CN220616243U - 一种单同步带驱动式无人机巢归中装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，属于无人机技术领域，箱体框架四角安装有惰轮组件；四壁安装有直线滑轨组件，还安装有同步轮和张紧轮；同步带一端挂载在同步轮上另一端挂载在张紧轮上；同步带内侧面挂载在带齿惰轮上，外侧面挂载在张紧惰轮上；同步轮连接驱动电机；归中杆设置有四根，相互交错呈井字形分布构成大小可调的矩形框；每根归中杆两端安装在直线滑轨组件上；每根归中杆的两端均与同步带连接，使得同一组的两根归中杆移动方向相反。本实用新型采用单电机和单根同步带驱动，传动准确，工作时无滑擦，拥有恒定的传动比，传动效率高，节能明显，具备高强度和高稳定性、结构简单、方便后续维护和保养。

Description

一种单同步带驱动式无人机巢归中装置

技术领域

本实用新型属于无人机技术领域，具体为一种单同步带驱动式无人机巢归中装置。

背景技术

当无人机降落在机巢停机平台后，机巢需要将无人机固定在停机坪指定位置以完成对无人机的充电、数据传输、下达指令等功能。现有技术的无人机巢要做到在无人状态下固定无人机,通常是在无人机停机平台边缘设置两组夹持机构,通过夹持结构来将无人机固定或者移动到停机平台的中间位置。这个夹持结构与其传动结构统称为归中装置。现有的归中装置是通过丝杠结构来实现夹持结构的运动,但是丝杠结构比较复杂,安装、维护等难度大；同时其结构强度低、稳定性差，致使其易在运输过程中出现损坏等；制造成本也高。丝杆结构需要用到双电机驱动X轴和Y轴两个方向，容易因电机的微小波动致使丝杆连接的夹持结构位置发生偏移，从而导致夹持结构合拢后无人机的位置出现偏移，对无人机的充电、据传输、下达指令等功能产生影响。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，采用单电机和单条同步带驱动，传动准确，工作时无滑擦，拥有恒定的传动比，传动效率高，节能明显，具备高强度和高稳定性、结构简单、方便后续维护和保养。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，包括：

箱体框架：内壁四角安装有惰轮组件；每个惰轮组件包括竖直安装的带齿惰轮和张紧惰轮；内侧面四壁安装有直线滑轨组件，其中一内侧面上相邻安装有同步轮和张紧轮；

同步带：内侧面为带齿面；同步带一端挂载在同步轮上，另一端挂载在张紧轮上；且同步带内侧面挂载在带齿惰轮上，外侧面挂载在张紧惰轮上，使得同步带呈C字形状分布在箱体框架内；同步轮连接驱动电机；

归中杆：相互交错呈井字形分布构成大小可调的矩形框；每根归中杆两端安装在对应直线滑轨组件的滑块上；每根归中杆的两端均与同步带连接，使得相互平行的两根归中杆移动方向相反。

作为上述方案的进一步改进，所述归中杆的一端与同步带的外侧带连接，另一端与同步带的内侧带连接；且同一组的两根归中杆的同一端分别与同步带的外侧带和内侧带连接。

作为上述方案的进一步改进，所述惰轮组件上的带齿惰轮和张紧惰轮沿箱体框架的对角线分布。

作为上述方案的进一步改进，所述驱动电机连接蜗轮蜗杆减速机，蜗轮蜗杆减速机的传动轴连接同步轮。

作为上述方案的进一步改进，归中杆两端设置有竖直的安装板，安装板与对应的滑块和同步带连接。

作为上述方案的进一步改进，所述惰轮组件包括两个L型带座轴承；带齿惰轮和张紧惰轮安装在两个L型带座轴承之间；L型带座轴承安装在箱体框架上。

作为上述方案的进一步改进，直线滑轨组件包括导轨安装板、直线导轨、滑块；所述导轨安装板安装在箱体框架内侧面上；所述直线导轨安装在导轨安装板上；所述滑块滑动安装在直线导轨上。

作为上述方案的进一步改进，所述归中杆包括中间为直条状的直杆部，直杆部两端设置有向同一侧折弯的第一折弯部；第一折弯部端头设置有向相反的另一侧折弯的第二折弯部。

作为上述方案的进一步改进，同一组的两根归中杆对称设置；且第一折弯部均向内侧设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.本装置实现了采用单电机和单根同步带同时驱动四根归中杆的张开合拢，不需要齿轮箱等部件，装置的工作效率更加稳定，工作能耗更低，后续也只需要维护一个电机，相对于其他装置维护也更加方便；传动速度平稳，缓冲能力强，减震低噪音。

2.本装置相对于市面上其他装置不需要润滑，通过啮合传动，装置的保养和维护方便；

3.本装置整体结构体积小，箱体框架的高度受限制小，用料少，成本低；

4.本装置使用的减速机是蜗轮蜗杆减速机相对于其他减速机，蜗轮蜗杆减速机拥有机械结构紧凑、体积外形轻巧、小型高效、热交换性能好、散热快、蜗轮自锁等优点；

5.本装置中使用的电机和蜗轮蜗杆减速机在停止工作后，蜗轮蜗杆减速机输出轴停止转动，蜗杆与蜗轮的啮合角度大于90度，因此当输入端停止转动时，蜗轮会阻止蜗杆的反方向运动，从而能达到动态自锁的效果，来保证归中完成后无人机不会因为外界因素而导致归中杆波动，大大加强了机巢整体的安全性和稳定性。

附图说明

图1为本装置内部结构立体图。

图2为本装置内部结构俯视图。

图3为本装置正视图

图4为本装置侧视图。

图5为箱体框架立体图。

图6为惰轮组件安装在箱体框架内的示意图。

图7为归中杆安装方式示意图。

图8为同步带两种运动方向示意图。

图9为同步带缠绕方式示意图。

图10为同步带与惰轮组件的安装俯视示意图。

图11为惰轮组件结构示意图。

图12为张紧轮组件结构示意图。

图13为蜗轮蜗杆减速机结构示意图。

图14为直线滑轨组件示意图。

图15为归中杆呈井字形分布示意图。

图16为单根归中杆结构示意图。

图17为单根归中杆俯视结构示意图。

图18为归中杆拆分示意图。

图中：1、直线导轨；2、滑块；3、导轨安装板；4、归中杆；5、压板齿条部件；6、压板压条部件；7、带齿惰轮；8、L型板；9、L型带座轴承；10、惰轮轴；11、张紧惰轮；12、箱体框架；13、同步带；14、蜗轮部件；15、内空输入蜗杆；16、滚珠轴承部件；17、内空输出蜗杆；18、螺杆；19、螺母；20、安装座；21、同步轮；22、驱动电机；23、蜗轮蜗杆减速机；24、张紧轮；41、直杆部；42、第一折弯部；43、第二折弯部；131、外侧带；132、内侧带。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解技术方案，下面结合实施例对技术方案进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利的保护范围有任何的限制作用。

请参阅图1至图18，在一种具体的实施方式中，一种同步带13驱动式无人机巢归中装置，包括：

箱体框架12：内壁四角安装有惰轮组件，每个惰轮组件包括竖直安装的带齿惰轮7和张紧惰轮11；内侧面四壁安装有直线滑轨组件，其中一内侧面上相邻安装有同步轮21和张紧轮24；

同步带13：内侧面为带齿面；同步带13一端挂载在同步轮21上，另一端挂载在张紧轮24上；且同步带13内侧面挂载在四个带齿惰轮7上，外侧面挂载在四个张紧惰轮11上，使得同步带13呈C字形状分布在箱体框架12内；同步轮21连接驱动电机22；

归中杆4：设置有四根，两根相互平行构成一组，总共两组，两组归中杆4相互交错呈井字形分布构成大小可调的矩形框；每根归中杆4两端安装在对应直线滑轨组件的滑块2上；每根归中杆4的两端均与同步带13连接，使得同一组的相互平行的两根归中杆4移动方向相反。

具体的，本装置由直线滑轨组件、归中杆4、惰轮组件、驱动电机22、蜗轮蜗杆减速机23、张紧轮24、箱体框架12和一条同步带13组成；

如图8-10所示，同步带13的缠绕方式是由惰轮组件上的张紧惰轮11、安装座20上的张紧轮24、传动轴上的同步轮21的位置来决定，如图10；驱动电机22驱动蜗轮蜗杆减速机23从而驱动传动轴，传动轴末端安装同步轮21，同步轮21上的轮齿和同步带13上轮齿进行啮合运动，同步带13运动方式如图8所示，归中杆4通过压板齿条部件5和压板压条部件6配合与同步带13进行夹持固定，按照如图10所示的安装方式可实现驱动电机22正转归中杆4呈打开状态，电机22反转时归中杆4呈闭合状态。

如图12所示，张紧轮24组件由张紧轮24、安装座20、螺母19、螺杆18组成；张紧轮24通过一个螺栓和两个螺母19固定在安装座20的上方，保证同步带13在张紧轮24上能平稳移动，其中安装座20上的孔是U形长条孔能保证同步带13在安装后可以根据实际情况来调整松紧度，从而使同步带13能更好的工作；结合同步带13的缠绕方式，在对应位置开孔，通过螺丝连接将安装座20安装在蜗轮蜗杆减速机23上。

如图7、9所示，作为上述实施例的优选方式，归中杆4的一端与同步带13的外侧带131连接，另一端与同步带13的内侧带132连接；且同一组的两根归中杆4的同一端分别与同步带13的外侧带131和内侧带132连接。

如图1所示，作为上述实施例的优选方式，惰轮组件上的带齿惰轮7和张紧惰轮11沿箱体框架12的对角线分布。

如图1-2所示，作为上述实施例的优选方式，驱动电机22连接蜗轮蜗杆减速机23，蜗轮蜗杆减速机23的传动轴连接同步轮21。

具体的，如图13所示，蜗轮蜗杆减速机23中的内空输入蜗杆15和电机22连接、内空输出蜗杆17连接一根传动轴，传动轴上安装带齿同步轮21再与同步带13连接驱动同步带13的运转，通过电机22的正反转带动传动轴的正反转，从而保证同步带13归中装置的正常运行。蜗轮蜗杆减速机23中的蜗杆是一种带有螺旋凸起的圆柱体，与蜗轮部件14配合使用，蜗轮部件14则是一种外形类似于圆盘的齿轮，其齿轮的齿槽被蜗杆的螺旋凸起包围。蜗杆和蜗轮部件14之间的接触面形成了一个螺旋形的摩擦传动面，而且蜗杆与蜗轮部件14的啮合角度大于90度，因此当输入端停止转动时，蜗轮部件14会阻止蜗杆的反方向运动，从而能达到机械自锁的效果；蜗杆两端均安装有滚珠轴承部件16。

如图1所示，作为上述实施例的优选方式，归中杆4两端设置有竖直的安装板，安装板与对应的滑块2和同步带13连接。

具体的，归中杆4组件如图15-18所示，包含四根几字型归中杆4，单根归中杆4形状如图16-17，归中杆4其中一端折弯90度后通过螺丝固定在直线滑轨组件的滑块2上，下端通过螺丝连接压板齿条部件5，另一端镂空通过螺丝连接L型板8后再通过螺丝固定在直线滑轨组件上的滑块2上，下端通过螺丝连接压板齿条部件5，单根归中杆4组件连接方式如图18所示。由于直线滑轨只能沿特定轨道运动，因此归中杆4也只能沿特定轨道做直线运动。压板齿条部件5由压条和齿条构成，归中杆4和同步带13通过压板齿条部件5连接并用螺丝固定，使同步带13运动能作为归中杆4的动力驱动归中杆4运动。

如图6、11所示，作为上述实施例的优选方式，惰轮组件包括两个L型带座轴承9；带齿惰轮7和张紧惰轮11安装在两个L型带座轴承9之间；L型带座轴承9安装在箱体框架12上。

具体的，惰轮组件由两个L型带座轴承9、两根惰轮轴10、一个张紧惰轮11和一个带齿惰轮7组成如图11。张紧惰轮11中间部分光滑，两边带有挡边，内部自带轴承，运动过程中能保证轮动轴不动。整套归中系统包含四套惰轮组件构成，分布在箱体的四个角落如图6，通过如图7的缠绕方式，将一条同步带13拉开形成内外两圈。

如图14所示，作为上述实施例的优选方式，直线滑轨组件包括导轨安装板3、直线导轨1、滑块2；导轨安装板3安装在箱体框架12内侧面上；直线导轨1安装在导轨安装板3上；滑块2滑动安装在直线导轨1上。

具体的，直线滑轨组件由导轨安装板3、直线导轨1和滑块2组成，如图14；分为左右两段，其中一段的导轨安装板3相较另一段增加了整体的高度，以配合归中杆4的安装方式；导轨安装板3直接焊接在箱体框架12上，直线导轨1通过螺丝固定在导轨安装板3上，导轨安装板3能起到调整直线导轨1和滑块2整体高度功能，滑块2能沿着直线滑轨做直线运动且不脱离滑轨。

如图15-18所示，作为上述实施例的优选方式，归中杆4包括中间为直条状的直杆部41，直杆部41两端设置有向同一侧折弯的第一折弯部42；第一折弯部42端头设置有向相反的另一侧折弯的第二折弯部43。

如图7所示，作为上述实施例的优选方式，同一组的两根归中杆4对称设置；且第一折弯部42均向内侧设置。

本实用新型具体工作原理：

本创新针对无人机机巢归中结构复杂、维修不便来进行创新设计。提供一种以同步带13为介质，单电机的传动方式来进行辅助机巢无人机的归中装置。

移动原理描述：

驱动电机22连接蜗轮蜗杆减速机23中的内空输入蜗杆15，如图13所示，经由减速机内部结构传动到内空输出蜗杆17，内空输出蜗杆17连接一根传动轴，传动轴连接同步轮21；

同步带13一边光滑一边呈圆弧齿状，将圆弧齿状一面与同步轮21啮合连接，在传动轴上安装同步轮21，从而驱动同步带13运转，同步带13运动模式如图8-10，同步带13由四个角落的惰轮组件、同步轮21及安装座20上的张紧惰轮11确定了缠绕方式；归中杆4末端一端折弯90°、另一端镂空连接L型板8，通过螺丝固定在直线滑轨组件的滑块2上，再按照图18的方式通过螺丝连接压板齿条部件5固定在同步带13上，从而实现归中杆4同时朝机巢内部或外部直线运动，继而实现归中关闭和打开。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。本文中应用了具体个例对本专利技术方案的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本专利的方法及其核心思想。以上仅是本专利的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本专利的保护范围。

Claims (9)

1.一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，包括：

箱体框架(12)：内壁四角安装有惰轮组件；每个惰轮组件包括竖直安装的带齿惰轮(7)和张紧惰轮(11)；箱体框架(12)内侧面四壁安装有直线滑轨组件，其中一内侧面上相邻安装有同步轮(21)和张紧轮(24)；

同步带(13)：内侧面为带齿面；同步带(13)一端挂载在同步轮(21)上，另一端挂载在张紧轮(24)上；且同步带(13)内侧面挂载在带齿惰轮(7)上，外侧面挂载在张紧惰轮(11)上，使得同步带(13)呈C字形状分布在箱体框架(12)内；同步轮(21)连接驱动电机(22)；

归中杆(4)：相互交错呈井字形分布构成大小可调的矩形框；每根归中杆(4)两端安装在对应直线滑轨组件的滑块(2)上；每根归中杆(4)的两端均与同步带(13)连接，使得相互平行的两根归中杆(4)移动方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，所述归中杆(4)的一端与同步带(13)的外侧带(131)连接，另一端与同步带(13)的内侧带(132)连接；且同一组的两根归中杆(4)的同一端分别与同步带(13)的外侧带(131)和内侧带(132)连接。

3.根据权利要求1所述的一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，所述惰轮组件上的带齿惰轮(7)和张紧惰轮(11)沿箱体框架(12)的对角线分布。

4.根据权利要求1所述的一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，所述驱动电机(22)连接蜗轮蜗杆减速机(23)，蜗轮蜗杆减速机(23)的传动轴连接同步轮(21)。

5.根据权利要求1所述的一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，归中杆(4)两端设置有竖直的安装板，安装板与对应的滑块(2)和同步带(13)连接。

6.根据权利要求1所述的一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，所述惰轮组件包括两个L型带座轴承(9)；带齿惰轮(7)和张紧惰轮(11)安装在两个L型带座轴承(9)之间；L型带座轴承(9)安装在箱体框架(12)上。

7.根据权利要求1所述的一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，直线滑轨组件包括导轨安装板(3)、直线导轨(1)、滑块(2)；所述导轨安装板(3)安装在箱体框架(12)内侧面上；所述直线导轨(1)安装在导轨安装板(3)上；所述滑块(2)滑动安装在直线导轨(1)上。

8.根据权利要求1所述的一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，所述归中杆(4)包括中间为直条状的直杆部(41)，直杆部(41)两端设置有向同一侧折弯的第一折弯部(42)；第一折弯部(42)端头设置有向相反的另一侧折弯的第二折弯部(43)。

9.根据权利要求8所述的一种单同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，同一组的两根归中杆(4)对称设置；且第一折弯部(42)均向内侧设置。