CN106081089B - 一种多旋翼飞行器的轴距调整结构和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多旋翼飞行器的轴距调整结构，包括支架、滚珠花键轴和滚珠丝杆，所述支架的上端和下端均贯穿设有安装孔，所述支架上端的安装孔中内接有花键轴座，支架下端的安装孔中内接有螺纹套环，S1：使用主动力驱动装置和辅助动力驱动装置分别驱动滚珠丝杆和滚珠花键轴转动；S2：在主动杆和支架的螺纹配合作用下，可以使滚珠丝杆和滚珠花键轴同步实现伸缩运动；S3：在正向转动滚珠丝杆时，滚珠丝杆向靠近支架的方向运动，螺纹座和从动杆通过内外螺纹配合工作，螺纹座在滚珠丝杆上向靠近支架的方向运动，本发明使可移动部件的整体重量减轻，并且调整速度快，惯性小，为使用者提供了很大的便利。

Description

一种多旋翼飞行器的轴距调整结构和控制方法

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体为一种多旋翼飞行器的轴距调整结构和控制方法。

背景技术

传统电动多旋翼飞行器，无需调整轴距，因为每根支轴端部的电机都是独立驱动，可通过电调调整转速来改变飞行器的姿态。传统电动多旋翼是各支轴电机单独调速，根据杠杆原理通过改变力来改变力矩，调节姿态的手段单一，用于电动驱动是没问题，但是如果采用其他大马力但是反应比较慢的动力源(譬如发动机等)组成的单一动力分散输出这种新型结构的多旋翼飞行器，就无法满足调整姿态的需要。

传统电动多旋翼飞行器的驱动电机必须同时满足主动力驱动和姿态调整的需要，动力利用效率低，无法始终工作在最佳状态。

现有技术下对这种创新型多旋翼飞行器姿态调整没有很好的解决办法，不仅在很大程度上限定了飞行器的功能性，而且给用户造成了很大的使用障碍，限制了整个多旋翼飞行器行业的快速发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多旋翼飞行器的轴距调整结构和控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多旋翼飞行器的轴距调整结构，包括支架、滚珠花键轴和滚珠丝杆，所述支架的上端和下端均贯穿设有安装孔，所述支架上端的安装孔中内接有花键轴座，支架下端的安装孔中内接有螺纹套环，所述滚珠花键轴的一端插接在花键轴座中，所述滚珠丝杆包括主动杆、从动杆和第一连接件，所述主动杆上设有正螺纹，从动杆上设有反螺纹，主动杆的一端插接在螺纹套环中，且主动杆的另一端通过第一连接件连接从动杆，所述主动杆和滚珠花键轴的一端均贯穿支架，所述主动杆的一端连接有辅助动力驱动装置，滚珠花键轴的一端连接有主动力驱动装置；

所述滚珠花键轴和滚珠丝杆在远离支架的一端设有固定板，固定板的上端和下端均设有安装槽，且滚珠花键轴和滚珠丝杆分别活动安装在安装槽中；

所述滚珠花键轴的内侧套接有固定座和花键套，花键套内接在固定座中，从动杆上套接有螺纹座，且从动杆和螺纹座的连接处设有滚珠螺母，固定座上套接有固定轴承，且螺纹座的上端通过第二连接件连接固定轴承的下端；

所述花键套的上端连接L型连接板的一端，且L型连接板的另一端设有转轴座，转轴座中贯穿设有转轴，且转轴的上端同轴连接有螺旋桨，转轴的下端连接有第二锥形齿，所述花键套在靠近第二锥形齿的一端固定接有第一锥形齿，所述第一锥形齿通过齿轮啮合连接第二锥形齿。

优选的，所述滚珠花键轴和滚珠丝杆与安装槽的连接处设有第一轴承，所述螺纹套环与安装孔的连接处设有第二轴承，所述转轴与转轴座的连接处设有第三轴承，所述花键套与固定座的连接处设有第四轴承，所述固定座与滚珠花键轴的连接处设有第五轴承。

优选的，所述螺纹座在远离第一锥形齿的一端通过定位板连接固定座，固定板是一体成型结构或是多配件和螺丝固定而成。

一种多旋翼飞行器的轴距控制方法，包括以下步骤：

S1：使用主动力驱动装置和辅助动力驱动装置分别驱动滚珠丝杆和滚珠花键轴转动；

S2：在主动杆和支架的螺纹配合作用下，可以使滚珠丝杆和滚珠花键轴同步实现伸缩运动；

S3：在正向转动滚珠丝杆时，滚珠丝杆的主动杆与螺纹套环共同作用，滚珠丝杆向靠近支架的方向运动，螺纹座和从动杆通过内外螺纹配合工作，螺纹座在滚珠丝杆上向靠近支架的方向运动；

S4：在反向转动滚珠丝杆时，滚珠丝杆向远离支架的方向运动，螺纹座和从动杆通过内外螺纹配合工作，螺纹座在滚珠丝杆上向远离支架的方向运动；

S5：螺纹座带动固定座和花键套在滚珠花键轴运动，滚珠花键轴向花键套提供扭矩，第一锥形齿转动；

S6：通过齿轮啮合作用，第一锥形齿能够使第二锥形齿转动，第二锥形齿进而带动转轴和螺旋桨转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过滚珠丝杆主动杆和支架内置螺纹座的相互作用，使螺丝丝杆和滚珠花键轴一起带动整体实现平移，与此同时，通过滚珠丝杆从动杆和螺纹座相互作用，结构整体在螺丝丝杆和滚珠花键轴上实现同步同向平移，二者共同作用，进而实现改变轴距的目的，并且通过设置的滚珠花键轴和花键套构成滚珠花键副为飞行器的螺旋桨提供动力，经济实用，耐用性强，本发明通过合理的结构合计，能够轻松方便的改变轴距，实现飞行器的中心和螺旋桨位置的相对改变，通过分别实时地改变各螺旋桨的轴距，可以在飞行过程中动态调整飞行器的姿态，增加了飞行器的姿态调节手段，很大程度上提高了飞行器的整体功能性，为开发各种新型多旋翼飞行器提供了更多的选择空间，特别适合于各种单一动力分散输出，且配备大马力低响应速度动力源的多旋翼，满足其姿态调整的需要。本发明使可移动部件的整体重量减轻，并且调整速度快，惯性小，为使用者提供了很大的便利。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明的支架侧视图；

图3为本发明的固定板侧视图。

图中：1支架、2滚珠花键轴、3滚珠丝杆、31主动杆、32从动杆、4第一连接件、41第二连接件、5花键套、51 L型连接板、6螺纹座、61定位板、7转轴座、71螺旋桨、8第一锥形齿、81第二锥形齿、9固定板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种多旋翼飞行器的轴距调整结构，包括支架1、滚珠花键轴2和滚珠丝杆3，所述支架1的上端和下端均贯穿设有安装孔，所述支架1上端的安装孔中内接有花键轴座，支架1下端的安装孔中内接有螺纹套环，所述滚珠花键轴2的一端插接在花键轴座中，所述滚珠丝杆3包括主动杆31、从动杆32和第一连接件4，所述主动杆31上设有正螺纹，从动杆32上设有反螺纹，主动杆31的一端插接在螺纹套环中，且主动杆31的另一端通过第一连接件4连接从动杆32，所述主动杆31和滚珠花键轴2的一端均贯穿支架1，所述主动杆31的一端连接有辅助动力驱动装置，滚珠花键轴2的一端连接有主动力驱动装置。

所述滚珠花键轴2和滚珠丝杆3在远离支架1的一端设有固定板9，固定板9的上端和下端均设有安装槽，且滚珠花键轴2和滚珠丝杆3分别活动安装在安装槽中，固定板9是一体成型结构或是多配件和螺丝固定而成。

所述滚珠花键轴2的内侧套接有固定座和花键套5，花键套5内接在固定座中，从动杆32上套接有螺纹座6，且从动杆32和螺纹座6的连接处设有滚珠螺母，固定座上套接有固定轴承，且螺纹座6的上端通过第二连接件41连接固定轴承的下端。

所述花键套5的上端连接L型连接板51的一端，且L型连接板51的另一端设有转轴座7，转轴座7中贯穿设有转轴，且转轴的上端同轴连接有螺旋桨71，转轴的下端连接有第二锥形齿81，所述花键套5在靠近第二锥形齿81的一端固定接有第一锥形齿8，所述第一锥形齿8通过齿轮啮合连接第二锥形齿81。通过齿轮啮合连接的第一锥形齿8和第二锥形齿81，实现扭矩和动力的传递，使螺旋桨71工作转动，花键套5在远离第一锥形齿8的一端通过定位板61连接螺纹座6，且定位板61套接在滚珠花键轴2和滚珠丝杆3上。

所述滚珠花键轴2和滚珠丝杆3与安装槽的连接处设有第一轴承，所述螺纹套环与安装孔的连接处设有第二轴承，所述转轴与转轴座7的连接处设有第三轴承，所述花键套5与固定座的连接处设有第四轴承，所述固定座与滚珠花键轴2的连接处设有第五轴承，所述螺纹座6在远离第一锥形齿8的一端通过定位板61连接固定座，固定板9是一体成型结构或是多配件和螺丝固定而成。

一种多旋翼飞行器的轴距控制方法，包括以下步骤：

S1：使用主动力驱动装置和辅助动力驱动装置分别驱动滚珠丝杆3和滚珠花键轴2转动；

S2：在主动杆31和支架1的螺纹配合作用下，可以使滚珠丝杆3和滚珠花键轴2同步实现伸缩运动；

S3：在正向转动滚珠丝杆3时，滚珠丝杆3的主动杆31与螺纹套环共同作用，滚珠丝杆3向靠近支架1的方向运动，螺纹座6和从动杆32通过内外螺纹配合工作，螺纹座6在滚珠丝杆3上向靠近支架1的方向运动；

S4：在反向转动滚珠丝杆3时，滚珠丝杆3向远离支架1的方向运动，螺纹座6和从动杆32通过内外螺纹配合工作，螺纹座6在滚珠丝杆3上向远离支架1的方向运动；

S5：螺纹座6带动固定座和花键套5在滚珠花键轴2运动，滚珠花键轴2向花键套5提供扭矩，第一锥形齿8转动；

S6：通过齿轮啮合作用，第一锥形齿8能够使第二锥形齿81转动，第二锥形齿81进而带动转轴和螺旋桨71转动。

本发明通过合理的结构合计，能够轻松方便的改变轴距，实现飞行器的中心和螺旋桨71位置的相对改变，通过分别实时地改变各螺旋桨71的轴距，可以在飞行过程中动态调整飞行器的姿态，增加了飞行器的姿态调节手段，很大程度上提高了飞行器的整体功能性，为开发各种新型多旋翼飞行器提供了更多的选择空间，特别适合于各种单一动力分散输出，且配备大马力低响应速度动力源的多旋翼，满足其姿态调整的需要。本发明使可移动部件的整体重量减轻，并且调整速度快，惯性小，为使用者提供了很大的便利。

本发明结构设计合理，在飞行器的使用过程中，滚珠丝杆3在伸缩的同时，螺纹座6能够在滚珠丝杆3运动，使螺纹座6和花键套5与飞行器中心的距离调整速度加快，对姿态的响应时间变短，很大程度上提高了飞行器的整体功能性，方便了用户的使用。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种多旋翼飞行器的轴距调整结构，包括支架(1)、滚珠花键轴(2)和滚珠丝杆(3)，所述支架(1)的上端和下端均贯穿设有安装孔，其特征在于：所述支架(1)上端的安装孔中内接有花键轴座，支架(1)下端的安装孔中内接有螺纹套环，所述滚珠花键轴(2)的一端插接在花键轴座中，所述滚珠丝杆(3)包括主动杆(31)、从动杆(32)和第一连接件(4)，所述主动杆(31)上设有正螺纹，从动杆(32)上设有反螺纹，主动杆(31)的一端插接在螺纹套环中，且主动杆(31)的另一端通过第一连接件(4)连接从动杆(32)，所述主动杆(31)和滚珠花键轴(2)的一端均贯穿支架(1)，所述主动杆(31)的一端连接有辅助动力驱动装置，滚珠花键轴(2)的一端连接有主动力驱动装置；

所述滚珠花键轴(2)和滚珠丝杆(3)在远离支架(1)的一端设有固定板(9)，固定板(9)的上端和下端均设有安装槽，且滚珠花键轴(2)和滚珠丝杆(3)分别活动安装在安装槽中；

所述滚珠花键轴(2)的内侧套接有固定座和花键套(5)，花键套(5)内接在固定座中，从动杆(32)上套接有螺纹座(6)，且从动杆(32)和螺纹座(6)的连接处设有滚珠螺母，固定座上套接有固定轴承，且螺纹座(6)的上端通过第二连接件(41)连接固定轴承的下端；

所述花键套(5)的上端连接L型连接板(51)的一端，且L型连接板(51)的另一端设有转轴座(7)，转轴座(7)中贯穿设有转轴，且转轴的上端同轴连接有螺旋桨(71)，转轴的下端连接有第二锥形齿(81)，所述花键套(5)在靠近第二锥形齿(81)的一端固定接有第一锥形齿(8)，所述第一锥形齿(8)通过齿轮啮合连接第二锥形齿(81)。

2.根据权利要求1所述的一种多旋翼飞行器的轴距调整结构，其特征在于：所述滚珠花键轴(2)和滚珠丝杆(3)与安装槽的连接处设有第一轴承，所述螺纹套环与安装孔的连接处设有第二轴承，所述转轴与转轴座(7)的连接处设有第三轴承，所述花键套(5)与固定座的连接处设有第四轴承，所述固定座与滚珠花键轴(2)的连接处设有第五轴承。

3.根据权利要求1所述的一种多旋翼飞行器的轴距调整结构，其特征在于：所述螺纹座(6)在远离第一锥形齿(8)的一端通过定位板(61)连接固定座，固定板(9)是一体成型结构或是多配件和螺丝固定而成。

4.一种权利要求1所述的多旋翼飞行器的轴距控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：使用主动力驱动装置和辅助动力驱动装置分别驱动滚珠丝杆(3)和滚珠花键轴(2)转动；

S2：在主动杆(31)和支架(1)的螺纹配合作用下，可以使滚珠丝杆(3)和滚珠花键轴(2)同步实现伸缩运动；

S3：在正向转动滚珠丝杆(3)时，滚珠丝杆(3)的主动杆(31)与螺纹套环共同作用，滚珠丝杆(3)向靠近支架(1)的方向运动，螺纹座(6)和从动杆(32)通过内外螺纹配合工作，螺纹座(6)在滚珠丝杆(3)上向靠近支架(1)的方向运动；

S4：在反向转动滚珠丝杆(3)时，滚珠丝杆(3)向远离支架(1)的方向运动，螺纹座(6)和从动杆(32)通过内外螺纹配合工作，螺纹座(6)在滚珠丝杆(3)上向远离支架(1)的方向运动；

S5：螺纹座(6)带动固定座和花键套(5)在滚珠花键轴(2)运动，滚珠花键轴(2)向花键套(5)提供扭矩，第一锥形齿(8)转动；

S6：通过齿轮啮合作用，第一锥形齿(8)能够使第二锥形齿(81)转动，第二锥形齿(81)进而带动转轴和螺旋桨(71)转动。