CN220298746U - 一种飞行器旋翼倾转驱动装置及飞行器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种飞行器旋翼倾转驱动装置及飞行器，用于驱动飞行器的旋翼进行倾转，包括：安装座，用于提供安装位并用于和飞行器的本体连接；倾转轴，设置有若干旋翼安装位；驱动轴，适于驱动倾转轴；第一轴承，倾转轴通过第一轴承安装至安装座；第二轴承，倾转轴还通过第二轴承安装至飞行器的本体；其中，安装座、驱动轴、第一轴承均位于飞行器的一侧，第二轴承位于飞行器的另一侧。飞行器包括本体、若干旋翼和前述的飞行器旋翼倾转驱动装置；安装座和本体连接，第二轴承安装至本体，若干旋翼分别安装至旋翼安装位。本申请结构紧凑、安装位置灵活，调整旋翼倾转的传动机构刚度高、可实现倾转角度的精确调整。

Description

一种飞行器旋翼倾转驱动装置及飞行器

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种飞行器旋翼倾转驱动装置及飞行器。

背景技术

目前多轴飞行器大多数不具备倾转旋翼的功能，飞行航程偏小和留空时间偏短；复合翼飞行器多数为平飞和起降两套动力系统，也不具备倾转旋翼的功能，有部分则是通过倾转电机来达到倾转旋翼的目的。但采取倾转电机的方式时，由于旋翼数量较多，需要的倾转机构也相应较多，增加了的结构重量和全机成本。

为了减少倾转机构的数量，部分现有技术方案采用在倾转轴两端布置旋翼，倾转轴穿过机身，在机身内部，并且在倾转轴中部布置倾转驱动机构，实现只用一套倾转机构同时控制两套旋翼的目的。然而，倾转驱动机构在机身内部安装时，需要设置额外的承载结构为倾转驱动机构提供安装空间，且倾转驱动机构与倾转轴连接部位远离倾转轴和机身的连接部位，使得倾转驱动机构工作时产生的径向推力使倾转轴的弯曲挠度较大，不利于倾转驱动机构对倾转轴转角的精准控制。

实用新型内容

针对上述技术问题，本申请的目的是提供一种结构紧凑、安装位置灵活、传动机构刚度高、有利于倾转轴转角的精确控制的飞行器旋翼倾转驱动装置，以及基于该驱动装置的飞行器。

为了实现上述目的，本申请提供的技术方案如下。

一种飞行器旋翼倾转驱动装置，用于驱动飞行器的旋翼进行倾转，包括：安装座，用于提供安装位并用于和所述飞行器的本体连接；倾转轴，设置有若干的旋翼安装位，用于调整所述旋翼的倾转角度；驱动轴，所述驱动轴适于驱动所述倾转轴；第一轴承，所述倾转轴通过所述第一轴承安装至所述安装座；第二轴承，所述倾转轴还通过所述第二轴承安装至所述飞行器的本体；其中，所述安装座、所述驱动轴、所述第一轴承均位于所述飞行器的一侧，所述第二轴承位于所述飞行器的另一侧。

在一些实施方式中，所述驱动轴为蜗杆，所述倾转轴包括蜗轮结构，所述驱动轴和所述倾转轴构成蜗轮蜗杆传动机构，所述蜗轮结构为部分蜗轮结构或全蜗轮结构。

在一些实施方式中，所述倾转轴和所述驱动轴均包括齿轮结构，所述驱动轴和所述倾转轴构成齿轮传动机构，所述齿轮结构为部分齿轮结构或全齿轮结构。

在一些实施方式中，所述驱动轴上固定设置有驱动摇杆，所述驱动摇杆垂直于所述驱动轴的轴线；所述倾转轴上固定设置有从动摇杆，所述从动摇杆垂直于所述倾转轴的轴线；所述飞行器旋翼倾转驱动装置还包括连杆；所述连杆的一端铰接至所述驱动摇杆，所述连杆的另一端铰接至所述从动摇杆，使所述驱动摇杆、所述连杆、所述从动摇杆构成连杆传动机构。

在一些实施方式中，所述飞行器旋翼倾转驱动装置还包括连杆；所述倾转轴上固定设置有从动摇杆，所述从动摇杆垂直于所述倾转轴的轴线；所述驱动轴适于直线运动，所述连杆的一端铰接至所述驱动轴，所述连杆的另一端铰接至所述从动摇杆，使所述驱动轴、所述连杆、所述从动摇杆构成连杆传动机构。

在一些实施方式中，所述飞行器旋翼倾转驱动装置还包括驱动器，所述驱动器用于驱动所述驱动轴。

在一些实施方式中，所述安装座包括壳体，所述驱动轴至少部分位于所述壳体内，所述倾转轴部分位于所述壳体内，所述倾转轴通过所述壳体上设置的开孔伸出所述壳体。

在一些实施方式中，所述安装座还包括基座，所述壳体和所述第一轴承固定至所述基座。

在一些实施方式中，所述驱动器的主体固定于所述壳体的外部，所述驱动轴设置于所述壳体内部，所述驱动器通过联轴器与所述驱动轴连接。

本申请还涉及一种飞行器，包括本体和若干旋翼，还包括前述的任一种飞行器旋翼倾转驱动装置；所述安装座和所述本体连接，若干所述旋翼分别安装至所述旋翼安装位。

本申请的具体实施例具有以下有益效果中的至少一种：

1.通过将倾转轴的安装结构和倾转驱动装置的安装结构进行整合，使本申请结构紧凑；

2.通过将安装座设置为包括壳体和基座，使本申请安装灵活，可以安装于飞行器内部或外部，便于传动机构的润滑；

3.本申请的驱动轴和倾转轴之间可采用各种传动方式，设置灵活；

4.将驱动轴靠近倾转轴的一个轴承设置，使得传动机构刚度非常高，产生的径向力不会产生较大的倾转轴弯曲挠度，有利于实现倾转角度的精确调整和保持。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本实用新型的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是一个实施例的飞行器旋翼倾转驱动装置立体图；

图2是图1实施例的爆炸图；

图3是一个实施例的蜗轮传动机构示意图；

图4是一个实施例的齿轮传动机构示意图；

图5是一个实施例的连杆传动机构示意图；

图6是另一个实施例的连杆传动机构示意图；

附图标号说明：

100.安装座，110.基座，120.壳体，130.盖板，140.支架，200.倾转轴，201.蜗轮结构，210.从动摇杆，300.驱动轴，310.驱动摇杆，400.连杆，500.驱动器，600.第一轴承，701.联轴器，702.第三轴承，703.第四轴承。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一。如图1和图2所示，本实施例为一种飞行器旋翼倾转驱动装置，用于驱动飞行器的旋翼进行倾转，包括安装座100、倾转轴200、驱动轴300、第一轴承600、第二轴承(图中未示出)；其中安装座100用于提供安装位并用于和飞行器的本体连接；倾转轴200设置有若干的旋翼安装位，倾转轴200用于调整旋翼的倾转角度；驱动轴300适于驱动倾转轴200旋转；第一轴承600安装于安装座100，从而可通过安装座100安装至飞行器的本体，第二轴承也安装至飞行器的本体，倾转轴200通过第一轴承600安装至安装座100，并通过第一轴承600和第二轴承旋转设置于飞行器的本体，从而可通过旋转来调节安装于旋翼安装位的旋翼的倾转角度。

其中，倾转轴200用于穿设安装于飞行器的本体，第一轴承600和第二轴承相互远离，使得安装座100、驱动轴300、第一轴承600均位于飞行器的一侧，而第二轴承位于飞行器的另一侧。即驱动轴300靠近第一轴承600设置，从而使得驱动轴300驱动倾转轴200旋转时产生的径向力相对于第一轴承600的力臂很小，进一步使得倾转轴200产生的弯曲挠度可以忽略不计。

本实施例由驱动轴300和倾转轴200构成的传动机构的刚度很高，有利于精确调节倾转轴200及旋翼的角度；同时，在完成角度调节之后，传动机构的高刚度有利于保持旋翼的角度，即在驱动轴300或者驱动轴300和倾转轴200之间的传动锁定之后，倾转轴200不容易出现周向和弯曲挠度方向的晃动。

另外，由于支承倾转轴200的第一轴承600和驱动轴300等部件共用安装座100作为安装结构，使得本实施例结构紧凑，便于布置和安装。

作为本实施例的变化方式，在旋翼构成的负载较小，或者在安装座100能够提供足够刚度的情况下，第二轴承也可以不设置。第一轴承600可以是滚动轴承或者滑动轴承。在未设置第二轴承的情况下，第一轴承600可包括轴向设置的多个滑动轴承面，或者第一轴承600为滚动轴承且为两个或更多个。

实施例二。在实施例一的基础上，本实施例说明驱动轴300和倾转轴200之间的传动机构的一种具体实施方式。如图3所示，本实施的驱动轴300为蜗杆，倾转轴200包括蜗轮结构201，驱动轴300和倾转轴200构成蜗轮蜗杆传动机构。其中蜗轮结构201可为部分蜗轮结构或全蜗轮结构。在旋翼的角度调节范围较小时，例如旋翼朝上用于垂直起降、超前/倾斜向上用于巡航时，其倾转调节范围只有90°，此时的蜗轮结构201可设为部分蜗轮结构。当旋翼还具有朝后制动等其他机动或者收纳姿态时，蜗轮结构201也可设置为全蜗轮结构。

本实施例的蜗轮蜗杆传动机构具有结构紧凑、传动比大、可自锁等优点，可用于较大型的旋翼或倾转调节负载较高、对调节稳定性较高、但对调节速度要求不高的场合。

实施例三。在实施例一的基础上，本实施例说明驱动轴300和倾转轴200之间的传动机构的另一种具体实施方式。如图4所示，本实施例的倾转轴200和驱动轴300均包括齿轮结构，使驱动轴300和倾转轴200构成齿轮传动机构。和实施例二类似地，上述齿轮结构可以为部分齿轮结构或全齿轮结构。

本实施例的齿轮传动机构可以实现快速角度调节，可用于较小尺寸的旋翼和需要快速调节角度的应用场合，以实现飞行器的高机动性飞行。例如可用于辅助调节飞行器姿态的旋翼，可实现快速连续调节，以根据需要实时调节飞行器的姿态。在需要保持旋翼的倾转角度时，可为倾转轴200或驱动轴300设置现有技术提供的锁定机构。

实施例四。在实施例一的基础上，本实施例说明驱动轴300和倾转轴200之间的传动机构的另一种具体实施方式。如图5所示，本实施例的驱动轴300包括驱动摇杆310，驱动摇杆310固定设置于驱动轴300的主体上，且驱动摇杆310垂直于驱动轴300主体的轴线。倾转轴200包括从动摇杆210，从动摇杆210固定设置于倾转轴200的主体，且从动摇杆210垂直于倾转轴200的主体的轴线。本实施例还包括连杆400；连杆400的一端铰接至驱动摇杆310的一端，连杆400的另一端铰接至从动摇杆210的一端，使驱动摇杆310、连杆400、从动摇杆210构成连杆传动机构。

在需要倾转角度调节时，驱动轴300带动驱动摇杆310绕驱动轴300的轴线转动，连杆机构带动倾转轴200旋转实现倾转角度调节。本实施例的好处是，驱动装置的布置更加灵活。例如，利用连杆400、驱动摇杆310、从动摇杆210的连接和传动功能，驱动轴300可适当地远离倾转轴200设置，从而便于在飞行器的本体上进行布置。此时驱动轴300也可不安装于安装座100，而是按安装于飞行器本体上的其他安装结构。

实施例五。在实施例一的基础上，本实施例说明驱动轴300和倾转轴200之间的传动机构的另一种具体实施方式。如图6所示，本实施例的倾转轴200包括从动摇杆210，从动摇杆210固定设置于倾转轴200的主体，且从动摇杆210垂直于倾转轴200的主体的轴线。本实施例的驱动轴300适于直线运动，例如可以由直线驱动装置的输出轴构成，或者固定连接至直线驱动装置的输出结构。直线驱动装置为现有技术，例如可用直线电动缸、液压缸等技术。本实施例还包括连杆400，连杆400的一端铰接至驱动轴300的一端，连杆400的另一端铰接至从动摇杆210的一端，使驱动轴300、连杆400、从动摇杆210构成连杆传动机构。

在需要倾转角度调节时，驱动轴300的直线运动通过连杆400带动从动摇杆210绕倾转轴200的轴线转动，从动摇杆210进一步带动倾转轴200旋转实现倾转角度调节。本实施例的好处是，驱动装置的布置也比较灵活。例如，利用连杆400、从动摇杆210的连接和传动功能，驱动轴300及其驱动器可适当地远离倾转轴200设置，从而便于在飞行器的本体上进行布置。此时驱动轴300及其驱动器也可不安装于安装座100，而是安装于飞行器本体上的其他安装结构。

实施例六。在以上各个实施例的基础上，如图1和图2所示，本实施例还包括驱动器500，用于使驱动轴300转动或直线移动。在部分实施例中，驱动器500可为伺服电机，或带有减速器的减速电机，驱动器500也可带有锁止装置，用于在完成倾转角度调节后锁定驱动轴300。在部分实施例中，驱动器500也可以是直线电缸等直线驱动装置。在其他不包括驱动器500的实施例中，可以在实际实用时另外安装驱动器，或者使用飞行器提供的驱动器。

实施例七。在以上各个实施例的基础上，如图1和图2所示，安装座100包括壳体120和盖板130，盖板130固定至壳体120后围合成一个腔体。驱动轴300至少部分位于壳体120内部，倾转轴200部分位于壳体120内，倾转轴200通过壳体120和盖板130上设置的开孔伸出壳体120和盖板130围合成的腔体。开孔处可设置密封结构。本实施例的壳体120便于设置润滑措施，并便于驱动轴300及驱动器500的安装。本实施例中，既可将相关结构安装于飞行器本体内部，也可安装于飞行器本体外部。如图中所示，驱动轴300通过第三轴承702和第四轴承703转动设置于壳体120上；驱动器500通过支架140安装于壳体120上。第一轴承600也可安装于壳体120上。

实施例八。在实施例七的基础上，本实施例的安装座100还包括基座110，壳体120和第一轴承600均固定至基座110，基座110还用于固定至飞行器的本体。将安装座100分为基座110和壳体120，可便于设计和制造，例如基座110可根据飞行器本体上的安装位进行匹配设置，而壳体120根据驱动轴300、第一轴承600等其他结构进行匹配设置。

实施例九。在以上实施例的基础上，本实施例的驱动器500的主体固定于壳体120的外部，驱动轴300整体设置于壳体120内部，驱动器500通过联轴器701与驱动轴300传动连接。本实施例可进一步使得驱动器500、壳体120等结构的设置更加灵活，例如联轴器701可采用万向联轴器，此时驱动器500可根据方便的姿态进行固定，以适应不同的飞行器内部或外部结构。

实施例十。本实施例为一种飞行器，包括本体和若干旋翼，还包括前述任一项实施例的飞行器旋翼倾转驱动装置。安装座100和本体连接，第二轴承安装至本体，若干旋翼分别安装至倾转轴200的旋翼安装位。在具有多个旋翼，或者具有多种不同的旋翼时，飞行器可包括多个相同或不同设置的飞行器旋翼倾转驱动装置，以便适应不同的安装位置和不同的负载及调节速度、调节范围的需求。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种飞行器旋翼倾转驱动装置，用于驱动飞行器的旋翼进行倾转，其特征在于，包括：

安装座，用于提供安装位并用于和所述飞行器的本体连接；

倾转轴，设置有若干的旋翼安装位，用于调整所述旋翼的倾转角度；

驱动轴，所述驱动轴适于驱动所述倾转轴；

第一轴承，所述倾转轴通过所述第一轴承安装至所述安装座；

第二轴承，所述倾转轴还通过所述第二轴承安装至所述飞行器的本体；

其中，所述安装座、所述驱动轴、所述第一轴承均位于所述飞行器的一侧，所述第二轴承位于所述飞行器的另一侧。

2.根据权利要求1所述的飞行器旋翼倾转驱动装置，其特征在于，

所述驱动轴为蜗杆，所述倾转轴包括蜗轮结构，所述驱动轴和所述倾转轴构成蜗轮蜗杆传动机构，所述蜗轮结构为部分蜗轮结构或全蜗轮结构。

3.根据权利要求1所述的飞行器旋翼倾转驱动装置，其特征在于，

所述倾转轴和所述驱动轴均包括齿轮结构，所述驱动轴和所述倾转轴构成齿轮传动机构，所述齿轮结构为部分齿轮结构或全齿轮结构。

4.根据权利要求1所述的飞行器旋翼倾转驱动装置，其特征在于，

所述驱动轴上固定设置有驱动摇杆，所述驱动摇杆垂直于所述驱动轴的轴线；所述倾转轴上固定设置有从动摇杆，所述从动摇杆垂直于所述倾转轴的轴线；

所述飞行器旋翼倾转驱动装置还包括连杆；

所述连杆的一端铰接至所述驱动摇杆，所述连杆的另一端铰接至所述从动摇杆，使所述驱动摇杆、所述连杆、所述从动摇杆构成连杆传动机构。

5.根据权利要求1所述的飞行器旋翼倾转驱动装置，其特征在于，

所述飞行器旋翼倾转驱动装置还包括连杆；

所述倾转轴上固定设置有从动摇杆，所述从动摇杆垂直于所述倾转轴的轴线；

所述驱动轴适于直线运动，所述连杆的一端铰接至所述驱动轴，所述连杆的另一端铰接至所述从动摇杆，使所述驱动轴、所述连杆、所述从动摇杆构成连杆传动机构。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的飞行器旋翼倾转驱动装置，其特征在于，

还包括驱动器，所述驱动器用于驱动所述驱动轴。

7.根据权利要求6所述的飞行器旋翼倾转驱动装置，其特征在于，

所述安装座包括壳体，所述驱动轴至少部分位于所述壳体内，所述倾转轴部分位于所述壳体内，所述倾转轴通过所述壳体上设置的开孔伸出所述壳体。

8.根据权利要求7所述的飞行器旋翼倾转驱动装置，其特征在于，

所述安装座还包括基座，所述壳体和所述第一轴承固定至所述基座。

9.根据权利要求7所述的飞行器旋翼倾转驱动装置，其特征在于，

所述驱动器的主体固定于所述壳体的外部，所述驱动轴设置于所述壳体内部，所述驱动器通过联轴器与所述驱动轴连接。

10.一种飞行器，包括本体和若干旋翼，其特征在于，

包括权利要求1-9中任一项所述的飞行器旋翼倾转驱动装置；

所述安装座和所述本体连接，若干所述旋翼分别安装至所述旋翼安装位。