折叠收拢结构、旋翼动力组件以及倾转旋翼机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种折叠收拢结构、旋翼动力组件以及倾转旋翼机。

背景技术：

倾转旋翼机具有两种姿态，即旋翼机姿态和固定翼姿态，一般的，旋翼机姿态用于实现垂直起降，而固定翼姿态用于巡航，使用旋翼机起飞后转换为固定翼姿态飞行巡航，可以极大延长飞行器的续航时间。然而处于固定翼姿态时，前面的两个动力组件，桨叶需要继续转动，为固定翼飞行提供动力，不需要收起来。但是后方的两个动力组件倾转为固定翼状态后，电机停转，此时气流方向垂直切割桨叶，风阻较大，在此情况下达到预定飞行速度需要更大的动力，将会减小续航的时间，此种情况需要改善。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提出一种折叠收拢结构，旨在减小无人机飞行过程中受到的风阻，延长飞行续航时间。

为实现上述目的，本发明提出的折叠收拢结构，包括：一倾转装置、一安装台、一转接件、一驱动件、一推拉件以及多个杠杆件；所述推拉件一端滑动连接于所述倾转装置，另一端与所述驱动件固定连接；所述转接件连接所述驱动件和杠杆件，所述杠杆件用于安装固定待收拢件，转动连接于所述安装台，且可相对所述转接件转动，所述倾转装置推动推拉件运动，从而通过驱动件和转接件带动所述杠杆件远离所述转接件一端上动或下移，使待收拢件展开或收拢。

优选地，所述倾转装置包括一倾转件、一第一电机以及一横杆，所述第一电机包括转轴，所述横杆与所述转轴螺纹配合并夹持于所述倾转件，所述第一电机驱动所述横杆沿所述转轴轴向运动带动所述倾转件实现倾转。

优选地，所述倾转装置还包括两第一安装板，所述第一电机安装于两所述第一安装板之间，两所述第一安装板远离所述第一电机一端设有一第一滑槽，所述倾转件设有一滑道，所述推拉件的两端分别穿过所述滑道滑动连接于所述第一滑槽内。

优选地，所述转接件包括轴承组件，所述驱动件包括相互固定连接的驱动管和连接件，所述驱动管的一端与所述推拉件固定连接，另一端通过所述连接件以及所述轴承组件连接于所述转接件。

优选地，所述转接件为中空筒状结构，包括一通孔，所述连接件至少部分收容于所述通孔内。

优选地，所述连接件包括一卡位凸台，所述卡位凸台将所述连接件分隔形成相对的上端部和下端部，所述轴承组件包括推力球轴承组件和定位球轴承组件，所述推力球轴承组件设置于所述连接件上端部，所述定位球轴承组件设置于所述连接件下端部。

优选地，所述定位球轴承组件包括至少一个定位球轴承，下端部包括与驱动管螺纹配合的螺纹部以及一光轴部，所述定位球轴承设置于连接件下端部的光轴部，光轴部穿过所述定位球轴承的内圈。

优选地，所述通孔远离所述安装台一端的内壁径向延伸形成一环形凸台，所述环形凸台中间设有供所述连接件上端部穿过的穿孔。

优选地，所述推力球轴承组件包括两个推力球轴承，连接件的上端部穿设两个推力球轴承以使两个推力球轴承紧固于所述上端部，两个推力球轴承分别设置于环形凸台的两侧。

优选地，所述转接件的外周面向外延伸形成多个凸缘，所述杠杆件转动连接于所述凸缘。

优选地，所述安装台包括一第二安装板以及多个安装件，所述安装件从所述第二安装板垂直向外延伸形成；所述安装件两两形成一组，每组的两个安装件之间形成一容纳槽，所述杠杆件的中部转动连接所述容纳槽。

优选地，所述杠杆件的中部设有一腰圆形的长孔，所述长孔与所述容纳槽相配合固定所述杠杆件。

本发明还提出一种旋翼动力组件，包括第二电机、桨叶和折叠收拢结构，该折叠收拢结构包括：一倾转装置、一安装台、一转接件、一驱动件、一推拉件以及多个杠杆件；所述推拉件一端滑动连接于所述倾转装置，另一端与驱动件固定连接；所述转接件连接所述驱动件和杠杆件，所述杠杆件用于安装固定待收拢件，转动连接于所述安装台，且可相对所述转接件转动，所述倾转装置推动推拉件运动，从而带动所述杠杆件远离所述转接件一端上动或下移，使待收拢件展开或收拢；所述第二电机包括定子和设置于定子外周的转子，所述定子固定安装于所述倾转装置，所述安装台固定于所述转子上，所述桨叶设置于所述杠杆件远离所述转接件的一端。

本发明还提出一种倾转旋翼机，包括机身和旋翼动力组件，该旋翼动力组件包括第二电机、桨叶和折叠收拢结构，该折叠收拢结构包括：一倾转装置、一安装台、一转接件、一驱动件、一推拉件以及多个杠杆件；所述推拉件一端滑动连接于所述倾转装置，另一端与驱动件固定连接；所述转接件连接所述驱动件和杠杆件，所述杠杆件用于安装固定待收拢件，转动连接于所述安装台，且可相对所述转接件转动，所述倾转装置推动推拉件运动，从而带动所述杠杆件远离所述转接件一端上动或下移，使待收拢件展开或收拢。

与现有技术相比，本发明提出了一种折叠收拢结构，用于实现桨叶的折叠收拢，实现了倾转过程与桨叶折叠收拢过程的集合统一，通过倾转装置的转动，引导推拉件上下运动，从而依次带动驱动件、转接件的上下运动，再基于杠杆原理实现桨叶的收拢和展开，实现了桨叶的折叠收放；该发明具体应用于倾转旋翼机，处于旋翼机机身后方的两个旋翼动力组件在固定翼状态下飞行时，桨叶的折叠使气流的方向将与所述桨叶的长度方向平行，大大减小的风阻，有利于延长无人飞行器的续航时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明折叠收拢结构一实施例的爆炸示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中推拉件、驱动件以及轴承组件的结构示意图；

图4为图1中第一安装板的结构示意图；

图5为图1中折叠收拢结构的局部结构示意图；

图6为图5中沿VI-VI线的剖切示意图；

图7为图6中连接件的结构示意图；

图8为图6中转接件的结构示意图；

图9为图6中安装台的结构示意图；

图10为图6中固定块的结构示意图；

图11为本发明旋翼动力组件一实施例的爆炸示意图；

图12为图11中第二电机的结构示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种折叠收拢结构。

在本发明实施例中，参照图1至图4，该折叠收拢结构包括一倾转装置11、一安装台12、一驱动件13、一转接件15、一推拉件112以及多个杠杆件14；推拉件112一端滑动连接于倾转装置11，另一端与驱动件13固定连接；转接件15连接驱动件13和杠杆件14，杠杆件14转动连接于安装台12，且可相对转接件15转动。

具体地，倾转装置11包括一倾转件115、一第一电机111、一横杆114以及两第一安装板116，第一电机111设置于两第一安装板116的一端之间，第一电机111包括一转轴113，转轴113上设置有螺纹，横杆114穿设于转轴113上，且可在第一电机111的驱动下沿转轴113的轴向运动，横杆114的两端夹持于倾转件115，以使得横杆114在第一电机111驱动下沿转轴113轴向运动时，可以带动倾转件115实现倾转。

倾转件115包括两转动板、一旋转轴117以及一安装部(图未示)，所述安装部用于安装固定螺旋桨动力系统，两转动板由安装部相对的两侧向下延伸形成，旋转轴117连接于两转动板并穿过转动板向外延伸，倾转件115通过旋转轴117转动连接于于两第一安装板116上。两第一安装板116远离第一电机111一端设置有第一滑槽116a，所述推拉件112的两端分别固定于两第一安装板116的第一滑槽116a内，并可在第一滑槽116a内滑动，第一滑槽116a为圆弧形滑槽。优选地，所述安装部、转动板以及旋转轴117一体成形。

所述转动板包括第一连接板115a和第二连接板115c，第一连接板115a和第二连接板115c的交界处即为旋转轴117穿设转动板处，也即第二连接板115c设置于旋转轴117和所述安装部之间，第一连接板115a相对第二连接板115c非直线、呈一定角度延伸，本实施例中，第一连接板115a和第二连接板115c的夹角为钝角。第一连接板115a上设有第三滑槽115b，第三滑槽115b由上至下朝前下侧延伸，横杆114两端滑动的夹持于第三滑槽115b内，第二连接板115c设置有滑道115d，推拉件112的两端穿过滑道115d并滑动连接于两第一安装板116的第一滑槽116a内。

横杆114的两端部还分别向外延伸有一凸柱114a，每一第一安装板116上开设有对应凸柱114a的第二滑槽116b，第二滑槽116b沿水平方向延伸，凸柱114a插接于第二滑槽116b内，并与其滑动配合。可以理解，如此设置，即可通过第一电机111的转轴113转动带动横杆114于第三滑槽115b内滑动，同时，凸柱114a于第二滑槽116b内滑动，从而实现倾转件115向前下侧或向后上侧倾转。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，横杆114与倾转件115之间也可通过其他方式枢接。

推拉件112包括滑轴112a和轴套112c，轴套112c呈一倒“T”形，包括一水平轴管和设于水平轴管中部并垂直于水平轴管的竖直轴管，竖直轴管至少部分为中空管状，且内壁设置有内螺纹，驱动件13一端设置外螺纹，并通过内外螺纹的配合固接于驱动件13，水平轴管为中空管状结构，滑轴112a穿设水平轴管，滑轴112a外露于水平轴管的两端分别延伸有凸部112b，凸部112b插设于第一滑槽116a，并与其滑动配合。可以理解，如此设置，即可通过倾转件115的倾转带动推拉件112的凸部112b于第一滑槽116a内运动，从而带动驱动件13上下运动。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，推拉件112与第一安装板116也可通过其他方式枢接。

进一步地，参照图1，倾转装置11还包括第一挡件119和第二挡件118，第一挡件119和第二挡件118固定连接于两第一安装板116，倾转件115带动安装台12于竖直位置和水平位置之间倾转，当倾转件115倾转至竖直位置时，第二连接板115c抵接第一挡件119，当倾转组件摆动至水平位置时，第二连接板115c抵接第二挡件118。可以理解，如此设置，可以有效限制倾转装置11的倾转角度，并使其自动维持在该状态。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，倾转装置11不只限于在水平和竖直之间转动，也可应用户需求，转动其他角度。

进一步地，参照图5至图8，转接件15包括呈中空筒状的转接件本体151、盖合转接件本体151的通孔顶端的盖体151a以及设于转接件本体151内的轴承组件16，驱动件13包括驱动管131和连接件132，驱动管131的一端与推拉件112固定连接，另一端通过连接件132以及轴承组件16连接于转接件15。

驱动管131包括相对设置的第一端和第二端，且第一端的直径大于第二端的直径，所述第一端为中空管状，管内壁设置有内螺纹，用以和连接件132螺纹固定，所述第二端为圆柱状，且第二端向下延伸形成一螺纹柱，螺纹柱上设置有外螺纹，用以和推拉件112竖直轴管内的内螺纹相互配合，以实现驱动管131和推垃件112的固定连接，当然，于其他实施例中，推拉件112与驱动管131也可通过卡接或螺钉连接的方式连接。

连接件132大体呈圆柱状，其中部向外环形延伸形成一卡位凸台132c，卡位凸台132c将连接件132分隔形成相对的上端部和下端部，轴承组件16包括推力球轴承组件和定位球轴承组件，推力球轴承组件设置于连接件132上端部，定位球轴承组件设置于连接件132下端部。本实施例中，连接件132的上端部至少部分为中空管状，管内壁设置有内螺纹，盖体151a对应设置有一通孔，螺钉穿过该通孔与连接件132的上端部螺纹配合实现固定；连接件132的下端部包括与驱动管131的顶端的螺纹适配的螺纹部132b以及一光轴部(图未示)，所述光轴部紧邻卡位凸台132c，不设置外螺纹，外径与上端部的外径相等，螺纹部132b由所述光轴部向下延伸形成，其上设置有若干外螺纹，所述螺纹部132b伸入到驱动管131的第一端，并与第一端管内的内螺纹配合，使连接件132与驱动管131固定。

参照图3和图6，在其中一个实施例中，定位球轴承组件包括一定位球轴承161，该定位球轴承161设置于连接件132下端部的光轴部，光轴部穿过所述定位球轴承161的内圈，使定位球轴承161固定于光轴部。设置该定位球轴承161，有利于确保驱动管131和连接件132之间的传动在正竖直方向进行，避免传动卡死；同时，如此设置，也能使转轴的转动更为顺畅。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，为了更好地保证驱动管131、转轴以及连接件132之间转动稳定，定位球轴承161组件16还可包括多个定位球轴承161，优选地，驱动管131第一端外径大于所述光轴部的外径。

进一步地，参照图6，连接件132具有一贯穿整个连接件竖直方向的通孔，所述通孔远离安装台12一端的内壁径向延伸形成一环形凸台151b，环形凸台151b中间设有供连接件132上端部穿过的穿孔。参照图3、图6和图7，本实施例中，推力球轴承162组件16包括两个推力球轴承162，连接件132的上端部穿设两个推力球轴承162以使两个推力球轴承162紧固于所述上端部，两个推力球轴承162分别设置于环形凸台151b的两侧，具体地，环形凸台151b与卡位凸台132c之间形成一个收容空间，其中一个推力球轴承162设置于收容空间内，另一推力球轴承162设置于环形凸台151b与盖体151a之间。两个推力球轴承162的设计可以用来抵消上下方向的应力，具体而言，当驱动管131推动连接件132向上运动，连接件132承受向上的推力，该推力由位于环形凸台151b下侧的推力球轴承162承担；反之，当驱动管131拉动连接件132向下运动，连接件132承受向下的拉力，该拉力由环形凸台151b上侧的推力球轴承162承担；如此，即更好地提高了传动过程中驱动管131、连接件132以及转接件15之间传动的稳定性，避免任一结构因受力过大，形变受损。

进一步地，参照图8，自转接件15本体向外延伸形成有多个凸缘152，本实施例中，转接件15本体为六棱柱状，凸缘152自六棱柱的六个角向外延伸形成，并且六棱柱相间隔的侧面的相邻两个凸缘152之间形成一安装位，用于安装杠杆件14，具体地，每个凸缘152均设有螺纹孔，螺钉穿过螺纹孔以及杠杆件14的一端将杠杆件14安装于转接件15，杠杆件14可相对转接件15转动。本实施例中，对应于转接件15本体的六棱柱状，杠杆件14的数量设置为三个。

进一步地，参照图9，安装台12包括一第二安装板121以及多个安装件122，安装件122从第二安装板121垂直向外延伸形成，安装件122两两形成一组，每组的两个安装件122之间形成一容纳槽，杠杆件14的中部转动连接容纳槽，杠杆件14的一端与转接件15转动连接，另一端连接于桨叶3。本实施例中，第二安装板121上设有一用于供驱动管131通过的避位孔121a，以及环绕避位孔121a设置的多个减重孔121b。

进一步地，参照图10，杠杆件14包括相对设置的转动端141和固定端142，以及连接转动端141和固定端142的连接杆143，转动端141安装于转接件15相邻两个凸缘152形成的安装位内，转动端141设有螺纹孔，螺钉穿过螺纹孔将转动端141转动连接于安装件122。为了实现转动连接，螺钉的螺杆优选为圆形光滑螺杆。

本实施例中，连接杆143的侧面设有一腰圆形的长孔，长孔用于与安装台12上的容纳槽相配合实现固定，具体地，安装件122远离安装板的一端设有螺纹孔，螺钉依次穿过该螺纹孔和长孔实现杠杆件14和安装台12的固定。

在其中一个实施例中，每一杠杆件14的固定端142设有一固定块17，每一固定块17上设有若干第一连接孔171，每一桨叶3上设有若干对应第一连接孔171的第二连接孔，螺钉穿过对应的第一连接孔171和第二连接孔将桨叶3固定在杠杠件的固定端142，需要说明的是，为了实现折叠收拢，桨叶3相对杠杆件14是相对固定，不可转动的，例如可以是，螺钉的螺杆为规则的棱柱状螺杆，桨叶3上的螺纹孔也呈规则棱柱状，包括但不限于五棱柱、六棱柱、八棱柱、十棱柱等。当然，本发明不限于此，于其他实施例中，桨叶3也可通过卡接的方式固定于杠杆件14的固定端142。

在另外一个实施例中，固定端142由连接杆143远离转动端141的一端垂直延伸、再沿连接杆143方向延伸形成，由此形成的固定端142为一U型槽状结构，需要折叠收拢的物件的一端插设于上述U型槽内，再通过螺钉或卡扣固定。

待收拢物件以桨叶3为例，该折叠收拢结构的工作过程具体为：第一电机111驱动转轴113正向转动，转轴113带动横杆114沿轴向向远离第一电机111方向运动，由于横杆114夹持于倾转件115的第一连接板115a，则在横杆114运动过程中，对倾转件115施加一个推力，使倾转件115由水平姿态向垂直姿态转变，在此倾转过程中，倾转件115的倾转对推拉件112施加力，使推拉件112从处于第一安装板116的第一滑槽116a底部沿着第一滑槽116a向上滑动，则推拉件112对驱动管131施加一个沿驱动管131轴向的推力，经由驱动管131传递到连接件132，此时卡位凸台132c下侧的推力球轴承162承受应力，并推动转接件15沿驱动管131轴向向上运动，由于杠杠件的连接杆中间固定于安装台，杠杆件14与转接件15连接一端相对向上运动，则远离连接件15一端即固定桨叶3一端相对向下运动，桨叶3在杠杆件的杠杆运动过程中，由收拢状态向展开状态过渡，此过程安装台12的运动与倾转件115的运动保持一致。

反之，第一电机111驱动转轴113反向转动，转轴113带动横杆114沿轴向向靠近第一电机111方向运动，由于横杆114夹持于倾转件115的第一连接板115a，则在横杆114运动过程中，对倾转件115施加一个拉力，使倾转件115由垂直姿态向水平姿态转变，在此倾转过程中，倾转件115的倾转对推拉件112施加力，使推拉件112从处于第一安装板116的第一滑槽116a顶部沿着第一滑槽116a向下滑动，则推拉件112对驱动管131施加一个沿驱动管131轴向的拉力，经由驱动管131传递到连接件132，此时卡位凸台132c上侧的推力球轴承162承受应力，并拉动转接件15沿驱动管131轴向向下运动，杠杆件14与转接件15连接一端相对向下运动，远离连接件132一端即固定桨叶3一端相对向上运动，桨叶3由展开状态向收拢状态过渡，此过程安装台12的运动与倾转件115的运动保持一致。

参照图11和图12，本发明还提出一种旋翼动力组件，该旋翼动力组件包括折叠收拢结构1和桨叶3，该折叠收拢结构1的具体结构参照上述实施例，桨叶3即为待收拢件，由于本旋翼动力组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

进一步地，旋翼动力组件还包括第二电机2，其设置于倾转件115的安装部上，第二电机2包括转子21和定子22，安装台12固定连接于转子21上，固定方式可以是焊接、螺钉连接等。第二电机2的转轴为中空管状，驱动件13设置于第二电机2的转轴内。

进一步地，参照图1，旋翼动力组件还包括一连接套管4，连接套管4内容置有上述驱动管131，以更好地保护驱动管131和连接件132的连接，避免其受到外界磕碰。

本发明还提出一种倾转旋翼机，倾转旋翼机包括机身和多个旋翼动力组件，旋翼动力组件的具体结构参照上述实施例，由于本倾转旋翼机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例中，倾转旋翼机设有四个旋翼动力组件，其中两个设于机身的前部，另外两个设于机身的后部。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，旋翼动力组件也可设有五个、六个等，于机身上的排布也可采用其他方式。

与现有技术相比，本发明提出了一种折叠收拢结构，用于实现桨叶的折叠收拢，实现了倾转过程与桨叶折叠收拢过程的集合统一，通过倾转装置的转动，引导推拉件上下运动，从而依次带动驱动件、转接件的上下运动，再基于杠杆原理实现桨叶的收拢和展开，实现了桨叶的折叠收放；该发明具体应用于倾转旋翼机，处于旋翼机机身后方的两个旋翼动力组件在固定翼状态下飞行时，桨叶的折叠使气流的方向将与所述桨叶的长度方向平行，大大减小的风阻，有利于延长无人飞行器的续航时间。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。