一种农用无人直升机的同轴舵机传动器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种农用无人直升机的同轴舵机传动器，与同轴舵机相连接，其包括舵机固定座、受力轴承、输出旋转盘和旋转臂，受力轴承和同轴舵机分别安装于舵机固定座的左右两侧，旋转臂与输出旋转盘相连后嵌入到受力轴承内，进而与同轴舵机的输出轴连为一体。本实用新型采用上述结构，具有以下优点：1、通过十字盘、驱动连杆以及旋转盘的设置，提高了伺服舵机传动结构的精准度；2、各结构配合紧凑，增强了同轴舵机传动方向控制器标准化，提高产品质量和产能；3、旋转臂与输出旋转盘相连后嵌入到受力轴承内，利用受力轴承连接舵机的输出轴，使输出轴在转动中保证同轴性，克服了传动机构对舵机本体带来的径向压力，进而增加伺服系统使用寿命。
【专利说明】一种农用无人直升机的同轴舵机传动器
【技术领域】
[0001]本实用新型属于飞行器制造领域，在IPC分类中属于B64大类，具体涉及一种用于农林植物保护(植保)作业的工业级电动无人直升机的同轴舵机传动器。
【背景技术】
[0002]随着无人直升机在各行业的应用研究，人们越发现无人直升机在社会生产和生活各个方面的作用日益显著。使用现代化的高新技术机械设备，不仅能够提高工作效率和质量、降低作业成本，还能够降低人员作业的风险，保护生命财产安全。其中，农用无人直升机与常规植保机械作业相比可谓好处多多，其作业效率是目前地面植保机械中防治效率最高的高架喷雾器作业效率的8倍，是人工背负式喷雾器作业效率的30倍。由于传统植保机械落后，加上使用方法不当，不能均匀施药，导致农药利用率极低，只有30%左右的农药被有效利用，70%左右的农药不仅没有发挥防治虫害的作用，还对生态环境造成了严重污染。农用无人直升机采用超低量喷雾，可节省90%的水和30%的农药，农药有效利用率达60%以上，而完成同样作业面积的成本比传统农机还要低。
[0003]一般的，用于农林植物保护作业的农用无人直升机，主要包括飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、GPS飞控、喷洒机构三部分，通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。
[0004]其中，农用无人直升机一般是依靠安装于机身内的舵机来实现飞行的前进、后退和转向，例如通过连杆驱动倾斜盘产生前后左右等方向的倾斜角度，进而控制螺旋桨系统产生倾斜角度，最终来控制飞行状态。然而，现有的舵机传动器，利用不对称的连杆实现转动、摆动、或空间复杂运动，只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；工作效率低，发生自锁的概率较大，同时机构的运动规律对制造、安装精度较高；机构中作复杂运动和作往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，在运动时将引起的振动和载荷变动，影响飞行器飞行平稳性。因此，用于现有的农用无人直升机的舵机传动器，其存在以下二点问题:
[0005]1.传统舵机安装于机身时除了克服运动机构的扭力还要克服其运动机构传递过来的径向压力，机械效率差；
[0006]2.发生自锁的机率增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；
[0007]3.机构中作复杂运动和作往复运动的构件所产生的惯性力难以平衡，在运动时将引起的振动和动载荷。
[0008]为此，一篇申请号为200910161480的发明专利，公开了一种滑动式航模舵机，其包括具有转动轴的驱动电机、蜗轮蜗杆装置、传动螺杆、套筒、电位器，蜗轮蜗杆装置中的蜗杆与驱动电机的转动轴固接并同轴，蜗轮与传动螺杆固接并同轴，套筒套设于传动螺杆并通过螺纹连接，电位器具有可沿传动螺杆轴向滑动的滑块，该滑块与套筒通过固定连接。从而可以将电机的旋转动力转换为电位器的直线动力，再驱动倾斜盘产生倾斜，实现直升机航模的左右转向和前后倾斜；舵机通过电路板直接安装于主机架，其装配非常简单，该舵机重量轻体积小；电位器检测到滑动的距离并反馈，提高控制精度，使航模飞行效率得以提闻。
[0009]另外一篇申请号为201010618794.X的发明专利，提高了一种自锁电动舵机，包括电机、减速器和舵面，还包括制动器，制动器包括制动器壳体、垂直固定在电机非驱动端端面上且圆周分布的至少三个导向柱、可在导向柱的导向下沿电机轴方向自由滑动的导磁材料制动压板、与电机轴非驱动端同轴固连且与制动压板平行的非金属制动板、制动器壳体和制动压板之间用于制动压板压紧制动板的弹簧、可使制动压板远离制动板的电磁铁；制动器壳体在电机的非驱动端，电磁铁、弹簧、制动压板、制动板和导向柱在制动器壳体内。
[0010]上述专利，仍然存在着除了克服运动机构的扭力还要克服其运动机构传递过来的径向压力的问题。
实用新型内容
[0011]因此，针对上述的问题，本实用新型为现有的同轴舵机加装一种新型的农用无人直升机的同轴舵机传动器，在加装了本实用新型的同轴舵机传动器后，使同轴舵机在工作时只需输出扭力而不会受到其它运动机构传递过来的径向压力，从而使舵机在运行过程中更精确，进而延长舵机本身的使用寿命。
[0012]为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是，一种农用无人直升机的同轴舵机传动器，与农用无人直升机的同轴舵机相连接，其包括舵机固定座、受力轴承、输出旋转盘和旋转臂，受力轴承和同轴舵机分别安装于舵机固定座的左右两侧，旋转臂与输出旋转盘相连后嵌入到受力轴承内，进而与同轴舵机的输出轴连为一体。通过利用受力轴承连接舵机的输出轴，使输出轴在转动中保证同轴性，减少旋转臂传动的能量损失，增强舵机本体传动的稳定性、使飞行器的飞行状态相对稳定。
[0013]进一步的，该同轴舵机传动器还包括驱动连杆，旋转臂上设有驱动轴，该驱动连杆的一端部(例如下端)套设于驱动轴上，驱动连杆运动时带动旋转臂传动；驱动轴的轴向与旋转臂的旋转面位于同一平面。更进一步的，该同轴舵机传动器还包括驱动件，该驱动件实现同轴舵机传动器的联动工作，具体的，该驱动件由十字盘实现，十字盘上设有推拉轴，推拉轴的底部与驱动连杆的另一端部(例如上端)连接。在具体实现时，农用无人直升机设有三个同轴舵机，三个同轴舵机分别连接三套的同轴舵机传动器，通过3个120°放置同轴舵机传动器联动工作的驱动件一十字盘来完成飞机的各种姿态变化。
[0014]进一步的，为了保证该同轴舵机传动器的稳固性，该同轴舵机传动器还包括支架，该支架从上而下依次固定驱动件和舵机固定座。其中，该支架可以是农用无人直升机的主轴以及机身支架来实现。
[0015]本实用新型采用上述结构，为现有的同轴舵机增设同轴舵机传动器，具有以下优点:1、通过十字盘、驱动连杆以及旋转盘的设置，提高了伺服舵机传动结构的精准度；2、各结构配合紧凑，增强了同轴舵机传动方向控制器标准化，提高产品质量和产能；3、旋转臂与输出旋转盘相连后嵌入到受力轴承内，利用受力轴承连接舵机的输出轴，使输出轴在转动中保证同轴性，克服了传动机构对舵机本体带来的径向压力，进而增加伺服系统使用寿命。另外，本实用新型构思巧妙，结构简单，具有很好的实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型的实施例的同轴舵机传动器的分解图；
[0017]图2为本实用新型的实施例的同轴舵机传动器的分解图(带有安装辅助线)；
[0018]图3为本实用新型的实施例的同轴舵机传动器和同轴舵机的立体图。
【具体实施方式】
[0019]现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0020]作为一个具体的实例，图1和图2为本实用新型的农用无人直升机的同轴舵机传动器的分解图，其中图2是带安装辅助线的分解示意图。参见图1和图2，图示中的各标号代表的部件名称如下:101:主轴，102:十字盘，103:金属球头，104:机身一层板，105:驱动连杆，106:旋转臂(或称摇臂)，107:M3内六角螺丝，108:金属球头，109:机身二层板，110:M3内六角螺丝，111:输出旋转盘(或称舵机旋转轴圆盘)，112:受力轴承，113:舵机固定座，114:M3内六角螺丝，115:连接舵机齿，116:同轴舵机，117:M3内六角螺丝。
[0021]参见图1和图2，本实用新型的一种农用无人直升机的同轴舵机传动器，与同轴舵机116相连接，其主要包括输出旋转盘111、受力轴承112、舵机固定座113、旋转臂106和驱动连杆105。受力轴承112和同轴舵机116分别安装于舵机固定座113的左右两侧，旋转臂106与输出旋转盘111相连接，然后整体嵌入到受力轴承112内，进而与同轴舵机116的输出轴连为一体。具体的，参见图2，旋转臂106通过金属球头108与输出旋转盘111固定连接，固定连接后M3内六角螺丝107穿过旋转臂106和输出旋转盘111与连接舵机齿115固定，连接舵机齿115与舵机固定座113固定连接，舵机固定座113通过M3内六角螺丝117与同轴舵机116固定连接。
[0022]旋转臂106上设有驱动轴，驱动连杆105的一端部套设于驱动轴上，驱动轴的轴向与旋转臂106的旋转面位于同一平面，驱动连杆105运动时带动旋转臂106传动。驱动连杆105的另一端部通过金属球头103与十字盘102相连，具体的，参见图2，十字盘102的中心设有推拉轴，推拉轴的底端设置金属球头103，驱动连杆105的上端套设于金属球头103外而相连。
[0023]上述结构中，通过利用受力轴承112连接同轴舵机116的输出轴，使输出轴在转动中保证同轴性，减少旋转臂106传动的能量损失，增强同轴舵机116传动的稳定性，使飞行器的飞行状态相对稳定。
[0024]参见图1和图2,机身一层板104和机身二层板109均具有通孔,并分别套设于主轴101的上下位置处，作为该同轴舵机传动器的支架。舵机固定座113的上端部设有螺丝孔，M3内六角螺丝114穿过该螺丝孔将舵机固定座113的上端与机身一层板104固定连接。舵机固定座113的下端部也设有螺丝孔，M3内六角螺丝110穿过该螺丝孔将舵机固定座113的下端与机身二层板104固定连接。同轴舵机传动器的主要部件安装于机身一层板104和机身二层板109之间，从而保证其稳固性。
[0025]在具体实现时，参见图3，农用无人直升机设有三个同轴舵机116，三个同轴舵机116分别连接三套的同轴舵机传动器，三套的同轴舵机传动器的十字盘102，设置为同一平面，并以相互夹角为120°的角度放置，用于同轴舵机传动器的联动工作，通过十字盘102的驱动带动三个同轴舵机116来完成飞机的各种姿态变化。比如模型直升机主桨螺距的变化是由3个舵机同时等比例推拉十字盘102上下运动而完成，升降的动作由升降舵机和副翼及桨距舵机的推、拉动作完成；副翼的动作由副翼和螺距舵机同时I个推I个拉完成。
[0026]本实用新型通过伺服系统受力轴承+舵机旋转轴圆盘的结构，即利用舵机旋转轴圆盘连接伺服系统的受力轴承做同轴绕臂的传动方法，来实现整个同轴舵机传动器，使同轴舵机在工作时只需输出扭力而不会受到其它运动机构传递过来的径向压力，从而使舵机在运行过程中更精确，进而延长舵机本身的使用寿命。
[0027]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种农用无人直升机的同轴舵机传动器，与农用无人直升机的同轴舵机相连接，其特征在于: 包括舵机固定座、受力轴承、输出旋转盘和旋转臂，受力轴承和同轴舵机分别安装于舵机固定座的左右两侧，旋转臂与输出旋转盘相连后嵌入到受力轴承内，进而与同轴舵机的输出轴连为一体； 通过利用受力轴承连接舵机的输出轴，使输出轴在转动中保证同轴性。
2.根据权利要求1所述的农用无人直升机的同轴舵机传动器，其特征在于:该同轴舵机传动器还包括驱动连杆，旋转臂上设有驱动轴，该驱动连杆的一端套设于驱动轴上，驱动连杆运动时带动旋转臂传动；驱动轴的轴向与旋转臂的旋转面位于同一平面。
3.根据权利要求2所述的农用无人直升机的同轴舵机传动器，其特征在于:该同轴舵机传动器还包括驱动件，该驱动件实现同轴舵机传动器的联动工作，该驱动件由十字盘实现，十字盘上设有推拉轴，推拉轴的底部与驱动连杆的另一端连接。
4.根据权利要求3所述的农用无人直升机的同轴舵机传动器，其特征在于:该同轴舵机传动器还包括支架，该支架从上而下依次固定驱动件和舵机固定座。
【文档编号】A63H27/20GK204261339SQ201420604932
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年10月20日 优先权日:2014年10月20日
【发明者】付维 申请人:深圳华越力合科技有限公司