两轴模组及使用该组件的无人机制造技术

一种两轴模组及使用该组件的无人机，两轴模组结构为：内环框架上安装有由第一伺服电机驱使转动的基座，基座中部安装有直流无刷电机及螺旋桨以及模组电子控制器，相同的两个外环框架的两个距板之间安装第二伺服电机，该电机轴上固定内环框架，固定在两个外环框架之间的第二轴的内端安装在内环框架上的轴承座上。第一、第二伺服电机轴心线均穿过内环框架的圆心，且二者的轴心线相互垂直。由多套两轴模块以及Y型连接件组成倾转双旋翼飞行器，过驱动四旋翼飞行器和全向飞行器，以及倾转旋翼飞行器。本飞行器能有效提高无人机的适应性以及利用效率，解决了现有多旋翼无人机位置控制与姿态控制相互耦合的问题。

【技术实现步骤摘要】
两轴模组及使用该组件的无人机
本专利技术属于无人机
，特别涉及一种用于无人机的两轴模组及使用该组件的无人机。
技术介绍
目前，多旋翼无人机的组成主要包括动力单元、机架组件、飞控系统以及负载组件，机架组件通常为形状固定的刚性结构，其余组件都通过机架安装固定。通常，动力组件是通过高速旋转的直流无刷电机带动螺旋桨的转动来提供推力。动力组件在机架组件上的方向与位置是固定的。这就导致传统的多旋翼无人机的位置控制与姿态控制相互耦合。也就是说，在改变无人机姿态的时候，无人机相对于大地坐标系的位置也会发生变化。另一方面，传统的多旋翼无人机动力系统的数量及位置是确定的。在实际应用中，对于无人机的尺寸及载荷的需要是不确定的。如果针对每一种实际任务设计一种无人机，则成本代价是很高的。因此，能够根据任务的需求来灵活的配置动力系统的无人机在实际应用中的作用越来越突出
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题而提供一种两轴模组，旨在使无人机能够根据任务的需求来选择配置不同数量的两轴模组，以有效提高无人机的适应性以及利用效率，并解决现有多旋翼无人机位置控制与姿态控制相互耦合的问题。本专利技术的目的是这样实现的：一种两轴模组，包括模组电子控制器，基座上面中部安装有直流无刷电机，该电机轴上安装有螺旋桨；所述模组电子控制器安装在基座上面；第一伺服电机经固定支架安装固定在基座一端上，第一舵盘经花键安装在第一伺服电机的输出轴上；内环框架设置有第一固定座和第一轴承座，基座一端上的第一伺服电机的输出轴外端固定在第一固定座上，基座另一端经固定座固定的第一轴外端安装在第一轴承座上，且第一伺服电机的输出轴和第一轴二者轴心线的连线经过内环框架的圆心；或者，第一伺服电机安装在内环框架上，第一固定座安装在基座上；外环框架由一个圆环和衔接该圆环外侧的一个矩板组成，该矩板中线的延长线经过该圆环的圆心，该圆环内径大于内环框架的外径以及大于螺旋桨直径；另一外环框架与外环框架的形状完全相同；第二伺服电机经支架固定在上述两个外环框架的两个矩板之间，第二伺服电机的输出轴外端经第二固定座固定在内环框架上，两个外环框架之间固定有一个板件，第二轴外端固定在该板件上，第二轴内端安装在内环框架上的第二轴承座上，且第二伺服电机的输出轴和第二轴二者的轴心线的连线经过内环框架的圆心，并同时垂直于第一伺服电机的输出轴和第一轴二者轴心线的连线。所述螺旋桨直径小于内环框架的内径。所述内环框架上均布有用作减重的通孔。所述基座底面中部还安装有与所述直流无刷电机同轴的另一直流无刷电机，该另一无刷电机轴上安装有另一螺旋桨。本专利技术的第二目的是提供一种使用两轴模组的倾转双旋翼的飞行器。本专利技术的第二目的是这样实现的：一种使用两轴模组的倾转双旋翼飞行器，Y型连接件结构为：Y型板件由一个矩形板长边上两个邻角位置处向外延伸两个板条组成，且两个板条之间的夹角为钝角，正方形的板式支撑座焊接在两个Y型板件的两个矩形板之间；一个两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在Y型连接件的一个板条上，另一个两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在该Y型连接件的另一个板条上。所述两个两轴模组夹持固定的方式具体为：两轴模组的每个外环框架的两个矩板上开有矩形孔，Y型连接件的每个板条与上述两个矩板接触的两个外沿上均设有用作与矩板上矩形孔啮合连接的齿突。本专利技术的第三目的是提供一种使用两轴模组的过驱动四旋翼飞行器。本专利技术的第三目的是这样实现的：一种使用两轴模组的过驱动四旋翼飞行器，Y型连接件结构为：Y型板件由一个矩形板长边上两个邻角位置处向外延伸两个板条组成，且两个板条之间的夹角为钝角，正方形的板式支撑座焊接在两个Y型板件的两个矩形板之间；第一两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在第一Y型连接件的一个板条上，第二两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在第一Y型连接件的另一个板条上，第三两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在第二Y型连接件的一个板条上，第四两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在第二Y型连接件的另一个板条上，第一、第二Y型连接件的两个支撑座底面贴合固定，且第一、第二Y型连接件以支撑座底面形成上下对称布置。本专利技术的第四目的是提供一种使用两轴模具的全向飞行器。本专利技术的第四目的是这样实现的：一种使用两轴模具的全向飞行器，Y型连接件结构为：Y型板件由一个矩形板长边上两个邻角位置处向外延伸两个板条组成，且两个板条之间的夹角为钝角，正方形的板式支撑座焊接在两个Y型板件的两个矩形板之间；第一两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在第一Y型连接件的一个板条上，第二两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在第一Y型连接件的另一个板条上，第三两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在第二Y型连接件的一个板条上，第四两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固定在第二Y型连接件的另一个板条上，第一、第二Y型连接件的两个支撑座底面贴合固定，且第一、第二Y型连接件以支撑座底面中心相互错位90°布置，也即是第一Y型连接件的Y型板件垂直于第二Y型连接件的Y型板件。或者，连接为正四面体的框架，四个两轴模组分别分别固定在该正四面体框架的四个顶点处组成全面飞行器。本专利技术的第五目的是提供一种使用两轴模组的倾转三旋翼飞行器。本专利技术的第五目的是这样实现的：一种使用两轴模组的倾转三旋翼飞行器，三个两轴模组以两个一组共三组矩板焊接在一个连接构件上，三个两轴模组中相邻两个模组之间间隔120°设置。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的两轴模组及使用该模组的无人机，其两轴模组实现了旋翼推力的大小和方向的独立控制，替代了传统的直接将直流无刷电机固定在无人机机身上，而导致的无人机的位置控制与姿态控制相互耦合，且直流无刷电机在无人机机身上固定的位置受到严格的限制的技术缺陷。同时，本专利技术提供了利用所述两轴模组组成不同类型的多旋翼无人机的组合方式。模组之间的连接通过连接组件来连接，连接模组可以连接至少两个两轴模组。特别的，两个两轴模组通过连接模组连接起来，就能组成一个倾转双旋翼无人机。利用两个所述倾转双旋翼无人机，可以组成过驱动四旋翼无人机和全向无人机。因此，这种无人机的连接方式，提高了飞行器的适应性，可以根据任务需要，来选择合适的机型结构及动力输出，具有高效、便捷的特点。附图说明图1为本专利技术实施例提供的两轴模组结构组成示意图；图2为图1提供的两轴模组的内环组件结构；图3为本专利技术实施例提供的由图1所示的两轴模组组成的倾转双旋翼飞行器；图4为本专利技术实施例提供的由图1所示的两轴模组组成的过驱动四旋翼飞行器；图5为本专利技术实施例提供的由图1所示的两轴模组组成的全向飞行器；图6为本专利技术实施例提供的由图1所示的两轴模组组成的倾转三旋翼飞行器。主要元件符号说明：直流无刷电机109；螺旋桨110；模组电子控制器111；第一伺服电机106；(第一伺服电机)输出轴103；第一固定座101；固定支架107；第一轴104；第一轴承座102；第二伺服电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两轴模组，包括，模组电子控制器(111)，其特征在于，基座(108)上面中部安装有直流无刷电机(109)，该电机轴上安装有螺旋桨(110)；所述模组电子控制器(111)安装在基座(108)上面；第一伺服电机(106)经固定支架(107)安装固定在基座(108)一端上，第一舵盘(105)经花键安装在第一伺服电机(106)的输出轴(103)上；内环框架(100)设置有第一固定座(101)和第一轴承座(102)，基座(108)一端上的第一伺服电机(106)的输出轴(103)外端固定在第一固定座(101)上，基座(108)另一端经固定座固定的第一轴(104)外端安装在第一轴承座(102)上，且第一伺服电机的输出轴和第一轴(106)二者轴心线的连线经过内环框架(100)的圆心；或者，第一伺服电机安装在内环框架上，第一固定座(101)安装在基座(108)上；外环框架(112)由一个圆环和衔接该圆环外侧的一个矩板组成，该矩板中线的延长线经过该圆环的圆心，该圆环内径大于内环框架的外径以及大于螺旋桨(110)直径；另一外环框架(113)与外环框架(112)的形状完全相同；/n第二伺服电机(119)经支架(118)固定在上述两个外环框架(112、113)的两个矩板之间，第二伺服电机(119)的输出轴外端经第二固定座(114)固定在内环框架(100)上，两个外环框架之间固定有一个板件，第二轴(116)外端固定在该板件上，第二轴(116)内端安装在内环框架(100)上的第二轴承座(115)上，且第二伺服电机(119)的输出轴和第二轴(116)二者的轴心线的连线经过内环框架的圆心，并同时垂直于第一伺服电机的输出轴和第一轴二者轴心线的连线。/n...

【技术特征摘要】
1.一种两轴模组，包括，模组电子控制器(111)，其特征在于，基座(108)上面中部安装有直流无刷电机(109)，该电机轴上安装有螺旋桨(110)；所述模组电子控制器(111)安装在基座(108)上面；第一伺服电机(106)经固定支架(107)安装固定在基座(108)一端上，第一舵盘(105)经花键安装在第一伺服电机(106)的输出轴(103)上；内环框架(100)设置有第一固定座(101)和第一轴承座(102)，基座(108)一端上的第一伺服电机(106)的输出轴(103)外端固定在第一固定座(101)上，基座(108)另一端经固定座固定的第一轴(104)外端安装在第一轴承座(102)上，且第一伺服电机的输出轴和第一轴(106)二者轴心线的连线经过内环框架(100)的圆心；或者，第一伺服电机安装在内环框架上，第一固定座(101)安装在基座(108)上；外环框架(112)由一个圆环和衔接该圆环外侧的一个矩板组成，该矩板中线的延长线经过该圆环的圆心，该圆环内径大于内环框架的外径以及大于螺旋桨(110)直径；另一外环框架(113)与外环框架(112)的形状完全相同；
第二伺服电机(119)经支架(118)固定在上述两个外环框架(112、113)的两个矩板之间，第二伺服电机(119)的输出轴外端经第二固定座(114)固定在内环框架(100)上，两个外环框架之间固定有一个板件，第二轴(116)外端固定在该板件上，第二轴(116)内端安装在内环框架(100)上的第二轴承座(115)上，且第二伺服电机(119)的输出轴和第二轴(116)二者的轴心线的连线经过内环框架的圆心，并同时垂直于第一伺服电机的输出轴和第一轴二者轴心线的连线。


2.根据权利要求1所述的一种两轴模组，其特征在于，所述螺旋桨(110)直径小于内环框架(100)的内径。


3.根据权利要求2所述的一种两轴模组，其特征在于，所述内环框架(100)上均布有用作减重的通孔。


4.根据权利要求3所述的一种两轴模组，其特征在于，所述基座(108)底面中部还安装有与所述直流无刷电机(109)同轴的另一直流无刷电机，该另一无刷电机轴上安装有另一螺旋桨。


5.一种使用两轴模组的倾转双旋翼飞行器，其特征在于，Y型连接件结构为：Y型板件(303、304)由一个矩形板长边上两个邻角位置处向外延伸两个板条组成，且两个板条之间的夹角为钝角，正方形的板式支撑座(305)焊接在两个Y型板件的两个矩形板之间；一个两轴模组的外环框架的两个矩板夹持固...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌斌，马磊，王恩昊，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51