本發(fā)明涉及一種無人機(jī)，尤其是一種帶有轉(zhuǎn)向定位裝置的無人機(jī)。

背景技術(shù)：

無人機(jī)是一個(gè)新興領(lǐng)域，但是卻發(fā)展迅速。為了發(fā)揮無人機(jī)最大的作用，賦予無人機(jī)的作用，主要還是在于載重輸送和投遞功能。而輸送和投遞功能中，最為重要的考量因素在于最大載重量，為此需要大幅度提高無人機(jī)的性能，而載重量的大幅上升后，轉(zhuǎn)而變成如何實(shí)現(xiàn)重負(fù)載時(shí)，對負(fù)載物的轉(zhuǎn)向定位。

特別是，用于戰(zhàn)斗的無人機(jī)掛載有彈藥，目前彈藥的指向必須朝向前方區(qū)域，而要提高戰(zhàn)斗的勝率，應(yīng)該使得彈藥具備多角度、大范圍的攻擊面，即當(dāng)目標(biāo)位于無人機(jī)側(cè)方或后方時(shí)，如果彈藥可在攻擊前轉(zhuǎn)向側(cè)方或后方，勢必能大大增加命中的可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)合理簡單，成本低，適用于高負(fù)載情況時(shí)，輕松解決負(fù)載的轉(zhuǎn)向和定位，并能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和擺動定位同步進(jìn)行的帶有轉(zhuǎn)向定位裝置的無人機(jī)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種帶有轉(zhuǎn)向定位裝置的無人機(jī)，包括機(jī)體，機(jī)體下部設(shè)有負(fù)載區(qū)，所述轉(zhuǎn)向定位裝置位于負(fù)載區(qū)處，該轉(zhuǎn)向定位裝置包括周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)，該周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括：

豎直設(shè)置于負(fù)載區(qū)處、且與機(jī)體轉(zhuǎn)動配合的轉(zhuǎn)軸；

與轉(zhuǎn)軸同軸固定的從動齒輪；

驅(qū)動電機(jī)，該驅(qū)動電機(jī)的輸出軸處固定有與從動齒輪相嚙合的主動齒輪；該俯仰機(jī)構(gòu)包括有：

位于周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)下方的載具，該載具和轉(zhuǎn)軸間通過萬向接頭連接；

安裝于載具處的軸承，該軸承包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈、及位于軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間的滾動體，軸承內(nèi)圈套設(shè)于載具外側(cè)、且與載具固定；

俯仰液壓缸，該俯仰液壓缸其中一軸端與機(jī)體鉸接配合，俯仰液壓缸另一軸端與軸承外圈鉸接配合。

本發(fā)明的有益效果是：通過驅(qū)動電機(jī)輸出軸處的主動齒輪，帶動從動齒輪一起轉(zhuǎn)動，那么懸掛于從動齒輪下方的載具也會一起轉(zhuǎn)動，即繞轉(zhuǎn)軸360°轉(zhuǎn)動，而載具處可以根據(jù)需要固定任何部件。由于載具處套設(shè)有軸承，而俯仰液壓缸與軸承外圈鉸接，因此當(dāng)載具轉(zhuǎn)動時(shí)，只是帶動軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，而軸承外圈處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，故不會影響俯仰液壓缸伸縮時(shí)對載具產(chǎn)生推、拉的聯(lián)動。此時(shí)，通過俯仰液壓缸的伸縮，實(shí)現(xiàn)載具繞萬向接頭的活動關(guān)節(jié)處擺動，即實(shí)現(xiàn)載具完成俯或仰動作(相對低處或高處位置而言)。本發(fā)明能為多角度轉(zhuǎn)向和定位提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，而且結(jié)構(gòu)合理簡單，成本低，能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和擺動定位同步進(jìn)行。液壓缸具有輕巧，但驅(qū)動力強(qiáng)的特點(diǎn)，因此特別適合對于載荷需求較高的場所。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，電機(jī)和液壓缸的控制已經(jīng)非常成熟，屬于常規(guī)技術(shù)，需要對電機(jī)和液壓缸進(jìn)行控制的時(shí)候，任何一位本領(lǐng)域技術(shù)人員都能找到對應(yīng)的控制單元來滿足所需目的，故，在此不對控制單元的型號、結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步贅述；下同。液壓缸的特性是具有體型小型化，質(zhì)量輕量化，輸出力量強(qiáng)大化，而且反應(yīng)速度快，工作環(huán)境中承受的溫度范圍廣(160～200℃)，液壓桿輸出力量大(可做大功率的動力元件)，工作效率高，性能穩(wěn)定可靠，使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。轉(zhuǎn)向定位裝置反應(yīng)速度更快，而且能同時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和擺動定位，輸出力量也足夠大，完全可以帶著導(dǎo)彈做一定角度的俯仰。

俯仰液壓缸位于軸承的上方，不會對載具、及載具所載物品產(chǎn)生干涉，提高使用效果。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種帶有轉(zhuǎn)向定位裝置的無人機(jī)，包括機(jī)體，機(jī)體下部設(shè)有負(fù)載區(qū)，所述轉(zhuǎn)向定位裝置位于負(fù)載區(qū)處，該轉(zhuǎn)向定位裝置包括周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)，該周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括：

豎直設(shè)置于負(fù)載區(qū)處、且與機(jī)體轉(zhuǎn)動配合的轉(zhuǎn)軸；

驅(qū)動電機(jī)，該驅(qū)動電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)軸同軸固定；該俯仰機(jī)構(gòu)包括有：

位于周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)下方的載具，該載具和轉(zhuǎn)軸間通過萬向接頭連接；

安裝于載具處的軸承，該軸承包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈、及位于軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間的滾動體，軸承內(nèi)圈套設(shè)于載具外側(cè)、且與載具固定連接；

俯仰液壓缸，該俯仰液壓缸其中一軸端與機(jī)體內(nèi)壁鉸接配合，俯仰液壓缸另一軸端與軸承外圈鉸接配合。

本發(fā)明的有益效果是：通過驅(qū)動電機(jī)輸出軸直接帶著轉(zhuǎn)軸360°轉(zhuǎn)動，而載具處可以根據(jù)需要固定任何部件。由于載具處套設(shè)有軸承，而俯仰液壓缸與軸承外圈鉸接，因此當(dāng)載具轉(zhuǎn)動時(shí)，只是帶動軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，而軸承外圈處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，故不會影響俯仰液壓缸伸縮時(shí)對載具產(chǎn)生推、拉的聯(lián)動。此時(shí)，通過俯仰液壓缸的伸縮，實(shí)現(xiàn)載具繞萬向接頭的活動關(guān)節(jié)處擺動，即實(shí)現(xiàn)載具完成俯或仰動作(相對低處或高處位置而言)。本發(fā)明能為多角度轉(zhuǎn)向和定位提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，而且結(jié)構(gòu)合理簡單，節(jié)省了主動齒輪和從動齒輪，成本更低，能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和擺動定位同步進(jìn)行。

負(fù)載區(qū)處開設(shè)有供轉(zhuǎn)軸穿過的軸孔，轉(zhuǎn)軸處位于軸孔上方的部位凸設(shè)有與軸孔限位配合、且用于防止轉(zhuǎn)軸向下穿過軸孔的支撐件。為了保證轉(zhuǎn)軸不會因?yàn)檩d具處向下的拉力，使得轉(zhuǎn)軸向下穿過軸孔、并與機(jī)體發(fā)生脫離，因此通過支撐件與軸孔孔緣的限位配合，來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸在豎直方向上的相對靜止。

轉(zhuǎn)軸處套設(shè)有碟簧，該碟簧的直徑大于軸孔的直徑，碟簧夾設(shè)于支撐件和軸孔間。通過碟簧，可以將支撐件處所受力均勻分散到軸孔孔緣上，既較少了支撐件的承受力，而且還能起到緩沖作用，保護(hù)各機(jī)構(gòu)、載具、載具處所載物件的正常工作

俯仰液壓缸位于軸承的上方，不會對載具、及載具所載物品產(chǎn)生干涉，提高使用效果。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種帶有轉(zhuǎn)向定位裝置的無人機(jī)，包括機(jī)體，機(jī)體下部設(shè)有負(fù)載區(qū)，所述轉(zhuǎn)向定位裝置位于負(fù)載區(qū)處，該轉(zhuǎn)向定位裝置包括周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)，該周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括：

豎直設(shè)置于負(fù)載區(qū)處、且與機(jī)體轉(zhuǎn)動配合的轉(zhuǎn)軸；

該轉(zhuǎn)軸的周壁處固定、且凸設(shè)有聯(lián)動件；

用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的周轉(zhuǎn)液壓缸，該周轉(zhuǎn)液壓缸其中一軸端與機(jī)體鉸接配合，周轉(zhuǎn)液壓缸另一軸端與聯(lián)動件鉸接配合；該俯仰機(jī)構(gòu)包括有：

位于周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)下方的載具，該載具和轉(zhuǎn)軸間通過萬向接頭連接；

安裝于載具處的軸承，該軸承包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈、及位于軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間的滾動體，軸承內(nèi)圈套設(shè)于載具外側(cè)、且與載具固定連接；

俯仰液壓缸，該俯仰液壓缸其中一軸端與機(jī)體內(nèi)壁鉸接配合，俯仰液壓缸另一軸端與軸承外圈鉸接配合。

本發(fā)明的有益效果是：通過周轉(zhuǎn)液壓缸的伸縮，對聯(lián)動件實(shí)現(xiàn)推拉動作，從而使得轉(zhuǎn)軸繞自身軸線正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，同時(shí)帶著下方的載具一起轉(zhuǎn)動。由于載具處套設(shè)有軸承，而俯仰液壓缸與軸承外圈鉸接，因此當(dāng)載具轉(zhuǎn)動時(shí)，只是帶動軸承內(nèi)圈轉(zhuǎn)動，而軸承外圈處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，故不會影響俯仰液壓缸伸縮時(shí)對載具產(chǎn)生推、拉的聯(lián)動。此時(shí)，通過俯仰液壓缸的伸縮，實(shí)現(xiàn)載具繞萬向接頭的活動關(guān)節(jié)處擺動，即實(shí)現(xiàn)載具完成俯或仰動作(相對低處或高處位置而言)。本發(fā)明能為多角度轉(zhuǎn)向和定位提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，而且結(jié)構(gòu)合理簡單，節(jié)省了主動齒輪和從動齒輪，成本更低，能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和擺動定位同步進(jìn)行。

負(fù)載區(qū)處開設(shè)有供轉(zhuǎn)軸穿過的軸孔，轉(zhuǎn)軸處位于軸孔上方的部位凸設(shè)有與軸孔限位配合、且用于防止轉(zhuǎn)軸向下穿過軸孔的支撐件。為了保證轉(zhuǎn)軸不會因?yàn)檩d具處向下的拉力，使得轉(zhuǎn)軸向下穿過軸孔、并與機(jī)體發(fā)生脫離，因此通過支撐件與軸孔孔緣的限位配合，來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸在豎直方向上的相對靜止。

轉(zhuǎn)軸處套設(shè)有碟簧，該碟簧的直徑大于軸孔的直徑，碟簧夾設(shè)于支撐件和軸孔間。通過碟簧，可以將支撐件處所受力均勻分散到軸孔孔緣上，既較少了支撐件的承受力，而且還能起到緩沖作用，保護(hù)各機(jī)構(gòu)、載具、載具處所載物件的正常工作

俯仰液壓缸位于軸承的上方，不會對載具、及載具所載物品產(chǎn)生干涉，提高使用效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一中機(jī)體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一中轉(zhuǎn)向定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二中轉(zhuǎn)向定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例三中轉(zhuǎn)向定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例三中周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：

實(shí)施例一：如圖1、2所示，本實(shí)施例包括機(jī)體3和控制單元(未畫出)，機(jī)體3下部設(shè)有負(fù)載區(qū)31，在負(fù)載區(qū)31處設(shè)有轉(zhuǎn)向定位裝置，該轉(zhuǎn)向定位裝置包括有周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1和俯仰機(jī)構(gòu)2，該周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1包括豎直設(shè)置于負(fù)載區(qū)31處、且與機(jī)體3轉(zhuǎn)動配合的轉(zhuǎn)軸11；該轉(zhuǎn)軸11處同軸固定有從動齒輪12；固定于機(jī)體3處的驅(qū)動電機(jī)13，該驅(qū)動電機(jī)13的輸出軸處固定有與從動齒輪12相嚙合的主動齒輪14。俯仰機(jī)構(gòu)2包括位于周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1下方的載具21，該載具21和轉(zhuǎn)軸11間通過萬向接頭22連接。該萬向接頭2為常規(guī)技術(shù)，萬向接頭2主要包括第一活動件、第二活動件、及用于連接第一活動件和第二活動件的活動關(guān)節(jié)，萬向接頭2上第一活動件與轉(zhuǎn)軸11固定連接，第二活動件與載具21固定連接。載具21可以為卡爪、機(jī)械爪、掛鉤等設(shè)備，但凡是常用的載具21，無論是用于抓取物體，還是彈藥設(shè)備，均落入載具21的定義范圍內(nèi)。

載具21的上部為桿狀結(jié)構(gòu)，則載具21的上部套設(shè)有軸承23，該軸承23包括軸承內(nèi)圈、軸承外圈、及位于軸承內(nèi)圈和軸承外圈之間的滾動體，則軸承內(nèi)圈套設(shè)于載具21的桿狀結(jié)構(gòu)處處、且與載具21固定連接。負(fù)載區(qū)31處還安裝有俯仰液壓缸24，沿俯仰液壓缸24的軸線方向，則俯仰液壓缸24具有兩個(gè)軸端，分別為俯仰液壓缸24缸體所在軸端、及俯仰液壓缸24液壓缸所在軸端；本實(shí)施例中，俯仰液壓缸24缸體所在軸端與機(jī)體3鉸接配合，俯仰液壓缸24液壓桿所在軸端與軸承外圈鉸接配合。驅(qū)動電機(jī)13和俯仰液壓缸24通過線路受控于控制單元。

本實(shí)施例中，驅(qū)動電機(jī)采用三相異步電動機(jī)，而控制單元采用西門子s7-200系列plc的變頻調(diào)速與轉(zhuǎn)角。其中，可替代的方案非常多，如：驅(qū)動電機(jī)還可以采用步進(jìn)電機(jī)，控制單元采用步進(jìn)電機(jī)控制器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器所組成的控制系統(tǒng)?；蛉纾夯緈sp430mcu與步進(jìn)控制驅(qū)動器ic(如drv8412)配合使用，能夠以極低的成本提供全步進(jìn)或高達(dá)16個(gè)微步進(jìn)；更復(fù)雜的步進(jìn)電機(jī)控制可通過或c2000tmmcu實(shí)現(xiàn)；板載外設(shè)(如adc和pwm)創(chuàng)建高度集成的解決方案，可滿足步進(jìn)電機(jī)的所有應(yīng)用要求。由此可見，對于本領(lǐng)域技術(shù)人有而言，采用何種類型的電機(jī)作為實(shí)施例中的驅(qū)動電機(jī)，采用什么控制器或控制電路作為控制單元，都屬于行業(yè)內(nèi)的公知常識，因此，在此不做贅述。

實(shí)施例二：如圖3所示，與實(shí)施例一的區(qū)別僅在于周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1，該周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)沒有主動齒輪12和從動齒輪結(jié)構(gòu)14，而驅(qū)動電機(jī)13的輸出軸直接與轉(zhuǎn)軸11同軸固定。除此之外，負(fù)載區(qū)31處開設(shè)有供轉(zhuǎn)軸11穿過的軸孔，轉(zhuǎn)軸的周壁處凸設(shè)有與軸孔限位配合的支撐件(未畫出)，該支撐件與軸孔周緣相抵觸、且滑動配合。即，支撐件架設(shè)于軸孔孔緣處，防止轉(zhuǎn)軸11從軸孔處脫出，從而為驅(qū)動電機(jī)13減輕受力。驅(qū)動電機(jī)13和俯仰液壓缸24通過線路受控于控制單元。

實(shí)施例三：如圖4、5所示，與實(shí)施例一的區(qū)別也在于周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1，該周轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1包括豎直設(shè)置于負(fù)載區(qū)31處、且與機(jī)體3轉(zhuǎn)動配合的轉(zhuǎn)軸11；該轉(zhuǎn)軸11的周壁處固定、且凸設(shè)有聯(lián)動件111；機(jī)體3處還鉸接有周轉(zhuǎn)液壓缸15，該周轉(zhuǎn)液壓缸15缸體所在軸端與機(jī)體3鉸接配合，周轉(zhuǎn)液壓缸15液壓桿所在軸端與聯(lián)動件111鉸接配合，周轉(zhuǎn)液壓缸15所在平面與轉(zhuǎn)軸11相垂直，故當(dāng)周轉(zhuǎn)液壓缸15伸縮時(shí)，就會給聯(lián)動件111施加一個(gè)切向力，使得聯(lián)動件111帶動轉(zhuǎn)軸11轉(zhuǎn)動。除此之外，機(jī)體3上開設(shè)有供轉(zhuǎn)軸11穿過的軸孔，轉(zhuǎn)軸11的周壁處凸設(shè)有與軸孔限位配合的支撐件(未畫出)，該支撐件與軸孔周緣相抵觸、且滑動配合。即，支撐件架設(shè)于軸孔孔緣處，防止轉(zhuǎn)軸11從軸孔處脫出，從而為驅(qū)動電機(jī)13減輕受力。驅(qū)動電機(jī)13、周轉(zhuǎn)液壓缸15和俯仰液壓缸24通過線路受控于控制單元。