一种三维矢量倾转旋翼动力模块制造技术

本实用新型专利技术提供了一种三维矢量倾转旋翼动力模块，包括动力组、壳体结构、俯仰倾转组、横向倾转组和机臂，其中俯仰倾转组和横向倾转组位于壳体结构内部，动力组位于壳体结构上部，机臂与俯仰倾转组连接。所述俯仰倾转组包括俯仰舵机、俯仰舵盘、俯仰动齿轮、定齿轮、轴承，俯仰动齿轮与定齿轮互相啮合，驱动整个旋翼动力模块绕机臂360

【技术实现步骤摘要】
一种三维矢量倾转旋翼动力模块


[0001]本技术涉及航空
，具体是一种三维矢量倾转旋翼动力模块。

技术介绍

[0002]近年来，随着无人机技术的不断发展，无人机的应用场景和工作环境变得越来越多样化，例如在大风环境中飞行，在狭小空间内飞行，垂直起降任务，检查维护任务，空中操纵任务等。这要求无人机除了需要具备稳定悬停的能力之外，还要具有更高的抗干扰性和可操控性。大部分常规多旋翼飞行器的旋翼推力方向都统一且固定，这使得机械电子系统比较简单、稳定、安全且便于维护。然而这样的动力系统会伴随着动力学耦合、操控性有限、适用任务场景较少等问题。
[0003]为了解决这一问题，需要设计一种矢量倾转动力模块。现有设计方案使用舵机驱动动力方向倾转，从而产生一定的侧向分力，可对飞行器进行动力学操控，或者改变飞行器的飞行模式。然而，现有的矢量动力结构大多只能实现单轴倾转，且机械结构受限，可倾转角度较小。而部分能实现三维矢量倾转的动力模块，结构复杂，容易出现机械故障，不便于维护，同时结构外形裸露，具有一定的气动阻力。另外，现有的矢量动力结构大多针对特定的飞行器专门设计，方案不具有广泛适用性。因此，需要设计一种新型矢量倾转动力模块来解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本技术为了解决现有技术的问题，提供了一种三维矢量倾转旋翼动力模块，两种倾转动作配合，可实现动力方向的三维矢量倾转，提高了所适用飞行器的可操控性，可适用于动力学解耦飞行器或全向飞行器的矢量动力系统中。动力模块的机械结构简单，提升了飞行器的安全性和可靠性，可安装在圆管机臂上，不依赖于机身结构，通用性较强。流线型倾转旋翼动力模块的外形更为流畅，具有更小的气动阻力，可有效提升飞行器的动力效率。
[0005]本技术包括动力组、壳体结构、俯仰倾转组、横向倾转组和机臂，其中俯仰倾转组和横向倾转组位于壳体结构内部，动力组位于壳体结构上部，机臂与俯仰倾转组连接。
[0006]所述俯仰倾转组包括俯仰舵机、俯仰舵盘、俯仰动齿轮、定齿轮、轴承，其中，俯仰舵机通过花键驱动俯仰舵盘旋转，俯仰动齿轮与俯仰舵盘同轴固定安装，俯仰动齿轮与定齿轮互相啮合，定齿轮置于两个轴承之间，定齿轮置和两个轴承分别与机臂端头外表面固定；
[0007]所述横向倾转组包括横向舵机、横向舵盘、横向动齿轮、电机座和销钉，其中，横向舵机通过花键驱动横向舵盘旋转横向动齿轮与横向舵盘同轴固定安装；所述电机座上开有横向倾转轴孔，销钉分别穿过壳体和电机座的横向倾转轴孔；所述电机座下方设有齿，齿与横向动齿轮互相啮合。
[0008]进一步改进，所述动力组包括无刷电机、螺旋桨、桨夹和螺钉，所述无刷电机安装
在电机座上，并通过螺钉紧固；所述螺旋桨同轴安装在无刷电机上，所述桨夹放置于螺旋桨上方，并使用螺钉将桨夹和螺旋桨与无刷电机紧固。
[0009]进一步改进，所述壳体结构包括由底壳与外壳组成的流线型结构。
[0010]进一步改进，所述壳体内设置有上下分布的两个舵机槽，俯仰舵机安装在壳体下方的舵机槽中，横向舵机安装在壳体上方的舵机槽中。
[0011]本技术有益效果在于：
[0012]1. 三维矢量倾转旋翼动力模块可实现在一定角度范围内的横向倾转，同时其俯仰倾转角不受结构限制，可绕机臂360
°
全向俯仰倾转；
[0013]2. 横向倾转与俯仰倾转动作配合，可实现动力方向的三维矢量倾转，提高了所适用飞行器的可操控性，可适用于动力学解耦飞行器或全向飞行器的矢量动力系统中；
[0014]3. 机械结构简单，提升了飞行器的可维护性、安全性和可靠性；
[0015]4. 动力模块仅安装在圆管机臂上，不依赖于机身结构，通用性较强，可适用于大部分圆管机臂的飞行器；
[0016]5. 流线型倾转旋翼动力模块的外形更为流畅，具有更小的气动阻力，可有效降低能量损耗，提升飞行器的动力效率。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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它的附图。
[0018]图1是本技术三维矢量倾转旋翼动力模块的整体外形示意图；
[0019]图2是本技术三维矢量倾转旋翼动力模块结构示意图；
[0020]图3是本技术三维矢量倾转旋翼动力模块
[0021]图4是本技术三维矢量倾转旋翼动力模块的俯仰倾转组结构示意图；
[0022]图5是本技术三维矢量倾转旋翼动力模块的俯仰倾转示意图；
[0023]图6是本技术三维矢量倾转旋翼动力模块的横向倾转示意图；
[0024]在附图中：10.动力组；11.无刷电机；12.螺旋桨；13.桨夹；14.螺钉；20.俯仰倾转组；21.俯仰舵机；22.俯仰舵盘；23.俯仰动齿轮；24.定齿轮；25.轴承；30.横向倾转组；31.横向舵机；32.横向舵盘；33.横向动齿轮；34.电机座；35.销钉；40.外壳；50.底壳；60.机臂。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]为使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将结合附图对本技术的具体实施方式作进一步地详细描述。本技术提供了一种三维矢量倾转旋翼动力模块，包括动力组10、俯仰倾转组20、横向倾转组30、外壳40、底壳50和机臂60等部分，如
图1和图2所示。
[0027]所述动力组10包括无刷电机11、螺旋桨12、桨夹13和螺钉14，如图1和图2所示。所述无刷电机11安装在电机座34上，并使用所述螺钉14紧固。所述螺旋桨12同轴安装在无刷电机上，将所述桨夹13放置于螺旋桨上方，并使用螺钉14将桨夹和螺旋桨与无刷电机紧固在一起。
[0028]所述俯仰倾转组20包括俯仰舵机21、俯仰舵盘22、俯仰动齿轮23、定齿轮24和轴承25，如图2所示。所述俯仰舵机21安装在外壳40下方的舵机槽中，通过花键驱动俯仰舵盘22旋转。所述俯仰动齿轮23与俯仰舵盘22同轴安装，并使用螺钉将两者紧固在一起。所述轴承25共有两个，所述定齿轮24置于两个轴承之间，三者分别套在所述机臂60端头的外表面上，三者的内表面与机臂的外表面过盈配合并粘接在一起。俯仰动齿轮与定齿轮互相啮合，驱动整个旋翼动力模块绕机臂360
°
俯仰倾转，如图5所示。其中，机臂60可采用碳纤维管材料制成。
[0029]所述横向倾转组30包括横向舵机31、横向舵盘32、横向动齿轮33、电机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维矢量倾转旋翼动力模块，其特征在于：包括动力组、壳体结构、俯仰倾转组、横向倾转组和机臂，其中俯仰倾转组和横向倾转组位于壳体结构内部，动力组位于壳体结构上部，机臂与俯仰倾转组连接；所述俯仰倾转组包括俯仰舵机、俯仰舵盘、俯仰动齿轮、定齿轮、轴承，其中，俯仰舵机通过花键驱动俯仰舵盘旋转，俯仰动齿轮与俯仰舵盘同轴固定安装，俯仰动齿轮与定齿轮互相啮合，定齿轮置于两个轴承之间，定齿轮置和两个轴承分别与机臂端头外表面固定；所述横向倾转组包括横向舵机、横向舵盘、横向动齿轮、电机座和销钉，其中，横向舵机通过花键驱动横向舵盘旋转，横向动齿轮与横向舵盘同轴固定安装；所述电机座上开有横向倾转轴孔，销钉分别穿过壳体和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊泽，郑祥明，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：