本發(fā)明涉及旋翼無(wú)人機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種旋翼無(wú)人機(jī)變槳半徑變槳距裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，具有懸停能力的飛行器有直升機(jī)和多旋翼無(wú)人機(jī)，相較于直升機(jī)，多旋翼無(wú)人機(jī)有起降方便、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。目前，市面上較多的多旋翼無(wú)人機(jī)采用的是固定槳距，由電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生升力的模式，由于電池的能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于燃油，受到電池的限制，多以攝像為主，載重在幾公斤以?xún)?nèi)，續(xù)航時(shí)間半小時(shí)左右，這類(lèi)飛行器主要用于航拍，無(wú)法利用多旋翼機(jī)的特點(diǎn)發(fā)揮更大的作用。

隨著技術(shù)發(fā)展的進(jìn)步，為了解決上述飛行器槳距固定不可變的問(wèn)題，有人設(shè)計(jì)了油動(dòng)變槳距多旋翼無(wú)人機(jī)，其可解決飛行器載重小、續(xù)航時(shí)間低的問(wèn)題，但是，這種多旋翼無(wú)人機(jī)的變槳距部分是采用連桿結(jié)構(gòu)，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且設(shè)計(jì)加工困難，并且需要較大的安裝空間，在控制上難以控制，精度不高，響應(yīng)速度也相對(duì)較慢，靈活性大大降低。

且，本領(lǐng)域技術(shù)人員均知，變槳距無(wú)人機(jī)的飛行、轉(zhuǎn)向是通過(guò)改變其中一個(gè)或幾個(gè)旋翼的槳距實(shí)現(xiàn)的，具體來(lái)說(shuō)根據(jù)旋翼升力公式：y＝0.25×d×s×w×n×p，通過(guò)改變旋翼的升角s，而改變了旋翼槳距，使得升力改變；而現(xiàn)有的連桿變槳距方式單一，獲得的升力改變量小，無(wú)自鎖能力，使得旋翼機(jī)無(wú)法完成較為復(fù)雜的飛行轉(zhuǎn)向動(dòng)作，且靈活性受到限制，改變的參量單一。

因此，需要對(duì)現(xiàn)有的旋翼無(wú)人機(jī)的變槳距裝置進(jìn)行改進(jìn)，使其可變參量增加，從而改變升力的改變量，達(dá)到升力瞬時(shí)改變量大的要求，同時(shí)使其空間利用率高，響應(yīng)快，精度高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種旋翼無(wú)人機(jī)變槳半徑變槳距裝置，其可變參量增加，從而改變升力的改變量，達(dá)到升力瞬時(shí)改變量大的要求，同時(shí)使其空間利用率高，響應(yīng)快，精度高。

本發(fā)明的旋翼無(wú)人機(jī)變槳半徑變槳距裝置，包括固定架和至少一組旋翼安裝組件，旋翼安裝組件包括用于安裝旋翼的回轉(zhuǎn)軸、外套于回轉(zhuǎn)軸用于回轉(zhuǎn)軸沿軸向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的第一外套件和外套于第一外套件設(shè)置用于回轉(zhuǎn)軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的第二外套件，第二外套件與固定架連接；

還包括對(duì)應(yīng)每一組旋翼安裝組件設(shè)置一組并用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)回轉(zhuǎn)軸做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)總成，驅(qū)動(dòng)總成包括以可繞自身軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式豎直設(shè)置的驅(qū)動(dòng)桿和將驅(qū)動(dòng)桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為自身直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的升降架，驅(qū)動(dòng)總成還包括與回轉(zhuǎn)軸配合用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸相對(duì)外套件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和與運(yùn)動(dòng)件配合設(shè)置用于帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸相對(duì)外套件沿自身軸向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均由升降架的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)工作。

進(jìn)一步，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括提升桿和套桿，套桿以與回轉(zhuǎn)軸軸線(xiàn)相垂直的方式固定設(shè)置，套桿上設(shè)置有條形孔，提升桿包括與升降架固定連接的固定部和與固定部相垂直并伸入條形孔內(nèi)用于驅(qū)使套桿帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部。

進(jìn)一步，直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括推桿和推套，推套以可使回轉(zhuǎn)軸相對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)并可向回轉(zhuǎn)軸傳遞軸向力的方式與回轉(zhuǎn)軸配合設(shè)置，推桿一端與推套鉸接，另一端與升降架鉸接。

進(jìn)一步，固定架為框架結(jié)構(gòu)，旋翼安裝組件設(shè)置三組并在固定架上呈三角形分布。

進(jìn)一步，升降架置于固定架內(nèi)，固定架上設(shè)置有對(duì)升降架升降導(dǎo)向的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括固定于固定架上設(shè)置的導(dǎo)柱和與升降架一體并外套導(dǎo)柱形成相對(duì)滑動(dòng)配合的導(dǎo)套。

進(jìn)一步，還包括安裝底板、與安裝底板底部固定連接的機(jī)殼和設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)用于為驅(qū)動(dòng)桿提供的動(dòng)力裝置，驅(qū)動(dòng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于安裝底板上，安裝底板與固定架底部固定連接。

進(jìn)一步，還包括固定于機(jī)殼底部設(shè)置的過(guò)渡法蘭和與過(guò)渡法蘭傳動(dòng)連接并用于驅(qū)動(dòng)變槳距裝置整體旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力軸。

進(jìn)一步，第一外套件為直線(xiàn)軸承，第二外套件為旋轉(zhuǎn)軸承；直線(xiàn)軸承與旋轉(zhuǎn)軸承過(guò)盈配合。

進(jìn)一步，推套為推力球軸承。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明的旋翼無(wú)人機(jī)變槳半徑變槳距裝置，通過(guò)驅(qū)動(dòng)總成可實(shí)現(xiàn)對(duì)多組旋翼的槳距和半徑的同時(shí)改變，相較于現(xiàn)有單一的通過(guò)改變槳距改變旋翼升角的方式，本發(fā)明可使得整個(gè)旋翼在短時(shí)間內(nèi)最大改變升力，更加便于控制，同時(shí)驅(qū)動(dòng)桿與升降架的配合結(jié)構(gòu)，能更好的固定旋翼的槳距和升角，且體積更小，結(jié)構(gòu)緊湊，所有零部件都在旋翼連接處，具有更好的市場(chǎng)推廣性。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(軸側(cè)圖)；

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)；

圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(左視圖)；

圖4為本發(fā)明安裝旋翼后的總結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖；

圖5為本發(fā)明的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)前后位置對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(軸側(cè)圖)，圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)，圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖(左視圖)，圖4為本發(fā)明安裝旋翼后的總結(jié)構(gòu)軸測(cè)圖，圖5為本發(fā)明的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)前后位置對(duì)比圖,如圖5中所示的前后移動(dòng)距離為l，如圖所示：本實(shí)施例的旋翼無(wú)人機(jī)變槳半徑變槳距裝置，包括固定架11和至少一組旋翼安裝組件，旋翼安裝組件包括用于安裝旋翼20的回轉(zhuǎn)軸8、外套于回轉(zhuǎn)軸8用于回轉(zhuǎn)軸階梯8沿軸向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的第一外套件9和外套于第一外套件9設(shè)置用于回轉(zhuǎn)軸8做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的第二外套件10，第二外套件10與固定架11連接；其中，回轉(zhuǎn)軸為回轉(zhuǎn)階梯軸，回轉(zhuǎn)軸8一端形成運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸端，另一端形成用于安裝旋翼20的u形臂，無(wú)人機(jī)裝配時(shí)，旋翼通過(guò)螺栓安裝在回轉(zhuǎn)軸8的u形臂一端上，固定架上設(shè)置有軸承座，第二外套件10固定在軸承座上，回轉(zhuǎn)軸8可相對(duì)第一外套件9做軸向上的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，且回轉(zhuǎn)軸8和第一外套件9可相對(duì)第二外套件10可做繞自身軸線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；第一外套件9可為直線(xiàn)軸承或?yàn)閮?nèi)花鍵軸套，當(dāng)為內(nèi)花鍵軸套時(shí)，回轉(zhuǎn)軸8與第一外套件9花鍵配合，可軸向移動(dòng)，不可周向轉(zhuǎn)動(dòng)，第二外套件10為旋轉(zhuǎn)軸承或其它可實(shí)現(xiàn)第一外套件9和回轉(zhuǎn)軸8相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件；

還包括對(duì)應(yīng)每一組旋翼安裝組件設(shè)置一組并用于驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)回轉(zhuǎn)軸8做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)及旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)總成，驅(qū)動(dòng)總成包括以可繞自身軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式豎直設(shè)置的驅(qū)動(dòng)桿1和將驅(qū)動(dòng)桿1的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為自身直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的升降架2，驅(qū)動(dòng)總成還包括與回轉(zhuǎn)軸8配合用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸8相對(duì)外套件旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和與運(yùn)動(dòng)件配合設(shè)置用于帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸8相對(duì)外套件沿自身軸向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均由升降架2的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)工作；

如圖所示，其中，驅(qū)動(dòng)桿1為滾珠絲杠，升降架2位于下述的安裝板上方，并位于固定架內(nèi)部，絲杠自安裝板中心設(shè)置的通孔內(nèi)穿過(guò)與升降架2配合，本發(fā)明的適用于多旋翼無(wú)人機(jī)上，即設(shè)置有多個(gè)旋翼總成，每一旋翼總成內(nèi)包括有一個(gè)變半徑變漿距裝置，每一回轉(zhuǎn)軸8上安裝有一旋翼2080，旋翼2080為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)旋翼，由四位數(shù)字表示，前兩位數(shù)字表示直徑，后兩位數(shù)字表示槳距，單位是英寸，20為旋翼直徑，表示20英寸，80為槳距，表示8英寸，由于本實(shí)例是變槳距控制，故旋翼后兩位數(shù)字表示的是初始槳距，可根據(jù)具體運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)；當(dāng)絲杠由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，升降架2沿絲桿的軸向做上下移動(dòng)，并同時(shí)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸8的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸8轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)旋翼的變漿距；本發(fā)明的設(shè)計(jì)改變了鋰電池旋翼飛行器的載重和續(xù)航問(wèn)題，通過(guò)絲杠變槳距裝置，使內(nèi)燃機(jī)能夠運(yùn)用在旋翼飛行器上，另外，相比于傳統(tǒng)連桿機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)槳距，采用絲杠調(diào)節(jié)槳距精度更高，響應(yīng)更快，同時(shí)滾珠絲杠具有自鎖功能，能更好的固定旋翼的槳距和升角，且體積更小，結(jié)構(gòu)緊湊，所有零部件都在旋翼連接處，具有更好的市場(chǎng)推廣性。

本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括提升桿3和套桿4，套桿4以與回轉(zhuǎn)軸8軸線(xiàn)相垂直的方式固定設(shè)置，套桿4上設(shè)置有條形孔，提升桿3包括與升降架2固定連接的固定部和與固定部相垂直并伸入條形孔內(nèi)用于驅(qū)使套桿4帶動(dòng)回轉(zhuǎn)軸8轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部；如圖所示，升降架2為環(huán)形結(jié)構(gòu)，絲杠為滾珠絲杠，升降架2與絲杠為螺紋連接形成絲杠螺母副結(jié)構(gòu)，升降架2的外部設(shè)置有與提升桿3的固定部固定連接的固定套，驅(qū)動(dòng)部與固定部形成垂直結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)部插入條形孔內(nèi)，當(dāng)提升桿3隨升降架2上下移動(dòng)時(shí)，提升桿3的驅(qū)動(dòng)部在條形孔內(nèi)移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)使得套桿4帶動(dòng)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)繞回轉(zhuǎn)軸8的中心轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)旋翼的變槳距。

另外，提升桿3的驅(qū)動(dòng)部末端還設(shè)置有限位片5，以限制回轉(zhuǎn)軸8的回轉(zhuǎn)角度，也就是限制整個(gè)機(jī)構(gòu)行動(dòng)的位置。

本實(shí)施例中，直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括推桿7和推套6，推套6以可使回轉(zhuǎn)軸8相對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)并可向回轉(zhuǎn)軸8傳遞軸向力的方式與回轉(zhuǎn)軸8配合設(shè)置，推桿7一端與推套6鉸接，另一端與升降架2鉸接；當(dāng)回轉(zhuǎn)軸8旋轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)軸8與推套6形成相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，即推套6不會(huì)影響回轉(zhuǎn)軸8的轉(zhuǎn)動(dòng)，僅會(huì)在推套6受到軸向的載荷時(shí)向回轉(zhuǎn)軸8傳遞軸向的分力，使回轉(zhuǎn)軸8產(chǎn)生軸向的移動(dòng)，當(dāng)然，這些都是在控制回轉(zhuǎn)軸8低速轉(zhuǎn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，回轉(zhuǎn)軸8的旋轉(zhuǎn)和直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)不會(huì)形成干涉。

本實(shí)施例中，固定架為框架結(jié)構(gòu)，旋翼安裝組件設(shè)置三組并在固定架上呈三角形分布；即回轉(zhuǎn)軸8設(shè)置三個(gè)，形成多旋翼機(jī)構(gòu)。

本實(shí)施例中，升降架2置于固定架內(nèi)，固定架上設(shè)置有對(duì)升降架2升降導(dǎo)向的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括固定于固定架上設(shè)置的導(dǎo)柱13和與升降架2一體并外套導(dǎo)柱13形成相對(duì)滑動(dòng)配合的導(dǎo)套12；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)除對(duì)升降架2上下移動(dòng)的導(dǎo)向，還可防止升降架2轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)升降架2與絲杠的絲杠螺母副配合；在導(dǎo)柱13上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，保證了整個(gè)過(guò)程的穩(wěn)定性。

本實(shí)施例中，還包括安裝底板19、與安裝底板19底部固定連接的機(jī)殼15和設(shè)置于機(jī)殼內(nèi)用于為驅(qū)動(dòng)桿1提供的動(dòng)力裝置，驅(qū)動(dòng)桿1轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于安裝底板上，安裝底板與固定架底部通過(guò)連接桿14固定連接；其中，動(dòng)力裝置為舵機(jī)，；舵機(jī)的動(dòng)力輸出端與絲杠傳動(dòng)連接驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)施例中，還包括固定于機(jī)殼15底部設(shè)置的過(guò)渡法蘭17和與過(guò)渡法蘭17傳動(dòng)連接并用于驅(qū)動(dòng)變漿距裝置整體旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力軸18；過(guò)渡法蘭通過(guò)螺柱或長(zhǎng)螺釘16與安裝底板連接。

本實(shí)施例中，第一外套件9為直線(xiàn)軸承，第二外套件10為旋轉(zhuǎn)軸承；直線(xiàn)軸承與旋轉(zhuǎn)軸承過(guò)盈配合；其中，直線(xiàn)軸承用于回轉(zhuǎn)軸8直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸承為法蘭軸承，用于回轉(zhuǎn)軸8旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)舵機(jī)接收信號(hào)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)升降架2做向上或向下的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而使得回轉(zhuǎn)軸8旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，帶動(dòng)推套6和推桿7運(yùn)動(dòng)，從而使得回轉(zhuǎn)軸8同時(shí)做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例中，推套6為推力球軸承；推力球軸承承受單向軸向力，通過(guò)推桿7的推力改變了旋翼半徑。

最后說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。