾转盘，所述倾转电机通过设置在自身内部的向心关节轴承利用连接轴与倾转盘连接，安装在倾转盘上的倾转控制机构通过拉杆和倾转电机连接，倾转电机可在倾转控制机构的作用下相对连接轴倾转。优点，利用倾转控制机构上的舵机带动和倾转电机连接的拉杆移动，进而达到控制倾转电机倾转的效果，结构简单驱动方便，降低了无人机的重量，同时又利用安装在倾转电机中心的向心关节轴承代替转动支点，降低了舵机控制所需的扭矩，比传统方法更省力，降低了舵机的负载，同时也节省了无人机的电量，提高了无人机续航能力。

Description

一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构

技术领域

本实用新型具体涉及一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构。

背景技术

无人飞机是指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机，无人机在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等等领域广泛应用，目前发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术；

目前，一般的无人机是通过更改不同旋翼的转速来控制无人机做一系列的动作，现有一种新型变模态无人机，新型变模态无人机是将固定翼飞机和旋翼飞机融为一体的新型变模态无人机，其中倾转机构是变模态无人机的核心技术之一，通过倾转机构来改变旋翼的飞行角度进而实现无人机的俯仰和横滚。常见的倾转机构主要为舵机直驱装置，但常规倾转控制机构倾转支点离电机重心较远，导致控制舵机需要提供较大的扭矩来克服电机自重带来的力矩，结构复杂的同时也加大了舵机的负载，同时耗电量也高。

在中国专利：202120250554.2，名称为：一种三旋翼两倾转无人机的旋翼倾转装置，中记载有包括，无人机机翼，安装在无人机机翼上的旋翼倾转装置，其特征在于：所述旋翼倾转装置包括直线伺服驱动器、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。

如专利202120250554.2中图1和图2所示，该专利中主要是利用设置在安装架上的直线伺服驱动器来带动倾转摇臂运动，进而利用倾转摇臂带动螺旋桨连接的动力电机进行倾转，从而达到调整无人机飞行姿态的作用，但直线伺服驱动器需要运行行程，导致整个倾转机构尺寸较大，同时控制动力电机倾转的扭矩也较大，加大了耗电量，同时较多的结构和安装架也导致整个倾转控制机构结构复杂增加了无人机的重量。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，技术背景中提及的现有的倾转控制机构支点距离倾转电机较远需要提供的扭矩较大，增大了舵机的负载，耗电量高，以及现有的倾转控制机构复杂增加无人机自重的问题。

针对上述技术问题，提出一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构；通过以下技术方案实现的：一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构，包括倾转电机、控制倾转电机倾转的倾转控制机构和安装倾转控制机构的倾转盘，所述倾转电机通过设置在自身内部的向心关节轴承利用连接轴与倾转盘连接，安装在倾转盘上的倾转控制机构通过拉杆和倾转电机连接，倾转电机可在倾转控制机构的作用下相对连接轴倾转。

本实用新型，主要是利用倾转控制机构上的舵机带动和倾转电机连接的拉杆移动，进而达到控制倾转电机倾转的效果，结构简单驱动方便，降低了无人机的重量，同时又利用安装在倾转电机中心的向心关节轴承代替转动支点，降低了舵机控制所需的扭矩，比传统方法更省力，降低了舵机的负载，同时也节省了无人机的电量，提高了无人机续航能力。

对本实用新型技术方案的优选，倾转电机包括电机主体和电机座，所述电机主体能沿自身轴线相对电机座旋转，电机主体相对电机座旋转的设置使得倾转控制机构在对电机座施加力，带动倾转电机倾转时不会影响倾转电机转动，保证了装置的稳定运行。

对本实用新型技术方案的优选，电机主体中部开有通孔的中空旋转电机，向心关节轴承设置在电机主体中部孔处，向心关节轴承设置在电机主体中部孔处的设置使得利用向心关节轴承代替转动支点，降低了舵机控制所需的扭矩，降低了舵机的负载。

对本实用新型技术方案的优选，倾转控制机构包括设置在倾转盘下端的舵机、限位杆和与舵机连接的拉杆，所述拉杆穿过倾转盘和电机座连接，限位杆设置在倾转盘和电机座活动连接，对倾转电机进行限位，限位杆的设置使得可以通过限位杆来对倾转电机的倾转角度进行限位和倾转方向的引导，保证倾转过程的平稳。

对本实用新型技术方案的优选，在拉杆的两端各设置有一个向心关节轴承，拉杆两端设置向心关节轴承使得拉杆上移或下降的过程平稳，倾转电机倾转稳定，保证了无人机飞行的平稳性。

对本实用新型技术方案的优选，舵机和拉杆之间通过连杆连接，所述连杆一端与舵机的旋转轴连接，一端和拉杆上的向心关节轴承连接，连杆的设置把舵机的旋转运动传递到拉杆上，带动拉杆上下运动保障了结构的运行能力。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

本实用新型的技术方案，主要是利用倾转控制机构上的舵机带动和倾转电机连接的拉杆移动，进而达到控制倾转电机倾转的效果，结构简单驱动方便，降低了无人机的重量，同时又利用安装在倾转电机中心的向心关节轴承代替转动支点，降低了舵机控制所需的扭矩，比传统方法更省力，降低了舵机的负载，同时也节省了无人机的电量，提高了无人机续航能力。

附图说明

图1为本实用新型立体示意图。

图2为倾转控制机构立体示意图。

图3为倾转电机立体示意图。

图4为本实用新型剖视图。

图5为本实用新型倾转后剖视图。

图6为本实用新型爆炸图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图1-6，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述。

实施例1

如图1所示，一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构，包括倾转电机1、倾转控制机构2和倾转盘3。

如图1、3和6所示，倾转电机1包括电机主体13和电机座14，倾转电机1和常规电机大体相同，不同之处在于倾转电机1中部开设有一个通孔，电机主体13代替常规电机的转子，并且与常规电机不同之处在于电机主体13的中部垂直于电机主体13表面开设有一个贯穿电机主体13的圆形通孔，向心关节轴承11通过轴承固定板17固定在圆形通孔中，向心关节轴承11为现有装置可买来直接使用。

电机座14为中部开有圆形通孔的圆形固定板，在电机底座14的上表面设置有定子，电机主体13安装在电机座14上，并且为了保证倾转电机1的密封性，在电机主体13外还罩有一个外壳，装配好后的倾转电机1能沿自身轴向相对于电机底座14旋转。

如图4和6所示，轴承固定板17通过螺钉固定在电机座14的下表面，轴承固定板17为圆形板，材质可为质地轻的工程塑料制成，在轴承固定板17的上表面垂直于表面向下内凹有一个圆环形的安装槽，固定向心关节轴承11的轴承安装卡18卡在圆环形的安装槽内，为了便于倾转电机1和电机座14的连接，在轴承固定板17上垂直于轴承固定板17经轴承固定板17圆心开设一个用于穿过连接轴12的圆形通孔，并且圆形通孔的直径大于连接轴12的直径，小于向心关节轴承11的外径，保证向心关节轴承11的外圈可搭在轴承固定板17上安装槽的边上。

轴承安装卡18为一个圆柱形管，轴承安装卡18的内径等于向心关节轴承11的外径，并且轴承安装卡18的上端的内壁上，沿轴承安装卡18径向向内凸起一段凸台，并且凸台的厚度小于向心关节轴承11外圈的壁厚，这样向心关节轴承11能整个放置在轴承安装卡18中不会掉落的同时也不影响向心关节轴承11的内圈倾斜旋转，在轴承安装卡18下端的外壁上，沿轴承安装卡18径向，向外凸起一段环形凸台，凸起的环形凸台外径和轴承固定板17上的圆环形的安装槽外径相同，并且在环形凸台还开设有螺纹孔，可通过螺钉把轴承安装卡18固定在电机座14上，进而把向心关节轴承11固定在电机座14上。

如图3和4所示，在电机座14的下端靠近电机座14外壁处，垂直于电机座14下表面，沿电机座14径向，均匀设置有三个安装台15，安装台15为两个侧边倒角的矩形，在安装台15的表面垂直于安装台15表面开有一个固定螺钉的螺纹孔，倾转控制机构2上的拉杆22通过螺钉和安装台15连接。

如图2和5所示，倾转控制机构2包括舵机21和与舵机21连接的拉杆22，舵机21通过连杆23和拉杆22连接，舵机21用螺钉固定在倾转盘3的下表面。

倾转盘3为中部开有圆形通孔的圆形板，在倾转盘3的上表面经圆形开设有一个贯穿倾转盘3的圆形孔，连接轴12插在圆形孔中，并且为了对连接轴12进行限位，圆形孔的直径和连接轴12外径相同，并且小于连接轴12上的限位台16的直径。

两个舵机21通过螺钉固定在连接轴12的下表面，并且为了便于拉杆22的安装，在倾转盘3的表面垂直于倾转盘3开有两个便于安装拉杆22的矩形通孔，并且矩形通孔的位置和安装台15上下对应，拉杆22从倾转盘3上的矩形通孔穿过，一端通过螺钉固定在安装台15上。

拉杆22为一个中间为矩形两端圆形的长圆形杆，在拉杆22的两端经圆心各开设一个圆形的用于安装向心关节轴承11的安装孔，向心关节轴承11永久固定在拉杆22两端的安装孔中，并且拉杆22上的两个向心关节轴承11尺寸小于电机座14上的向心关节轴承11，具体尺寸可根据实际需要选择。

为了对倾转电机1倾转过程进行引导，和对倾转电机1倾转过程进行限位，在倾转盘3的上表面用螺钉固定有一个限位杆24，限位杆24为横截面为矩形的杆，在限位杆24的正面垂直于限位杆24开有一个中部矩形两端为圆形的长圆形引导孔，引导孔贯穿限位杆24，安装在安装台15上的引导螺钉插在限位杆24上的引导孔中，并且引导螺钉的直径略小于引导孔直径，使得引导螺钉能在引导孔中上下移动，对倾转电机1的倾转过程进行引导和限位。

倾转电机1和倾转盘3之间通过连接轴12连接，连接轴12可支撑起倾转电机1，还可以对倾转电机1倾转方向进行引导。

连接轴12为一个圆形管，在连接轴12的中上端和靠近下端的位置，沿连接轴12径向向外凸起设置有一个环形的限位台16，连接轴12的上端穿过倾转电机1内的向心关节轴承11，并且上端的限位台16和电机座14上的向心关节轴承11上的内圈的下表面贴在一起，撑托起倾转电机1，连接轴12的上端经倾转盘3上的圆形通过穿过倾转盘3，并且下端的限位台16卡在倾转盘3的上表面，防止连接轴12向下移动。

为了便于拉杆22的升起和下降，舵机21和拉杆22之间通过连杆23连接，连杆23一端通过螺钉固定在舵机21的旋转轴上，一端通过螺钉固定在拉杆22下端的向心关节轴承11上。

本实施例的运动过程：当需要倾转电机1倾转是，两个舵机21旋转，旋转的舵机21带动和自身连接的连杆23旋转，进而带动连杆23的另一端向上旋转进而抬高，与连杆23连接的拉杆22在向心关节轴承11的调节下向上升起，进而带动与拉杆22连接的倾转电机1进行倾转，并且在整个倾转过程中，倾转电机1会在限位杆24和连接轴12的引导下平稳倾转，另外限位杆24也能对倾转角度进行限位，防止倾转角度过大导致的损坏。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构，其特征在于：包括倾转电机（1）、控制倾转电机（1）倾转的倾转控制机构（2）和安装倾转控制机构（2）的倾转盘（3），所述倾转电机（1）通过设置在自身内部的向心关节轴承（11）利用连接轴（12）与倾转盘（3）连接，安装在倾转盘（3）上的倾转控制机构（2）通过拉杆（22）和倾转电机（1）连接，倾转电机（1）可在倾转控制机构（2）的作用下相对连接轴（12）倾转。

2.根据权利要求1所述的一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构，其特征在于：倾转电机（1）包括电机主体（13）和电机座（14），所述电机主体（13）能沿自身轴线相对电机座（14）旋转。

3.根据权利要求2所述的一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构，其特征在于：电机主体（13）中部开有通孔的中空旋转电机，向心关节轴承（11）设置在电机主体（13）中部孔处。

4.根据权利要求1所述的一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构，其特征在于：倾转控制机构（2）包括设置在倾转盘（3）下端的舵机（21）、限位杆（24）和与舵机（21）连接的拉杆（22），所述拉杆（22）穿过倾转盘（3）和电机座（14）连接，限位杆（24）设置在倾转盘（3）和电机座（14）活动连接，对倾转电机（1）进行限位。

5.根据权利要求4所述的一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构，其特征在于：在拉杆（22）的两端各设置有一个向心关节轴承（11）。

6.根据权利要求4所述的一种新型旋翼巡飞无人机电机倾转控制机构，其特征在于：舵机（21）和拉杆（22）之间通过连杆（23）连接，所述连杆（23）一端与舵机（21）的旋转轴连接，一端和拉杆（22）上的向心关节轴承（11）连接。