一种可倾转的多旋翼装置 |
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| 申请号 | CN201610785842.1 | 申请日 | 2016-08-30 | 公开(公告)号 | CN106428552A | 公开(公告)日 | 2017-02-22 |
| 申请人 | 上海未来伙伴机器人有限公司; | 发明人 | 恽为民; 张栋梁; 庞作伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种可倾转的多旋翼装置，包括：两个 支撑 杆件、四个传动 轴承 、两个旋 转轴 、四个动 力 舱、以及四个旋翼桨叶以及两个驱动 舵 机；其中，四个 传动轴 承分别连接在支撑杆件两端，而且每个 旋转轴 分别与各个支撑杆件的一端的传动轴承连接；四个动力舱分别连接在两个旋转轴的两端而且可绕旋转轴旋转，四个旋翼桨叶分别布置在四个动力舱上方；其中动力舱用于放置驱动相应旋翼桨叶的 电机 ；其中，每个旋转轴上布置有传动 齿轮 ，传动齿轮与相应的驱动舵机的舵机轴齿轮 啮合 ，并且传动齿轮由驱动舵机的舵机轴齿轮驱动以带动旋转轴从而设置旋转轴的旋转 角 度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种可倾转的多旋翼装置，其特征在于包括：两个支撑杆件、四个传动轴承、两个旋转轴、四个动力舱、以及四个旋翼桨叶以及两个驱动舵机；其中，四个传动轴承分别连接在支撑杆件两端，而且每个旋转轴分别与各个支撑杆件的一端的传动轴承连接；四个动力舱分别连接在两个旋转轴的两端而且可绕旋转轴旋转，四个旋翼桨叶分别布置在四个动力舱上方；其中动力舱用于放置驱动相应旋翼桨叶的电机；其中，每个旋转轴上布置有传动齿轮，传动齿轮与相应的驱动舵机的舵机轴齿轮啮合，并且传动齿轮由驱动舵机的舵机轴齿轮驱动以带动旋转轴从而设置旋转轴的旋转角度。 |
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| 说明书全文 | 一种可倾转的多旋翼装置技术领域背景技术[0002] 当前，多旋翼飞行器在越来越多的领域得到了应用。随着应用领域的不断细分以及技术的进步，在快速跟拍等的场合或者穿越机上往往需要多旋翼机有着较快前飞速度。 [0003] 目前，多旋翼飞行器前飞主要依靠改变电机转速改变桨叶转速，从而使前后方桨叶气动力变化、机体前倾产生向前的升力分量实现。由此，要想增加前飞速度，就需要增加机体的倾斜程度。然而，增加机体的倾斜程度就会导致机体迎风面积增加，从而引起机体阻力的大幅增加，增加了功率的消耗。 [0004] 目前，针对前飞时阻力较大的情况，主要的解决方案是优化机体外形，减小支臂的尺寸，减少折角使连接处光滑过渡。这些解决方案能够在一定程度上减小前飞时机体的阻力，但是简化后的结构可能导致机体结构强度的减弱，尤其是电机高速转动时机体振动加大，结构的简化更易导致机体的不稳定甚至机体损坏。 [0005] 因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够在实现快速前飞的同时减少机体阻力的快速增加，减小功耗，从而增加续航时间的解决方案。 发明内容[0007] 为实现上述目的，本发明提供了一种可倾转的多旋翼装置，包括：两个支撑杆件、四个传动轴承、两个旋转轴、四个动力舱、以及四个旋翼桨叶以及两个驱动舵机；其中，四个传动轴承分别连接在支撑杆件两端，而且每个旋转轴分别与各个支撑杆件的一端的传动轴承连接；四个动力舱分别连接在两个旋转轴的两端而且可绕旋转轴旋转，四个旋翼桨叶分别布置在四个动力舱上方；其中动力舱用于放置驱动相应旋翼桨叶的电机；其中，每个旋转轴上布置有传动齿轮，传动齿轮与相应的驱动舵机的舵机轴齿轮啮合，并且传动齿轮由驱动舵机的舵机轴齿轮驱动以带动旋转轴从而设置旋转轴的旋转角度。 [0008] 优选地，每个旋转轴的中间位置处布置传动齿轮。 [0009] 优选地，驱动舵机附接在舵机支板上，而且舵机支板跨接固定在两个支撑杆件。 [0010] 优选地，动力舱安装轴与旋转轴之间具有介于0.5°至10°的夹角。 [0011] 优选地，动力舱安装轴与旋转轴之间具有介于2°至8°的夹角。 [0012] 优选地，动力舱安装轴与旋转轴之间具有4°的夹角。 [0013] 在根据本发明的可倾转的多旋翼装置中，前飞依靠桨盘倾斜实现，机体水平，在不降低机体结构强度的情况下减小了飞行的气动阻力，降低了前飞的功率消耗；根据本发明的可倾转的多旋翼装置更能适用于前飞速度较高的多旋翼飞行器尤其是穿越机；而且，在根据本发明的可倾转的多旋翼装置中，电机轴向内折，形成“上反效应”，减小了飞行过程中阵风的干扰，增加稳定性。 附图说明[0015] 图1是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的俯视示意图。 [0016] 图2是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的轴侧示意图。 [0017] 图3是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的机体悬停状态下的侧视示意图。 [0018] 图4是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的机体前飞状态下的侧视示意图。 [0019] 图5是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的前视图。 [0020] 图6是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的旋翼轴传动装置的立体示意图。 [0021] 图7是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的动力舱部分连接图。 [0022] 需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。 具体实施方式[0023] 图1是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的俯视示意图，图2是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的轴侧示意图。 [0024] 如图1和图2所示，根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置包括：两个支撑杆件10、四个传动轴承20、两个旋转轴30、四个动力舱40、以及四个旋翼桨叶50以及两个驱动舵机70。 [0025] 其中，四个传动轴承20分别连接在支撑杆件10两端，而且每个旋转轴30分别与各个支撑杆件10的一端的传动轴承20连接；四个动力舱40分别连接在两个旋转轴30的两端而且可绕旋转轴30旋转，四个旋翼桨叶50分别布置在四个动力舱40上方(如图7所示)；其中动力舱40用于放置驱动相应旋翼桨叶50的电机。 [0026] 其中，每个旋转轴30上布置有传动齿轮60(如图6所示)，传动齿轮60与相应的驱动舵机70的舵机轴齿轮80啮合，并且传动齿轮60由驱动舵机70的舵机轴齿轮80驱动以带动旋转轴30从而设置旋转轴30的旋转角度。 [0027] 优选地，每个旋转轴30的中间位置处布置有传动齿轮60。 [0028] 优选地，驱动舵机70附接在舵机支板71上，而且舵机支板71跨接固定在两个支撑杆件10。 [0029] 根据这样的结构，放置电机的动力舱是可绕轴旋转的，因此在前飞时(如图3所示)，机体扔保持水平状态，前飞时(如图4所示)的迎风面积仍然很小，从而阻力也不会大幅增加。动力舱主要由旋转轴带动旋转，旋转轴在接近中心位置处装有传动齿轮，传动齿轮由相应舵机引出的舵机轴齿轮驱动。由于前飞时前方桨叶形成的气流会对后方的桨叶形成一定的干扰，因此前后桨叶的旋转角度是不一致的，为了保持机体水平，前后旋转轴分别由各自舵机驱动，不同的前飞速度分别设置最佳的旋转角度以适应不同的工况。 [0030] 同时，为了减小前飞时阵风的影响，增加飞行稳定性，优选地，动力舱安装轴与旋转轴并不是严格垂直，而是有一个向内的小折角，这样桨盘的升力会产生一定的“上反效应”，减小飞行中的干扰。桨盘倾斜主要适用于前飞的情况，滚转和偏航仍是依靠改变对应电机的转速实现。 [0031] 图5是根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置的前视图。从图5可以看出电机轴有个向内的折角。 [0032] 具体地，优选地，动力舱安装轴与旋转轴之间具有介于0.5°至10°的夹角。进一步优选地，动力舱安装轴与旋转轴之间具有介于2°至8°的夹角。最优选地，动力舱安装轴与旋转轴之间具有约4°的夹角。 [0033] 根据本发明优选实施例的可倾转的多旋翼装置主要具有以下优点： [0034] 1.前飞依靠桨盘倾斜实现，机体水平，在不降低机体结构强度的情况下减小了飞行的气动阻力，降低了前飞的功率消耗； [0035] 2.更能很好地适用于前飞速度较高的多旋翼飞行器尤其是穿越机； [0036] 3.电机轴向内折，形成“上反效应”，减小了飞行过程中阵风的干扰，增加稳定性。 |
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