最终将动力经上旋翼传动杆105b与下旋翼传动杆105c输出至共轴双旋翼106中的上旋翼106a与下旋翼106b，且实现了上旋翼106a与下旋翼106b同转速、反向旋转。
[0040]上述共轴双旋翼106中的上旋翼106a与下旋翼106b结构相同，均包括桨盘106c与桨叶106d，如图4所示；其中桨盘106c通过周向上设置的六个桨夹106e，与六片桨叶106d相连。上旋翼106a与下旋翼106b中的桨盘106c分别同轴固定在上旋翼传动杆105b与下旋翼传动杆105c的输出端。
[0041 ] 所述全变距机构107包括三个全变距操控舵机107a、六根全变距球头拉杆A107b、三根全变距球头拉杆B107c与一个全变距转换盘107d，如图4、图5所示；其中，全变距转换盘107d通过调心球轴承与上旋翼传动杆105b套接；全变距转换盘107d采用上下双层结构，上层周向上具有六个连接球头，分别与六根全变距球头拉杆A107b —端球铰接；六根全变距球头拉杆A107b的另一端分别与上旋翼106a中桨盘106c上的六个桨夹106e下端设计的连接球头球铰接；下层周向上具有三个连接球头，分别与三根全变距球头拉杆B107c一端球铰接；三根全变距球头拉杆B107c的另一端分别三个全变距操控舵机107a输出轴相连，三个全变距操控舵机107a固定于旋翼机舱103c上。通过上述全变距机构107，由三个全变距舵机带动全变距球头拉杆B107c运动，进而带动全变距转换盘107d运动，再由与全变距转换盘107d球铰接的六根全变距球头拉杆A107b带动上旋翼106a的六片桨叶106d运动，调整六片桨叶的安装角(螺距)，进而实现无人飞行器的俯仰角和滚转角的调节。
[0042]变总距机构108包括一个变总距舵机108a、六根变总距球头拉杆AlOSb、一根变总距球头拉杆BlOSc与变总距转换盘108d，如图4、图6所示；其中，变总距转换盘108d通过直线轴承与下旋翼传动杆105c套接；变总距转换盘108d同样采用双层结构，下层周向上具有六个连接球头，分别与六根变总距球头拉杆AlOSb —端球铰接；六根变总距球头拉杆AlOSb的另一端分别与下旋翼106b中桨盘106c上的六个桨夹106e上端设计的连接球头球铰接。上层周向上具有I个连接球头，与一根变总距球头拉杆BlOSc—端球铰接；变总距球头拉杆B108c的另一端与变总距舵机108a输出轴相连，变总距舵机108a固定于旋翼机舱103c上。通过上述飞行器变总距机构108，由变总距舵机108a带动变总距球头拉杆BlOSc运动，进而带动变总距转换盘108d运动，再由与变总距转换盘108d球铰接的六根变总距球头拉杆AlOSb带动下旋翼106b的六片桨叶106d运动，调整六片桨叶106d的安装角(螺距)，进而实现无人飞行器总距的调节，控制飞行器的偏航角(自旋)以及总升力。
[0043]通过上述变总距机构108及全变距机构107共同作用，即能实现无人飞行器飞行姿态和运动轨迹的控制，简化了共轴双旋翼无人飞行器操纵机构，降低了设计难度和研发成本，大大提高了共轴双旋翼无人飞行器的有效载荷，有利于共轴双旋翼无人飞行器在更多领域的应用和推广。
[0044]上述结构左半部机体101与右半部机体102左右对称，互为镜像设置，使左半部机体101与右半部机体102中齿轮驱动机构104相对；通过将左半部机体与右半部机体102中的主支撑架103b间相互固定，形成整个机体。机体I下方通过安装支架设置有由嵌入式飞控计算机、机载雷达与机载电源系统控制系统2，分别用来控制无人飞行器的运动姿态，用来实现无人飞行器的定位导航和轨迹规划以及为无人飞行器供电。同时机体I上通过两根竖直设置的连接杆与起落架3相连。
【主权项】
1.一种大载荷低结构复杂度双共轴双旋翼无人飞行器，包括机体、控制系统与起落架；其特征在于: 所述机体中机身左右两侧安装有旋翼传动机构；通过机体上安装的传动机构将动力分别传递经驱动轴至机体两侧的旋翼传动机构； 所述旋翼传动机构包括四个锥齿轮、上旋翼传动杆、下旋翼传动杆与随动杆；四个锥齿轮相互啮合，其中，相对两个锥齿轮分别固定在驱动轴右端与随动杆左端；另两相对锥齿轮分别固定在上旋翼传动杆与下旋翼传动杆的输入端；上旋翼传动杆和下旋翼传动杆分别通过轴承与旋翼机舱相连，输出端分别安装上旋翼与下旋翼。 上述上旋翼传动杆与上旋翼间安装有全变距机构，用来调整六片桨叶的安装角，实现无人机飞行器的俯仰角和滚转角的调节；下旋翼传动杆与下旋翼间安装有变总距机构，用来调整六片桨叶的安装角，实现无人飞行器总距的调节，控制飞行器的偏航角以及总升力。
2.如权利要求1所述一种大载荷低结构复杂度双共轴双旋翼无人飞行器，其特征在于:所述机身由左半部与右半部构成；左半部与右半部结构相同，包括支撑杆、主支撑架、旋翼机舱；支撑杆左端与主支撑架紧配合固定，右端与旋翼机舱紧配合固定。
3.如权利要求1所述一种大载荷低结构复杂度双共轴双旋翼无人飞行器，其特征在于:所述全变距机构包括三个全变距操控舵机、六根全变距球头拉杆A、三根全变距球头拉杆B与一个全变距转换盘；其中，全变距转换盘通过调心球轴承与上旋翼传动杆套接；全变距转换盘采用上下双层结构，上层周向上具有六个连接球头，分别与六根全变距球头拉杆A一端球铰接；六根全变距球头拉杆A的另一端分别与上旋翼中桨盘上的六个桨夹下端设计的连接球头球铰接；下层周向上具有三个连接球头，分别与三根全变距球头拉杆B—端球铰接；三根全变距球头拉杆B的另一端分别三个全变距操控舵机输出轴相连。
4.如权利要求1所述一种大载荷低结构复杂度双共轴双旋翼无人飞行器，其特征在于:变总距机构包括一个变总距舵机、六根变总距球头拉杆A、一根变总距球头拉杆B与变总距转换盘；其中，变总距转换盘通过直线轴承与下旋翼传动杆套接；变总距转换盘采用双层结构，下层周向上具有六个连接球头，分别与六根变总距球头拉杆A—端球铰接；六根变总距球头拉杆A的另一端分别与下旋翼中桨盘上的六个桨夹上端设计的连接球头球铰接；上层周向上具有I个连接球头，与一根变总距球头拉杆B —端球铰接；变总距球头拉杆B的另一端与变总距舵机输出轴相连，变总距舵机固定于旋翼机舱上。
5.如权利要求1所述一种大载荷低结构复杂度双共轴双旋翼无人飞行器，其特征在于:所述主支撑架与旋翼机舱均为由PLA高分子材料3D打印结构框架，支撑杆采用高强度超轻碳纤维管。
【专利摘要】本发明公开了一种大载荷低结构复杂度双共轴双旋翼无人飞行器，其机体中机身左右两侧安装有旋翼传动机构；通过机体上安装的传动机构将动力分别传递经驱动轴至机体两侧的旋翼传动机构；所述旋翼传动机构通过四个相互啮合的锥齿轮间传动将动力经上旋翼传动杆与下旋翼传动杆传递至上旋翼与下旋翼，实现上旋翼与下旋翼同转速、反向旋转。上述上旋翼传动杆与上旋翼间安装有全变距机构，实现飞行器俯仰角和滚转角的调节；下旋翼传动杆与下旋翼间安装有变总距机构，实现飞行器总距的调节，控制飞行器偏航角以及总升力。本发明的优点为：具有大有效载荷、大输出功率的特点；且采用多余度设计方法，多旋翼、多套变距机构的设计提高了飞行器飞行稳定性。
【IPC分类】B64C27-10, B64C27-12, B64C11-32
【公开号】CN104859854
【申请号】CN201510182069
【发明人】王少萍, 吴易霖, 张益鑫
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月16日