CN207466966U - 一种油动变距四旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油动变距四旋翼无人机，包括：机体；动力旋翼系统，其包括两个第一动力旋翼总成和两个第二动力旋翼总成，以所述支撑杆的交叉点为对称点，所述两个第一动力旋翼总成对称分设在所述支撑杆的两个端部，所述两个第二动力旋翼总成对称分设在所述支撑杆的剩余的两个端部，所述第一动力旋翼总成和所述第二动力旋翼总成均包括通过支架固定在所述支撑杆上的驱动机构、与所述驱动机构传动连接的传动机构以及设置在所述传动机构上方的变桨距机构和旋翼机构。本实用新型提供的油动变距四旋翼无人机解决了常规电动多旋翼无人机载重小，航时短抗风性差，同时解决单台发动机震动大，传动精度差等问题，整体结构简单，便于维护。

Description

一种油动变距四旋翼无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机飞行器技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种油动变距四旋翼无人机。

背景技术

随着无人机行业的不断发展，无人机应用在各种不同的领域内，国内外的市场对于无人机需求量也在不断的增加，同时又对于无人机的续航和载重提出了更高的要求。现有的无人机多数采用电池作为动力，通过提高电机转速来进行飞行，电池的能量密度和电机的驱动力严重限制了飞行器的载荷，使之应用领域较为狭小。

中国专利CN 105270619A公布了“一种油动变距四旋翼无人机”，该发明包括动力系统—传动系统、旋翼—操纵系统和机架系统，旋翼—操纵系统、动力系统—传动系统都固定在机架系统上。该实用新型主要解决了常规电动多旋翼载荷小、航时短和抗风性较差等问题，以及常规直升机由于机械结构、结构动力学特性、飞行动力学特性、气动特性和飞行控制系统复杂而带来的采购、使用和维护成本高，使用维护技术门槛高等问题。但是该发明中的动力子系统与传动子系统通过传动子系统的同步带连接，当动力子系统与传动子系统之间的同步带过紧时，则无人机的动力损失较大；特别是熄火降落，动力子系统与传动子系统之间的同步带过松又容易打滑，会对无人机造成损坏。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供了一种油动变距四旋翼无人机，本油动变距四旋翼无人机采用四台航空用发动机单独给每个旋翼机构提供动力源，解决了常规电动多旋翼无人机载重小，航时短抗风性差，同时解决单台发动机震动大，传动精度差等问题，整体结构安装简单，便于维护。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种油动变距四旋翼无人机，包括：

机体，其具有呈交叉状的支撑杆；

动力旋翼系统，其包括两个第一动力旋翼总成和两个第二动力旋翼总成，以所述支撑杆的交叉点为对称点，所述两个第一动力旋翼总成对称分设在所述支撑杆的两个端部，所述两个第二动力旋翼总成对称分设在所述支撑杆的剩余的两个端部，所述第一动力旋翼总成和所述第二动力旋翼总成均包括通过支架固定在所述支撑杆上的驱动机构、与所述驱动机构传动连接的传动机构以及设置在所述传动机构上方的变桨距机构和旋翼机构，所述旋翼机构用于固定螺旋桨，所述变桨距机构与所述旋翼机构连接并且用于改变所述螺旋桨的旋转攻角；所述第一动力旋翼总成的驱动机构驱动所述第一动力旋翼总成的旋翼机构进行一个方向的旋转，所述第二动力旋翼总成的驱动机构驱动所述第二动力旋翼总成的旋翼机构进行与一个方向相反的方向旋转；

其中，所述第一动力旋翼总成的驱动机构和所述第二动力旋翼总成的驱动机构均为航空用发动机。

优选的是，所述的油动变距四旋翼无人机中，，所述第一动力旋翼总成的传动机构和所述第二动力旋翼总成的传动机构均包括通过螺钉与所述航空用发动机固定连接的联轴器、与所述联轴器固定连接的单向离合器、通过输入轴与所述单向离合器相连的第一级减速构件以及与所述第一级减速构件转动连接的第二级减速构件；

所述第一动力旋翼总成中的传动机构的第一级减速构件为第一级三直齿轮减速机，所述第二动力旋翼总成中的传送机构的第一级减速构件为第一级两直齿轮减速机，所述第一动力旋翼总成中的传动机构和所述第二动力旋翼总成中的传送机构的第二级减速构件均为第二级锥齿轮减速机构。

优选的是，所述的油动变距四旋翼无人机中，，所述变桨距机构包括固定在所述第二级锥齿轮减速机构上的舵机、下端与所述舵机的输出端活动连接的第一连杆、一端与所述第一连杆的上端活动连接且套设在所述第二级锥齿轮减速机构的输出轴外的变距摇杆、上端与所述变距摇杆活动连接且下端与所述第二级锥齿轮减速机构连接的变距支臂、套设在所述第二级锥齿轮减速机构的输出轴上且与所述变距摇杆连接的滑动块、套设在所述第二级锥齿轮减速机构的输出轴上且位于所述滑动块上方的推块以及下端与所述推块连接且上端与所述旋翼机构中的桨夹连接的第二连杆，所述第一连杆与所述变距支臂分别位于所述第二级锥齿轮减速机构的输出轴的两侧。

优选的是，所述的油动变距四旋翼无人机中，，还包括：

控制器，其设置在所述机体上，所述控制器与所述航空用发动机电连接。

优选的是，所述的油动变距四旋翼无人机中，，所述第一级三直齿轮减速机包括三个第一直齿轮，其中一个第一直齿轮用于换向。

优选的是，所述的油动变距四旋翼无人机中，所述第一级两直齿轮减速机构包括两个第二直齿轮，其中一个第二直齿轮用于换向。

本实用新型至少包括以下有益效果：

1、本实用新型所述的油动变距四旋翼无人机设计合理，整体结构简单，而且使用寿命长。

2、本实用新型所述的油动变距四旋翼无人机中航空用发动机通过轴传动的方式将动力传递旋翼机构，而且轴传动的过程，旋翼机构的响应速度快，动力损失小。

3、本实用新型所述的油动变距四旋翼无人机通过四台航空用发动机单独给每个旋翼机构提供动力源，解决了常规电动多旋翼无人机载重小，航时短抗风性差，同时解决单台发动机震动大，传动精度差等问题，整体结构安装简单，便于维护。

4、本实用新型所述的油动变距四旋翼无人机中每个旋翼系统通过单台发动机进行动力驱动，变距机构改变螺旋桨攻角，使其动力余量充足，克服了通过电机电池的能量密度低引起的飞行器飞行时间短，载荷轻等一系列的问题。

本实用新型所述的油动变距四旋翼无人机，本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型其中一个实施例中所述的油动变距四旋翼无人机的结构示意图。

图2为本实用新型其中一个实施例中所述的油动变距四旋翼无人机的第一动力旋翼总成的结构示意图。

图3为本实用新型其中一个实施例中所述的油动变距四旋翼无人机的第二动力旋翼总成的结构示意图。

图4为本实用新型其中一个实施例中所述的油动变距四旋翼无人机的俯视图。

图5为本实用新型其中一个实施例中所述的油动变距四旋翼无人机中第一动力旋翼总成的结构剖面图。

其中，图4中的箭头代表旋转方向，第一动力旋翼总成的旋转方向为反转，第二动力旋翼总成的旋转方向为正转。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1～图5所示，本实用新型其中一个实施例中提供了一种油动变距四旋翼无人机，包括：

机体5，其具有呈交叉状的支撑杆；

动力旋翼系统，其包括两个第一动力旋翼总成1和两个第二动力旋翼总成2，以所述支撑杆的交叉点为对称点，所述两个第一动力旋翼总成1对称分设在所述支撑杆的两个端部，所述两个第二动力旋翼总成2对称分设在所述支撑杆的剩余的两个端部，所述第一动力旋翼总成1和所述第二动力旋翼总成2均包括通过支架固定在所述支撑杆上的驱动机构、与所述驱动机构传动连接的传动机构以及设置在所述传动机构上方的变桨距机构11和旋翼机构12，所述旋翼机构12用于固定螺旋桨，所述变桨距机构11与所述旋翼机构12连接并且用于改变所述螺旋桨的旋转攻角；所述第一动力旋翼总成1的驱动机构驱动所述第一动力旋翼总成1的旋翼机构12进行一个方向的旋转，所述第二动力旋翼总成2的驱动机构驱动所述第二动力旋翼总成2的旋翼机构12进行与一个方向相反的方向旋转；

其中，所述第一动力旋翼总成1的驱动机构和所述第二动力旋翼总成2的驱动机构均为航空用发动机6。

所述第一动力旋翼总成1的传动机构和所述第二动力旋翼总成2的传动机构均包括通过螺钉与所述航空用发动机6固定连接的联轴器7、与所述联轴器7固定连接的单向离合器8、通过输入轴20与所述单向离合器8相连的第一级减速构件以及与所述第一级减速构件转动连接的第二级减速构件；

所述第一动力旋翼总成1中的传动机构的第一级减速构件为第一级三直齿轮减速机9，所述第二动力旋翼总成2中的传送机构的第一级减速构件为第一级两直齿轮减速机13，所述第一动力旋翼总成1中的传动机构和所述第二动力旋翼总成2中的传送机构的第二级减速构件均为第二级锥齿轮减速机构10。

所述变桨距机构11包括固定在所述第二级锥齿轮减速机构10上的舵机14、下端与所述舵机14的输出端活动连接的第一连杆15、一端与所述第一连杆15的上端活动连接且套设在所述第二级锥齿轮减速机构10的输出轴22外的变距摇杆16、上端与所述变距摇杆16活动连接且下端与所述第二级锥齿轮减速机构10连接的变距支臂19、套设在所述第二级锥齿轮减速机构10的输出轴22上且与所述变距摇杆16连接的滑动块17、套设在所述第二级锥齿轮减速机构10的输出轴22上且位于所述滑动块17上方的推块18以及下端与所述推块18连接且上与所述旋翼机构12中的桨夹24连接的第二连杆23，所述第一连杆15与所述变距支臂19分别位于所述第二级锥齿轮减速机构10的输出轴22的两侧。

控制器(未示出)，其设置在所述机体5上，所述控制器与所述航空用发动机6电连接。

所述第一级三直齿轮减速机9包括三个第一直齿轮，其中一个第一直齿轮用于换向。

所述第一级两直齿轮减速机构13包括两个第二直齿轮，其中一个第二直齿轮用于换向。

本实用新型的油动变距四旋翼无人机中动力旋翼系统内部的具体连接关系：

动力旋翼系统分为两种，其分为两个第一动力旋翼总成1(如图2)和两个第二动力旋翼总成2(如图3)。

如图2所示，两个第一动力旋翼总成1中的运动原理，在两个第一动力旋翼总成1中，联轴器7一端通过螺钉与航空用发动机6连接，联轴器7的另一端与单向离合器8的一端固定，第一级三直齿轮减速机构9通过输入轴20与单向离合器8的另一端连接，并且第一级三直齿轮减速机构9内的过渡轴21向外伸出第一级三直齿轮减速机构9并延伸至第二级锥齿减速机构10内与其连接，以使进行第二级锥齿减速机构10进行换向减速，第二级锥齿轮减速机构10伸出的输出轴22通过变距机构11的孔内，旋翼机构12固定在第二级锥齿轮减速机构10伸出的输出轴22上端，且通过第二连杆23与变距机构11相连，变桨距机构11包括固定在第二级锥齿轮减速机构10上的舵机14、一端舵机14的输出端活动连接的第一连杆15、一端与第一连杆15的另一端活动连接且套设在第二级锥齿轮减速机构10的输出轴22外的变距摇杆16、一端与变距摇杆16活动连接且另一端与第二级锥齿轮减速机构10连接的变距支臂19、套设在第二级锥齿轮减速机构10的输出轴22上且与变距摇杆16连接的滑动块17、套设在第二级锥齿轮减速机构10的输出轴22上且与滑动块17的上端连接的推块18以及一端与推块18连接且另一端与旋翼机构12中的桨夹24连接的第二连杆23；

其中，舵机14转动通过驱动第一连杆15进行上下运动，从而带动变距摇杆16驱动滑动块17沿第二级锥齿轮减速机构10的输出轴22进行上下滑动，滑动块17带动推块18沿第二级锥齿轮减速机构10的输出轴22进行上下滑动，推块18再带动第二连杆23进行上下运动，第二连杆23带动桨夹24进行转动，进而驱动旋翼机构12，来改变螺旋桨的旋转攻角，来实现本油动变距四旋翼无人机的升降俯仰翻滚等动作。

如图3所示，两个第二动力旋翼总成2的运动原理，两个第二动力旋翼总成2中在两个第一动力旋翼总成1中的基础上将第一级三直齿轮减速机构9更换为第一级两直齿轮减速机构13，其他与两个第一动力旋翼总成1相同。

本实用新型的工作原理：

本实用新型的油动变距四旋翼无人机中的航空用发动机6通过控制器控制点火输出恒定转速，带动联轴器7通过单向离合器8分别输入到第一级三直齿轮减速机构9和第一级两直齿轮减速机构13进行减速，其中第一动力旋翼总成1内的第一级三直齿轮减速机构9为三个第一直齿轮，第二动力旋翼总成2内的第一级两直齿轮减速机构13为两个第二直齿轮，其中一个第一直齿轮和其中一个第二直齿轮均用于换向，第一级三直齿轮减速机构9和第一级两直齿轮减速机构13输出的转速旋转方向不同，后将动力输入到第二级锥齿轮减速机构10内，再传到旋翼机构12上，分别形成两个第一动力旋翼总成1内的旋翼机构12反转，两个第二动力旋翼总成2内的旋翼机构12正转，因此当本实用新型的油动变距四旋翼无人机进行平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应被完全抵消。

本实用新型的油动变距四旋翼无人机中的动力传输采用轴传递的方式，不会出现因同步带过紧，避免造成无人机的动力损失较大；并且在熄火降落时，也不会出现同步带过松又容易打滑的现象，避免对无人机造成损坏。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (6)

1.一种油动变距四旋翼无人机，其特征在于，包括：

机体，其具有呈交叉状的支撑杆；

动力旋翼系统，其包括两个第一动力旋翼总成和两个第二动力旋翼总成，以所述支撑杆的交叉点为对称点，所述两个第一动力旋翼总成对称分设在所述支撑杆的两个端部，所述两个第二动力旋翼总成对称分设在所述支撑杆的剩余的两个端部，所述第一动力旋翼总成和所述第二动力旋翼总成均包括通过支架固定在所述支撑杆上的驱动机构、与所述驱动机构传动连接的传动机构以及设置在所述传动机构上方的变桨距机构和旋翼机构，所述旋翼机构用于固定螺旋桨，所述变桨距机构与所述旋翼机构连接并且用于改变所述螺旋桨的旋转攻角；所述第一动力旋翼总成的驱动机构驱动所述第一动力旋翼总成的旋翼机构进行一个方向的旋转，所述第二动力旋翼总成的驱动机构驱动所述第二动力旋翼总成的旋翼机构进行与一个方向相反的方向旋转；

其中，所述第一动力旋翼总成的驱动机构和所述第二动力旋翼总成的驱动机构均为航空用发动机。

2.根据权利要求1所述的一种油动变距四旋翼无人机，其特征在于，所述第一动力旋翼总成的传动机构和所述第二动力旋翼总成的传动机构均包括通过螺钉与所述航空用发动机固定连接的联轴器、与所述联轴器固定连接的单向离合器、通过输入轴与所述单向离合器相连的第一级减速构件以及与所述第一级减速构件转动连接的第二级减速构件；

所述第一动力旋翼总成中的传动机构的第一级减速构件为第一级三直齿轮减速机，所述第二动力旋翼总成中的传送机构的第一级减速构件为第一级两直齿轮减速机，所述第一动力旋翼总成中的传动机构和所述第二动力旋翼总成中的传送机构的第二级减速构件均为第二级锥齿轮减速机构。

3.根据权利要求2所述的一种油动变距四旋翼无人机，其特征在于，所述变桨距机构包括固定在所述第二级锥齿轮减速机构上的舵机、下端与所述舵机的输出端活动连接的第一连杆、一端与所述第一连杆的上端活动连接且套设在所述第二级锥齿轮减速机构的输出轴外的变距摇杆、上端与所述变距摇杆活动连接且下端与所述第二级锥齿轮减速机构连接的变距支臂、套设在所述第二级锥齿轮减速机构的输出轴上且与所述变距摇杆连接的滑动块、套设在所述第二级锥齿轮减速机构的输出轴上且位于所述滑动块上方的推块以及下端与所述推块连接且上端与所述旋翼机构中的桨夹连接的第二连杆，所述第一连杆与所述变距支臂分别位于所述第二级锥齿轮减速机构的输出轴的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种油动变距四旋翼无人机，其特征在于，还包括：

控制器，其设置在所述机体上，所述控制器与所述航空用发动机电连接。

5.根据权利要求2所述的一种油动变距四旋翼无人机，其特征在于，所述第一级三直齿轮减速机包括三个第一直齿轮，其中一个第一直齿轮用于换向。

6.根据权利要求2所述的一种油动变距四旋翼无人机，其特征在于，所述第一级两直齿轮减速机构包括两个第二直齿轮，其中一个第二直齿轮用于换向。