一种倾转翼无人机制造技术

本发明专利技术公开了一种倾转翼无人机，包括机身(1)，机身(1)内设有机翼驱动机构(10)，机身(1)上设有转轴(2)，机身(1)的两侧均设有机翼(3)，转轴(2)的端部通过旋转机构(50)连接机翼(3)，旋转机构(50)上设有螺旋桨(4)，所述旋转机构(50)包括支架(500)，转轴(2)通过支架(500)连接螺旋桨(4)，支架(500)与机翼(3)之间设有弹簧(505)，支架(500)上设有旋转电机(501)，旋转电机(501)的输出端设有第一转棒(502)，第一转棒(502)的端部铰接有第二转棒(503)，第二转棒(503)通过第一铰接座(504)与机翼(3)转动连接。本发明专利技术具有使用寿命长、续航能力好、不易发生飞行事故和维护简单的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种倾转翼无人机
本专利技术属于倾转翼无人机领域。
技术介绍
现有的倾转翼无人机(简称无人机)的结构,包括机身1，机身1内设有机翼驱动机构，机身1上水平横穿有与机翼驱动机构连接的转轴2，机身1的两侧均设有机翼3，转轴2的端部通过旋转机构连接机翼3，旋转机构上设有螺旋桨4，螺旋桨4始终位于机翼3的前侧，机翼驱动机构可通过转轴2带动机翼3绕转轴2旋转，旋转机构可带动机翼3旋转，从而机翼3可实现万向转动；机翼3的后侧具有可转动的副翼5，机身1的后侧设有水平尾翼6，水平尾翼6的顶部设有垂直尾翼7，水平尾翼6的后侧设有转动连接的升降舵8(自带有升降舵控制系统)，升降舵8用于改变无人机的俯仰飞行状态，水平尾翼6和垂直尾翼7上均设有尾浆9，机身1内设有机翼控制系统、副翼控制系统和尾浆控制系统，机翼控制系统控制机翼3的旋转，副翼控制系统控制副翼5旋转，尾浆控制系统控制尾浆9转动速度。无人机的飞行姿态，包括平飞状态和悬停状态,无人机在悬停状态下起降,起降时以两侧机翼作为起落架。现有的无人机整体为刚性结构，且现有技术下尚不能做到平稳缓慢降落，降落的速度较快，会与地面撞击产生冲击力，冲击力经机翼传递到旋转机构，容易导致旋转机构出现故障，从而无人机的使用寿命较短。现有的机翼驱动机构，包括具有自锁力的驱动电机100(又称舵机)，驱动电机100的上设有主动齿轮，主动齿轮通过被动齿轮连接转轴2，驱动电机100通过主动轮和被动轮带动转轴2在一个方向上转动，当无人机处于稳定平飞状态时，机翼3状态保持不变，机翼3受气流影响受力，具有转动趋势，机翼3受力通过旋转机构50、转轴2、被动齿轮和主动齿轮传递到驱动电机100，依靠驱动电机100自身的锁紧力克服，也就是说，在无人机稳定平飞过程中，驱动电机100长期受力，这就导致驱动电机100易于损坏。驱动电机100以自身的堵转扭矩提供自锁力，以工作电压6V，堵转扭矩20kg.cm的驱动电机100为例，使用寿命2800-3500小时。而且，当无人机飞行高速飞行时，机翼3受力很大，很有可能导致驱动电机100的锁紧力不足，导致机翼3状态发生改变，无人机的飞行姿态失控，从而引发飞行事故。现有机翼驱动机构中的主动齿轮和被动齿轮(齿轮副)要求配合非常精准,否者机翼3易于发生抖动，这就对加工和安装提出了很高的要求,从而使得现有机翼驱动机构的制造成本较高。现有机翼驱动机构对使用环境要求较高，为防止灰尘进入齿轮副造成卡滞，需要在机翼驱动机构的外侧设置防尘箱罩，重量增加且导致风阻较大，使无人机的续航能力下降较多，还需要定期添加润滑油，维护较为麻烦。此外现有的机翼驱动机构仅当驱动电机100与转轴2距离较近的使用使用，适用范围较小。并且齿轮副为刚性连接，耐冲击能力和减震性较差，使得齿轮副易于出现轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等问题，导致使用寿命也较短，以航空铝合金材质的齿轮副为例，使用寿命只有约10000小时。现有的无人机的飞行操控方法，包括操控平飞状态下的无人机进行翻滚动作，操控悬停状态下的无人机的前进、后退和转向，无人机处于平飞状态时，机翼3保持水平状态且长向垂直于机身1，副翼5平行于机翼3。当操控无人机侧向翻滚时，如图15所示，通过副翼控制系统使两个副翼5分别向上和向下转动，与机翼3之间产生夹角，从而使螺旋桨4产生的下洗气流在两个副翼5上产生不同方向的力，从而产生翻滚力矩，使无人机翻滚，但是相应的副翼5导致下洗气流速度变慢，对无人机的推力减小，使得螺旋桨4必须增加很多的功率以维持原有的飞行速度，由此导致无人机续航能力较差。此外，当无人机高速平飞时，还可能造成“副翼反效”，无人机无法操纵。无人机处于悬停状态时，机翼3保持竖直状态且长向垂直于机身1。操控无人机转向时，如图16所示,通过副翼控制系统使两个副翼5分别前后侧转动，从而使螺旋桨4的下洗气流，在两个副翼5上产生方向不同的分力，从而产生第一个扭力，同时尾浆控制系统控制水平尾翼6上的尾浆9改变转速，从而产生第二个扭力，这两个扭力作用下，无人机发生转向。由于副翼5倾斜阻碍了下洗气流的流动，使得下洗气流速度降低，无人机的升力降低，从而需要提高螺旋桨4的转速，以维持无人机的悬停状态，从而导致无人机的续航时间减少。操控无人机前进或后退时，是通过尾浆控制系统改变水平尾翼6上的尾浆9的转速，尾浆9升力改变，无人机的后端上升或下降，无人机与地面产生夹角，无人机处于俯冲或仰起状态，从而螺旋桨4的下洗气流与地面之间也产生夹角，产生水平向的推动分力，推动无人机前进或后退。但是这也导致无人机保持悬停的推力减小，于是必须加快螺旋桨4的转速以维持无人机的悬停状态，无人机功率增加，续航时间减少。此外，悬停状态下机翼3的迎风面大，使得无人机前进和后退的阻力大，也导致无人机的续航时间减少，并且在大风天气下，机翼3受风力影响大，难以维持无人机的稳定性。现有无人机的操控方法的实现要求无人机具备尾浆9、副翼5、副翼控制系统和尾浆控制系统，零件数量多，导致无人机的总重量大，从而续航能力差；并且副翼控制系统和尾浆控制系统的结构都非常复杂，导致无人机容易出现故障。因此，现有无人机存在使用寿命短、续航能力差、易于发生飞行事故和维护麻烦的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种倾转翼无人机。本专利技术具有使用寿命长、续航能力好、不易发生飞行事故和维护简单的优点。本专利技术的技术方案：一种倾转翼无人机，包括机身，机身内设有机翼驱动机构，机身上水平横穿有与机翼驱动机构连接的转轴，机身的两侧均设有机翼，转轴的端部通过旋转机构连接机翼，旋转机构上设有螺旋桨，所述旋转机构包括支架，转轴通过支架连接螺旋桨，支架与机翼转动连接，支架与机翼之间设有弹簧，支架上设有旋转电机，旋转电机的输出端设有第一转棒，第一转棒的端部铰接有第二转棒，第二转棒通过第一铰接座与机翼转动连接。前述的倾转翼无人机中，所述支架与机翼之间设有转动轴，支架上设有被转动轴的一端穿过的轴套，机翼上设有被转动轴的另一端穿过的第二铰接座，轴套与第二铰接座之间设有套在转动轴上的弹簧。前述的倾转翼无人机中，所述支架与机翼之间设有转动轴，支架上设有被转动轴的中部穿过的轴套，机翼上设有两个分别被转动轴两端穿过的第二铰接座，其中一个第二铰接座与轴套之间设有弹簧。前述的倾转翼无人机中，所述机翼驱动机构，包括固定在机身内的驱动电机，驱动电机输出端设有第一转杆，第一转杆通过长度可调的第二转杆连接第三转杆，第三转杆的端部设有用于与转轴连接的套环。前述的倾转翼无人机中，所述第二转杆的两端均设有螺纹，位于第二转杆两端的螺纹旋向相反，第二转杆的两端均螺接有螺套，其中一个螺套与第一转杆转动连接，另一个螺套与第三转杆转动连接。前述的倾转翼无人机中，所述的其中一个螺套通过第一轴承与第一转杆转动连接，所述的另一个螺套通过第二轴承与第三转杆转动连接。前述的倾转翼无人机中，所述套环上设有开口，开口的两侧分别向外侧延伸形成第一连接部和第二连接部，第一连接部上设有台阶孔，所述第三转杆的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倾转翼无人机，包括机身(1)，机身(1)内设有机翼驱动机构(10)，机身(1)上水平横穿有与机翼驱动机构(10)连接的转轴(2)，机身(1)的两侧均设有机翼(3)，转轴(2)的端部通过旋转机构(50)连接机翼(3)，旋转机构(50)上设有螺旋桨(4)，其特征在于：所述旋转机构(50)包括支架(500)，转轴(2)通过支架(500)连接螺旋桨(4)，支架(500)与机翼(3)转动连接，支架(500)与机翼(3)之间设有弹簧(505)，支架(500)上设有旋转电机(501)，旋转电机(501)的输出端设有第一转棒(502)，第一转棒(502)的端部铰接有第二转棒(503)，第二转棒(503)通过第一铰接座(504)与机翼(3)转动连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种倾转翼无人机，包括机身(1)，机身(1)内设有机翼驱动机构(10)，机身(1)上水平横穿有与机翼驱动机构(10)连接的转轴(2)，机身(1)的两侧均设有机翼(3)，转轴(2)的端部通过旋转机构(50)连接机翼(3)，旋转机构(50)上设有螺旋桨(4)，其特征在于：所述旋转机构(50)包括支架(500)，转轴(2)通过支架(500)连接螺旋桨(4)，支架(500)与机翼(3)转动连接，支架(500)与机翼(3)之间设有弹簧(505)，支架(500)上设有旋转电机(501)，旋转电机(501)的输出端设有第一转棒(502)，第一转棒(502)的端部铰接有第二转棒(503)，第二转棒(503)通过第一铰接座(504)与机翼(3)转动连接。


2.根据权利要求1所述的倾转翼无人机，其特征在于：所述支架(500)与机翼(3)之间设有转动轴(506)，支架(500)上设有被转动轴(506)的一端穿过的轴套(507)，机翼(3)上设有被转动轴(506)的另一端穿过的第二铰接座(508)，轴套(507)与第二铰接座(508)之间设有套在转动轴(506)上的弹簧(505)。


3.根据权利要求1所述的倾转翼无人机，其特征在于：所述支架(500)与机翼(3)之间设有转动轴(506)，支架(500)上设有被转动轴(506)的中部穿过的轴套(507)，机翼(3)上设有两个分别被转动轴(506)两端穿过的第二铰接座(508)，其中一个第二铰接座(508)与轴套(507)之间设有弹簧(505)。


4.根据权利要求1所述的倾转翼无人机，其特征在于：所述机翼驱动机构(10)，包括固定在机身(1)内的驱动电机(100)，驱动电机(100)输出端设有第一转杆(101)，第一转杆(101)通过长度可调的第二转杆(102)连接第三转杆(103)，第三转杆(103)的端部设有用于与转轴(2)连接的套环(105)。


5.根据权利要求4所述的倾转翼无人机，其特征在于：所述第二转杆(102)的两端均设有螺纹，位于第二转杆(102)两端的螺纹旋向相反，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，周泳涛，
申请(专利权)人：杭州巨泳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33