CN219447334U - 一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及通用航空领域，具体涉及一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，包括上装载板，所述上装载板上间隔连接有用于安装变距桨翼系统的机臂，所述机臂上均设置有推杆，所述上装载板上安装有驱动推杆沿机臂长度方向实现同步运动的伸缩展开机构，所述推杆的另一端铰接有L型连杆，所述L型连杆的拐角部与机臂相铰接，且另一端与套设在变距桨翼系统主轴上的滑块变距环滑动铰接。该无人机在提供平稳可靠的变距控制的同时不影响无人机内部结构，不增加旋翼上的附加质量，所占空间少；整个装置拆卸安装简便。
Description
技术领域
本实用新型涉及通用航空领域，具体涉及一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机。
背景技术
目前广泛应用的多旋翼无人机均采用螺距角不可变的固定桨距旋翼，此种旋翼结构虽降低了机身复杂度，却限制了动力机构的控制品质和能量效率，且牺牲了动力失效下挽救坠机的能力，而引入变桨距结构则可以很好地解决上述问题。发明专利CN113002766A公开了一种采用剪刀式桨叶降噪的变桨距多旋翼无人机，其变桨距旋翼系统具有四组，每组包括主轴、第一摇臂、第一连杆、第一摇臂、第二连杆、第二摇臂、滑块变距环和桨毂等组成。每组旋翼各由一个舵机驱动实现变距，每组旋翼系统的两个舵机驱动摇臂旋转相同的角度。该专利需要在每个旋翼处安装两个舵机，成本高，控制复杂，还增加了附加质量，且舵机控制存在安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，该无人机在提供平稳可靠的变距控制的同时不影响无人机内部结构，不增加旋翼上的附加质量，整个装置拆卸安装简便。
本实用新型的技术方案在于：一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，包括上装载板，所述上装载板上间隔连接有用于安装变距桨翼系统的机臂，所述机臂上均设置有推杆，所述上装载板上安装有驱动推杆沿机臂长度方向实现同步运动的伸缩展开机构，所述推杆的另一端与一L型连杆的一端相铰接，所述L型连杆的拐角部与机臂相铰接，L型连杆的另一端设置有腰型孔，所述腰型孔与套设在变距桨翼系统主轴上的滑块变距环上的销钉滑动铰接。
进一步地，所述伸缩展开机构包括菱形机构，所述上装载板与机臂相连接的端部上均设置有菱形机构，所述菱形机构的一边角与推杆相铰接，菱形机构远离推杆的对角与上装载板相铰接，菱形机构两侧的边角上均铰接有驱动杆，相邻两菱形机构的驱动杆相铰接且铰接端与上装载板直线滑动配合，其中一对驱动杆的铰接端与安装在上装载板上的直线电机的滑块相铰接。
进一步地，相邻两菱形机构的驱动杆之间经销轴相铰接，所述上装载板上位于相邻两驱动杆相铰接的铰接端所在区域均开设有与销轴滑动配合的直线缺口。
进一步地，所述菱形机构由四根首尾依次铰接的连杆组成，菱形机构用于与推杆相连接的边角铰接有转向接头，所述转向接头与推杆相铰接。
进一步地，直线电机的丝杠两端部具有螺旋方向相反的螺纹部，并分别位于上装载板的两侧部，两螺纹部上均螺接有滑块，所述滑块均与对应一侧相铰接的一对驱动杆的铰接端相铰接。
进一步地，所述机臂上用于安装变距桨翼系统的端部上固定有支座，所述L型连杆的拐角部与支座相铰接。
与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点：
1. 该无人机在提供平稳可靠的变距控制的同时不影响无人机内部结构，不增加旋翼上的附加质量，所占空间少；整个装置拆卸安装简便，有助于降低本。
2. 直线电机连接着由驱动杆并带动菱形机构组成伸缩展开机构，通过菱形机构连接四根推杆传递运动和动力，由于具有一定约束的展开机构具有运动上的对称性和机械结构的统一性，使得四旋翼变桨距是同步及时的，不存在着信号控制的滞后和风险。
3. 利用两个直线电机的滑块同时反向移动去传动，可以增大输入力，增加机构运动的平稳性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的展开机构结构示意图（直线电机只有一个滑块）；
图3为本实用新型的另一种展开机构结构示意图（直线电机有两个滑块）；
图4为本实用新型的推杆与L型连杆、滑块变距环的连接结构示意图；
图5为本实用新型的驱动杆结构示意图；
图6为本实用新型的连杆结构示意图；
图7为本实用新型的转向接头结构示意图；
图8为本实用新型的L型连杆结构示意图；
图9为本实用新型的推杆结构示意图；
图中：10-上装载板 11-直线缺口 20-机臂 21-支座 30-变距桨翼系统 31-主轴32-滑块变距环 33-摇臂 34-连接臂 35-桨叶 36-驱动臂 40-推杆 50-L型连杆 51-腰型孔 52-拐角部 61-连杆 62-驱动杆 63-直线电机 64-塞打螺栓 65-转向接头 66-丝杠67-导向槽 68-丝杆B。
具体实施方式
为让本实用新型的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本实用新型并不限于此。
参考图1至图9
一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，包括上装载板10，所述上装载板上间隔连接有用于安装变距桨翼系统30的机臂20，所述机臂上均设置有推杆40，所述上装载板上安装有驱动推杆沿机臂长度方向实现同步运动的伸缩展开机构，所述推杆的另一端铰接有L型连杆50，所述推杆的另一端与一L型连杆的一端相铰接，所述L型连杆的拐角部52与机臂相铰接，L型连杆的另一端设置有腰型孔51，套设在变距桨翼系统主轴31上的滑块变距环32上安装有销钉，所述腰型孔与滑块变距环32上的销钉相配合实现滑动铰接。该滑动铰接为腰型孔与销钉之间既可以旋转又可以滑动。工作时，通过推杆推拉旋转中心位于机臂上的L型连杆转动，并通过腰型孔带动滑块变距环32上销钉去促使滑块变距环上下滑动，连接滑块变距环的摇臂33上下运动，桨叶发生相应转动，螺旋角改变，旋翼的桨距发生变化。
本实施例中，所述滑块变距环的两侧均设置有连接臂34，所述连接臂均铰接有摇臂33，所述摇臂的上端与固定在桨叶35端部桨毂上的驱动臂36相铰接，从而在滑块变距环驱动摇臂33上下运动，桨叶发生相应转动，螺旋角改变，旋翼的桨距发生变化。滑块变距环为现有变桨距多旋翼无人机上已经公开的结构，通过滑块变距环带动摇臂实现桨距变化的变距桨翼系统为现有技术，不是本申请所要解决的技术问题，此处不再赘述。
本实施例中，所述伸缩展开机构包括由四根首尾依次铰接的连杆61组成的菱形机构，所述上装载板上安装有四机臂，机臂上均设置有旋翼，上装载板上四个与机臂相连接的边角端部上均设置有菱形机构，所述菱形机构的一边角（连杆铰接处）与推杆相铰接，菱形机构远离推杆的对角与上装载板通过销钉相铰接，菱形机构两侧的边角上均铰接有驱动杆62，相邻两菱形机构的驱动杆通过销轴相铰接且铰接端与上装载板直线滑动配合。其中一对驱动杆的铰接端与安装在上装载板上的直线电机63上的滑块相铰接，从而通过安装在无人机内部的一个直线电机驱动实现菱形机构完成展开、收缩工作，带动推杆移动，可以减少电机的使用，有效节约成本。图2中A处仅为两个驱动杆铰接，B处为两个驱动杆铰接在直线电机的滑块上；E处经销钉与上装载板相铰接。
本实施例中，为了实现驱动杆与上装载板的滑动配合，相邻两菱形机构的驱动杆之间经销轴相铰接，所述销轴为塞打螺栓64，所述上装载板上位于相邻两驱动杆相铰接的铰接端所在区域均开设有直线缺口11，所述直线缺口与相邻两驱动杆相铰接的端部上的销轴滑动配合，从而让驱动杆带动菱形机构两侧的边角移动变换夹角，菱形机构发生变形，菱形机构的变形运动带着铰接在端点上的推杆单方向滑动，实现推杆的移动。
本实施例中，为了更好地与推杆相连接，所述菱形机构用于与推杆相连接的边角铰接有转向接头65，即菱形机构的连杆铰接处与转向接头一端相铰接；所述转向接头的另一端与推杆相铰接。所述上装载板上转向接头所在位置可设置与转向接头滑动配合的导向槽67，从而更好地保证转向接头的移动、导向。
在另一实施例中，所述直线电机的输出端安装中部及另一端与上装载板转动连接的丝杠B68，所述丝杆B的两侧部具有螺旋方向相反的螺纹部，且分别位于上装载板的两侧部并与上装载板两侧部的直线缺口相对应，两螺纹部上均螺接有滑块，所述滑块均与对应一侧相铰接的一对驱动杆的铰接端相铰接，从而使两滑块在丝杠B带动下的移动方向相反。如图3所示。利用两个滑块同时反向移动去传动，可以增大输入力，增加机构运动的平稳性，但相应地损失了一些内部空间，并增加了加工装配的难度。
本实施例中，所述机臂上用于安装变距桨翼系统的端部上固定有支座21，所述L型连杆的拐角部与支座相铰接，从而通过L型连杆的转动带动滑块变距环上下移动。
工作原理：
1. 控制器给定信号，直线电机向外（内）移动一定距离；
2. 驱动杆发生转动及移动，推动菱形发生形变，连杆的游动端夹角变大（小），推动（拉动）转向接头向外（内）滑动；
3. 转向接头带动推杆向外（内）移动，推杆推动（拉动）L型连杆进行转动；
4. L型连杆转动，带动滑动变距环向上（下）滑动，连接变距环的摇臂向上（下）移动，从而推动桨叶发生转动，螺旋角发生变化，完成变桨距过程。
本实施例中，动力源：直线电机可以选取市场常见的类型。
本实施例中，电机丝杠直径为2.5mm，螺距为1.1mm，行程至少在15mm以上。安装孔可根据电机情况设计，具有一定的适应性。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，包括上装载板，所述上装载板上间隔连接有用于安装变距桨翼系统的机臂，其特征在于，所述机臂上均设置有推杆，所述上装载板上安装有驱动推杆沿机臂长度方向实现同步运动的伸缩展开机构，所述推杆的另一端与一L型连杆的一端相铰接，所述L型连杆的拐角部与机臂相铰接，L型连杆的另一端设置有腰型孔，所述腰型孔与套设在变距桨翼系统主轴上的滑块变距环上的销钉滑动铰接。
2.根据权利要求1所述的一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，其特征在于，所述伸缩展开机构包括菱形机构，所述上装载板与机臂相连接的端部上均设置有菱形机构，所述菱形机构的一边角与推杆相铰接，菱形机构远离推杆的对角与上装载板相铰接，菱形机构两侧的边角上均铰接有驱动杆，相邻两菱形机构的驱动杆相铰接且铰接端与上装载板直线滑动配合，其中一对驱动杆的铰接端与安装在上装载板上的直线电机的滑块相铰接。
3.根据权利要求2所述的一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，其特征在于，相邻两菱形机构的驱动杆之间经销轴相铰接，所述上装载板上位于相邻两驱动杆相铰接的铰接端所在区域均开设有与销轴滑动配合的直线缺口。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，其特征在于，所述菱形机构由四根首尾依次铰接的连杆组成，菱形机构用于与推杆相连接的边角铰接有转向接头，所述转向接头与推杆相铰接。
5.根据权利要求2或3位于所述的一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，其特征在于，所述直线电机的丝杠两端部具有螺旋方向相反的螺纹部，并分别位于上装载板的两侧部，两螺纹部上均螺接有滑块，所述滑块均与对应一侧相铰接的一对驱动杆的铰接端相铰接。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种基于展开机构的变桨距多旋翼无人机，其特征在于，所述机臂上用于安装变距桨翼系统的端部上固定有支座，所述L型连杆的拐角部与支座相铰接。
Applications Claiming Priority (2)
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2023
- 2023-03-31 CN CN202320677372.2U patent/CN219447334U/zh active Active
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