[發明專利]具有無齒輪驅動的且快速安裝的螺旋槳的旋翼無人飛機

在審

• 申請號: 201410858432.6
• 申請日: 2014-11-13
• 公開（公告）號: CN104743104A
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發明（設計）人: C·科貝爾
• 申請（專利權）人: 鸚鵡股份有限公司
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64C27/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張蘭英

技術領域

本發明涉及旋翼無人飛機，例如，四螺旋槳直升機。這樣的無人飛機具有幾個推進單元，每一推進單元具有由各自的電機(即，馬達)驅動的螺旋槳。不同的電機能夠按照不同的方式控制，從而操縱無人飛機的方位和速度。這種無人飛機典型的例子是巴黎的Parrot公司的四軸飛行器(the?AR.Drone?of?Parrot?SA，Paris)。

背景技術

WO2011/058257A1中更精確的描述了這種無人飛機的推進單元的結構，其每個推進單元包括由電動機通過用于降低電機的常規的非常高的旋轉速度的系統來驅動的螺旋槳。此外，無人飛機推進單元通過形成襯墊的凸起部分而在其下部延伸，當無人飛機在地面上時，該無人飛機可被支撐在該襯墊上，這樣，避免必須在無人飛機機身上提供額外的支座。

該推進單元必須是容易拆卸的，從而允許更換電機以及螺旋槳，例如，在撞擊障礙物之后電機以及螺旋槳出現損害的情況下。

如果需要減小無人飛機的尺寸的話，這種減小同樣也會應用到螺旋槳的尺寸。因此，為了使較小的螺旋槳具有同樣的升力，可取的是有效地增加它們的旋轉速度，這樣導致使用沒有減速器的無齒輪傳動的電機。具體的有旋轉箱體無刷同步類型的電機，包括連接到無人飛機機身上并攜帶線圈的定子，與由具有磁性元件的旋轉箱體組成的轉子相關聯。

在這種情況下，螺旋槳被直接安裝在旋轉箱體上，并以與后者相同的速度旋轉。具體地，螺旋槳由螺釘固定在旋轉箱上，或者依靠將其按壓在箱體頂部的中心螺母安裝在后者上。

DE?10?2005?010?336?A1描述了用于在無人飛機上安裝螺旋槳的這樣的系統。

這樣的構造具有兩個缺點。

第一，推進器單元的的垂直體積包括電機的高度，螺旋槳的厚度附加到電機的高度，螺旋槳的厚度基本上與葉片高度相應，同時，由于無齒輪驅動，螺旋槳必須位于電機的上面，延續了旋轉箱。這個體積不利于上面提及的無人飛機尺寸的減小。

第二，安裝和拆卸每一個螺旋槳，需要用到例如螺絲刀或者扳手這樣的工具，或者提供額外的鎖緊部件，但隨著時間的推移這些鎖緊部件容易丟失。假如聯鎖固定系統是被需要的，由于螺旋槳和旋轉箱體是一體的，以及當電機沒有動力時，后者是完全自由旋轉的，這種情況會出現困難。在拆卸的時候，分離已被聯鎖到從來不制動的箱體上的螺旋槳是很困難的，不像傳統的系統，在該系統中，當其設法手控地旋轉螺旋槳時，插入在電機與螺旋槳之間的減速齒輪系克服阻力來旋轉螺旋槳。

CH?333?967A和FR?2?117?376?A5還描述了其他的用于安裝飛行玩具螺旋槳的系統。

發明內容

本發明的目的是通過提供用于聯接螺旋槳和同步電機的旋轉箱體的新系統來解決這兩個難點，其中，

-最小化電機-螺旋槳單元的垂直體積；

-在沒有工具的情況下，允許將螺旋槳快速的緊固和拆卸到/離開電機的旋轉箱體；以及

-在螺旋槳安裝在旋轉箱體上時，允許僅僅使用一只手，容易地保持和固定旋轉箱體，從而使使用者能夠使用另一只手拿著螺旋槳而將其從電機上拆卸。

同樣可以看出，本發明允許具有用于分辨視覺上相似但是設計為以相反方向旋轉的螺旋槳的十分簡單的防錯裝置。確實，在四螺旋槳直升機上，兩個完全相對的螺旋槳在同一方向旋轉，它們與另外兩個螺旋槳的旋轉方向相反。旋轉螺旋槳和對轉螺旋槳不是一樣的，并且在視覺上很難區分它們，從而，具有防錯系統是有用的，例如，禁止將給定類型的螺旋槳安裝到這樣的電機上，即這些電機以相對于這些螺旋槳的設計的旋轉方向反向的方向旋轉。為取得上述目標，本發明推薦已知類型的旋翼無人機，例如，來自于上述的DE10?2005?010?336A1，即，包括無人飛機機身，及多個推進器單元，每一個推進器單元包括：包括槳轂和多個葉片的螺旋槳；以及旋轉箱體無刷同步類型的電動機，其中具有連接到無人飛機機身的定子，以及為了驅動螺旋槳而繞電機的旋轉軸可動的轉子。推進器單元是無齒輪傳動類型的，轉子與螺旋槳槳轂整體轉動，并與上法蘭成為整體，所述上法蘭在相對于旋轉軸的徑向平面中延伸，并且提供用于夾持所述法蘭的裝置。

本發明的特征在于，設置可逆裝置，用于在分離(即，拆開)位置與鎖定位置之間快速聯接螺旋槳到轉子上，在分離位置，允許槳轂聯鎖到法蘭上，在鎖定位置，槳轂機械構造成與法蘭整體轉動。從分離位置轉換到鎖定位置是通過螺旋槳槳轂相對于法蘭以相對電動機的旋轉方向相反的方向旋轉一圈的一小部分來操作的，以及，用于夾持法蘭的裝置是在所述鎖定位置夾持法蘭的裝置。