[發(fā)明專利]防止纏線的旋翼系統(tǒng)及無(wú)人機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810827652.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108945395B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張宇;朱張賑;李平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B64C9/12
• 分類號(hào): B64C9/12;B64C27/12;B64C27/32;B64C27/54
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 曾章沐

本發(fā)明涉及一種防止纏線的旋翼系統(tǒng)及無(wú)人機(jī)，本發(fā)明的防止纏線的旋翼系統(tǒng)包括螺旋槳、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置、安裝支架、第一舵機(jī)、第二舵機(jī)和機(jī)臂，第一舵機(jī)用于驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置繞X方向轉(zhuǎn)動(dòng)；第二舵機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第一舵機(jī)繞Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)；其中，X方向和Y方向相互垂直，Y方向?yàn)闄C(jī)臂的長(zhǎng)度方向，第二舵機(jī)上固定有第二舵機(jī)圓盤，第二舵機(jī)圓盤上固接有扭轉(zhuǎn)傳遞件，扭轉(zhuǎn)傳遞件與軸承內(nèi)圈相抵，扭轉(zhuǎn)傳遞件上設(shè)有內(nèi)孔，內(nèi)孔內(nèi)有連接管，連接管在穿過(guò)軸承后與機(jī)臂固定，電滑環(huán)套設(shè)在連接管外，其中，電滑環(huán)的旋轉(zhuǎn)端子與連接管固接，電滑環(huán)上的靜止端子上凸設(shè)有連接板，軸承座的上方設(shè)有連接柱，連接板與連接柱固接。故本發(fā)明可以解決容易纏線的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種防止纏線的旋翼系統(tǒng)及無(wú)人機(jī)。

背景技術(shù)

現(xiàn)如今，無(wú)人機(jī)中應(yīng)用最廣泛的是四旋翼構(gòu)型無(wú)人機(jī)，它利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳帶動(dòng)飛行器飛行，利用各螺旋槳的轉(zhuǎn)速差來(lái)實(shí)現(xiàn)前飛，倒飛，左右轉(zhuǎn)彎等各種飛行姿態(tài)。飛行器下方一般掛載各種功能設(shè)備，如攝像機(jī)，熱感應(yīng)器等，設(shè)備需與云臺(tái)連接，以實(shí)現(xiàn)各角度全方位的監(jiān)控視野。它在運(yùn)動(dòng)時(shí)通過(guò)同時(shí)增減電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)升力大小，從而可以在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，若想可以在水平方向上運(yùn)動(dòng)，則必須通過(guò)傾斜機(jī)身來(lái)獲得水平方向上的力，從而推動(dòng)機(jī)體前進(jìn)。顯然，這樣的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)方式是低效率的。整個(gè)機(jī)體模型中可控參量小于運(yùn)動(dòng)自由度，因而是欠驅(qū)動(dòng)的的設(shè)想翼機(jī)。

故現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)要在飛行時(shí)要調(diào)整位置時(shí)必須要調(diào)整姿態(tài)，例如必須側(cè)傾機(jī)身才能實(shí)現(xiàn)前進(jìn)、后退或轉(zhuǎn)向動(dòng)作，因而降低了其可操縱性和靈敏性；且它運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的改變依靠螺旋槳的轉(zhuǎn)速差來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)性一般，改變航向的響應(yīng)時(shí)間慢，續(xù)航能力不足，且掛載的設(shè)備必須借助云臺(tái)才能實(shí)現(xiàn)全方位的監(jiān)控視野；另外此種無(wú)人機(jī)在進(jìn)行平飛時(shí)，需要依靠機(jī)身傾斜來(lái)產(chǎn)生前進(jìn)方向上的水平分力，因而勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生在飛行方向上的機(jī)身投影面積，當(dāng)飛行速度增大或有其他氣流擾動(dòng)干擾時(shí)，會(huì)增大機(jī)身阻力，使得能量消耗較大，續(xù)航能力不足。

且現(xiàn)有無(wú)人機(jī)的旋翼系統(tǒng)，只具有螺旋槳繞自身軸線方向旋轉(zhuǎn)的自由度，自由度少。另外，電線容易纏繞在螺旋槳上，影響螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)，甚至造成無(wú)人機(jī)墜落。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多自由度的旋翼系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的自由度少的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：一種多自由度的旋翼系統(tǒng)，包括螺旋槳和用于驅(qū)動(dòng)所述螺旋槳繞自身軸線方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，還包括安裝支架、第一舵機(jī)、第二舵機(jī)和機(jī)臂，所述第一舵機(jī)通過(guò)所述安裝支架與所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置相連，并用于驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置繞X方向轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第二舵機(jī)通過(guò)所述機(jī)臂與所述第一舵機(jī)相連，并用于驅(qū)動(dòng)所述第一舵機(jī)繞Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)；其中，所述X方向和所述Y方向相互成垂直設(shè)置，所述Y方向?yàn)樗鰴C(jī)臂的長(zhǎng)度方向。

其中,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置包括但不限于電機(jī)。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置第一舵機(jī)帶動(dòng)安裝支架旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置即螺旋槳繞X方向轉(zhuǎn)動(dòng)；再通過(guò)設(shè)置第二舵機(jī)帶動(dòng)機(jī)臂旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)第一舵機(jī)繞Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即可令螺旋槳繞Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)。故本發(fā)明增加了螺旋槳繞X方向轉(zhuǎn)動(dòng)和繞Y方向轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，自由度多，機(jī)動(dòng)性更好。

作為優(yōu)選，所述機(jī)臂為管型，且通過(guò)連接件與所述第一舵機(jī)固接，所述連接件包括相互連接的U形支架和管夾，所述的第一舵機(jī)夾設(shè)在所述U形支架開(kāi)口兩端部之間，所述管夾套設(shè)在所述機(jī)臂外。

機(jī)臂為管型，即其內(nèi)為中空設(shè)置，減輕了本發(fā)明的重量，提高本發(fā)明的機(jī)動(dòng)性和續(xù)航能力。機(jī)臂包括但不限于碳纖長(zhǎng)管。連接件由U形支架和管夾組成，結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)且穩(wěn)固性好。其中，U形支架開(kāi)口兩端部之間的對(duì)稱軸線與管夾的軸線成重合設(shè)置，使得本發(fā)明在未開(kāi)啟第一舵機(jī)即沿X方向的傾斜角度為0°時(shí)，保證第一舵機(jī)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和螺旋槳的平穩(wěn)設(shè)置；也減小了第一舵機(jī)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置和螺旋槳的重力對(duì)本發(fā)明停止轉(zhuǎn)動(dòng)后姿態(tài)保持平穩(wěn)的影響。

其中，機(jī)臂可為伸縮設(shè)置，或折疊設(shè)置，減小本發(fā)明在不使用狀態(tài)時(shí)其所占空間，方便收納。