[發(fā)明專利]可伸縮折疊的四軸飛行器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410786204.2
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN104648664B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李波陳;王紅州;徐興國;劉曉棟;李嚴(yán)銳
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64C27/12
• 代理公司: 合肥金安專利事務(wù)所34114
• 代理人: 金惠貞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多旋翼飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種四軸飛行器。

背景技術(shù)

多旋翼飛行器軍事上可用于地面?zhèn)刹臁⒔w區(qū)巡邏和近距支援，民用上可災(zāi)后搜救、賽事航拍、交通巡邏等。現(xiàn)有的四軸飛行器機身以整體式為主，多采用模具成型，無設(shè)計分離面（大疆精靈）；少數(shù)大型四軸飛行器機身為上下壁板、碳纖管膠接、螺接而成，機臂銷接于上下壁板夾層間，可繞銷軸在夾層間旋轉(zhuǎn)，機臂具備平面折疊功能（飛越650）。前一種機身槳盤與機臂連接強度高，裝配應(yīng)力小，但機身可拆卸性差，機身不能收放，在空中飛行時無法伸縮機臂，限制了四軸飛行器應(yīng)對復(fù)雜地形的能力，同時無法滿足諸如偵察兵收放攜帶、快速起飛的需求。后一種可折疊機身為平面折疊，若添加機臂伸縮功能則伸縮、折疊會產(chǎn)生干涉，此折疊方式限制了機臂兼具伸縮的潛在可能，也無法進(jìn)一步開發(fā)四軸飛行器的活動空間。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)四軸飛行器飛行時調(diào)整四只螺旋漿距離中央的位置，并實現(xiàn)方便地收放攜帶，本發(fā)明提供一種在空中可伸縮的可伸縮折疊式四軸飛行器。

具體的結(jié)構(gòu)改進(jìn)技術(shù)方案如下：

可伸縮折疊的四軸飛行器包括中央支撐機構(gòu)和四套螺旋漿機構(gòu)，所述中央支撐機構(gòu)由上下平行的上平板1和下平板3通過支撐螺柱2連接構(gòu)成；四套螺旋漿機構(gòu)均布設(shè)于上平板1上，且四套螺旋漿機構(gòu)的螺旋漿33均布在上平板1的外周，每只螺旋漿33下方對應(yīng)設(shè)有起落臂機構(gòu)；

所述四套螺旋漿機構(gòu)為結(jié)構(gòu)相同四套可伸縮的螺旋漿機構(gòu)；每套可伸縮的螺旋漿機構(gòu)包括小圓錐齒輪13、伸縮桿、螺旋漿33、電機32和起落臂機構(gòu)，所述螺旋漿33設(shè)于電機32的輸出軸上，且螺旋漿33和電機32位于伸縮桿的外端，所述小圓錐齒輪13對應(yīng)位于伸縮桿的內(nèi)端；與四套螺旋漿機構(gòu)的四只小圓錐齒輪13嚙合傳動的大圓錐齒輪12設(shè)于上平板1的中部，大圓錐齒輪12連接著伺服電機11的輸出軸，所述伺服電機11位于上平板1和下平板3之間的空間內(nèi)；所述伺服電機11、大圓錐齒輪12和四只小圓錐齒輪13構(gòu)成四套螺旋漿機構(gòu)的伸縮桿的驅(qū)動機構(gòu)；

在伺服電機11的驅(qū)動下，大圓錐齒輪12和四只小圓錐齒輪13嚙合傳動，四只小圓錐齒輪13通過螺桿14的螺紋傳動分別同時帶動四根伸縮桿實現(xiàn)外伸或內(nèi)縮。

所述伸縮桿包括外伸縮桿18和內(nèi)伸縮桿15，外伸縮桿18和內(nèi)伸縮桿15均為方管，內(nèi)伸縮桿15的內(nèi)端插設(shè)在外伸縮桿18的外端內(nèi)，內(nèi)伸縮桿15的內(nèi)端內(nèi)固定設(shè)有螺母17；所述螺桿14位于外伸縮桿18內(nèi)，與小圓錐齒輪13連接端為光桿，螺桿14配合連接著螺母17；外伸縮桿18的內(nèi)端內(nèi)固定設(shè)有軸承16，軸承16的內(nèi)套配合套設(shè)在所述光桿上；螺桿14正向或反向旋轉(zhuǎn)時，螺母17帶著內(nèi)伸縮桿15向外伸縮桿18的內(nèi)部收縮，螺桿14反向或正向旋轉(zhuǎn)時，螺母17帶著內(nèi)伸縮桿15向外伸縮桿18的外部伸出。

所述螺母17的外周為方形，且固定設(shè)于方管狀的內(nèi)伸縮桿15的內(nèi)端內(nèi)。

每套可伸縮的螺旋漿機構(gòu)的伸縮桿通過折疊機構(gòu)設(shè)于上平板1上；所述折疊機構(gòu)包括U形卡塊5、支撐柱4、鉸鏈和連桿機構(gòu)；所述U形卡塊5固定設(shè)于上平板1的周邊上，外伸縮桿18的內(nèi)端和U形卡塊5動配合，且外伸縮桿18和U形卡塊5之間由鉸鏈連接；所述連桿機構(gòu)包括上連桿21和下連桿23，上連桿21的一端和下連桿23的一端之間通過連桿軸22活動連接；上連桿21的另一端活動連接著外伸縮桿18，下連桿23的另一端活動連接著支撐柱4的下端，支撐柱4的上端既連接著所述U形卡塊5的下部，又連接著所述上平板1的下部；當(dāng)外伸縮桿18脫離U形卡塊5時，下連桿23向下轉(zhuǎn)動至支撐柱4的下部呈垂直狀，并通過上連桿21帶動外伸縮桿18向下轉(zhuǎn)動至下垂?fàn)顟B(tài)，此時，上連桿21和下連桿23之間呈90度直角狀；當(dāng)外伸縮桿18配合位于U形卡塊5內(nèi)時，外伸縮桿18呈水平狀，此時，上連桿21和下連桿23呈180度角的直線狀。

本發(fā)明的有益技術(shù)效果體現(xiàn)在以下方面：

1、本發(fā)明采用齒輪傳動、螺紋傳動相配合，將伺服電機驅(qū)動力均勻平穩(wěn)的傳遞給四根內(nèi)伸縮軸，機械結(jié)構(gòu)簡單且傳動效率較高，可實現(xiàn)在飛行時遙控伸縮，伸縮速度在0-20mm/s之間，是現(xiàn)有四軸飛行器機身所不能實現(xiàn)的。可通過遙控收縮四只螺旋漿的臂使飛行器進(jìn)入狹窄空間，比如災(zāi)后搜救、現(xiàn)場勘查等。大型四軸飛行器飛行穩(wěn)定便于航拍，小型四軸飛行器機動靈活，適用空間廣，不同作業(yè)環(huán)境需要不同尺寸的四軸飛行器，通過遙控伸縮四只螺旋漿的臂可使大型四軸飛行器兼具二者的優(yōu)點；