直流无刷自驱动旋翼装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及旋翼飞机、无人机、空中智能机器人等飞行器的动力装置，具体涉及一种直流无刷自驱动旋翼装置。
【背景技术】
[0002]旋翼又称为螺旋桨，是多轴无人机，航模、旋翼飞行器及空中智能机器人所采用的动力装置。现有的旋翼均由电机驱动，且旋翼均为悬臂梁结构，振动大。电机-旋翼装置安装不便;且电机转速高，旋翼缺乏保护，旋翼脱落或者断裂时，极易飞出，容易造成人员伤害。因此，为保证安全飞行，避免事故发生，需对现有的电机-旋翼装置的结构进行改进。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种直流无刷自驱动旋翼装置，为旋翼飞行器、多轴无人机、空中智能机器人等飞行器提供自驱动的动力装置。
[0004]下面结合附图1详细说明本发明的结构，包括组成部分，各组成部分的连接关系，及发明的工作原理。
[0005](I)总体结构描述:
[0006]—种直流无刷自驱动旋翼装置，该自驱动旋翼装置主要由驱动装置、旋翼装置、检测装置和支架四部分组成:所述的驱动装置包括电磁铁和永磁铁组成，其中电磁铁固定在支架上，永磁铁固定在转动环上;所述的旋翼装置由叶片及转动环组成，叶片固定在转动环上;所述的检测装置由位置传感器组成，且位置传感器固定在支架上;所述的支架为圆环结构，对整个装置起支撑及保护作用。
[0007](2)进一步结构特点描述:
[0008]上述的电磁铁数量为η个，且η 2 3。
[0009]上述的永磁铁数量为m个，且m之3。
[0010]上述的叶片数量为k个，且k2 2，根据不同的旋翼飞机、无人机、空中智能机器人的工作环境及飞行参数要求，叶片可以采用不同的叶形及尺寸。
[0011]上述的位置传感器数量为j个，且j2 I，根据不同的场合位置传感器可以选择磁敏式、光电式或电磁式传感器。
[0012](3)工作原理:
[0013]本发明直流无刷自驱动旋翼装置，通过外部供电，使电磁铁产生电磁场，推动永磁铁运动，从而带动转动环及叶片转动，叶片转动会使装置产生升力或者动力;改变电磁铁的供电电压可以改变电磁铁所产生磁场的强度，由此改变转动环及叶片的旋转速度，改变直流无刷自驱动旋翼装置产的生升力或者动力的大小;位置传感器可以感知转动环的实时位置或者转动速度，给外部提供信号，以便改变外部供电电压，控制叶片旋转速度。
[0014]本发明的有益效果在于:
[0015]本发明针对目前的电机-旋翼装置存在的缺陷和不足，提出了集成驱动装置及旋翼装置一体化的设计方案。与现有的电机-旋翼装置相比，本发明具有以下优点:
[0016]—、叶片振动小:叶片为两端固定结构，降低了叶片的振动，改善了叶片的气动环境；
[0017]二、安全可靠:由于叶片两端固定，叶片断裂或者破损时，不会飞出对人体造成伤害;
[0018]三、气动性能好:固定架起到整流的作用，可以改善叶片的工作环境；
[0019]四、安装方便:本发明集成了驱动装置和旋翼装置，在工作现场安装便捷。
【附图说明】
[°02°]图1是本发明结构示意图；
[0021]图1中标号所示:
[0022 ] 1、电磁铁，2、永磁铁，3、支架，4、转动环，5、叶片，6、位置传感器。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图1对本发明作进一步详细的说明:
[0024]如图1所示，本发明的直流无刷自驱动旋翼装置，主要由电磁铁I和永磁铁2构成了驱动装置，电磁铁(I)固定在支架(3)上，永磁铁(2)固定在转动环(4)上；由转动环(4)和叶片(5)构成了旋翼装置，叶片(5)顶端固定在转动环(4)上，转动环(4)转动可以带动叶片(5)转动，转动环的旋转速度可以通过改变外部电磁铁的电压控制；由位置传感器(6)构成了测量装置，位置传感器(6)固定在支架(3)上，转动环(4)的转动速度可以通过位置传感器(6)测出；由支架(3)构成了支撑及保护装置。
[0025]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
【主权项】
1.直流无刷自驱动旋翼装置，其特征在于:由n(n2 3)个电磁铁(I)、m(m > 3)个永磁铁(2)、支架(3)、转动环(4)、1^(1^2)个叶片(5)、」(_]_2 1)个位置传感器(6)组成，叶片(5)与转动环(4)连接在一起;永磁铁(2)固定在转动环(4)上，；传感器(6)固定在支架(3)上；电磁铁(1)固定在支架(3)上;转动环(4)可以相对于支架(3)转动。2.如权利要求1所述装置，其特征在于:n(n2 3)个电磁铁(I)在支架(3)上均匀分布;η个永磁铁(2)在转动环(4)上均匀分布；(j 2 I)个位置传感器(6)在支架(3)上均匀分布;且电磁铁(I)与永磁铁(2)处于同一平面内;m(m2 2)个叶片(5)在转动环内部均匀分布。3.如权利要求1或2所述装置，其特征在于:当通电时，电磁铁(I)产生的磁场对永磁铁(2)产生作用力，驱动转动环(4)转动，进而转动环(4)带动叶片(5)转动。4.如权利要求1-3所述装置，其特征在于:当电磁铁(I)内部的电流改变时，电磁铁(I)所产生的电磁场改变，从而改变电磁铁(I)对永磁铁(2)的作用力，改变转动环(4)的转速，进而改变叶片(5)的转速。5.如权利要求1-3所述装置，其特征在于:位置传感器(6)测量转动环相对于电磁铁(I)的各相绕组的位置，以确定电磁铁各相绕组导通和关断的顺序。6.如权利要求1-5所述装置，其特征在于:转动环(4)与支架(3)之间具有一定的间隙，避免转动环(4)与支架(3)之间产生摩擦。
【专利摘要】本发明基于集旋翼、电磁驱动于一体的集成方案，公开了一种直流无刷自驱动旋翼装置,主要由电磁铁(1)和永磁铁(2)构成驱动装置；由转动环(4)和叶片(5)构成旋翼装置；由位置传感器(6)构成测量装置，支架(3)构成支撑装置。通过给电磁铁(1)供电产生电磁场，推动永磁铁(2)运动，从而带动转动环(4)及叶片(5)旋转，叶片(5)旋转运动使该装置产生升力或动力；改变供电电压可以改变电磁铁(1)所产生磁场的强度，由此改变转动环(4)及叶片(5)的旋转速度，改变该装置产生的升力或动力的大小；位置传感器(6)可以感知转动环的实时位置或转速，给外部提供信号，以便改变外部供电电压，控制叶片(5)的旋转速度。
【IPC分类】B64C27/68
【公开号】CN105564644
【申请号】CN201610025324
【发明人】刘延彬, 姜媛媛, 张晓娟
【申请人】安徽理工大学
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2016年1月13日