一种无人机十字盘机构和一种无人机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无人机十字盘机构和一种无人机，该无人机十字盘机构中：动力装置安装在内环上，用于驱动旋翼转动；外环与机身铰接；内环套设在外环内且与外环铰接；第一连杆机构的一端与第一作动器连接，另一端与内环驱动连接点通过第一球铰关节连接，内环驱动连接点位于内环上距离第二轴线最远的位置，第一作动器用于控制内环绕第二轴线转动；第二连杆机构的一端与第二作动器连接，另一端与外环驱动连接点通过第二球铰关节连接，外环驱动连接点位于外环上距离第一轴线最远的位置，第二作动器用于控制外环绕第一轴线转动，第二轴线与第一轴线垂直。本实用新型专利技术中的连杆机构具有较大的控制力矩，能够保证在调节飞行角度时具有较高的控制精度。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机十字盘机构和一种无人机
本技术涉及无人机
，特别涉及一种无人机十字盘机构，和一种设置有该十字盘机构的无人机。
技术介绍
当前，具备垂直起降及空中悬停能力的无人机按照控制方式进行分类，主要分为直升机和多旋翼两种，前者机械结构复杂，飞行控制和人员操作难度较大且成本较高；后者飞行效率较低，且占据空间较大。目前，如何增强无人机飞行控制的灵活性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种无人机十字盘机构和一种设置有该十字盘机构的无人机，能够增强无人机飞行控制的灵活性。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种无人机十字盘机构，包括动力装置、机身、外环、内环、第一作动器、第二作动器、第一连杆机构、第二连杆机构，其中：所述动力装置安装在所述内环上，用于驱动无人机的旋翼转动；所述外环的一端通过第一铰接关节与所述机身铰接，另一端通过第二铰接关节与所述机身铰接，所述第一铰接关节和所述第二铰接关节位于第一轴线AB上；所述内环套设在所述外环内，所述内环的一端通过第三铰接关节与所述外环铰接，另一端通过第四铰接关节与所述外环铰接，所述第三铰接关节和所述第四铰接关节位于第二轴线CD上，所述第二轴线CD与所述第一轴线AB垂直；所述第一连杆机构的一端与所述第一作动器连接，另一端与所述内环上的内环驱动连接点之间通过第一球铰关节连接，所述内环驱动连接点位于所述内环上距离所述第二轴线CD最远的位置，所述第一作动器用于控制所述内环绕所述第二轴线CD转动；所述第二连杆机构的一端与所述第二作动器连接，另一端与所述外环上的外环驱动连接点之间通过第二球铰关节连接，所述外环驱动连接点位于所述外环上距离所述第一轴线AB最远的位置，所述第二作动器用于控制所述外环绕所述第一轴线AB转动。可选地，在上述无人机十字盘机构中，所述内环驱动连接点位于所述第一轴线AB上；和/或，所述外环驱动连接点位于所述第二轴线CD上。可选地，在上述无人机十字盘机构中，所述第一球铰关节和所述第二球铰关节统称为球铰关节，所述内环驱动连接点和所述外环驱动连接点统称为驱动连接点，所述第一连杆机构和所述第二连杆机构统称为连杆机构；所述球铰关节包括中间接头，以及设置在所述驱动连接点的第一定位孔和设置在所述连杆机构端部的第二定位孔，其中：所述中间接头为依次固连在一起的圆盘型连接部、中间连接杆和球型连接部；所述圆盘型连接部嵌套在所述第一定位孔内，且具有大于零的轴向活动间隙；所述球型连接部可转动地嵌套在所述第二定位孔内。可选地，在上述无人机十字盘机构中，所述第一作动器为第一舵机，所述第二作动器为第二舵机，所述第一舵机和所述第二舵机垂直布置。可选地，在上述无人机十字盘机构中，所述第一连杆机构包括所述第一舵机的第一摇臂，以及第一连杆，所述第一连杆的一端与所述第一摇臂连接，另一端通过所述第一球铰关节与所述内环上的所述内环驱动连接点连接；所述第二连杆机构包括所述第二舵机的第二摇臂，以及第二连杆，所述第二连杆的一端与所述第二摇臂连接，另一端通过所述第二球铰关节与所述外环上的所述外环驱动连接点连接。可选地，在上述无人机十字盘机构中，当所述动力装置的中心轴线需要偏转时：首先确定所述动力装置的中心轴线拟达到的方向角ψ和所述动力装置的中心轴线相对于初始平面的倾斜角θ1，并沿所述第一轴线AB方向和所述第二轴线CD方向对θ1进行分解，将其分解为θx以及θy，其中sinθx＝sinθ1×cosψ，sinθy＝sinθ1×sinψ，随后将其转化为所述第一作动器和所述第二作动器的行程指令。可选地，在上述无人机十字盘机构中，所述外环和所述内环的初始位置位于所述初始平面内。可选地，在上述无人机十字盘机构中，所述第一摇臂的转角β与十字盘倾斜角α2的函数关系通过求解关于α1、α2的方程组获得，所述方程组为其中，l1为所述第一摇臂的长度，l2为所述第一连杆的长度，l3为所述内环驱动连接点和所述第一轴线AB之间的距离，α1为所述第一连杆与铅垂线夹角，M点为所述第一连杆与所述第一摇臂的连接点R在安装基准面的投影，P点为所述第一连杆与倾斜盘的连接点，所述内环和所述外环统称为倾斜盘，C点为P点向所述倾斜盘转动轴线作垂线，得到的垂足，D点为C点在安装基准面的投影。一种无人机，所述无人机中设置有上文中所述的无人机十字盘机构。可选地，在上述无人机中，所述无人机十字盘机构中的动力装置上设置有上部螺旋桨、下部螺旋桨、用于驱动所述上部螺旋桨转动的第一电机、用于驱动所述下部螺旋桨转动的第二电机，所述第一电机和所述第二电机构成串列电机组或并列电机组。从上述技术方案可以看出，本技术提供的无人机十字盘机构，能够应用于旋翼飞行器的万向十字盘结构，能够通过改变旋翼轴线方向进行飞行控制，从而增强无人机的灵活性。本技术提供的无人机由于采用了上述无人机十字盘机构，从而能够通过改变旋翼轴线方向进行飞行控制，具有很好的灵活性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的安装有旋翼的无人机十字盘机构的整体结构图；图2为本技术实施例提供的无人机十字盘机构的整体结构图；图3为本技术实施例提供的球铰关节内的中间接头的结构示意图；图4为本技术实施例提供的球铰关节内的中间接头的运动轨迹示意图；图5为本技术实施例提供的去掉动力装置后的无人机十字盘机构的整体结构图；图6为本技术实施例提供的去掉动力装置和机身后的无人机十字盘机构的整体结构图；图7为无人机姿态角分解图；图8为本技术实施例提供的无人机十字盘机构的几何示意图；图9为本技术实施例提供的无人机十字盘机构中的部分机构及其几何示意图；图10为本技术实施例提供的串列电机组和旋翼的组装结构图；图11为本技术实施例提供的串列电机组的剖视图；图12和图13为本技术实施例提供的具有串列电机组的无人机的升降控制示意图；图14和图15为本技术实施例提供的具有串列电机组的无人机的偏航控制示意图；图16为本技术实施例提供的并列电机组和旋翼的组装结构图；图17为本技术实施例提供的并列电机组的剖视图；图18和图19为本技术实施例提供的具有并列电机组的无人机的升降控制示意图；图20和图21为本技术实施例提供的具有并列电机组的无人机的偏航控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机十字盘机构，其特征在于，包括动力装置(1)、机身(4)、外环(202)、内环(201)、第一作动器(301)、第二作动器(302)、第一连杆机构、第二连杆机构，其中：/n所述动力装置(1)安装在所述内环(201)上，用于驱动无人机的旋翼转动；/n所述外环(202)的一端通过第一铰接关节与所述机身(4)铰接，另一端通过第二铰接关节与所述机身(4)铰接，所述第一铰接关节和所述第二铰接关节位于第一轴线AB上；/n所述内环(201)套设在所述外环(202)内，所述内环(201)的一端通过第三铰接关节与所述外环(202)铰接，另一端通过第四铰接关节与所述外环(202)铰接，所述第三铰接关节和所述第四铰接关节位于第二轴线CD上，所述第二轴线CD与所述第一轴线AB垂直；/n所述第一连杆机构的一端与所述第一作动器(301)连接，另一端与所述内环(201)上的内环驱动连接点之间通过第一球铰关节连接，所述内环驱动连接点位于所述内环(201)上距离所述第二轴线CD最远的位置，所述第一作动器(301)用于控制所述内环(201)绕所述第二轴线CD转动；/n所述第二连杆机构的一端与所述第二作动器(302)连接，另一端与所述外环(202)上的外环驱动连接点之间通过第二球铰关节连接，所述外环驱动连接点位于所述外环(202)上距离所述第一轴线AB最远的位置，所述第二作动器(302)用于控制所述外环(202)绕所述第一轴线AB转动。/n...

【技术特征摘要】
1.一种无人机十字盘机构，其特征在于，包括动力装置(1)、机身(4)、外环(202)、内环(201)、第一作动器(301)、第二作动器(302)、第一连杆机构、第二连杆机构，其中：
所述动力装置(1)安装在所述内环(201)上，用于驱动无人机的旋翼转动；
所述外环(202)的一端通过第一铰接关节与所述机身(4)铰接，另一端通过第二铰接关节与所述机身(4)铰接，所述第一铰接关节和所述第二铰接关节位于第一轴线AB上；
所述内环(201)套设在所述外环(202)内，所述内环(201)的一端通过第三铰接关节与所述外环(202)铰接，另一端通过第四铰接关节与所述外环(202)铰接，所述第三铰接关节和所述第四铰接关节位于第二轴线CD上，所述第二轴线CD与所述第一轴线AB垂直；
所述第一连杆机构的一端与所述第一作动器(301)连接，另一端与所述内环(201)上的内环驱动连接点之间通过第一球铰关节连接，所述内环驱动连接点位于所述内环(201)上距离所述第二轴线CD最远的位置，所述第一作动器(301)用于控制所述内环(201)绕所述第二轴线CD转动；
所述第二连杆机构的一端与所述第二作动器(302)连接，另一端与所述外环(202)上的外环驱动连接点之间通过第二球铰关节连接，所述外环驱动连接点位于所述外环(202)上距离所述第一轴线AB最远的位置，所述第二作动器(302)用于控制所述外环(202)绕所述第一轴线AB转动。


2.根据权利要求1所述的无人机十字盘机构，其特征在于，所述内环驱动连接点位于所述第一轴线AB上；
和/或，所述外环驱动连接点位于所述第二轴线CD上。


3.根据权利要求1所述的无人机十字盘机构，其特征在于，所述第一球铰关节和所述第二球铰关节统称为球铰关节，所述内环驱动连接点和所述外环驱动连接点统称...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜文辉，陈明非，齐维维，佟庆，于海生，刘长英，周晗，
申请(专利权)人：尚良仲毅沈阳高新科技有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21