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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于动力装置,具体涉及一种矢量化实现装置。
技术介绍
1、多旋翼飞行器、水下潜航器等高敏捷度的机体的动力组件主要是通过电机带动螺旋桨的转动来提供动力。其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飞行器、水下潜航器的位置控制与姿态控制相互耦合。也就是说,在改变飞行器、潜航器姿态的时候,其机体相对于大地坐标系的位置也会发生变化。
2、为了解决这一问题,相关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,可对机体进行动力学操控。然而,现有的矢量动力结构大多只能实现单轴倾转,矢量方向有限,矢量推力的效果不好,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,需要控制多个电机实现推力矢量化,容易出现机械故障。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种矢量化实现装置,让多旋翼飞行器、水下潜航器这类高敏捷度的机体的每个动力组件都能够实现三维矢量控制,以解决传统的具有多个动力组件的高敏捷度机体的位置控制与姿态控制相互耦合的问题。
2、为了达到上述目的,本专利技术的方案为:矢量化实现装置,包括动力座、支撑部、安装座、驱动装置:
3、支撑部由弹性材料制成,动力座和安装座分别安装在支撑部两端;
4、安装座远离动力座的一端上周向分布有至少两个圆弧形的滑槽,所有滑槽同心,每个滑槽内均滑动连接有滑块,每个滑块上均连接有牵引机构,每根牵引机构远离滑块的一端连接在动力座上,牵引机构与动力座的连接处沿
5、驱动装置包括伺服电机和拨杆,拨杆连接伺服电机,拨杆远离伺服电机的一端设有拨齿,伺服电机驱动拨杆转动时所有棘齿都位于拨齿的转动路径上;拨杆或者拨齿上设有让拨齿与棘齿保持相抵的弹性结构。
6、本方案的工作原理及有益效果在于:高敏捷度机体的动力组件安装在动力座上,由弹性材料制成的支撑部受压后能够发生弹性形变。伺服电机驱动拨杆顺时针或者逆时针转动,由于拨杆或者拨齿上设有让拨齿与棘齿保持相抵的弹性结构,拨杆只能单向拨动滑块,根据矢量控制方向,拨杆转动选择好相应的滑块后,伺服电机再反向转动而拨动滑块,将带动牵引机构拉扯动力座的一侧,动力座压缩支撑部并产生倾斜,从而让动力组件倾斜,滑块滑动量越大,动力组件的倾斜角度越大,实现动力组件的矢量控制。拨杆反向滑动时,由弹性材料制成的支撑部的弹性形变恢复,在牵引机构的作用下,滑块自动复位。对于具有多个动力组件的高敏捷度机体来说,每个动力组件都能采用本方案单独进行矢量控制,解决了传统的多个动力组件的高敏捷度机体的位置控制与姿态控制相互耦合的问题。
7、本方案中的矢量化实现装置,只需要使用一个电机即可实现动力组件倾斜方向和倾斜角度的控制,结构简单巧妙,故障率低,容易控制,矢量化效果好。
8、可选地,支撑部为单螺旋的或者多螺旋的螺旋弹簧。螺旋结构的支撑部受压后能够更好地弯曲而让动力座倾斜,并且不受压后能够良好地复位。
9、可选地,支撑部包括支撑架和两个支撑环,支撑架设置在两个支撑环之间,支撑部呈网状结构或者栅格状结构。
10、可选地,安装座包括内筒和外筒,外筒同轴套设在内筒外侧。
11、可选地,外筒一端封闭,滑槽设置在外筒的封闭端上。
12、可选地,所有滑槽的圆弧的半径相等。所有滑槽都位于以同一个圆点为圆心的圆上,只需要设置一个拨齿,即可控制所有滑块。
13、可选地,滑槽的数量为至少两对,同一对滑槽的两个滑槽相对设置,同一对滑槽的圆弧的半径相等,不同对滑槽的圆弧半径不相等。便于将相邻的两个滑槽交错设置,不但能够增大滑块滑动的距离,让动力座的倾斜角度更大,而且在拨杆上对应地设置两个拨齿,即可同时拨动两个滑块,从而让动力座的倾斜方向为两个方向的矢量和,让动力组件矢量控制范围更大。
14、可选地,牵引机构包括牵引绳
15、可选地,牵引机构包括曲柄机构和齿轮齿条机构,曲柄机构包括摆杆、拉杆和转轴,转轴转动连接在内筒侧壁上,摆杆连接在转轴位于内筒内侧的一端上,拉杆与摆杆远离转轴的一端铰接;齿轮齿条机构包括齿条和主动齿轮,齿条安装在滑块上,主动齿轮转动连接在内筒的外侧壁上,主动齿轮与转轴连接。滑块移动时,利用齿轮齿条机构带动转轴转动,转轴带动摆杆拉动拉杆,从而拉动动力座。
16、可选地,支撑部内部设有万向节,万向节两端分别与动力座和安装座的内筒转动连接。万向节既能保证动力座发生倾斜,又能增加动力座与安装座之间的连接强度。
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1.矢量化实现装置,其特征在于:包括动力座、支撑部、安装座、驱动装置:
2.根据权利要求1所述的矢量化实现装置,其特征在于:支撑部为单螺旋的或者多螺旋的螺旋弹簧。
3.根据权利要求1所述的矢量化实现装置,其特征在于:支撑部包括支撑架和两个支撑环,支撑架设置在两个支撑环之间,支撑部呈网状结构或者栅格状结构。
4.根据权利要求2所述的矢量化实现装置,其特征在于:安装座包括内筒和外筒,外筒同轴套设在内筒外侧。
5.根据权利要求4所述的矢量化实现装置,其特征在于:外筒一端封闭,滑槽设置在外筒的封闭端上。
6.根据权利要求1所述的矢量化实现装置,其特征在于:所有滑槽的圆弧的半径相等。
7.根据权利要求5所述的矢量化实现装置,其特征在于:滑槽的数量为至少两对,同一对滑槽的两个滑槽相对设置,同一对滑槽的圆弧的半径相等,不同对滑槽的圆弧半径不相等。
8.根据权利要求4所述的矢量化实现装置,其特征在于:牵引机构包括牵引绳。
9.根据权利要求4所述的矢量化实现装置,其特征在于:牵引机构包括曲柄机构和齿轮齿
10.根据权利要求4所述的矢量化实现装置,其特征在于:支撑部内部设有万向节,万向节两端分别与动力座和安装座的内筒转动连接。
...【技术特征摘要】
1.矢量化实现装置,其特征在于:包括动力座、支撑部、安装座、驱动装置:
2.根据权利要求1所述的矢量化实现装置,其特征在于:支撑部为单螺旋的或者多螺旋的螺旋弹簧。
3.根据权利要求1所述的矢量化实现装置,其特征在于:支撑部包括支撑架和两个支撑环,支撑架设置在两个支撑环之间,支撑部呈网状结构或者栅格状结构。
4.根据权利要求2所述的矢量化实现装置,其特征在于:安装座包括内筒和外筒,外筒同轴套设在内筒外侧。
5.根据权利要求4所述的矢量化实现装置,其特征在于:外筒一端封闭,滑槽设置在外筒的封闭端上。
6.根据权利要求1所述的矢量化实现装置,其特征在于:所有滑槽的圆弧的半径相等。
7.根据权利要求5所述的矢量化实现装置,其特征在于:滑槽的数量为至少...
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