[發明專利]兩軸模組及使用該組件的無人機

有效

• 申請號: 202010464774.5
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111645855B
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 李斌斌;馬磊;王恩昊
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64C27/12;B64C27/52
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 舒啟龍

一種兩軸模組及使用該組件的無人機，兩軸模組結構為：內環框架上安裝有由第一伺服電機驅使轉動的基座，基座中部安裝有直流無刷電機及螺旋槳以及模組電子控制器，相同的兩個外環框架的兩個距板之間安裝第二伺服電機，該電機軸上固定內環框架，固定在兩個外環框架之間的第二軸的內端安裝在內環框架上的軸承座上。第一、第二伺服電機軸心線均穿過內環框架的圓心，且二者的軸心線相互垂直。由多套兩軸模塊以及Y型連接件組成傾轉雙旋翼飛行器，過驅動四旋翼飛行器和全向飛行器，以及傾轉旋翼飛行器。本飛行器能有效提高無人機的適應性以及利用效率，解決了現有多旋翼無人機位置控制與姿態控制相互耦合的問題。

技術領域

本發明屬于無人機技術領域，特別涉及一種用于無人機的兩軸模組及使用該組件的無人機。

背景技術

目前，多旋翼無人機的組成主要包括動力單元、機架組件、飛控系統以及負載組件，機架組件通常為形狀固定的剛性結構，其余組件都通過機架安裝固定。通常，動力組件是通過高速旋轉的直流無刷電機帶動螺旋槳的轉動來提供推力。動力組件在機架組件上的方向與位置是固定的。這就導致傳統的多旋翼無人機的位置控制與姿態控制相互耦合。也就是說，在改變無人機姿態的時候，無人機相對于大地坐標系的位置也會發生變化。另一方面，傳統的多旋翼無人機動力系統的數量及位置是確定的。在實際應用中，對于無人機的尺寸及載荷的需要是不確定的。如果針對每一種實際任務設計一種無人機，則成本代價是很高的。因此，能夠根據任務的需求來靈活的配置動力系統的無人機在實際應用中的作用越來越突出

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題而提供一種兩軸模組，旨在使無人機能夠根據任務的需求來選擇配置不同數量的兩軸模組，以有效提高無人機的適應性以及利用效率，并解決現有多旋翼無人機位置控制與姿態控制相互耦合的問題。

本發明的目的是這樣實現的：一種兩軸模組，包括模組電子控制器，基座上面中部安裝有直流無刷電機，該電機軸上安裝有螺旋槳；所述模組電子控制器安裝在基座上面；第一伺服電機經固定支架安裝固定在基座一端上，第一舵盤經花鍵安裝在第一伺服電機的輸出軸上；內環框架設置有第一固定座和第一軸承座，基座一端上的第一伺服電機的輸出軸外端固定在第一固定座上，基座另一端經固定座固定的第一軸外端安裝在第一軸承座上，且第一伺服電機的輸出軸和第一軸二者軸心線的連線經過內環框架的圓心；或者，第一伺服電機安裝在內環框架上，第一固定座安裝在基座上；外環框架由一個圓環和銜接該圓環外側的一個矩板組成，該矩板中線的延長線經過該圓環的圓心，該圓環內徑大于內環框架的外徑以及大于螺旋槳直徑；另一外環框架與外環框架的形狀完全相同；

第二伺服電機經支架固定在上述兩個外環框架的兩個矩板之間，第二伺服電機的輸出軸外端經第二固定座固定在內環框架上，兩個外環框架之間固定有一個板件，第二軸外端固定在該板件上，第二軸內端安裝在內環框架上的第二軸承座上，且第二伺服電機的輸出軸和第二軸二者的軸心線的連線經過內環框架的圓心，并同時垂直于第一伺服電機的輸出軸和第一軸二者軸心線的連線。

所述螺旋槳直徑小于內環框架的內徑。

所述內環框架上均布有用作減重的通孔。

所述基座底面中部還安裝有與所述直流無刷電機同軸的另一直流無刷電機，該另一無刷電機軸上安裝有另一螺旋槳。本發明的第二目的是提供一種使用兩軸模組的傾轉雙旋翼的飛行器。

本發明的第二目的是這樣實現的：一種使用兩軸模組的傾轉雙旋翼飛行器，Y型連接件結構為：Y型板件由一個矩形板長邊上兩個鄰角位置處向外延伸兩個板條組成，且兩個板條之間的夾角為鈍角，正方形的板式支撐座焊接在兩個Y型板件的兩個矩形板之間；一個兩軸模組的外環框架的兩個矩板夾持固定在Y型連接件的一個板條上，另一個兩軸模組的外環框架的兩個矩板夾持固定在該Y型連接件的另一個板條上。

所述兩個兩軸模組夾持固定的方式具體為：兩軸模組的每個外環框架的兩個矩板上開有矩形孔，Y型連接件的每個板條與上述兩個矩板接觸的兩個外沿上均設有用作與矩板上矩形孔嚙合連接的齒突。