一种空陆一体两用驱动插装模块及得到的无人机飞行器制造技术

本发明专利技术公开了一种空陆一体两用驱动插装模块及得到的无人机飞行器，包括：涵道装置，涵道装置包括轮辋和旋翼轴，旋翼轴固定连接有旋翼，输入端与动力传动机构传动连接；动力传动机构，动力传动机构包括第一输出轴和第二输出轴，第一输出轴的输出端与轮辋啮合，输入端连接离合器；第二输出轴套设在第一输出轴上，第二输出轴的输出端与齿轮轴啮合，其输入端连接离合器，通过离合器来切换动力输出路径。本发明专利技术通过采用涵道旋翼作为飞行动力输出源，以涵道外圈作为陆地行走动力输出源，通过离合器来实现飞行和行驶状态的切换，将其设计成插装模块后，其可以直接与普通飞行器的电机插装使用，结构紧凑、通用性强、使用方便，更有利于商业化应用。业化应用。业化应用。

An air land dual-purpose drive cartridge module and the obtained UAV aircraft

【技术实现步骤摘要】
一种空陆一体两用驱动插装模块及得到的无人机飞行器


[0001]本专利技术涉及无人机飞行器领域，特别涉及一种空陆一体两用驱动插装模块及得到的无人机飞行器。

技术介绍

[0002]陆空飞行器是一种既能够在陆地上行走，又能在空中飞行的飞行器，传统陆空飞行器是在飞行器本体的底盘下方设置轮胎组，同时配备相应传动装置和动力装置，然后在飞行器本体上方设置旋翼，并配备另一套传动装置和动力装置，两套运动系统独立运行，操作者通过中央控制系统控制切换飞行器的运动模式。传统的陆空飞行器由于需要设置两套运动系统，其不仅使得陆空飞行器制造成本高，其还会给飞行器增加负重而限制飞行器本身载重量，而且，传统陆空飞行器对控制系统和结构设计提出了更高的要求，硬件和系统的集成程度低，导致性价比较差，限制了陆空飞行器的发展。另外，现有的陆空飞行器都是采用的整体机型设计，通用性较差，不能实现模块化、便捷化商业应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种空陆一体两用驱动插装模块及得到的无人机飞行器，本专利技术通过采用涵道旋翼作为飞行动力输出源，以涵道外圈作为陆地行走动力输出源，通过离合器来切换驱动涵道旋翼和涵道外圈，进而实现飞行状态和行走状态的切换，仅需要采用一套传动装置和动力装置就能实现飞行和行走两种运动模式的运行，同时，将其设计成插装模块，其可以直接与普通飞行器的电机插装使用，即可赋予普通飞行器具有飞行和行走两种功能，模块化的设计使得本专利技术的插装模块结构紧凑、通用性强、使用方便，更有利于商业化应用。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：一种空陆一体两用驱动插装模块，它包括：
[0005]涵道装置，用于实现行走和飞行功能，所述涵道装置包括具有环状结构的轮辋和位于轮辋中心的旋翼轴，所述轮辋通过辐条与所述旋翼轴转动连接，所述旋翼轴的输出端固定连接有旋翼，其输入端与所述动力传动机构传动连接；
[0006]动力传动机构，用于传输动力，所述动力传动机构包括第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴的输出端通过第一齿轮与所述轮辋啮合，其输入端连接离合器；所述第二输出轴套设并转动连接在第一输出轴上，第二输出轴的输出端通过第二齿轮与齿轮轴的输入端啮合，其输入端连接离合器；
[0007]离合器，所述离合器的输入端用于连接动力源，离合器的输出端传动连接第一输出轴的输入端或第二输出轴的输入端，通过离合器来切换动力输出的路径；
[0008]齿轮轴，所述齿轮轴的输出端与所述旋翼轴的输入端传动连接，齿轮轴通过驱动所述旋翼轴转动来带动旋翼转动。
[0009]进一步，所述离合器包括动力输入轴，所述动力输入轴的输入端用于连接动力源，其输出端固定连接有离合块安装座，所述离合块安装座上设置有多个离合块，所述离合块
的一端与离合块安装座转动连接，离合块沿第一输出轴的圆周方向分布，所述第一输出轴的输入端和第二输出轴的输入端分别设置有第一啮合结构和第二啮合结构，所述离合块与离合块安装座连接处安装有扭簧，所述扭簧用于在离合块的离心方向上提供弹簧力；当离合块所受离心力不大于扭簧提供的弹簧力时，所述离合块与第一啮合结构啮合，以驱动第一输出轴转动；当离合块所述离心力大于扭簧提供的弹簧力时，所述离合块与第二啮合结构啮合，以驱动第二输出轴转动。
[0010]进一步，所述第一啮合结构包括离合齿轮，所述离合齿轮固定连接在所述第一输出轴的输入端，所述第一啮合结构通过离合齿轮与所述离合块啮合。
[0011]进一步，所述第二啮合结构包括多个挡块，所述多个挡块设置在所述第二输出轴与所述离合块相对的面上，且沿第二输出轴的圆周方向分布，所述第二啮合结构通过挡块与所述离合块啮合。
[0012]进一步，所述轮辋的一个侧面设置有轮辋齿轮，所述第一齿轮具有圆锥齿轮结构，第一齿轮固定连接在所述第一输出轴的输出端上，所述轮辋齿轮与所述第一齿轮啮合，以形成圆锥齿轮传动结构。
[0013]进一步，所述旋翼轴与所述第一输出轴之间设置有支撑轴，所述支撑轴的一端与所述第一输出轴通过轴承实现转动连接，其另一端与所述旋翼轴上的旋翼套筒接触，以在第一输出轴的轴线方向上为所述旋翼轴提供支撑，所述旋翼套筒套设在旋翼轴上，且通过轴承与旋翼轴实现转动连接。
[0014]进一步，所述第二齿轮固定连接在第二输出轴上，所述齿轮轴的输入端固定连接具有圆锥齿轮结构的第三齿轮，所述第三齿轮与所述第二齿轮啮合，以形成圆锥齿轮传动结构。
[0015]进一步，所述齿轮轴的输出端通过齿轮传动组件与所述旋翼轴的输入端传动连接。
[0016]进一步，所述驱动插装模块还包括结构框架，所述结构框架用于为涵道装置、动力传动机构、离合器以及齿轮轴提供支撑。
[0017]本专利技术还包括一种无人机飞行器，包括无人机本体以及用于插装驱动插装模块的插接口，所述插接口传动连接电机的输出端，插接口处安装有用于偏转驱动插装模块的偏转机构，所述插接口插接有上述空陆一体两用驱动插装模块，以组成多旋翼无人机飞行器，所述空陆一体两用驱动插装模块的离合器输入端与所述插接口传动连接。
[0018]综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0019]1、本专利技术通过采用涵道旋翼作为飞行动力输出源，以涵道外圈作为陆地行走动力输出源，通过离合器来切换驱动涵道旋翼和涵道外圈，进而实现飞行状态和行走状态的切换，仅需要采用一套传动装置和动力装置就能实现飞行和行走两种运动模式的运行，结构紧凑，制造成本低，实用性强；
[0020]2、本专利技术的插装模块具备两种行进模式：飞行模式中可偏转涵道装置处于水平状态，与无人机机体组成多旋翼飞行器，电机经过动力传动机构驱动旋翼产生拉力；行驶模式下，可偏转涵道装置处于竖直状态，电机直接驱动涵道的轮辋实现陆地行驶，本专利技术结合模块化和通用化优点，插装模块可以同无人机进行任意数量的插装，满足不同环境下使用需求，减少了操作者对飞行器的控制对象，提高了控制系统硬件集成程度。
附图说明
[0021]图1是本专利技术的一种空陆一体两用驱动插装模块三维结构示意图；
[0022]图2是本专利技术的一种涵道装置三维结构示意图；
[0023]图3是本专利技术的一种动力传动机构三维结构示意图；
[0024]图4是本专利技术的一种离合器三维爆炸结构示意图；
[0025]图5是本专利技术的一种离合块安装槽内装配有扭簧的情况；
[0026]图6是本专利技术的空陆一体两用驱动插装模块与某型号无人机飞行器装配后处于行驶模式状态图；
[0027]图7是本专利技术的空陆一体两用驱动插装模块与某型号无人机飞行器装配后处于飞行模式状态图。
[0028]图中标记：1为涵道装置，101为轮辋，102为旋翼轴，103为辐条，104为旋翼，105为涵道，106为轮胎，107为旋翼套筒，108为轮辋齿轮，109为连接座，2为动力传动机构，201为第一输出轴，202为第二输出轴，203为第一齿轮，204为第二齿轮，205为离合齿轮，206为挡块，3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空陆一体两用驱动插装模块，其特征在于，它包括：涵道装置，用于实现行走和飞行功能，所述涵道装置包括具有环状结构的轮辋和位于轮辋中心的旋翼轴，所述轮辋通过辐条与所述旋翼轴转动连接，所述旋翼轴的输出端固定连接有旋翼，其输入端与所述动力传动机构传动连接；动力传动机构，用于传输动力，所述动力传动机构包括第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴的输出端通过第一齿轮与所述轮辋啮合，其输入端连接离合器；所述第二输出轴套设并转动连接在第一输出轴上，第二输出轴的输出端通过第二齿轮与齿轮轴的输入端啮合，其输入端连接离合器；离合器，所述离合器的输入端用于连接动力源，离合器的输出端传动连接第一输出轴的输入端或第二输出轴的输入端，通过离合器来切换动力输出的路径；齿轮轴，所述齿轮轴的输出端与所述旋翼轴的输入端传动连接，齿轮轴通过驱动所述旋翼轴转动来带动旋翼转动。2.如权利要求1所述的空陆一体两用驱动插装模块，其特征在于，所述离合器包括动力输入轴，所述动力输入轴的输入端用于连接动力源，其输出端固定连接有离合块安装座，所述离合块安装座上设置有多个离合块，所述离合块的一端与离合块安装座转动连接，离合块沿第一输出轴的圆周方向分布，所述第一输出轴的输入端和第二输出轴的输入端分别设置有第一啮合结构和第二啮合结构，所述离合块与离合块安装座连接处安装有扭簧，所述扭簧用于在离合块的离心方向上提供弹簧力；当离合块所受离心力不大于扭簧提供的弹簧力时，所述离合块与第一啮合结构啮合，以驱动第一输出轴转动；当离合块所述离心力大于扭簧提供的弹簧力时，所述离合块与第二啮合结构啮合，以驱动第二输出轴转动。3.如权利要求2所述的空陆一体两用驱动插装模块，其特征在于，所述第一啮合结构包括离合齿轮，所述离合齿轮固定连接在所述第一输出轴的输入端，所述第一啮合结构通过离合齿轮与所述离合块啮合。4.如权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，张玉正，王美伟，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：