CN220616246U - 一种回字形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回字形同步带驱动式无人机巢归中装置，属于无人机技术领域，包括两根同步带，呈回字形安装在箱体外壳内，通过同步轮支撑；箱体外壳四边安装有直线滑轨；驱动组件包括通过电机驱动的蜗轮蜗杆减速机和联动轮组件；蜗轮蜗杆减速机的输出轴设有驱动轮；联动轮组件包括两根通过齿轮啮合的传动轴，传动轴端头的同步轮通过驱动带与驱动轮连接，使得两根同步带相互反向旋转；每根归中杆的一端与外侧的同步带连接，另一端与内侧的同步带连接。本实用新型采用单电机和回字形同步带方式驱动，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

一种回字形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，具体为一种回字形同步带驱动式无人机巢归中装置。

背景技术

早期，由于无人机航程短，承载能力小等原因，限制了无人机的飞行时间和使用范围。而随着无人机技术的不断进步，无人机的用途也越来越广泛，如数据传输、监测、测绘、送货等。无人机巢的出现，为无人机使用带来了更多便利，保证了无人机的长时间使用和稳定运行。

无人机巢的出现将极大地推动无人机行业的发展，并为各行各业带来更多创新和改变。它为无人机的自动化作业提供了关键的地面基础设施，降低了人力成本和飞行风险，提高了工作效率，拓展了应用领域。随着技术的不断进步，机巢将扮演着越来越重要的角色，为我们的生活和工作带来更多便利和机遇。

由于无人机自动降落算法存在一定的位置偏差以及风速对无人机的降落都有一定影响，所以机巢需要具备归中功能，防止无人机停靠后发生偏离或坠落。但是现在机巢上使用的归中大多都是通过双电机来驱动X轴和Y轴来完成归中，双电机驱动会导致如果其中一个电机发生故障，机巢的归中就不能正常进行；双电机驱动的方式后续的维护和保养也会比单电机成本更高。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供一种回字形同步带驱动式无人机巢归中装置，采用单电机和回字形同步带方式驱动，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：

一种回字形同步带驱动式无人机巢归中装置，包括：

同步带：设置有两根，呈回字形安装在箱体外壳内，通过同步轮支撑运动；同步轮安装在传动轴上，传动轴安装在箱体外壳内；箱体外壳四边安装有直线滑轨；

驱动组件：包括通过电机驱动的蜗轮蜗杆减速机和联动轮组件；所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴上设置有驱动轮；所述联动轮组件包括两根传动轴，传动轴上设置有齿轮，齿轮相互啮合使得两根传动轴相反旋转，其中一根传动轴两端设置有同步轮，其中一端的同步轮通过驱动带与驱动轮连接，使得两根同步带相互反向旋转；

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的滑块上；每根归中杆的一端与外侧的同步带连接，另一端与内侧的同步带连接，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，两根同步带同一角落的两个同步轮沿箱体外壳对角线分布安装。

作为上述方案的进一步改进，传动轴两端安装在L型带座轴承上，L型带座轴承安装在箱体外壳上。

作为上述方案的进一步改进，所述同步带为带齿皮带；所述同步轮外壁为带齿面；所述驱动带为带齿皮带；所述驱动轮外壁为带齿面。

作为上述方案的进一步改进，所述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：

本产品具有传动准确，工作时无滑擦，具有恒定的传动比，传动效率高，节能明显；

本产品的传动速度平稳，缓冲能力强，减震低噪音；

本产品相对于市面上其他装置不需要润滑，通过啮合传动；

本产品使用的传动组件中的减速机使用的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；

本产品的传动只使用一个单机来进行传动，这样使产品的工作效率更加稳定，工作能耗也比多电机低不少，后续也只需要维护一个单机，相对于其他产品维护也更加方便；

本产品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，来保证归中完成后归中杆不会移动，减少机械损耗，减少系统调整，保证机巢的结构稳定性。

附图说明

图1为本装置内部结构立体图。

图2为本装置侧面结构示意图。

图3为本装置俯视结构示意图。

图4为同步带安装结构示意图。

图5为驱动组件结构示意图。

图6为联动轮组件结构示意图。

图7为同步轮安装结构示意图。

图8为归中杆由合拢状态向外扩张示意图。

图9为归中杆由张开状态向内合拢示意图。

图10为箱体外壳结构示意图。

图11为箱体外壳内四角安装同步轮结构示意图。

图12为电机与蜗轮蜗杆减速机结构示意图。

图13为蜗轮蜗杆减速机内部结构示意图。

图14为单根归中杆俯视结构示意图。

图15为同步带侧面结构示意图。

图16为直线滑轨结构示意图。

图中：1、归中杆；2、滑轨垫板；3、直线滑轨；4、滑块；5、L型带座轴承；6、传动轴；7、同步轮；8、电机；9、蜗轮蜗杆减速机；10、输出轴；11、同步带；12、齿轮；13、箱体外壳；14、蜗轮部件；15、蜗杆部件；16、轴承部件；17、同步带压块；19、安装孔；20、驱动带；21、驱动轮；101、直杆部；102、第一折弯部；103、第二折弯部。

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16，在一种具体的实施方式中，一种回字形同步带11驱动式无人机巢归中装置，包括：

同步带11：设置有两根，呈回字形安装在箱体外壳13内，通过同步轮7支撑运动；同步轮7安装在传动轴6上，传动轴6安装在箱体外壳13内；箱体外壳13四边安装有直线滑轨3；

驱动组件：包括通过电机8驱动的蜗轮蜗杆减速机9和联动轮组件；蜗轮蜗杆减速机9的输出轴10上设置有驱动轮21；联动轮组件包括两根传动轴6，传动轴6上设置有齿轮12，齿轮12相互啮合使得两根传动轴6相反旋转，其中一根传动轴6两端设置有同步轮7，其中一端的同步轮7通过驱动带20与驱动轮21连接，使得两根同步带11相互反向旋转；

归中杆1：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1两端安装在对应直线滑轨3的滑块4上；每根归中杆1的一端与外侧的同步带11连接，另一端与内侧的同步带11连接，使得相互平行的两根归中杆1移动方向相反。

具体的，本产品由箱体外壳13、同步轮组件、直线滑轨组件、归中杆1组件、电机组件和两条同步带11一条驱动带20组成；

包括一个联动轮组件，如图6所示，和三个普通轮组件，如图7所示；其中联动轮组件由2个L型带座轴承5、2根传动轴6、3个同步轮7和2个齿轮12组成；普通轮组件由2个L型带座轴承5、2根传动轴6和2个同步轮7组成；同步轮7两边带有挡边保证和同步带11连接之后，同步带11不会因为运动脱离同步轮7；同步带11一边光滑一遍带有圆弧齿状，圆弧齿状边和同步轮7上的圆弧齿进行连接，保证同步轮7能带动同步带11运动；同步轮7内部带有D型孔和传动轴6上的D型孔相匹配，通过键硝固定之后保证传动轴6和同步轮7同轴转动。而L型带座轴承5内部自带滚珠轴承，保证整个运动过程中传动轴6的位置不会发生改变。联动轮组件上的两个齿轮12安装在两根传动轴6上的同一水平高度，并且啮合，从而使得联动轮组件上两根传动轴6上的同步轮7相反旋转，使得两根和归中杆1连接的同步带11相反运动。联动轮组件与三个普通轮组件分别分布在箱体的四个角落，将两条同步带11拉开成一个沿着箱体的回字形，使两根同步带11整体运动过程中能始终保持一个正方形，从而保持结构的稳定性。如图4所示。

直线导轨组件由滑轨垫板2、直线滑轨3和滑块4组成如图16所示，滑轨垫板2一边高一边低，低边与一根归中杆1一起匹配内圈同步带11而高边与一根同步带11匹配外圈同步带11；滑轨垫板2直接焊接在箱体外壳13上，直线滑轨3通过螺丝固定在滑轨垫板2上，滑轨垫板2能起到调整滑轨和滑块4高度的功能，滑块4只能沿着直线滑轨3做直线运动且不脱轨；

归中杆1组件由四根几字型归中杆1组成，如图8。单根归中杆1形状如图14，归中杆1末端向下折弯90度后形成安装板，安装板通过螺丝与滑轨组件上的滑块4固定，由于滑块4只能沿直线滑轨3轨道运动，因此归中杆1也只能沿直线滑轨3做直线运动。归中杆1末端和同步带11通过同步带11压板连接并用螺丝固定，进而同步带11运动能作为归中杆1的动力驱动归中杆1运动；

电机8组件由电机8、蜗轮蜗杆减速机9、蜗轮蜗杆传动轴6、1个同步轮7组成。如图12，电机8输出轴10与蜗轮蜗杆减速机9(如图13)中的孔输入蜗杆19连接，蜗轮蜗杆减速机9中的蜗轮和蜗轮蜗杆传动轴6连接，蜗轮蜗杆传动轴6末端安装了同步轮7，蜗轮蜗杆传动轴6上端的同步轮7和联动轮组件最下方的同步轮7处于同一水平高度，使短同步带11能连接蜗轮蜗杆传动轴6和联动轮组件，从而保证电机8驱动时带动蜗轮蜗杆传动轴6运动，进而带动同步带11同时运动；归中完成后电机8停止工作，蜗轮蜗杆减速机9中蜗杆的导程角小于蜗轮啮合齿间的当量摩擦角，从而实现机械自锁的效果。防止电机8因外力而运动，防止电机8在不正确的位置运动，阻止发动机在不正确的位置运动，减少机械损耗，减少系统调整，保证机巢的结构稳定性；

蜗轮蜗杆减速机9包括蜗杆部件15，蜗轮部件14，轴承部件16，蜗杆部件15驱动蜗轮部件14旋转，蜗轮部件14的安装孔19内安装输出轴10；蜗杆部件15连接电机8。蜗杆部件15和蜗轮部件14两端均设置有轴承部件16。

作为上述实施例的优选方式，同步带11为带齿皮带；同步轮7外壁为带齿面；驱动带20为带齿皮带；驱动轮21外壁为带齿面。同步带11：同步带11一边光滑，一边带有圆弧齿，同步带11圆弧齿边如图14和同步轮7上的轮齿进行连接，而同步带11的缠绕方式是由同步轮7组件上的同步轮7、电机8组件上同步轮7的位置来决定的，如图8。电机8工作时驱动蜗轮蜗杆减速机9，而蜗轮蜗杆减速机9和蜗轮蜗杆传动轴6进行了连接，蜗轮蜗杆传动轴6末端驱动轮21又和联动轮组件最下方的同步轮7通过短同步带11进行连接，联动轮组件最上方的同步轮7、光面惰轮又和相邻的两个普通轮组件上的同步轮7、光面惰轮通过两条同步带11进行连接，相邻的普通轮组件上的同步轮7、光面惰轮与联动轮组件对角的普通轮组件通过两条长同步带11进行连接。归中杆1折弯90度的末端通过同步带压块17、螺丝和两条长同步带11进行固定。从而保证电机8正转时归中杆1合拢状态；运动方向如图15箭头方向，电机8反转时归中杆1呈打开状态；运动方向如图16箭头方向。

箱体外壳13：箱体外壳13的尺寸决定了归中组件、直线滑轨3组件、同步轮7组件、电机8组件和同步带11、驱动带20的安装位置和大小。如图10-11所示。

作为上述实施例的优选方式，两根同步带11同一角落的两个同步轮7沿箱体外壳13对角线分布安装。从而使得外侧的四个同步轮7安装外侧的同步带11，内侧的四个同步轮7安装内侧的同步带11，两个同步带11够回字形状。

如图14所示，作为上述实施例的优选方式，归中杆1包括中间为直条状的直杆部101，直杆部101两端设置有向同一侧折弯的第一折弯部102；第一折弯部102端头设置有向相反的另一侧折弯的第二折弯部103。

作为上述实施例的优选方式，同一组的两根归中杆1对称设置；且第一折弯部102均向内侧设置。归中杆1的结构可以最大化提高无人机的有效降落面积。

本实用新型具体工作原理：

工作原理：本创新通过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：箱体外壳13上的四个角落安装了同步轮组件，其中一个同步轮组件构成了联动轮组件，每根同步带11通过四个同步轮7支撑张开形成矩形，两根同步带11中，一根位于外围，另一根位于内围，从而使得两根同步带11呈回字形分布；同步带11一边光滑一边呈圆弧齿状，同步带11圆弧齿状一边和同步轮7组件、电机8组件上的同步轮7进行连接，在电机8驱动时形成啮合运动。电机组件上的蜗轮蜗杆输出轴10插入到蜗轮部件上的安装孔19内，电机8工作时驱动蜗轮蜗杆减速机9运行，进而驱动输出轴10旋转，从而确保电机8正转时，输出轴10跟着一起正转，输出轴10旋转带动驱动轮21旋转，驱动轮21带动驱动带20运动，驱动带20带动联动轮组件上的同步轮7旋转，同步轮7带动一根传动轴6旋转，联动轮组件上两根传动轴6通过齿轮12啮合，实现相反旋转，从而带动两根同步带11反向旋转，保证同步带11的运动轨迹是一个正方形，从而提高同步带11归中结构的稳定性。

箱体外壳13四边又焊接了滑轨垫板2，直线导轨安装在导轨垫板上，归中杆1末端折弯90度，归中杆1末端通过螺丝和同步带11压板分别固定在直线导轨组件上的滑块4和同步带11上；因为归中杆1末端与同步带11连接，所以同步带11运动时会带动归中杆1一起移动，而归中杆1又和直线滑轨3组件上的滑块4固定，保证了归中杆1会沿着直线滑轨3方向往箱体四边移动运动轨迹如图9箭头方向从而实现归中合拢的状态，进而推动无人机到中心位置；同理，电机8反转时，四根归中杆1沿着直线滑轨3方向往箱体内部运动，从而实现归中打开的状态。归中关闭运动轨迹如图8箭头方向。

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 (7)

1.一种回字形同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，包括：

同步带(11)：设置有两根，呈回字形安装在箱体外壳(13)内，通过同步轮(7)支撑运动；同步轮(7)安装在传动轴(6)上，传动轴(6)安装在箱体外壳(13)内；箱体外壳(13)四边安装有直线滑轨(3)；

驱动组件：包括通过电机(8)驱动的蜗轮蜗杆减速机(9)和联动轮组件；所述蜗轮蜗杆减速机(9)的输出轴(10)上设置有驱动轮(21)；所述联动轮组件包括两根传动轴(6)，传动轴(6)上设置有齿轮(12)，齿轮(12)相互啮合使得两根传动轴(6)相反旋转，其中一根传动轴(6)两端设置有同步轮(7)，其中一端的同步轮(7)通过驱动带(20)与驱动轮(21)连接，使得两根同步带(11)相互反向旋转；

归中杆(1)：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(1)两端安装在对应直线滑轨(3)的滑块(4)上；每根归中杆(1)的一端与外侧的同步带(11)连接，另一端与内侧的同步带(11)连接，使得相互平行的两根归中杆(1)移动方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种回字形同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，两根同步带(11)同一角落的两个同步轮(7)沿箱体外壳(13)对角线分布安装。

3.根据权利要求1所述的一种回字形同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，传动轴(6)两端安装在L型带座轴承(5)上，L型带座轴承(5)安装在箱体外壳(13)上。

4.根据权利要求1所述的一种回字形同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，所述同步带(11)为带齿皮带；所述同步轮(7)外壁为带齿面；所述驱动带(20)为带齿皮带；所述驱动轮(21)外壁为带齿面。

5.根据权利要求1所述的一种回字形同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，所述归中杆(1)两端设置有竖直的安装板，安装板与对应的滑块(4)和同步带(11)连接。

6.根据权利要求1所述的一种回字形同步带驱动式无人机巢归中装置，其特征在于，所述归中杆(1)包括中间为直条状的直杆部(101)，直杆部(101)两端设置有向同一侧折弯的第一折弯部(102)；第一折弯部(102)端头设置有向相反的另一侧折弯的第二折弯部(103)。

7.根据权利要求6所述的一种回字形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(1)对称设置；且第一折弯部(102)均向内侧设置。