[發(fā)明專利]非接觸分離式布置的無人機螺旋槳鎖定裝置及鎖定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810558150.2
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108482646B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 昌敏;馮曉宇;曹天時;白俊強;張帆
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B64C11/00
• 分類號: B64C11/00;B64C11/04
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 席小東

本發(fā)明提供一種非接觸分離式布置的無人機螺旋槳鎖定裝置及鎖定方法，鎖定裝置包括螺旋槳、鎖止架、電機機構(gòu)和永磁體組；永磁體組包括第1永磁體組、第2永磁體組和第3永磁體組；其中，第1永磁體組安裝到螺旋槳根部；第2永磁體組和第3永磁體組安裝到鎖止架的鎖止圓盤上；第2永磁體組的極性布置方式和第1永磁體組的極性布置方式相同；第3永磁體組的極性布置方式和第1永磁體組的極性布置方式相反。優(yōu)點為：本鎖定裝置結(jié)構(gòu)簡單、重量輕；同時采用非接觸方式對螺旋槳進行鎖定，避免了機械磨損；本鎖定裝置具有鎖定扭矩大、鎖定時間短、無附加功率損耗、故障率低以及便于拆卸和維護等優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無人機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種非接觸分離式布置的無人機螺旋槳鎖定裝置及鎖定方法。

背景技術(shù)

升力-推力分離型(separate?lift?thrust)的無人機具有垂直起降能力，并且同時兼顧低速盤旋能力以及高速巡航性能。此型無人機已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其領(lǐng)域包括航空拍攝、線路巡查、高空環(huán)境監(jiān)測等。為了同時具有懸停和高速巡航能力，此型無人機配備有兩套不可改變與機體安裝角度的動力裝置，如中國外觀專利，公開號CN303737778S。其中，安裝于機翼上的垂直動力裝置用于低速時驅(qū)動螺旋槳轉(zhuǎn)動來提供升力和力矩，分別實現(xiàn)控制高度和飛行姿態(tài)的控制，此套動力系統(tǒng)在高速飛行過程中會關(guān)閉。高速飛行中，無人機完全由安裝于機頭/尾部的水平動力裝置驅(qū)動。

然而，由于上述螺旋槳均采用了高效率翼型設(shè)計，并且電機轉(zhuǎn)軸的阻力一般較小，高速飛行時在高速來流的驅(qū)動下會使其進行無規(guī)律的轉(zhuǎn)動，而這種轉(zhuǎn)動會直接導(dǎo)致其滑流區(qū)流場分布的變化，即改變了機翼的來流狀態(tài)，其中最顯著的作用為導(dǎo)致紊亂的下洗氣流，從而降低機翼的升阻比，進而降低無人機的巡航時間和續(xù)航距離。

因此，高速巡航狀態(tài)下將所有的垂直螺旋槳沿其迎風(fēng)面積最小方向進行鎖止可以最大限度的降低螺旋槳流場對于機翼升阻特性的不良影響。現(xiàn)有的鎖止方案分為兩種：接觸式鎖止和非接觸式鎖止。接觸式鎖止往往采用偏心彈簧銷實現(xiàn)，這種方式的不足之處是會產(chǎn)生機械摩擦，從而導(dǎo)致鎖止機構(gòu)壽命降低。非接觸式鎖止方案往往使用電磁方式，即通過控制電流來改變電磁力大小，此種方式的不足之處是會導(dǎo)致無人機結(jié)構(gòu)重量的大大提升。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種非接觸分離式布置的無人機螺旋槳鎖定裝置及鎖定方法，可有效解決上述問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種非接觸分離式布置的無人機螺旋槳鎖定裝置，包括：螺旋槳(1)、鎖止架(2)、電機機構(gòu)(3)和永磁體組(4)；

所述螺旋槳(1)的根部中心位置設(shè)置有電機軸裝配孔(1.1)；

所述鎖止架(2)包括鎖止圓盤(2.1)以及一體成形于所述鎖止圓盤(2.1)下面的若干個支撐柱(2.2)；所述鎖止圓盤(2.1)的中心位置設(shè)置有墊片裝配孔(2.3)；

所述電機機構(gòu)(3)包括電機(3.1)、電機轉(zhuǎn)動軸(3.2)、電機座(3.3)和墊片(3.4)；所述電機(3.1)置于所述鎖止架(2)的內(nèi)部，所述電機(3.1)的底部通過所述電機座(3.3)固定安裝到所述鎖止架(2)的支撐柱(2.2)上，進而使所述電機機構(gòu)(3)和所述鎖止架(2)共享安裝孔位；所述電機(3.1)的電機轉(zhuǎn)動軸(3.2)垂直設(shè)置，其頂部穿過所述鎖止圓盤(2.1)的墊片裝配孔(2.3)后，在所述電機轉(zhuǎn)動軸(3.2)外固定安裝所述墊片(3.4)，進而使所述墊片(3.4)位于所述鎖止圓盤(2.1)和所述螺旋槳(1)的根部之間，實現(xiàn)所述螺旋槳(1)和所述鎖止圓盤(2.1)的非接觸式設(shè)置；最后，所述電機轉(zhuǎn)動軸(3.2)的頂部再穿過所述螺旋槳(1)的電機軸裝配孔(1.1)后，采用電機帽(3.5)旋緊，實現(xiàn)所述電機機構(gòu)(3)和所述螺旋槳(1)的連接固定；