本發(fā)明涉及多旋翼無(wú)人機(jī)旋旋翼控制領(lǐng)域，尤其涉及多旋翼無(wú)人機(jī)旋翼面傾斜角度控制領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種可改變多旋翼無(wú)人機(jī)旋翼面傾斜角度的電機(jī)座。

背景技術(shù)：

無(wú)人機(jī)即“無(wú)人駕駛飛機(jī)”的簡(jiǎn)稱，英文縮寫(xiě)為“uav”，是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)。無(wú)人機(jī)的概念最早出現(xiàn)于20世紀(jì)20年代，隨著科技日新月異，無(wú)人機(jī)技術(shù)越來(lái)越成熟，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用逐漸走入公眾視野，無(wú)人機(jī)在民用方面的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，無(wú)人機(jī)+行業(yè)應(yīng)用，是現(xiàn)今無(wú)人機(jī)真正的剛需。目前在航拍、農(nóng)業(yè)、植保、微型自拍、快遞運(yùn)輸、災(zāi)難救援、觀察野生動(dòng)物、監(jiān)控傳染病、測(cè)繪、新聞報(bào)道、電力巡檢、救災(zāi)、影視拍攝、制造浪漫等等領(lǐng)域的應(yīng)用，大大的拓展了無(wú)人機(jī)本身的用途，各個(gè)國(guó)家都在積極擴(kuò)展行業(yè)應(yīng)用與發(fā)展無(wú)人機(jī)技術(shù)。

無(wú)人機(jī)按飛行平臺(tái)構(gòu)型分類，可分為固定翼無(wú)人機(jī)、旋翼無(wú)人機(jī)、撲翼無(wú)人機(jī)等，多旋翼無(wú)人機(jī)因?yàn)槠湓诓倏匦?、可靠性方面都有非常不錯(cuò)的表現(xiàn)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，配件容易更換，是目前比較熱銷(xiāo)的一種消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。多旋翼無(wú)人機(jī)是由多組動(dòng)力系統(tǒng)組成的飛行平臺(tái)，一般常見(jiàn)的有四旋翼、六旋翼、八旋翼甚至更多旋翼組成。多旋翼機(jī)械結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，動(dòng)力系統(tǒng)只需要電機(jī)直接連槳就可以。

根據(jù)牛頓第三定律，當(dāng)兩個(gè)物體互相作用時(shí)，彼此施加于對(duì)方的力，其大小相等、方向相反，無(wú)人機(jī)的旋翼在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，電機(jī)也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向扭矩，促使電機(jī)向反方向旋轉(zhuǎn)，同樣的，對(duì)于多旋翼無(wú)人機(jī)，它的每一個(gè)旋翼也會(huì)產(chǎn)生這樣的力，所以為了避免無(wú)人機(jī)自旋，以四個(gè)旋翼的多旋翼無(wú)人機(jī)為例，無(wú)人機(jī)的四個(gè)螺旋槳中，相鄰的兩個(gè)螺旋槳旋轉(zhuǎn)方向相反，當(dāng)飛行時(shí)，一組相對(duì)的旋翼旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的反作用力和另一組相對(duì)的旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反作用力方向相反，當(dāng)兩個(gè)反作用力大小相等時(shí)，則相互完全抵消，無(wú)人機(jī)機(jī)身就可以保持穩(wěn)定，當(dāng)兩個(gè)反作用力大小不相等時(shí)，無(wú)人機(jī)的就會(huì)發(fā)生自旋，容易導(dǎo)致無(wú)人機(jī)失控。對(duì)于多旋翼無(wú)人機(jī)，當(dāng)無(wú)人機(jī)的一組相對(duì)旋翼中的一個(gè)發(fā)生故障時(shí)，往往僅靠一個(gè)旋翼無(wú)法提供用于平衡的扭矩，常常導(dǎo)致無(wú)人機(jī)自旋、甚至失控墜落。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種可改變多旋翼無(wú)人機(jī)旋翼面傾斜角度的電機(jī)座，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)多旋翼無(wú)人機(jī)的一個(gè)旋翼發(fā)生故障時(shí)，無(wú)人機(jī)會(huì)發(fā)生自旋或失控墜落的問(wèn)題。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種可改變多旋翼無(wú)人機(jī)旋翼面傾斜角度的電機(jī)座，包括電機(jī)安裝板、電調(diào)安裝板、用于固定安裝電機(jī)安裝板和電調(diào)安裝板的安裝板座，所述安裝板座上設(shè)置有固定連接或一體成型的偏轉(zhuǎn)管，所述偏轉(zhuǎn)管上固定連接有帶臂拉環(huán)，所述偏轉(zhuǎn)管外部套接有用于連接無(wú)人機(jī)機(jī)臂的固定套管，所述固定套管中部沿圓周方向設(shè)置有弧形開(kāi)口，所述帶臂拉環(huán)上設(shè)置有凸臂，所述凸臂可在所述弧形開(kāi)口內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述固定套管外表面設(shè)置有凸出的舵機(jī)安裝板，所述舵機(jī)安裝板上安裝有舵機(jī)，所述舵機(jī)與所述帶臂拉環(huán)驅(qū)動(dòng)連接。

優(yōu)選的，所述固定套管為階梯軸套管，所述固定套管的大部為與偏轉(zhuǎn)管套接的軸承套管，所述軸承套管和所述偏轉(zhuǎn)管之間設(shè)置有軸承，所述舵機(jī)安裝板與所述軸承套管固定連接或一體成型。

優(yōu)選的，所述舵機(jī)的輸出端安裝有舵機(jī)搖臂，所述舵機(jī)搖臂驅(qū)動(dòng)連接拉桿，所述拉桿與所述帶臂拉環(huán)的凸臂鉸接。

優(yōu)選的，所述軸承套管上的弧形開(kāi)口對(duì)應(yīng)的圓心角為0°～90°。

優(yōu)選的，所述拉桿為弧形拉桿，所述拉桿的弧形直徑、所述軸承套管的直徑和所述固定套管的直徑依次遞減。

優(yōu)選的，所述軸承為對(duì)稱設(shè)置在所述軸承套管兩端的兩個(gè)。

優(yōu)選的，所述固定套管、軸承套管、帶臂拉環(huán)、拉桿、舵機(jī)搖臂、舵機(jī)安裝板、電機(jī)安裝板、電調(diào)安裝板、安裝板座、偏轉(zhuǎn)管的材質(zhì)均為碳纖維復(fù)合材料。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

（1）將原有多旋翼無(wú)人機(jī)上固定安裝的電機(jī)安裝板設(shè)置為可跟隨安裝板座轉(zhuǎn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，從而使旋翼的旋翼面隨之改變傾斜角度，當(dāng)一只旋翼發(fā)生障礙無(wú)法提供足夠的平衡扭矩時(shí)，可改變旋翼面傾斜角度，增大了抵抗無(wú)人機(jī)自旋的分力，避免無(wú)人機(jī)自旋，減小了該旋翼在豎直方向上的分力，減小了一組相對(duì)旋翼在豎直方向上的力的差值，便于無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)調(diào)控平衡，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)多旋翼無(wú)人機(jī)的一個(gè)旋翼發(fā)生故障時(shí)，無(wú)人機(jī)會(huì)發(fā)生自旋或失控墜落的問(wèn)題。

（2）將所述固定套管設(shè)置為階梯軸套管，其大部的軸承套管與偏轉(zhuǎn)管連接，并在軸承套管和偏轉(zhuǎn)管之間設(shè)置軸承，減小偏轉(zhuǎn)管轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，使轉(zhuǎn)動(dòng)更為順滑，加強(qiáng)操控性能。

（3）所述軸承套管上的弧形開(kāi)口對(duì)應(yīng)的圓心角為0°～90°，從而所述帶臂拉環(huán)的可轉(zhuǎn)動(dòng)角度為0°～90°，使旋翼面的傾斜角度可以為0°～90°，可以針對(duì)無(wú)人機(jī)在不同情況下對(duì)上升方向分力和抑止旋轉(zhuǎn)方向分力的需求來(lái)進(jìn)行旋翼面傾斜角度調(diào)整。

（4）將所述拉桿設(shè)置為弧形拉桿，避免拉桿拉動(dòng)帶臂拉環(huán)時(shí)接觸、摩擦軸承套管或固定套管的外壁，致使偏轉(zhuǎn)管無(wú)法正常偏轉(zhuǎn)，或結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間發(fā)生不必要的磨損。

（5）由于無(wú)人機(jī)在日常工作中可能面臨的惡劣環(huán)境，使無(wú)人機(jī)需要具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕的性能，以滿足使用需要；同時(shí)由于無(wú)人機(jī)又要求具有良好的飛行性能，因此需要相對(duì)較輕自重，碳纖維復(fù)合材料既可作為結(jié)構(gòu)材料承載負(fù)荷，又可作為功能材料發(fā)揮作用，不僅滿足無(wú)人機(jī)在惡劣環(huán)境中的耐久性能、耐疲勞性能，還由于其結(jié)構(gòu)比重較小的特點(diǎn)，容易使無(wú)人機(jī)獲得良好的飛行性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1水平旋轉(zhuǎn)45°視圖；

圖3為本發(fā)明除去固定套管和軸承套管后立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為現(xiàn)有技術(shù)直升機(jī)示意圖；

圖5為四旋翼無(wú)人機(jī)正常飛行狀態(tài)原理示意圖；

圖6為四旋翼無(wú)人機(jī)一只旋翼剛停止工作時(shí)的飛行狀態(tài)原理示意圖；

圖7為四旋翼無(wú)人機(jī)故障旋翼的相對(duì)旋翼改變旋轉(zhuǎn)面時(shí)的原理示意圖；

其中1-固定套管；2-軸承套管；3-帶臂拉環(huán)；4-拉桿；5-舵機(jī)；6-轉(zhuǎn)軸；7-舵機(jī)搖臂；8-舵機(jī)安裝板；9-電機(jī)安裝板；10-電調(diào)安裝板；11-安裝板座；12-軸承；13-偏轉(zhuǎn)管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

結(jié)合附圖1和2所示，一種可改變多旋翼無(wú)人機(jī)旋翼面傾斜角度的電機(jī)座，包括電機(jī)安裝板9、電調(diào)安裝板10、用于固定安裝電機(jī)安裝板9和電調(diào)安裝板10的安裝板座11，所述安裝板座11上設(shè)置有固定連接或一體成型的偏轉(zhuǎn)管13，所述偏轉(zhuǎn)管13上固定連接有帶臂拉環(huán)3，所述偏轉(zhuǎn)管13外部套接有用于連接無(wú)人機(jī)機(jī)臂的固定套管1，所述固定套管1中部沿圓周方向設(shè)置有弧形開(kāi)口，所述帶臂拉環(huán)3上設(shè)置有凸臂，所述凸臂可在所述弧形開(kāi)口內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述固定套管1外表面設(shè)置有凸出的舵機(jī)安裝板8，所述舵機(jī)安裝板8上安裝有舵機(jī)5，所述舵機(jī)5與所述帶臂拉環(huán)3驅(qū)動(dòng)連接。

以下對(duì)本發(fā)明的原理做進(jìn)一步闡述：

根據(jù)牛頓第三定律，當(dāng)兩個(gè)物體互相作用時(shí)，彼此施加于對(duì)方的力，其大小相等、方向相反。如圖4所示，當(dāng)直升機(jī)頂部的主旋翼轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，直升機(jī)主體會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反向扭矩，促使直升機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，為抑止直升機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，特在直升機(jī)尾部設(shè)置一個(gè)尾翼，所述主旋翼和尾翼的旋翼面相互垂直，所述尾翼旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)與尾翼旋翼面垂直的力，所述尾翼產(chǎn)生的力與直升機(jī)主旋翼旋轉(zhuǎn)方向自旋的趨勢(shì)相反，從而避免直升機(jī)發(fā)生自旋。

對(duì)于多旋翼無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，以四旋翼無(wú)人機(jī)為例，如圖5所示，現(xiàn)有技術(shù)中通常采用一對(duì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和一對(duì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的旋翼用以提供升力，為了避免無(wú)人機(jī)自旋，無(wú)論在不同飛行狀態(tài)下各旋翼的轉(zhuǎn)速如何，一對(duì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的旋翼產(chǎn)生的扭矩始終等于一對(duì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的旋翼產(chǎn)生的扭矩，即m1+m3=m2+m4。當(dāng)一對(duì)順時(shí)針旋翼中的一只發(fā)生故障后，一只逆時(shí)針旋翼發(fā)生故障也同此理，如圖6所示，一只順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的旋翼產(chǎn)生的扭矩難以等同于一對(duì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的旋翼產(chǎn)生的扭矩，即m1＜m2+m4，無(wú)人機(jī)就會(huì)發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；另外由于故障旋翼停止轉(zhuǎn)動(dòng)，該故障旋翼不再產(chǎn)生向上的升力，盡管現(xiàn)有無(wú)人機(jī)已經(jīng)具有可以自動(dòng)感應(yīng)、調(diào)控平衡的飛控系統(tǒng)，但在兩方升力差異較大時(shí)，往往難以平衡，此時(shí)無(wú)人機(jī)會(huì)向故障旋翼方向傾斜、俯沖甚至傾覆。無(wú)人機(jī)的一只旋翼發(fā)生故障后，在無(wú)人機(jī)自旋和傾斜的雙重作用下，最終會(huì)致使無(wú)人機(jī)失控墜落。

本發(fā)明將旋翼均設(shè)置為可改變旋翼面傾斜角度的結(jié)構(gòu)，當(dāng)一只順時(shí)針旋翼發(fā)生故障時(shí)，無(wú)人機(jī)飛控系統(tǒng)迅速調(diào)整故障旋翼相對(duì)的正常順時(shí)針旋翼的旋翼面傾斜角度，一只逆時(shí)針旋翼發(fā)生故障也同此理，如圖1和2所示，舵機(jī)5下拉帶臂拉環(huán)3，使與帶臂拉環(huán)3固定連接的偏轉(zhuǎn)管13轉(zhuǎn)動(dòng)，從而固定連接偏轉(zhuǎn)管13的安裝板座11轉(zhuǎn)動(dòng)，設(shè)置在安裝板座11上的電機(jī)安裝板9、電調(diào)安裝板10發(fā)生傾斜，從而正常順時(shí)針旋翼的旋翼面的傾斜角度發(fā)生改變，如圖6和7所示，正常順時(shí)針旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的升力轉(zhuǎn)化為抵抗無(wú)人機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的力，促使無(wú)人機(jī)停止自旋；另外，由于正常順時(shí)針旋翼提供的升力轉(zhuǎn)化為抵抗無(wú)人機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的力，所述的這對(duì)順時(shí)針旋翼對(duì)稱軸兩端趨于平衡，減小或避免無(wú)人機(jī)向故障機(jī)翼方向傾斜。因此，一只旋翼發(fā)生故障后，調(diào)整相對(duì)的正常旋翼的旋翼面傾斜角度，就可避免無(wú)人機(jī)發(fā)生失控墜落的危險(xiǎn)，使無(wú)人機(jī)能相對(duì)平穩(wěn)的降落。

實(shí)施例2：

如圖1-3所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述固定套管1為階梯軸套管，所述固定套管1的大部為與偏轉(zhuǎn)管13套接的軸承套管2，所述軸承套管2和所述偏轉(zhuǎn)管13之間設(shè)置有軸承12，所述舵機(jī)安裝板8與所述軸承套管2固定連接或一體成型。通過(guò)設(shè)置軸承套管2和軸承12，減小偏轉(zhuǎn)管13轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦力，使轉(zhuǎn)動(dòng)更為順滑，加強(qiáng)無(wú)人機(jī)操控性能。

進(jìn)一步的，所述舵機(jī)5的輸出端安裝有舵機(jī)搖臂7，所述舵機(jī)搖臂7驅(qū)動(dòng)連接拉桿4，所述拉桿4與所述帶臂拉環(huán)3的凸臂鉸接。

進(jìn)一步的，所述軸承套管2上的弧形開(kāi)口對(duì)應(yīng)的圓心角為0°～90°，從而所述帶臂拉環(huán)3可轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為0°～90°，所述帶臂拉環(huán)3的傾斜角度與旋翼面的傾斜角度相等，使旋翼面的傾斜角度可以為0°～90°，可以針對(duì)無(wú)人機(jī)在不同情況下對(duì)上升方向分力和抑止旋轉(zhuǎn)方向分力的需求來(lái)進(jìn)行旋翼面傾斜角度調(diào)整。

進(jìn)一步的，所述拉桿4為弧形拉桿，所述拉桿4的弧形直徑、所述軸承套管2的直徑和所述固定套管1的直徑依次遞減，避免拉桿拉動(dòng)帶臂拉環(huán)時(shí)接觸、摩擦軸承套管或固定套管的外壁，致使偏轉(zhuǎn)管無(wú)法正常偏轉(zhuǎn)，或結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間發(fā)生不必要的磨損。

進(jìn)一步的，所述軸承12為對(duì)稱設(shè)置在所述軸承套管2兩端的兩個(gè)，使軸承套管2和偏轉(zhuǎn)管3的連接更為平衡、穩(wěn)定，轉(zhuǎn)動(dòng)更為平穩(wěn)。

進(jìn)一步的，所述固定套管1、軸承套管2、帶臂拉環(huán)3、拉桿4、舵機(jī)搖臂7、舵機(jī)安裝板8、電機(jī)安裝板9、電調(diào)安裝板10、安裝板座11、偏轉(zhuǎn)管13的材質(zhì)均為碳纖維復(fù)合材料，由于無(wú)人機(jī)在日常工作中可能面臨的惡劣環(huán)境，使無(wú)人機(jī)需要具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕的性能，以滿足使用需要；同時(shí)由于無(wú)人機(jī)又要求具有良好的飛行性能，因此需要相對(duì)較輕自重，碳纖維復(fù)合材料既可作為結(jié)構(gòu)材料承載負(fù)荷，又可作為功能材料發(fā)揮作用，不僅滿足無(wú)人機(jī)在惡劣環(huán)境中的耐久性能、耐疲勞性能，還由于其結(jié)構(gòu)比重較小的特點(diǎn)，容易使無(wú)人機(jī)獲得良好的飛行性能。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。