一种共轴双桨无人机总距动力机构的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种共轴双桨无人机总距动力机构。


背景技术：

2.共轴双旋翼无人机是小型无人机的一种机型，在执行巡检、摄像、侦查等等任务中有诸多应用。飞机内部的机构特征为上下两个平行倾斜盘，用两个舵机控制倾斜盘的倾斜方向从而改变飞机的飞行姿态。但是此机构很难实现较高要求，飞机无法做到大机动飞行，在续航时间、抗风性、高速飞行等等并未达到较高标准。


技术实现要素：

3.基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种共轴双桨无人机总距动力机构。
4.本发明提出的一种共轴双桨无人机总距动力机构，包括主轴、第一倾斜盘、第二倾斜盘和变距滑动轴套组件；主轴上安装有第一桨毂、第二桨毂；第一倾斜盘、第二倾斜盘均安装在主轴上且第一倾斜盘、第二倾斜盘始终保持平行，第一倾斜盘通过第一连杆与第一桨毂连接，主轴上安装有多个第一舵机且第一舵机传动连接有第二连杆，第二连杆与第一倾斜盘连接；变距滑动轴套组件包括变距滑套、变距杠杆和驱动件，变距滑套滑动安装在主轴上并由安装在主轴上的驱动件驱动沿着主轴轴向移动，变距杠杆中心位置转动安装在变距滑套上，变距杠杆第一端通过第三连杆与第二倾斜盘连接，变距杠杆第二端通过第四连杆与第二桨毂连接。
5.优选的，第一舵机的数量为三个且周向均匀安装在主轴上。
6.优选的，第一倾斜盘包括依次套装在主轴上的第一内动盘、第一中动盘、第一外动盘、第一静盘，第一内动盘内周面开设有若干个沿主轴轴向布置的第一限位槽，主轴上设置有与第一限位槽滑动配合的第一限位台，第一内动盘外周关于其中心对称设置有两个第一转轴且第一转轴与第一中动盘转动连接，第一中动盘外周关于其中心对称设置有两个第二转轴且第二转轴与第一外动盘转动连接，第二转轴轴线不与第一转轴轴线重合；第一外动盘外周设置有第一球头，第一桨毂上固定有第一摇臂，第一摇臂上设置有第二球头，第一连杆两端分别与第一球头、第二球头连接；第一静盘与第一外动盘之间通过轴承转动配合连接，第一静盘外周设置有向外延伸的连接架，第二连杆通过销轴与连接架连接。
7.优选的，第二倾斜盘包括依次套装在主轴上的第二内动盘、第二中动盘、第二外动盘、第二静盘，第二内动盘内周面开设有若干个沿主轴轴向布置的第二限位槽，主轴上设置有与第二限位槽滑动配合的第二限位台，第二内动盘外周关于其中心对称设置有两个第三转轴且第三转轴与第二中动盘转动连接，第二中动盘外周关于其中心对称设置有两个第四转轴且第四转轴与第二外动盘转动连接，第三转轴轴线不与第四转轴轴线重合；第二外动盘外周设置有第三球头，第三连杆与第三球头活动连接；第二静盘与第二外动盘之间通过轴承转动配合连接。
8.优选的，第一静盘外周周向设置有多个第四球头，第二静盘外周周向设置有多个第五球头，多个第四球头分别与多个第五球头一一对应设置，对应的第四球头、第五球头之间通过第五连杆连接。
9.优选的，驱动件包括安装板、变距内圈、变距外圈、第二舵机、连接杠杆和变总距连杆；变距内圈固定在变距滑套上，变距外圈套装在变距内圈外并通过轴承与变距内圈转动配合连接；安装板固定在主轴上，第二舵机安装在安装板上且第二舵机与变总距连杆连接，连接杠杆一端通过第六球头与变总距连杆连接，连接杠杆远离第六球头一端通过支点轴转动安装在安装板上且该端连接有弧形杆，弧形杆套在变距外圈外侧且弧形杆两端通过转动轴转动安装在变距外圈上。
10.优选的，转动轴与支点轴之间的距离不大于支点轴与第六球头之间的距离。
11.优选的，还包括齿轮，齿轮固定在主轴上。
12.优选的，齿轮套装在变距滑套外且齿轮内侧间隔设置有多个连接板，相邻两个连接板之间形成导向间隙，连接板与变距滑套间隙配合且变距滑套与各连接板相对应位置均开设有通槽，连接板穿过通槽固定在主轴上；变距滑套与导向间隙相对应位置设置有与导向间隙滑动配合的导向块。
13.优选的，变距杠杆、第二桨毂均设置有两个且两个变距杠杆、第二桨毂均关于主轴对称设置，变距杠杆两端分别设置有第七球头、第八球头，第七球头、第八球头分别与第三连杆、第四连杆连接；两个第二桨毂上均连接有第二摇臂，两个第二摇臂上均设置有第九球头，第三连杆与第九球头连接。
14.本发明提出的一种共轴双桨无人机总距动力机构，当第一舵机向上提起第二连杆时，第一倾斜盘、第二倾斜盘随之向上平行移动，此时桨叶的螺距变大，飞机向上飞行，反之飞机向下飞行；当第一舵机动作幅度不一致时，第一倾斜盘、第二倾斜盘将向某一方向倾斜，这个动作将随着第一连杆传递到第一桨毂，第一桨毂围绕自身轴线转动，桨叶也跟随调整角度，因此的多个第一舵机相互之间的协调动作将逐渐反馈到桨叶上引起桨叶角的逐步变化，桨叶将在其转动圆周的一半中增加桨距，另一半中减小桨距，从而实现桨距的周期变化。变距连杆第一端、第二端的力臂是相等的，第一端的运动力会以相等的力矩传递给第二端，当第二倾斜盘动作后其力便通过变距杠杆以相等的力矩传递给下层桨叶机构；当驱动件动作时带动变距滑套沿着主轴轴向滑动，变距滑套影响变距杠杆中心支点的位置，中心支点的位置若不上移或者不下移，则可以使第一倾斜盘、第二倾斜盘始终保持动作一致，上层桨叶和下层桨叶的周期变距和总距将保持一致；若中心支点上下移动则会产生差距动作，当中心支点向上移动或向下移动，则变距杠杆第一端的运动将不会以等比例的数值传递给其第二端，此时第二倾斜盘的动作将会按比例放大或缩小传递给下层桨叶机构，上下桨叶螺距不一致既实现差距功能。
15.本发明可以克服原有的共轴双桨无人机的动力不足，机动性不佳，高速性不够等等诸多缺点，本发明采用共轴双旋翼、双斜盘机构，并且同时实现了变总距、周期变距和变差距功能，实现上述三种功能后相应的无人机在机动性、续航性能、和抗风能力上有本质改善。
附图说明
16.图1为本发明提出的一种共轴双桨无人机总距动力机构的结构示意图；
17.图2为本发明提出的一种共轴双桨无人机总距动力机构中变距滑动轴套组件的结构示意图；
18.图3为本发明提出的一种共轴双桨无人机总距动力机构中连接杠杆的结构示意图；
19.图4为本发明提出的一种共轴双桨无人机总距动力机构中第一倾斜盘的结构示意图；
20.图5为本发明提出的一种共轴双桨无人机总距动力机构中第二倾斜盘的结构示意图。
具体实施方式
21.参照图1-图5，本发明提出一种共轴双桨无人机总距动力机构，包括主轴1、第一倾斜盘、第二倾斜盘和变距滑动轴套组件；其中：
22.主轴1上安装有两个关于主轴对称设置的第一桨毂2，主轴1位于第一桨毂下方安装有两个关于主轴1对称设置的第二桨毂3，第一桨毂2、第二桨毂3上分别连接有第一摇臂19、第二摇臂36。
23.第一倾斜盘、第二倾斜盘均安装在主轴1上且第一倾斜盘、第二倾斜盘始终保持平行，第一倾斜盘、第二倾斜盘上下布置并位于第一桨毂2、第二桨毂3之间，第一倾斜盘通过两个第一连杆4分别与两个第一摇臂19连接，主轴1上位于第一倾斜盘与第二倾斜盘之间位置周向均匀安装有三个第一舵机5且第一舵机5传动连接有第二连杆6，第二连杆6与第一倾斜盘连接。
24.变距滑动轴套组件包括变距滑套7、两个变距杠杆8和驱动件。变距滑套7滑动安装在主轴1上并由安装在主轴1上的驱动件驱动沿着主轴1轴向移动，变距滑套7上开设有供第二桨毂3穿过的避让孔。两个变距杠杆8关于主轴1对称设置，变距杠杆8中心位置转动安装在变距滑套7上，变距杠杆8第一端通过第三连杆9与第二倾斜盘连接，两个变距杠杆8第二端通过第四连杆10分别与两个第二摇臂36连接。
25.本实施例中，当三台第一舵机5同步向上提起第二连杆6时，第一倾斜盘、第二倾斜盘随之向上平行移动，此时桨叶的螺距变大，飞机向上飞行，反之飞机向下飞行；当3台第一舵机5动作幅度不一致时，第一倾斜盘、第二倾斜盘将向某一方向倾斜，这个动作将随着第一连杆4传递到第一桨毂2，第一桨毂2围绕自身轴线转动，第一桨毂2的桨叶也跟随调整角度，因此的三台第一舵机5相互之间的协调动作将逐渐反馈到桨叶上引起桨叶角的逐步变化，桨叶将在其转动圆周的一半中增加桨距，另一半中减小桨距，从而实现桨距的周期变化。
26.本实施例中，变距杠杆8第一端、第二端的力臂是相等的，第一端的运动力会以相等的力矩传递给第二端，当第二倾斜盘动作后其力便通过变距杠杆8以相等的力矩传递给下层桨叶机构；当驱动件动作时带动变距滑套7沿着主轴1轴向滑动，变距滑套7影响变距杠杆8中心支点的位置，中心支点的位置若不上移或者不下移，则可以使第一倾斜盘、第二倾斜盘始终保持动作一致，上层桨叶和下层桨叶的周期变距和总距将保持一致；若中心支点
上下移动则会产生差距动作，当中心支点向上移动或向下移动，则变距杠杆8第一端的运动将不会以等比例的数值传递给其第二端，此时第二倾斜盘的动作将会按比例放大或缩小传递给下层桨叶机构，上下桨叶螺距不一致既实现差距功能。
27.如图2、图3所示，驱动件包括安装板33、变距内圈34、变距外圈35、第二舵机、连接杠杆37和变总距连杆38。变距内圈34固定在变距滑套7上，变距外圈35套装在变距内圈34外并通过轴承与变距内圈34转动配合连接；安装板33固定在主轴1上，第二舵机安装在安装板33上且第二舵机与变总距连杆38连接，连接杠杆37一端通过第六球头39与变总距连杆38连接，连接杠杆37远离第六球头39一端通过支点轴40转动安装在安装板33上且该端连接有弧形杆41，弧形杆41套在变距外圈35外侧且弧形杆41两端通过转动轴42转动安装在变距外圈35上。转动轴42与支点轴40之间的距离不大于支点轴40与第六球头39之间的距离。第二舵机提供一个上下移动的驱动力，当第二舵机施加给变总距连杆38力，变总距连杆38将力传递给转动轴42并推动变距滑套7滑动；变距内圈34与变距外圈35之间装有有轴承，是这样可以保证变距滑套7在转动的同时不影响变总距杠杆38传递来的力，如此变距滑动轴套组件既可以沿主轴1轴向上下移动又可以绕主轴1轴线转动。最终第二舵机的驱动力通过变距滑动轴套组件的一系列传动导致上下层桨叶的螺距不一致，实现差距功能，飞机完成偏航动作。
28.如图4所示，在具体实施例中，第一倾斜盘包括依次套装在主轴1上的第一内动盘11、第一中动盘12、第一外动盘13、第一静盘14。第一内动盘11内周面开设有若干个沿主轴1轴向布置的第一限位槽15，主轴1上设置有与第一限位槽15滑动配合的第一限位台，第一内动盘11外周关于其中心对称设置有两个第一转轴16且第一转轴16与第一中动盘12转动连接，第一中动盘12外周关于其中心对称设置有两个第二转轴17且第二转轴17与第一外动盘13转动连接，第二转轴17轴线与第一转轴16轴线垂直。第一外动盘13外周设置有第一球头18，第一桨毂2上固定有第一摇臂19，第一摇臂19上设置有第二球头20，第一连杆4两端分别与第一球头18、第二球头20连接。第一静盘14与第一外动盘13之间通过轴承转动配合连接，第一静盘14外周设置有向外延伸的连接架21，第二连杆6通过销轴与连接架21连接。第一内动盘11、第一中动盘12、第一外动盘13组成动盘，第一中动盘12可以相对于第一内动盘11绕第一转轴16转动，第一外动盘13可以相对于第一中动盘12绕第二转轴17转动，如此第一外动盘13相对于第一内动盘11就有2个自由度的转动，第一倾斜盘在三个第一舵机5的作用下可以控制向任意方向倾斜。
29.如图5所示，在具体实施例中，第二倾斜盘包括依次套装在主轴1上的第二内动盘22、第二中动盘23、第二外动盘24、第二静盘25。第二内动盘22内周面开设有若干个沿主轴1轴向布置的第二限位槽26，主轴1上设置有与第二限位槽26滑动配合的第二限位台，第二内动盘22外周关于其中心对称设置有两个第三转轴27且第三转轴27与第二中动盘23转动连接，第二中动盘23外周关于其中心对称设置有两个第四转轴28且第四转轴28与第二外动盘24转动连接，第三转轴27轴线与第四转轴28轴线垂直。第二外动盘24外周设置有第三球头29，第三连杆9与第三球头29活动连接。第二静盘25与第二外动盘24之间通过轴承转动配合连接。第二内动盘22、第二中动盘23、第二外动盘24组成动盘，第二中动盘23可以相对于第二内动盘22绕第三转轴27转动，第二外动盘24可以相对于第二中动盘23绕第四转轴28转动，如此第二外动盘24相对于第二内动盘22就有2个自由度的转动。
30.如图1所示，在具体实施例中，第一静盘14外周周向设置有三个第四球头30，第二静盘25外周周向设置有三个第五球头31，三个第四球头30分别与三个第五球头31一一对应设置，对应的第四球头30、第五球头31之间通过第五连杆32连接。第一倾斜盘、第二倾斜盘用3个第五连杆32连接保持平行状态，因此无论第一倾斜盘如何倾斜，第二倾斜盘都与之保持平行状态。
31.如图1所示，在具体实施例中，还包括齿轮43，齿轮43固定在主轴1上。齿轮43套装在变距滑套7外且齿轮43内侧间隔设置有多个连接板44，相邻两个连接板44之间形成导向间隙，连接板44与变距滑套7间隙配合且变距滑套7与各连接板44相对应位置均开设有通槽45，连接板44穿过通槽45固定在主轴1上；变距滑套7与导向间隙相对应位置设置有与导向间隙滑动配合的导向块46。
32.在具体实施例中，变距杠杆8两端分别设置有第七球头47、第八球头48，第七球头47、第八球头48分别与第三连杆9、第四连杆10连接。第二摇臂36上设置有第九球头49，第四连杆10与第九球头49连接。
33.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。