一种无人机海上起降平台动力驱动装置的制作方法

本实用新型属于无人机起降平台技术领域，具体涉及一种无人机海上起降平台动力驱动装置。

背景技术：

随着无人机的迅猛发展，无人机在海洋探测领域有着很大的作用，可快速的将海洋的资料和无人岛资料传回观测室，但是在探测过程中需长时间，高频次的同时使用较大数量的无人机执行相应任务。无人机在海面作业时需要依靠半潜式装置或漂浮装置进行充电或降落，半潜式装置或漂浮装置需要在海面上移动以配合无人机的起降和作业。

在水中或海洋作业的潜水装置、半潜式装置或漂浮装置均需要驱动装置驱动在水中或海洋中进行移动配合其他装置作业。现有技术中，根据潜水艇的驱动装置原理制造的动力驱动装置在下潜过程中虽然能够承受深海压力，但其机构复杂，制造成本高，且研发周期长，无法普遍推广使用。此外，驱动装置的转向结构复杂，也无法普遍使用。

中国发明专利2017102256410公开了一种潜水泵及控制潜水泵电机内外压力的方法，通过电机的电机腔连通气囊，气囊内的气体在气囊和电机腔之间压缩和释放来平衡电机腔在深水收到的压力，结构简单易行，但其未公开气囊的具体安装方式以及气囊的具体结构，无法保证气囊在深水耐压的可靠性；此外，在深水的极端环境下，气囊使用寿命有限，如气囊受损，则整机装置无法正常工作。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的水下动力驱动装置可靠性低、使用寿命短且转向结构复杂的问题，本实用新型提供了一种无人机海上起降平台动力驱动装置，具有可靠性高，能够平衡电机受到的深海压强，且转向结构简单，延长了使用寿命。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种无人机海上起降平台动力驱动装置，包括固设在漂浮舱下方的驱动装置，所述驱动装置包括导流罩、调速电机、螺旋桨、转向电机和舵杆；舵杆的一端与所述转向电机的输出轴固定连接，另一端与所述调速电机固定连接；所述调速电机的输出轴与所述螺旋桨的桨轴固定连接；所述导流罩罩设在所述螺旋桨和所述调速电机的外部且与所述调速电机固定连接；

所述调速电机、转向电机的壳体上均设置有与电机腔连通的气囊；所述气囊的外部设置有保护罩，所述保护罩由保护壳和设置在保护壳底部的保护盖组成， 所述保护盖与保护壳的内壁固定连接，所述保护壳与所述壳体的侧壁固定连接；

所述保护盖的中心开设有进水孔。

进一步的，所述舵杆的另一端转动连接有齿轮箱，且齿轮箱通过设置在舵杆上的限位挡圈进行轴向限位；齿轮箱固设于所述导流罩的顶部；

齿轮箱内设有转向主动齿轮和转向从动齿轮，转向主动齿轮与转向从动齿轮啮合，转向主动齿轮与所述舵杆固定连接，转向从动齿轮与所述调速电机固定连接。

进一步的，所述转向从动齿轮为齿环，且其齿部位于内圈上，所述转向从动齿轮的外圈上设有向下延伸的安装部，安装部与所述调速电机固定连接。

进一步的，所述转向从动齿轮为扇形。

进一步的，还包括激光对射光电限位开关，所述两个激光对射光电限位开关的发射端分别固设在所述导流罩的顶部，激光对射光电限位开关的接收端设置在所述转向电机的壳体的底部，所述发射端和接收端的位置相对应，导流罩在运动过程中使所述接收端接收或断开所述发射端发射的激光信号。

进一步的，所述气囊包括圆柱状的第一囊体和半球状的第二囊体，所述第一囊体和第二囊体一体成型；所述第一囊体与所述壳体固定连接，且第一囊体与所述电机腔连通。

进一步的，所述气囊包括外气囊、内气囊和若干个支撑柱；

所述支撑柱设置在外气囊和内气囊之间，且所述支撑柱的一端与外气囊固定连接，另一端与内气囊固定连接。

进一步的，所述支撑柱为圆柱状的支撑柱或橡胶球，且多个所述支撑柱均匀分布在所述外气囊和内气囊之间。

进一步的，所述进水孔处设置有过滤网。

本实用新型的有益效果：（1）本实用新型的动力驱动装置设置有气囊和罩设在气囊的外部的橡胶保护罩，提高了调速电机和转向电机承受深海压力的强度，同时，橡胶保护罩对气囊起到保护作用，延长了气囊的使用寿命，避免气囊无法承受深海压力或遇突发情况而破损，而导致电机无法正常工作。

（2）本实用新型的转向结构结构简单，且可靠性强，通过转向主动齿轮和转向从动齿轮啮合进行转向，提高了转向的精度和稳定性；此外，转向结构制造成本低，适于普遍推广使用。

（3）本实用新型通过转向从动齿轮的内圈设置齿部，能够节省安装空间，减小驱动装置的体积和起降平台的质量，携带运输使用方便。

以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是动力驱动装置一实施例结构示意图；

图2是动力驱动装置另一实施例结构示意图；

图3是动力驱动装置转向结构结构示意图；

图4是气囊一实施例结构示意图；

图5是是气囊另一实施例结构示意图；

图6是无人机海上起降平台结构示意图；

图中：1、导流罩；2、调速电机；3、螺旋桨；4、转向电机；5、转向主动齿轮；6、转向从动齿轮；7、橡胶保护罩；8、支撑柱；9、舵杆；10、保护壳；11、气囊；12、第一囊体；13、第二囊体；14、激光对射光电限位开关的接收端；15、漂浮舱；16、保护盖；17、进水孔；18、外气囊；19、内气囊。

具体实施方式

为进一步阐述本实用新型达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

为了解决现有技术中存在的水下动力驱动装置可靠性低、使用寿命短且转向结构复杂的问题，如图1所示，本实施例提供一种无人机海上起降平台动力驱动装置，动力驱动装置固设在漂浮舱15下方，包括导流罩1、调速电机2、螺旋桨3、转向电机4和舵杆9，舵杆9的一端与转向电机4的输出轴固定连接，另一端与调速电机2通固定连接；导流罩1罩设在螺旋桨3和调速电机2的外部，且与调速电机固定连接；调速电机2的输出轴与螺旋桨3的桨轴固定连接；转向电机4设置在漂浮舱15下方与漂浮舱15固定连接，舵杆9设置在转向电机4下方。漂浮舱15上设有无人机的起降台，该漂浮舱还可以通过增加质量下潜至深海作业。当漂浮舱15在海面上漂浮时需要配合无人机的起降，此时需要漂浮舱15移动以配合无人机起降，通过调速电机2驱动螺旋桨3，使漂浮舱15在海面上移动，通过远程控制或控制器调节调速电机2的转速，使螺旋桨3的转速发生变化，进而控制漂浮舱15的移动速度。当需要转向时，转向电机4驱动舵杆9转动，从而带动调速电机2整体的方向发生变化，进而使螺旋桨3在轴向方向偏转，实现漂浮舱的转向。本实施例转向结构结构简单，转向结构制造成本低，适于普遍推广使用。

进一步的，如图2所示，舵杆9的下端连接有齿轮箱，齿轮箱与舵杆9转动连接，舵杆9上可固设有限位轴套或限位挡圈将齿轮箱在舵杆9的轴向进行限位，限位轴套或限位挡圈可设置两个，可分别位于齿轮箱顶面的上下方，齿轮箱顶面和限位挡圈之间可设置滚珠支撑件，以减小齿轮箱转动时的摩擦力。齿轮箱内设有转向主动齿轮5和转向从动齿轮6，齿轮箱对其内的齿轮进行支撑，转向主动齿轮5与转向从动齿轮6啮合，转向主动齿轮5与舵杆9固定连接，转向从动齿轮6通过转轴与调速电机2固定连接，或转向从动齿轮6通过安装部与调速电机2固定连接。齿轮箱位于导流罩1的顶部，转向电机4的输出轴与转向主动齿轮5固定连接，转向主动齿轮5与转向从动齿轮6啮合，转向从动齿轮6与调速电机2固定连接，转向主动齿轮5与转向从动齿轮6的齿盘水平设置，转向从动齿轮6的齿盘上设有向下延伸的安装部，该安装部穿过齿轮箱与调速电机2固定连接，该安装部与齿轮箱转动连接。当需要转向时，转向电机4驱动转向主动齿轮5工作，转向主动齿轮5带动转向从动齿轮6转动，从而带动调速电机2整体的方向发生变化，进而使螺旋桨在轴向方向偏转，实现漂浮舱的转向。

进一步的，如图3所示，转向从动齿轮6为齿环，且其齿部位于内圈。齿环的环形外圈上设有向下延伸的安装部，调速电机2固设于安装部上，齿环的内圈上设有齿部，转向电机4和转向主动齿轮5可设置在齿环的环形内部所在的竖直空间内，节省了安装空间，可以减小各个部件的尺寸，结构紧凑，从而减小了动力驱动装置的重量，方便携带运输和使用。进一步的，转向从动齿轮6为扇形，进一步减小了齿轮的尺寸和重量。扇形的转向从动齿轮6的齿部位于扇形的外弧面上或内弧面上，与主动转向齿轮5啮合，当为外齿啮合时，转向从动齿轮6可通过轴与调速电机2固定连接，当为内齿啮合时，转向从动齿轮6的外圈上设有向下延伸的安装部，调速电机2固设于安装部上。

进一步的，还包括两个激光对射光电限位开关，两个激光对射光电限位开关的发射端分别固设在导流罩1的顶部，激光对射光电限位开关的接收端14设置在转向电机4的壳体的底部，发射端和接收端的位置相对应，导流罩1在运动过程中使接收端14接收或断开发射端发射的激光信号。接收端14和发射端的位置相对应，当接收端14均接收到发射端发射的激光时，此时螺旋桨3的轴向是正舵向，也即漂浮舱在此时是继续沿直线移动，当接收端14均未接收到发射端发射的激光时，漂浮舱此时正在改变移动方向发生转向运动。将接收信号或断开信号传输至控制器，通过激光对射光电限位开关能够对螺旋桨3的舵向方向进行指示，从而明确漂浮舱15的运动轨迹和路线。

如图4和图5所示，调速电机2、转向电机4的壳体上均设置有与电机腔连通的气囊11；调速电机2的壳体上设有与电机腔连通的气囊11，转向电机4的壳体上设有与电机腔连通的气囊11，气囊11有两个，一个位于转向电机4的侧部，另一个位于调速电机2的下方。气囊11的外部设置有保护罩，保护罩由保护壳10和设置在保护壳10底部的保护盖16组成， 保护盖16与保护壳10的内壁固定连接，保护壳10与壳体的侧壁固定连接；保护盖16的中心开设有进水孔17。保护罩对气囊11形成保护层，避免气囊11在深海的极端工作条件下被腐蚀或被海洋生物破坏，延长了使用寿命。当漂浮舱15需要下潜到深海作业时，动力驱动装置在深海中会受到深海压力，当电机腔内的压力小于电机腔外的压力时，海水通过进水孔17进入保护壳10内，海水的压力作用于气囊11，气囊11内的气体进入电机腔内，实现对电机腔内的气体进行压缩，使电机腔内外压力一致；当电机腔内的压力大于电机腔外的压力时，电机腔内的气体进入气囊11内，海水被气囊11排出保护壳10，实现对电机腔内的气体进行释放，使电机腔内外压力一致，平衡调速电机2和转向电机4受到的深海压力，防止电机在深海损坏。进水孔17处设置有过滤网，防止海水中的颗粒物质进入保护壳10对气囊11造成损坏。

如图4所示的一实施例，气囊11包括第一囊体12和第二囊体13，第一囊体12为圆柱体，第二囊体13为半球体，第一囊体12和第二囊体13一体成型；第一囊体12与电机腔固定连接。第一囊体12与电机腔固定连接且连通气囊11和电机腔，固定安装气囊11时，第一囊体12为圆柱体，增加了气囊11与电机腔安装面的接触面积，方便安装且安装更加稳固，使气囊11在深海的极端工作条件下不易损坏或脱离。

如图5所示的另一实施例的气囊11包括外气囊18、内气囊19和若干个支撑柱8；支撑柱8设置在外气囊18和内气囊19之间，且支撑柱8的一端与外气囊18固定连接，另一端与内气囊19固定连接。支撑柱8为圆柱状的支撑柱或橡胶球，且多个支撑柱8均匀分布在外气囊18和内气囊19之间。支撑柱8能够对气囊11受到的外部压力进行缓冲，避免气囊和电机收到压力冲击。均匀设置的支撑柱8能够使内气囊19均匀受力，进一步延长了气囊11的使用寿命。

本实用新型的工作原理和工作过程为：如图6所示，漂浮舱在水面或海面上移动以配合无人机起降到漂浮舱上的起降台上，通过调速电机2驱动螺旋桨3，使漂浮舱15在海面上移动，当需要转向时，转向电机4驱动转向主动齿轮5工作，转向主动齿轮5带动转向从动齿轮6转动，从而带动调速电机2整体的方向发生变化，进而使螺旋桨3在轴向方向偏转，实现漂浮舱的转向。漂浮舱15在移动过程中，当两个激光对射光电限位开关接收端14均接收到发射端发射的激光时，漂浮舱是继续沿直线移动，当两个接收端14均未接收到发射端发射的激光时，漂浮舱15此时正在改变移动方向发生转向运动，能够指示漂浮舱15的运动轨迹和路线。当漂浮舱15下潜到深海作业时，当电机腔内的压力小于电机腔外的压力时，水的压力作用于气囊11，气囊11内的气体进入电机腔内，实现对电机腔内的气体进行压缩，使电机腔内外压力一致；当电机腔内的压力大于电机腔外的压力时，电机腔内的气体进入气囊11内，实现对电机腔内的气体进行释放，使电机腔内外压力一致，平衡调速电机2和转向电机4受到的深海压力。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。