[發明專利]球籠萬向節構成的操縱系統及油動垂直起降固定翼無人機

在審

• 申請號: 201910971073.8
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110550218A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 賈偉杰
• 申請（專利權）人: 賈偉杰
• 主分類號: B64D35/00
• 分類號: B64D35/00;B64C9/00;B64C1/06;B64C27/22;B64C29/00;B64D27/02
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本發明提供了球籠萬向節構成的操縱系統及油動垂直起降固定翼無人機，包括操縱系統、尾旋翼系統、機架系統、動力系統、傳動系統；機架系統包括以機架中心的縱向垂直剖面為基準對稱分布有四根機臂管，機架尾部設有尾旋翼臂管，在機架兩側，兩個機翼對稱固定在機翼支撐桿上，第一中心板的下面安裝有起落架；操縱系統通過萬向節主動軸座安裝于機架系統的機臂管的末端，尾旋翼系統通過尾旋翼軸座安裝于機架系統的尾旋翼臂管的末端，動力系統和傳動系統都固定在機架系統上；本發明主要解決了常規垂直起降固定翼無人機操縱系統復雜、在電動多旋翼機身的頭部或尾部增加油動飛行動力的垂直起降固定翼無人機，需配備油動和電動雙重飛行動力的問題。

技術領域：本發明涉及航空技術領域，特別是涉及球籠萬向節構成的操縱系統及油動垂直起降固定翼無人機。

背景技術：常見的垂直起降固定翼無人機，有電動傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機(如圖1所示)、有在電動多旋翼機身的頭部或尾部增加油動或電動飛行動力的垂直起降固定翼無人機(如圖2、圖3所示)；電動傾轉旋翼垂直起降固定翼無人機在由起飛狀態到飛行狀態、飛行狀態到懸停狀態，需要旋翼的傾轉轉換過程，操縱系統復雜；在電動多旋翼機身的頭部或尾部增加油動或電動飛行動力的垂直起降固定翼無人機，在由起飛狀態到飛行狀態、飛行狀態到懸停狀態，也需要起降旋翼和推進旋翼的轉換；特別是在電動多旋翼機身的頭部或尾部增加油動飛行動力的垂直起降固定翼無人機，需配備油動和電動雙重飛行動力，這無疑增加了無人機的復雜性；常見的旋翼無人機有單旋翼無人機和多旋翼無人機，在單旋翼無人機操縱系統中，關鍵部件的自動傾斜器由內環、外環和關節軸承構成，結構復雜(如圖4所示)，特別是由多個自動傾斜器構成的多旋翼無人機，不僅操縱系統結構復雜、而且維護成本高。

發明內容：為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了球籠萬向節構成的操縱系統及油動垂直起降固定翼無人機，它具有操縱系統簡單，具備垂直起降、隨時縱向飛行、隨時橫向飛行、隨時懸停、垂直起降固定翼無人機只需要配備燃油飛行動力等優點。

本發明所采用的技術方案是：球籠萬向節構成的操縱系統及油動垂直起降固定翼無人機，包括操縱系統、尾旋翼系統、機架系統、動力系統、傳動系統；它們之間的連接關系是：操縱系統通過萬向節主動軸座安裝于機架系統的機臂管的末端，尾旋翼系統通過尾旋翼軸座安裝于機架系統的尾旋翼臂管的末端；動力系統和傳動系統都固定在機架系統上。

所述操縱系統：包括萬向節主動軸通過軸承安裝在萬向節主動軸座上，萬向節帶輪安裝在萬向節主動軸上；球籠萬向節星形套上設有主動軸安裝孔，一個球籠萬向節星形套通過主動軸安裝孔固定在萬向節主動軸的一端，或者兩個球籠萬向節星形套通過主動軸安裝孔分別固定在萬向節主動軸的兩端；球籠萬向節球形殼的外圓周上通過軸承安裝有姿態調節盤，姿態調節盤可以沿著球籠萬向節球形殼的軸線轉動，但在球籠萬向節球形殼的軸線方向上不能移動；姿態調節盤的外圓周上設置有調節盤耳朵，兩個一組呈90度分布；螺旋槳固定在球籠萬向節球形殼的端面上；萬向節主動軸把旋轉動力傳遞到球籠萬向節星形套上；萬向節主動軸座的一個端面上或者兩個端面上固定有舵機安裝板，舵機安裝板上固定有縱向舵機和橫向舵機，縱向舵機上安裝有第一個舵機搖臂，橫向舵機上安裝有第二個舵機搖臂；一端連接第一個舵機搖臂的縱向舵機拉桿穿過限位板上設置的舵機拉桿限位孔，避免縱向舵機拉桿、橫向舵機拉桿和姿態調節盤隨著球籠萬向節球形殼一起旋轉，限位板通過限位板支撐件固定在舵機安裝板上，橫向舵機拉桿的一端通過第一個關節軸承連接第二個舵機搖臂，縱向舵機拉桿和橫向舵機拉桿的另一端分別通過第二個關節軸承、第三個關節軸承，連接調節盤耳朵；縱向舵機的旋轉操縱依次通過第一個舵機搖臂、縱向舵機拉桿、第二個關節軸承、姿態調節盤、傳遞到球籠萬向節球形殼上，從而在縱向上改變螺旋槳旋轉面與水平面的夾角；橫向舵機的旋轉操縱依次通過第二個舵機搖臂、第一個關節軸承、橫向舵機拉桿、第三個關節軸承、姿態調節盤，傳遞到球籠萬向節球形殼上，從而在橫向上改變螺旋槳旋轉面與水平面的夾角。