一种系留无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，具体地说，是涉及一种系留无人机。

背景技术：

系留无人机是将无人飞行器和系留综合缆绳结合起来的无人机系统，被广泛应用于救灾抢险、边界巡视、地质勘测、野外作业、工程监控、环境监测、国防军工的多个领域。系留无人机具有优良的飞行稳定性，且具有较强的负载能力，一般荷载量可达20公斤以上。

现有的系留无人机采用的是高压供电，因为高压供电能够减小输送电流，从而降低电源的损耗，同时减小传输电缆的横截面积，从而减轻电缆的重量，增加系留无人机的载荷。但是，现有的系留无人机使用的电机却是低电压电机，这使得需要在系留无人机上设置一个电压转换器来对供电电压进行转换，然而，在系留无人机上设置电压转换器会增加系留无人机的负载。由于系留无人机的荷载量是一定的，当电压转换器越大越笨重，系留无人机的负载能力就会越低，这也是现有的系留无人机为什么从外形上看感觉具有很强的负载能力，而实际负载能力差的原因。

此外，现有的载荷较大的系留无人机大部分是采用X8式结构，以提高系留无人机的起飞重量。具体地，此类系留无人机具有八旋翼，且八旋翼呈双层共轴布置，即此类系留无人机采用四个机臂，每一个机臂的末端均安装有两个共轴设置且上校朝向相反的旋翼，并且，两个旋翼反向旋转，以相互抵消反扭矩。但是，由于同一机臂的两个旋翼需要通过两台电机分别驱动，使得在对电机进行安装时，增加了电机安装的难度，并且，位于机臂下方的旋翼容易与机臂产生干扰，进而对系留无人机的性能产生一定的干扰。再者，由于旋翼是通过电机进行驱动，而要保证同一机臂的两个旋翼呈共轴线设置，其实际操作是通过调节两个旋翼的两台电机的驱动轴呈共轴线设置，而由于两台电机是分别单独安装在机臂的上下方，使得实际在对两台电机进行安装时，两台电机的驱动轴的同心度难以保证，往往会窜在较大的安装误差，导致旋翼在工作时上下摆动，进而对系留无人机的性能造成影响。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种结构简单、性能稳定、自重小且荷载量大的系留无人机。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种系留无人机，其中，包括机架、多台高电压共轴电机、多个电子调速器和控制器，机架具有本体和自本体朝外延伸设置的多个机臂，一台高电压共轴电机安装在一个机臂的端部，一个电子调速器安装在一个机臂上，且一个电子调速器与一台高电压共轴电机电连接，控制器设置在本体内，控制器分别与多个电子调速器电连接。

由上可见，电子调速器用于驱动高电压共轴电机的转动，控制器通过电子调速器控制高电压共轴电机的转动，进而控制系留无人机进行起飞、降落、悬停、加速、减速、启停等操作。而通过设置高电压共轴电机既能够直接接收外部的电站或发电站的高电压供电，进而取消现有系留无人机的电压转换器的设置，降低系留无人机的自重，提高系留无人机的负载能力，又能够使得系留无人机同一机臂上的两个旋翼保持较高的同心度，进而避免系留无人机飞行过程中，同一机臂上的两个旋翼出现上下摆动的情况，保证了系留无人机飞行的稳定性。此外，高电压共轴电机还能够使得同一机臂上的两个旋翼均位于机架的上方，进而为机架下方腾出大量空间，使得系留无人机能够更加方便、自由的进行设备的挂载。可见，本实用新型通过对系留无人机的设置和结构设计，使得该系留无人机具有结构简单、性能稳定、自重小且荷载量大的优点。

一个优选的方案是，系留无人机还包括起落架组，起落架组与控制器电连接，起落架组包括多个起落架，一个起落架安装在一个机臂上，每一个起落架包括连接架、舵机和支脚，连接架安装在机臂下方，舵机的座体与连接架连接，支脚与连接架铰接，支脚与舵机的驱动端连接，且舵机驱动支脚相对或相背机臂转动。

由上可见，设置起落架组能够有效防止系留无人机在进行起飞或降落时，系留无人机或挂载在系留无人机上的设备与地面或起降台发生直接撞击，进而对系留无人机及其上挂载的设备起到保护作用。

进一步的方案是，本体朝向起落架组的一面设置有连接口，系留无人机还包括电缆引导管，电缆引导管绕连接口的轴线与连接口可转动地连接。

更进一步的方案是，电缆引导杆具有第一连接部、第二连接部和弯折部， 第一连接部与连接口可转动地连接，第二连接部与第一连接部共轴线设置，弯折部连接在第一连接部和第二连接部之间。

由上可见，电缆引导管能够便于系留无人机的连接电缆进行走线，且电缆引导管还能够与系留无人机挂载的设备进行连接，而电缆引导管与本体可转动地连接能够使得电缆引导管能够跟随挂载的设备进行转动，进而避免电缆影响挂载设备的运行。

更进一步的方案是，系留无人机还包括设备挂载杆，设备挂载杆安装在本体的下方。

由上可见，在本体下方设置设备挂载杆使得用户能够根据自己的实际需求将设备安装到系留无人机上。

进一步的方案是，高电压共轴电机包括安装架、主轴、第一电机总成、第二电机总成、第一浆座和第二浆座，安装架与机臂的端部连接，安装架的中部设置有第一通孔，主轴穿过第一通孔，第一电机总成包括第一机壳、第一轴承座、第一硅钢片、第一磁体和第一轴承组，第一轴承座与安装架的第一面固定连接，第一硅钢片固定安装在第一轴承座上，第一机壳与主轴的第一端固定连接，第一磁体固定安装在第一机壳内，且第一磁体位于第一硅钢片的周向上，第一轴承组连接在第一轴承座和主轴之间，第二电机总成包括第二机壳、第二轴承座、第二硅钢片、第二磁体和第二轴承组，第二轴承座与安装架的第二面固定连接，第二硅钢片固定安装在第二轴承座上，第二轴承组连接在第二机壳和主轴之间，第二磁体固定安装在第二机壳内，且第二磁体位于第二硅钢片的周向上，第一浆座与主轴的第二端固定连接，第二浆座与第二机壳固定连接第一机壳的重心、第二机壳的重心、第一浆座的重心和第二浆座的重心均位于主轴的轴线上。

由上可见，将高电压共轴电机的第一电机总成和第二电机总成集成在主轴上，使得第一电机总成的驱动轴和第二电机总成的驱动轴之间能够保持较高的同心度，而安装架用于为第一电机总成和第二电机总成提供安装位置，且安装架还用于高电压共轴电机与机臂进行连接。此外，高电压共轴电机在完成封装时，其第一电机总成与第二电机总成的驱动端具有较高的同心度，与现有的无人飞行器的机臂的两侧分别安装旋翼电机相比，本实用新型的系留无人机能够避免同一机臂的两个旋翼在工作时出现上下摆动的情况，具有结构简单且同心度高的优点。

更进一步的方案是，第一浆座包括第一浆托和第一压板，第一浆托套装在主轴的第二端上，第一压板与第一浆托固定连接。

由上可见，第一浆托用于承载第一旋翼，而第一压板用于对第一旋翼进行固定，并将第一旋翼压合在第一浆托上。

更进一步的方案是，第一浆托的中部设置有第二通孔，第一浆座还包括托芯，托芯连接在主轴和第一浆托之间，且托芯位于第二通孔内。

由上可见，将托芯设置在第一浆托和主轴之间，能够提高第一浆托和主轴之间的同心度。

更进一步的方案是，第二浆座包括第二浆托和第二压板，第二浆托与第二机壳固定连接，第二压板与第二浆托固定连接。

由上可见，第二浆托用于承载第二旋翼，第二压板用于对第二旋翼进行固定，并将第二旋翼压合在第二浆托上。

更进一步的方案是，系留无人机还包括第一旋翼和第二旋翼，第一旋翼安装在第一浆托和第一压板之间，第二旋翼安装在第二浆托和第二压板之间，且第一旋翼的桨叶角与第二旋翼的桨叶角呈反向设置。

由上可见，分别将第一旋翼和第二旋翼安装在第一浆座和第二浆座上，使得第一旋翼和第二旋翼呈共轴线设置，且使第一旋翼的桨叶角和第二旋翼的桨叶角呈反向设置，能够使得反向旋转的第一旋翼和第二旋翼产生的扭矩相互抵消，并且还能够消除第一旋翼、第二旋翼的叶尖的空气涡流，进而增加第一旋翼和第二旋翼的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型系留无人机实施例的结构图。

图2是本实用新型系留无人机实施例的另一视角下的结构图。

图3是本实用新型系留无人机实施例的局部视图。

图4是本实用新型系留无人机实施例的高电压共轴电机的结构图。

图5是本实用新型系留无人机实施例的高电压共轴电机的剖视图。

图6是本实用新型系留无人机实施例的高电压共轴电机的第一电机总成的分解图。

图7是本实用新型系留无人机实施例的高电压共轴电机的第二电机总成的分解图。

图8是本实用新型系留无人机实施例的高电压共轴电机的第一浆座的分解图。

图9是本实用新型系留无人机实施例的高电压共轴电机的第二浆座的分解图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

参照图1至图3，系留无人机100包括机架1、多个电子调速器2、多台高电压共轴电机4、起落架组、电缆引导管6、设备挂载杆7和控制器。

机架1具有本体11和自本体11朝外延伸设置的多个机臂12，此外，本体11朝向起落架组5的一面设置有连接口111，电缆引导管6绕连接口111的轴线与连接口111可转动地连接。电缆引导管6能够便于系留无人机100的连接电缆进行走线，且电缆引导管6还能够与系留无人机100挂载的设备进行连接，而电缆引导管6与本体11可转动地连接能够使得电缆引导管6能够跟随挂载的设备进行转动，进而避免电缆影响挂载设备的运行。

具体地，电缆引导杆6具有第一连接部61、第二连接部62和弯折部63，第一连接部61与连接口111可转动地连接，第二连接部62与第一连接部61共轴线设置，弯折部63连接在第一连接部61和第二连接部61之间。优选地，弯折部63呈U型设置，使得弯折部63的U型处的开口可用于容纳挂载在设备挂载杆7上的设备。

起落架组包括多个起落架5，且一个起落架5安装在一个机臂12上，每一个起落架5包括连接架51、舵机52和支脚53。其中，连接架51安装在机臂12的下方，舵机52的座体与连接架51连接，且舵机52与控制器电连接，支脚53与连接架51铰接，支脚53与舵机52的驱动端连接，且舵机52用于驱动支脚53相对或相背机臂12转动。设置起落架组能够有效防止系留无人机100在进行起飞或降落时，系留无人机100或挂载在系留无人机100上的设备与地面或起降台发生直接撞击，进而对系留无人机100及其上挂载的设备起到保护作用。设备挂载杆7安装在本体11的下方，通过设置设备挂载杆7，使得用户能够根据自己的实际需求将设备安装到系留无人机100上。

控制器设置在本体11内，且控制器分别与多个电子调速器2电连接，其中，一个电子调速器2安装在一个机臂12上，且一个电子调速器2与一台高电压共轴电机4电连接，一台高电压共轴电机4安装在一个机臂12的端部。

具体地，参照图4和图5，每一台高电压共轴电机4包括安装架41、主轴42、第一电机总成43、第二电机总成44、第一浆座45和第二浆座46。其中，安装架41与机臂12的端部连接，安装架41的中部设置有第一通孔411，主轴42穿过第一通过411，并且，安装架41的第一面设置有盲槽。

参照图6，并结合图5，第一电机总成43包括第一机壳431、第一轴承座432、第一硅钢片433、第一磁体434和第一轴承组。其中，第一机壳431包括机壳端盖4311和与机壳端盖4311固定连接的机壳本体4312。

第一轴承座432与安装架41固定连接，且第一轴承座432位于安装架41的第一面，此外，第一轴承座432的中部设置有第三通孔4321，第三通孔4321的两端分别设置有第一盲槽4322和第二盲槽4323，且第一盲槽4322、第二盲槽4323和安装架41的第一面的盲槽的直径大小相等。

第一轴承组连接在第一轴承座432和主轴42之间，具体地，第一轴承组包括第一轴承4351和第二轴承4352，第一轴承4351位于第一盲槽4322内，且第一轴承4351的两个端面分别与第一盲槽4322的底部、第一机壳431邻接，使得第一盲槽4322和第一机壳431对第一轴承4351进行限位，防止第一轴承4351沿主轴42的轴向滑动。

此外，主轴42的第一端与第一机壳431固定连接，主轴42的第二端穿过第一通孔411和第三通孔4321与第一浆座45固定连接。具体地，第一机壳431的机壳端盖4311沿主轴42的径向设置有第一连接孔4313，主轴42的第一端设置有431第二连接孔421，主轴42的第一端与机壳端盖4311连接，并通过螺栓穿过第一连接孔4313和第二连接孔421对主轴42和机壳端盖4311进行固定。

第二轴承4352位于第二盲槽4323内，并且，第二轴承4352的两个端面分别与第二盲槽4323的底部、安装架41的第一面的盲槽的底部邻接，使得第二盲槽4323和安装架41对第二轴承4352进行限位，防止第二轴承4352沿主轴42的轴向滑动。

第一硅钢片433固定安装在第一轴承座432上，并且，第一硅钢片433设置有24个开口向内的第一嵌线槽，第一嵌线槽包括第一槽孔4331和第一槽口4332，且相邻的两个第一槽孔4331之间形成第一槽条4333。

第一磁体434固定安装在第一机壳431内，且第一磁体434位于第一硅钢片433的周向上。具体地，第一磁体434包括28片第一磁瓦，28片第一磁瓦沿第一机壳431的周向均匀分布。第一机壳431的机壳端盖4311朝向第一轴承座432设置有多个第一限位块，多个第一限位块沿机壳端盖4311的周向均匀分布，每一个第一磁瓦插装在相邻两个第一限位块之间。在第一硅钢片433上设置24个第一嵌线槽，提高了第一电机总成43的极数。此外，在第一机壳431内设置28片第一磁瓦，使得28片第一磁瓦与第一硅钢片433的24个第一嵌线槽配合，有利于降低第一电机总成43的转速，提高高电压共轴电机4的扭力。

参照图7，并结合图5，第二电机总成44包括第二机壳441、第二轴承座442、第二硅钢片443、第二磁体444以及第二轴承组。其中，第二机壳441包括机壳端盖4411和与机壳端盖4411固定连接的机壳本体4412。第二轴承座442与安装架41固定连接，且第二轴承座442位于安装架41的第二面，并且，第二轴承座442与第一轴承座432共轴线设置。

第二轴承组连接在第二机壳441和主轴42之间，具体地，第二轴承组包括第三轴承4451和第四轴承4452。第二机壳441的机壳端盖4411的中部设置有第四通孔4413，第四通孔4413的两端分别设置有第三盲槽4414和第四盲槽4415。其中，第三轴承4451位于第三盲槽4414内，且第三轴承4451的第一端与第三盲槽4414的底部邻接，第四轴承4452位于第四盲槽4415内，且第四轴承4452的第一端与第四盲槽4415的底部邻接。此外，高电压共轴电机4还包括第一挡圈47和第二挡圈48，第一挡圈47卡合在主轴42上，且第一挡圈47与第三轴承4451的第二端邻接，进而对第三轴承4451进行限位，防止第三轴承4451沿主轴42的轴向滑动。第二挡圈48卡合在主轴42上，且第二挡圈48与第四轴承4452的第二端邻接，进而对第四轴承4452进行限位，防止第四轴承4452沿主轴42的轴线滑动。

第二硅钢片443固定安装在第二轴承座442上，并且，第二硅钢片443设置有24个开口向内的第二嵌线槽，第二嵌线槽包括第二槽孔4431和第二槽口4432，且相邻的两个第二槽孔4431之间形成第二槽条4433。

第二磁体444固定安装在第二机壳441内，且第二磁体444位于第二硅钢片443的周向上。具体地，第二磁体444包括28片第二磁瓦，28片第二磁瓦沿第二机壳441的周向均匀分布。第二机壳441的机壳端盖4411朝向第二轴承座442设置有多个第二限位块，多个第二限位块沿机壳端盖4411的轴向均与分布，每一个第二磁瓦插装在相邻的两个第二限位块之间。在第二硅钢片443上设置24个第二嵌线槽，提高了第二电机总成44的极数。此外，在第二机壳441内设置28片第二磁瓦，使得28片第二磁瓦与第二硅钢片443的24个第二嵌线槽配合，有利于见底第二电机总成44的转速，提高高电压共轴电机4的扭力。

参照图8和图9，并结合图1和图5，第一浆座45与主轴42的第二端固定连接。具体地，第一浆座45包括第一浆托451、第一压板452和托芯453，第一浆托451的中部设置有第二通孔4511，并且第一浆托451通过螺栓与主轴42的第二端固定连接，第一压板452通过螺栓与第一浆托451固定连接。托芯453连接在主轴42和第一浆托451之间，且托芯453位于第二通孔4511内。

第二浆座46与第二机壳441固定连接，具体地，第二浆座46包括第二浆托461、第二压板462和座体463，座体463通过螺栓固定安装在第二机壳441的机壳端盖4411上。第二浆托461固定安装在座体463上，进而实现第二浆托461与第二机壳441的机壳端盖4411的固定连接。

此外，系留无人机100还包括多个第一旋翼31和多个第二旋翼32,一个第一旋翼31安装在一个第一浆座45的第一浆托451和第一压板452之间,一个第二旋翼32安装在一个第二浆座46的第二浆托461和第二压板462之间，且第一旋翼31的桨叶角与第二旋翼32的桨叶角呈反向设置。分别将第一旋翼31和第二旋翼32安装在第一浆座45和第二浆座46上，使得第一旋翼31和第二旋翼32呈共轴线设置，且使第一旋翼31的桨叶角和第二旋翼32的桨叶角呈反向设置，能够使得反向旋转的第一旋翼31和第二旋翼32产生的扭矩相互抵消，并且还能够消除第一旋翼31、第二旋翼32的叶尖的空气涡流，进而增加第一旋翼31和第二旋翼32的工作效率。

此外，第一浆托451用于承载第一旋翼31，第一压板452用于对设置在第一浆托451上的第一旋翼31进行固定，并将第一旋翼31压合在第一浆托451上，提高第一旋翼31与第一浆托451之间的连接的紧固性。而在主轴42和第一浆托451之间设置托芯453，能够提高第一浆托451与主轴42之间的同心度。第二压板462通过螺栓与第二浆托461固定连接。第二浆托461用于承载第二旋翼32，第二压板462用于对设置在第二浆托461上第二旋翼32进行固定，并将第二旋翼32压合在第二浆托461上，提高第二旋翼32与第二浆托461之间的连接的紧固性。

优选地，系留无人机100还包括多个散热器组8，一个散热器组8安装在一个机臂12上，且一个散热器组8与一个电子调速器2邻接。通过设置散热器组8，使得散热器组8能够及时对电子调速器2产生的热量进行疏散，进而避免电子调速器2由于温度过高而影响自身的工作性能或烧毁。

此外，第一机壳431的重心、第二机壳441的重心、第一浆座45的重心和第二浆座46的重心均位于主轴42的轴线上。并且，优选地，第一轴承4351和第四轴承4452均为角接触球轴承。因为角接触球轴承具有优良的单向轴向抗拉性，所以，使用角接触球轴承作为第一轴承4351和第四轴承4452能够有效的提高高电压共轴电机4的轴向抗拉性能，并大幅度提高第一轴承4351和第四轴承4452的使用寿命。

综上可见，电子调速器2用于驱动高电压共轴电机4的转动，控制器通过电子调速器2控制高电压共轴电机4的转动，进而控制系留无人机100进行起飞、降落、悬停、加速、减速、启停等操作。而通过设置高电压共轴电机4既能够直接接收外部的电站或发电站的高电压供电，进而取消现有系留无人机的电压转换器的设置，降低系留无人机100的自重，提高系留无人机100的负载能力，又能够使得系留无人机100同一机臂上的两个旋翼保持较高的同心度，进而避免系留无人机飞100行过程中，同一机臂上的两个旋翼出现上下摆动的情况，保证了系留无人机飞行100的稳定性。此外，高电压共轴电机4还能够使得同一机臂上的两个旋翼均位于机架的上方，进而为机架1下方腾出大量空间，使得系留无人机100能够更加方便、自由的进行设备的挂载。使得本实用新型的系留无人机具有结构简单、性能稳定、自重小且荷载量大的优点。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。