CN112298557B - 一种无人飞行器用姿态调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人飞行器用姿态调节装置，包括机身、机翼、姿态调节机构，所述机身的两侧均连接有所述机翼，所述机身呈中空且两端开口的结构；所述机身中空内腔内的气流流向为由所述机身头部流向所述机身尾部；所述姿态调节机构包括第一拨动组件、第二拨动组件、第三拨动组件、第四拨动组件、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第一主动齿轮、第二主动齿轮、第三主动齿轮、第四主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮、电机座。本发明结构设计巧妙，姿态调节范围广，调节灵活方便。

Description

一种无人飞行器用姿态调节装置

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种无人飞行器用姿态调节装置。

背景技术

无人飞行器用姿态调节装置具有体积小、重量轻、费用低、操作灵活和安全性高的特点， 可广泛应用于航拍、监测、搜救、资源勘查等领域。现有无人飞行器姿态调节范围有限，调节不灵活多变，使得无人飞行器使用受限，不能满足人们日益增长的需求。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术的不足，提供了一种结构设计巧妙、姿态调节范围广、调节灵活方便的无人飞行器用姿态调节装置。

为了实现上述目的，本发明提供了一种无人飞行器用姿态调节装置，包括机身、机翼、姿态调节机构，所述机身的两侧均连接有所述机翼，所述机身呈中空且两端开口的结构；所述机身中空内腔内的气流流向为由所述机身头部流向所述机身尾部；所述姿态调节机构包括第一拨动组件、第二拨动组件、第三拨动组件、第四拨动组件、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第一主动齿轮、第二主动齿轮、第三主动齿轮、第四主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮、电机座，所述电机座安装于所述机身上，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均安装于所述电机座上，所述第一电机的输出轴上安装所述第一主动齿轮，所述第二电机的输出轴上安装所述第二主动齿轮，所述第三电机的输出轴上安装所述第三主动齿轮，所述第四电机的输出轴上安装所述第四主动齿轮；

所述第一拨动组件包括第一弧形拨块、传动轴，所述第二拨动组件包括第二弧形拨块、第二传动套，所述第三拨动组件包括第三弧形拨块、第三传动套，所述第四拨动组件包括第四弧形拨块、第四传动套；所述传动轴的一端与所述第一弧形拨块相连接，另一端与所述第一从动齿轮相连接；所述第二传动套的一端与所述第二弧形拨块相连接，另一端与所述第二从动齿轮相连接；所述第三传动套的一端与所述第三弧形拨块相连接，另一端与所述第三从动齿轮相连接；所述第四传动套的一端与所述第四弧形拨块相连接，另一端与所述第四从动齿轮相连接；

所述第四传动套、第三传动套、第二传动套和传动轴依次相套合；所述第一弧形拨块、第二弧形拨块、第三弧形拨块、第四弧形拨块依次并排设置；所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮相啮合；所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮相啮合；所述第三主动齿轮与所述第三从动齿轮相啮合；所述第四主动齿轮与所述第四从动齿轮相啮合；所述传动轴穿过所述第二从动齿轮的中心孔；所述第二传动套穿过所述第三从动齿轮的中心孔；所述第三传动套穿过所述第四从动齿轮的中心孔；所述第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮依次并排设置；所述电机座上设有与所述第二传动套相配合的安装孔，所述第二传动套安装于所述安装孔处；

所述机身尾部的四方均设有喷射出口，所述第一弧形拨块、第二弧形拨块、第三弧形拨块和第四弧形拨块上分别设有第一喷射口、第二喷射口、第三喷射口和第四喷射口；所述第一弧形拨块旋转，使所述第一喷射口和机身尾部上的第一个喷射出口位置相对时，第一个喷射出口处于打开状态，所述第一弧形拨块旋转，使所述第一弧形拨块上的第一喷射口与第一个喷射出口位置错开时，第一个喷射出口处于关闭状态；

所述第二弧形拨块旋转，使所述第二喷射口和机身尾部上的第二个喷射出口位置相对时，第二个喷射出口处于打开状态，所述第二弧形拨块旋转，使所述第二弧形拨块上的第二喷射口与第二个喷射出口位置错开时，第二个喷射出口处于关闭状态；

所述第三弧形拨块旋转，使所述第三喷射口和机身尾部上的第三个喷射出口位置相对时，第三个喷射出口处于打开状态，所述第三弧形拨块旋转，使所述第三弧形拨块上的第一喷射口与第三个喷射出口位置错开时，第三个喷射出口处于关闭状态；

所述第四弧形拨块旋转，使所述第四喷射口和机身尾部上的第四个喷射出口位置相对时，第四个喷射出口处于打开状态，所述第四弧形拨块旋转，使所述第四弧形拨块上的第四喷射口与第四个喷射出口位置错开时，第四个喷射出口处于关闭状态。

进一步地，所述无人飞行器用姿态调节装置还包括第一姿态辅助调节机构，所述第一姿态辅助调节机构包括卷扬机、钢丝绳、活塞，所述机翼内设有第一压力舱，所述第一压力舱内充满氩气，所述卷扬机位于所述第一压力舱内并安装于所述第一压力舱的一端；所述钢丝绳的一端缠绕于所述卷扬机上，另一端与所述活塞相连接，所述活塞位于所述第一压力舱内并与所述第一压力舱内壁移动密封配合。

进一步地，所述无人飞行器用姿态调节装置还包括第二姿态辅助调节机构，所述第二姿态辅助调节机构包括驱动电机、丝杆、调节活塞、主动齿轮、从动齿轮，所述机身上设有与所述中空内腔相独立的第二压力舱，所述驱动电机安装于所述机身上；所述丝杆位于所述第二压力舱内并与所述机身转动连接，所述丝杆上安装有所述从动齿轮，所述驱动电机的输出轴上安装所述主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合；所述调节活塞上设有与丝杆相配合的螺纹孔，所述调节活塞位于所述第二压力舱内，并通过所述螺纹孔螺纹连接在所述丝杆上，所述调节活塞与所述第二压力舱内壁移动密封配合，所述第二压力舱内充满氩气；两所述第二姿态辅助调节机构对称位于所述机身中空内腔的两侧。

本发明通过姿态调节机构用于调节机身的姿态，有效提高无人飞行器的姿态调节范围，姿态调整灵活方便。通过第一姿态辅助调节机构和第二姿态辅助调节机构进一步辅助机身调节姿态，使得无人飞行器姿态调节范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明的立体图。

图2为图1拆掉外形罩并旋转一定角度后的立体图。

图3为图2剖切后的立体图。

图4为图3的局部放大立体图。

图5为本发明机身的部分立体图。

图6为本发明姿态调节机构的立体图。

图7为图6剖切后的局部立体图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-7所示，本实施方式提供的一种无人飞行器用姿态调节装置，包括机身1、机翼2、姿态调节机构17，所述机身1的两侧均连接有所述机翼2，所述机身1呈中空且两端开口的结构；所述机身1中空内腔101内的气流流向为由所述机身1头部流向所述机身1尾部。所述姿态调节机构17包括第一拨动组件、第二拨动组件、第三拨动组件、第四拨动组件、第一电机179、第二电机181、第三电机183、第四电机186、第一主动齿轮180、第二主动齿轮181、第三主动齿轮184、第四主动齿轮185、第一从动齿轮172、第二从动齿轮174、第三从动齿轮176、第四从动齿轮178、电机座170，所述电机座170安装于所述机身1上，所述第一电机179、第二电机181、第三电机183和第四电机186均安装于所述电机座170上，所述第一电机179的输出轴上安装所述第一主动齿轮180，所述第二电机181的输出轴上安装所述第二主动齿轮182，所述第三电机183的输出轴上安装所述第三主动齿轮184，所述第四电机186的输出轴上安装所述第四主动齿轮185。

所述第一拨动组件包括第一弧形拨块171、传动轴187，所述第二拨动组件包括第二弧形拨块173、第二传动套188，所述第三拨动组件包括第三弧形拨块175、第三传动套189，所述第四拨动组件包括第四弧形拨块177、第四传动套190；所述传动轴187的一端与所述第一弧形拨块171相连接，另一端与所述第一从动齿轮172相连接；所述第二传动套188的一端与所述第二弧形拨块173相连接，另一端与所述第二从动齿轮174相连接；所述第三传动套189的一端与所述第三弧形拨块175相连接，另一端与所述第三从动齿轮176相连接；所述第四传动套190的一端与所述第四弧形拨块177相连接，另一端与所述第四从动齿轮178相连接。

所述第四传动套190、第三传动套189、第二传动套188和传动轴187依次相套合；所述第一弧形拨块171、第二弧形拨块173、第三弧形拨块175、第四弧形拨块177依次并排设置；所述第一主动齿轮180与所述第一从动齿轮172相啮合；所述第二主动齿轮182与所述第二从动齿轮174相啮合；所述第三主动齿轮184与所述第三从动齿轮176相啮合；所述第四主动齿轮185与所述第四从动齿轮178相啮合；所述传动轴187穿过所述第二从动齿轮174的中心孔；所述第二传动套188穿过所述第三从动齿轮176的中心孔；所述第三传动套189穿过所述第四从动齿轮178的中心孔；所述第一从动齿轮172、第二从动齿轮174、第三从动齿轮176、第四从动齿轮178依次并排设置；所述电机座170上设有与所述第二传动套188相配合的安装孔，所述第二传动套188安装于所述安装孔处，从而实现第一拨动组件、第二拨动组件、第三拨动组件、第四拨动组件与电机座的定位安装。

所述机身1尾部的四方均设有喷射出口1001（如图2方位，四方的喷射出口1001分别位于机身1尾部的上方、下方、左方和右方），所述第一弧形拨块171、第二弧形拨块173、第三弧形拨块175和第四弧形拨块177上分别设有第一喷射口1710、第二喷射口1730、第三喷射口1750和第四喷射口1770；所述第一弧形拨块171旋转，使所述第一喷射口1710和机身1尾部上的第一个喷射出口1001位置相对时，第一个喷射出口1001处于打开状态，所述第一弧形拨块171旋转，使所述第一弧形拨块171上的第一喷射口1710与第一个喷射出口1001位置错开时，第一个喷射出口1001处于关闭状态，具体地，第一电机179带动第一主动齿轮180、第一从动齿轮172、传动轴187旋转，以驱动第一弧形拨块171旋转。

所述第二弧形拨块173旋转，使所述第二喷射口1730和机身1尾部上的第二个喷射出口1001位置相对时，第二个喷射出口1001处于打开状态，所述第二弧形拨块173旋转，使所述第二弧形拨块173上的第二喷射口1730与第二个喷射出口1001位置错开时，第二个喷射出口1001处于关闭状态；具体地，第二电机181带动第二主动齿轮182、第二从动齿轮174、第二传动套188旋转，以驱动第二弧形拨块173旋转。

所述第三弧形拨块175旋转，使所述第三喷射口1750和机身1尾部上的第三个喷射出口1001位置相对时，第三个喷射出口1001处于打开状态，所述第三弧形拨块175旋转，使所述第三弧形拨块175上的第一喷射口1750与第三个喷射出口1001位置错开时，第三个喷射出口1001处于关闭状态；具体地，第三电机183带动第三主动齿轮184、第三从动齿轮176、第三传动套189旋转，以驱动第三弧形拨块173旋转。

所述第四弧形拨块177旋转，使所述第四喷射口1770和机身1尾部上的第四个喷射出口1001位置相对时，第四个喷射出口1001处于打开状态，所述第四弧形拨块177旋转，使所述第四弧形拨块177上的第四喷射口1770与第四个喷射出口1001位置错开时，第四个喷射出口1001处于关闭状态；具体地，第四电机186带动第四主动齿轮185、第四从动齿轮178、第四传动套190旋转，以驱动第四弧形拨块177旋转。

本实施方式使用时，氢气等可燃气体位于机身1中空内腔101，氢气等可燃气体燃烧并向机身1尾部及尾部的喷射出口1001喷出，以为无人飞行器飞行提供动力。本实施方式通过调节机身1尾部四方的喷射出口1001的开闭，以用于调节机身1的姿态，提高无人飞行器的姿态调节范围，姿态调整灵活方便。

本实施方式中第一拨动组件包括的传动轴187、第二拨动组件包括的第二传动套188、第三拨动组件包括的第三传动套189、第四拨动组件包括的第四传动套190、第一电机179、第二电机181、第三电机183、第四电机186、第一主动齿轮180、第二主动齿轮181、第三主动齿轮184、第四主动齿轮185、第一从动齿轮172、第二从动齿轮174、第三从动齿轮176、第四从动齿轮178、电机座170均安装于机身1外部，并通过外形罩3罩合，外形罩3与机身1相连接。

本实施方式进一步优选地，所述无人飞行器用姿态调节装置还包括第一姿态辅助调节机构，所述第一姿态辅助调节机构包括卷扬机4、钢丝绳5、活塞6，所述机翼2内设有第一压力舱201，所述第一压力舱201内充满氩气，所述卷扬机4位于所述第一压力舱201内并安装于所述第一压力舱201的一端；所述钢丝绳5的一端缠绕于所述卷扬机4上，另一端与所述活塞6相连接，所述活塞6位于所述第一压力舱201内并与所述第一压力舱201内壁移动密封配合。

本实施方式中第一压力舱201内充满氩气，由于氩气密度比空气低，相应的给予机翼2带来了额外的浮力。卷扬机4启动，以在钢丝绳5作用下带动活塞6在第一压力舱201内移动，使得第一压力舱201内的氩气被压缩，氩气密度增加，导致给予机翼2的浮力减小，如此两机翼2上两第一姿态辅助调节机构的调节，以使得飞机姿态发生变化，提高姿态变化的范围，为无人飞行机的发展带来了前景。

本实施方式进一步优选地，所述无人飞行器用姿态调节装置还包括第二姿态辅助调节机构，所述第二姿态辅助调节机构包括驱动电机9、丝杆7、调节活塞8、主动齿轮10、从动齿轮11，所述机身1上设有与所述中空内腔101相独立的第二压力舱123，所述驱动电机9安装于所述机身1上；所述丝杆7位于所述第二压力舱103内并与所述机身1转动连接，所述丝杆7上安装有所述从动齿轮11，所述驱动电机9的输出轴上安装所述主动齿轮10，所述主动齿轮10与所述从动齿轮11相啮合；所述调节活塞8上设有与丝杆7相配合的螺纹孔，所述调节活塞8位于所述第二压力舱103内，并通过所述螺纹孔螺纹连接在所述丝杆7上，所述调节活塞8与所述第二压力舱103内壁移动密封配合，所述第二压力舱103内充满氩气；两所述第二姿态辅助调节机构对称位于所述机身1中空内腔101的两侧。

本实施方式中第二压力舱103内充满氩气，由于氩气密度比空气低，相应的给予机身带来了额外的浮力。驱动电机9启动，以在主动齿轮10和从动齿轮11传动作用下，丝杆7转动，以驱动丝杆7上的调节活塞8在第二压力舱103内移动，使得第二压力舱103内的氩气被压缩，氩气密度增加，导致给予机身1的浮力减小，如此通过两第二姿态辅助调节机构的调节，以实现飞机姿态发生变化，提高姿态变化的范围，为无人飞行机的发展带来了前景。

本实施方式机身1尾部设有方便第一弧形拨块171、第二弧形拨块173、第三弧形拨块175安装的环形槽102。

本实施方式当然还包括用于给各电机提供电能的储电池，此为现有常规技术，并非本实施方式重点所在，故不做过多赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (2)

1.一种无人飞行器用姿态调节装置，其特征在于，包括机身、机翼、姿态调节机构，所述机身的两侧均连接有所述机翼，所述机身呈中空且两端开口的结构；所述机身中空内腔内的气流流向为由所述机身头部流向所述机身尾部；所述姿态调节机构包括第一拨动组件、第二拨动组件、第三拨动组件、第四拨动组件、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、第一主动齿轮、第二主动齿轮、第三主动齿轮、第四主动齿轮、第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮、电机座，所述电机座安装于所述机身上，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均安装于所述电机座上，所述第一电机的输出轴上安装所述第一主动齿轮，所述第二电机的输出轴上安装所述第二主动齿轮，所述第三电机的输出轴上安装所述第三主动齿轮，所述第四电机的输出轴上安装所述第四主动齿轮；

所述第一拨动组件包括第一弧形拨块、传动轴，所述第二拨动组件包括第二弧形拨块、第二传动套，所述第三拨动组件包括第三弧形拨块、第三传动套，所述第四拨动组件包括第四弧形拨块、第四传动套；所述传动轴的一端与所述第一弧形拨块相连接，另一端与所述第一从动齿轮相连接；所述第二传动套的一端与所述第二弧形拨块相连接，另一端与所述第二从动齿轮相连接；所述第三传动套的一端与所述第三弧形拨块相连接，另一端与所述第三从动齿轮相连接；所述第四传动套的一端与所述第四弧形拨块相连接，另一端与所述第四从动齿轮相连接；

所述第四传动套、第三传动套、第二传动套和传动轴依次相套合；所述第一弧形拨块、第二弧形拨块、第三弧形拨块、第四弧形拨块依次并排设置；所述第一主动齿轮与所述第一从动齿轮相啮合；所述第二主动齿轮与所述第二从动齿轮相啮合；所述第三主动齿轮与所述第三从动齿轮相啮合；所述第四主动齿轮与所述第四从动齿轮相啮合；所述传动轴穿过所述第二从动齿轮的中心孔；所述第二传动套穿过所述第三从动齿轮的中心孔；所述第三传动套穿过所述第四从动齿轮的中心孔；所述第一从动齿轮、第二从动齿轮、第三从动齿轮、第四从动齿轮依次并排设置；所述电机座上设有与所述第二传动套相配合的安装孔，所述第二传动套安装于所述安装孔处；

所述机身尾部的四方均设有喷射出口，所述第一弧形拨块、第二弧形拨块、第三弧形拨块和第四弧形拨块上分别设有第一喷射口、第二喷射口、第三喷射口和第四喷射口；所述第一弧形拨块旋转，使所述第一喷射口和机身尾部上的第一个喷射出口位置相对时，第一个喷射出口处于打开状态，所述第一弧形拨块旋转，使所述第一弧形拨块上的第一喷射口与第一个喷射出口位置错开时，第一个喷射出口处于关闭状态；

所述第二弧形拨块旋转，使所述第二喷射口和机身尾部上的第二个喷射出口位置相对时，第二个喷射出口处于打开状态，所述第二弧形拨块旋转，使所述第二弧形拨块上的第二喷射口与第二个喷射出口位置错开时，第二个喷射出口处于关闭状态；

所述第三弧形拨块旋转，使所述第三喷射口和机身尾部上的第三个喷射出口位置相对时，第三个喷射出口处于打开状态，所述第三弧形拨块旋转，使所述第三弧形拨块上的第一喷射口与第三个喷射出口位置错开时，第三个喷射出口处于关闭状态；

所述第四弧形拨块旋转，使所述第四喷射口和机身尾部上的第四个喷射出口位置相对时，第四个喷射出口处于打开状态，所述第四弧形拨块旋转，使所述第四弧形拨块上的第四喷射口与第四个喷射出口位置错开时，第四个喷射出口处于关闭状态；

所述无人飞行器用姿态调节装置还包括第一姿态辅助调节机构，所述第一姿态辅助调节机构包括卷扬机、钢丝绳、活塞，所述机翼内设有第一压力舱，所述第一压力舱内充满密度比空气低的低密度气体，所述卷扬机位于所述第一压力舱内并安装于所述第一压力舱的一端；所述钢丝绳的一端缠绕于所述卷扬机上，另一端与所述活塞相连接，所述活塞位于所述第一压力舱内并与所述第一压力舱内壁移动密封配合。

2.根据权利要求1所述的一种无人飞行器用姿态调节装置，其特征在于，所述无人飞行器用姿态调节装置还包括第二姿态辅助调节机构，所述第二姿态辅助调节机构包括驱动电机、丝杆、调节活塞、主动齿轮、从动齿轮，所述机身上设有与所述中空内腔相独立的第二压力舱，所述驱动电机安装于所述机身上；所述丝杆位于所述第二压力舱内并与所述机身转动连接，所述丝杆上安装有所述从动齿轮，所述驱动电机的输出轴上安装所述主动齿轮，所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合；所述调节活塞上设有与丝杆相配合的螺纹孔，所述调节活塞位于所述第二压力舱内，并通过所述螺纹孔螺纹连接在所述丝杆上，所述调节活塞与所述第二压力舱内壁移动密封配合，所述第二压力舱内充满密度比空气低的低密度气体；两所述第二姿态辅助调节机构对称位于所述机身中空内腔的两侧。

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