CN205366069U - 用于无人机的电机倾转机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于无人机的电机倾转机构，包括电机组件、舵机组件和桨组件，桨组件与电机组件连接，舵机组件控制电机组件在竖直方向和水平方向间转动，以使无人机实现垂直飞行和水平飞行两种状态，其特征在于，还包括短舱，短舱与机翼连接，短舱的一端设置有支撑部，电机组件包括电机和电机座，电机固定在电机座上，电机座上设置有与支撑部相互配合的且用于控制电机转动角度的限位组件，舵机组件位于短舱内。本实用新型提供一种用于无人机的电机倾转机构，其能够避免在垂直飞行和水平飞行时，舵机一直承受较大扭力，既提高了舵机的使用寿命，又避免因舵机损坏造成机体的损坏，甚至飞机坠毁。

Description

用于无人机的电机倾转机构

技术领域

本实用新型属于无人机领域，特别涉及一种用于无人机的电机倾转机构。

背景技术

近几年无人机技术飞速发展，各种类型的无人机不断涌现，如固定翼无人机、旋翼无人机等，其中，固定翼无人机具有飞行航时长、飞行速度快的优势，但起落过程对场地要求高，而旋翼无人机虽然可以垂起起降、垂直飞行，但是其升力和前进动力全靠发动机或者电机提供，能耗大，续航时间往往较短，因此设计能结合固定翼无人机和旋翼无人机二者优势的无人机有着重要意义。

倾转旋翼无人机则结合了固定翼和旋翼直升机二者的优势，近年来受到越来越大的关注，军用市场上美国的“鱼鹰”和以色列的“黑豹”都是具有代表性的倾转旋翼飞机。在倾转旋翼无人机的技术中，倾转机构是其中最核心的部分之一，而现有技术涉及此方面的内容较少。

实现倾转的方式主要有几种：舵机传动，蜗轮蜗杆传动，行星齿轮传动，因为蜗轮蜗杆传动和行星齿轮传动均可以实现自锁，所以大部分倾转旋翼无人机都采用这两种传动方式，但是由于蜗轮蜗杆传动和行星齿轮传动没有设置反馈信号，无法知道电机的姿态，必须增加一套信号反馈装置，机构相对复杂，需要占用的空间也较大，因而常常用于可靠性要求高的军用市场。

随着生活水平的提高和科技水平的发展，倾转旋翼无人机的民用市场需求逐渐增大，对与民用倾转旋翼无人机，其要求是结构紧凑，体积较小，便于运输，且有一定的可靠性，因此舵机传动的结构逐渐受到青睐。

电机倾转机构通常设置在机翼前缘，在垂直飞行和水平飞行过程中，电机组件在舵机的控制下维持竖直状态和水平状态，在这两种飞行状态下舵机一直承受扭力作用，当无人机遭遇大风等恶劣飞行环境时，电机产生晃动，从而导致舵机承受更大的扭力，增加舵机的负担，更为严重的是当舵机损坏时，电机会失去控制不能维持在安全范围内，从而导致高速旋转的螺旋桨破坏机翼和机身，造成更大的损失。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于提供一种可避免舵机一直承受扭力，且保证无人机飞行可靠和安全的电机倾转机构。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：

用于无人机的电机倾转机构，包括电机组件、舵机组件和桨组件，桨组件与电机组件连接，舵机组件控制电机组件在竖直方向和水平方向间转动，以使无人机实现垂直飞行和水平飞行两种状态，其特征在于，还包括短舱，短舱与机翼连接，短舱的一端设置有支撑部，电机组件包括电机和电机座，电机固定在电机座上，电机座上设置有与支撑部相互配合的且用于控制电机转动角度的限位组件，舵机组件位于短舱内。

优选的，所述限位组件包括至少一个转轴，转轴上设置至少一个限位块，短舱包括至少一个支撑部，电机座通过转轴与支撑部活动连接，限位块固定在转轴上，支撑部上设置有与限位块相配合的定位块。

优选的，所述支撑部上设置有用于转轴转动的通孔，通孔包括限位部和装配部，定位块设置在限位部内，限位组件还包括轴承、垫片和螺母，轴承和垫片套设在转轴上，并通过螺母固定，轴承固定于装配部内。

优选的，所述舵机组件包括连杆、摇臂和舵机，电机组件下部设置有连接块，连杆的一端与连接块连接，连杆的另一端与摇臂的一端连接，摇臂的另一端与舵机输出轴连接，电机组件下部还设置有第一楔形扣，连杆上设置有与第一楔形扣相配合的第二楔形扣，当电机处于竖直状态时，第一楔形扣与第二楔形扣楔形配合。

优选的，所述电机组件包括分体式电机座和电机，分体式电机座由左电机座和右电机座组成，电机安装在由左电机座和右电机座组成的空腔内。

本实用新型具有以下优点和有益效果：

1、本实用新型短舱和限位组件的配合，特别是短舱支撑部上的定位块与限位组件的限位块的配合，使得倾转机构具有支撑和限位功能，一方面能够避免在垂直飞行和水平飞行时，舵机一直承受扭力，提高舵机的可靠性，增加舵机的使用寿命，另一方面还可防止因舵机损坏导致电机失去控制，高速旋转的螺旋桨损坏机身的情况出现，保障了无人机的安全性。

2、本实用新型在电机座的转轴上设置有轴承，短舱支撑部的通孔上还设置有与轴承相配合的装配部，其中轴承与轴，轴承与装配部内表面均采用过渡配合，减少电机组件在倾转过程中的阻力，也就减小了舵机在倾转过程中需要提供的扭力，同时高精度的配合，也能大大缓解电机在工作的过程中的振动，从而减小舵机受到的振动，这些都有效地改善了舵机的使用环境，均可提高舵机的使用寿命。

3、本实用新型的舵机组件的连杆和电机座上设置有楔形扣，在无人机垂直飞行状态下，楔形扣间形成楔形配合，进一步为电机组件提供了支撑力，也起到了双重限位左右，防止因舵机损坏导致电机失去控制，使得高速旋转的螺旋桨损坏机身的情况出现。

4、本实用新型电机座采用分体式结构，包括左电机座与右电机座，此结构不仅方便电机座的开模制作，降低使用成本，还方便电机的安装和更换。

附图说明

图1是本实用新型装配在无人机上的示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是电机组件和限位组件的***图。

图4是限位块与短舱限位部配合时的结构示意图。

图5是垂直飞行状态下舵机组件与限位组件工作时的结构示意图。

图6是平行飞行状态下舵机组件与限位组件工作时的结构示意图。

在说明书附图中所述的数字标注表示为：1、电机组件；101、电机；102、左电机座；103、右电机座；2、连杆；3、摇臂；4、舵机；5、短舱；501、支撑部；502、定位块；6、桨组件；7、限位组件；701、转轴；702、限位块；703、轴承；704、垫片；705、螺母；8、第一楔形扣；9、第二楔形扣；10、连接块；11、机翼。

具体实施方式

以下将结合具体实施例对本实用新型做进一步说明。

参看图1、图2、图5、图6，用于无人机的电机倾转机构，包括电机组件1、舵机组件、桨组件6和短舱5，桨组件6与电机组件1连接，舵机组件控制电机组件1在竖直方向和水平方向间转动，以使无人机实现垂直飞行和水平飞行两种状态，短舱5与机翼连接，短舱5的一端设置有支撑部501，电机组件1包括电机101和电机座，电机101固定在电机座上，电机座上设置有与支撑部501相互配合连接的且用于控制电机101转动角度的限位组件7，舵机组件位于短舱5内。

参看图3，图4，限位组件7包括至少一个转轴701，转轴701上设置至少一个限位块702，短舱5包括至少一个支撑部501，电机座通过转轴701与支撑部501活动连接，限位块702固定在转轴701上，支撑部501上设置有与限位块702相配合的定位块502。

在本实施例中，限位组件7包括2个转轴701，转轴701对称设置在电机组件两侧，每个转轴701上有两个对称设置的限位块702，支撑部501上设置有用于转轴701转动的通孔，通孔包括限位部和装配部，定位块502设置在限位部内，限位组件7还包括轴承703、垫片704和螺母705，轴承703和垫片704套设在转轴701上，并通过螺母705固定，轴承701固定于装配部内。

参看图5、图6，舵机组件包括连杆2、摇臂3和舵机4，电机组件1下部设置有连接块10，连杆2的一端与连接块10连接，连杆2的另一端与摇臂3的一端连接，摇臂3的另一端与舵机4输出轴连接，电机组件1下部还设置有第一楔形扣8，连杆701上设置有与第一楔形扣8相配合的第二楔形扣9，当电机处于竖直状态时，第一楔形扣8与第二楔形扣9楔形配合。

参看图3，电机组件1包括分体式电机座和电机101，分体式电机座由左电机座102和右电机座103组成，电机101安装在由左电机座102和右电机座103组成的空腔内。

当无人机遭遇大风等恶劣飞行环境时，电机组件1会发生剧烈震动，由于限位组件7中轴承703与支撑部501的限位部配合，缓解了电机101的震动，从而减小对舵机组件的影响，降低舵机4所承受的扭力。

当舵机组件出现故障时，电机组件1会失去控制，高速旋转的螺旋桨会随意倾斜，电机101两端设置的支撑部501、限位块702和定位块502的配合，有效的将螺旋桨控制在安全角度，从而保障了机身和机翼的安全，减少由于舵机组件损坏而产生的经济损失。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.用于无人机的电机倾转机构，包括电机组件、舵机组件和桨组件，桨组件与电机组件连接，舵机组件控制电机组件在竖直方向和水平方向间转动，以使无人机实现垂直飞行和水平飞行两种状态，其特征在于，还包括短舱，短舱与机翼连接，短舱的一端设置有支撑部，电机组件包括电机和电机座，电机固定在电机座上，电机座上设置有与支撑部相互配合的且用于控制电机转动角度的限位组件，舵机组件位于短舱内。

2.根据权利要求1所述的用于无人机的电机倾转机构，其特征在于，所述限位组件包括至少一个转轴，转轴上设置至少一个限位块，短舱包括至少一个支撑部，电机座通过转轴与支撑部活动连接，限位块固定在转轴上，支撑部上设置有与限位块相配合的定位块。

3.根据权利要求2所述的用于无人机的电机倾转机构，其特征在于，所述支撑部上设置有用于转轴转动的通孔，通孔包括限位部和装配部，定位块设置在限位部内，限位组件还包括轴承、垫片和螺母，轴承和垫片套设在转轴上，并通过螺母固定，轴承固定于装配部内。

4.根据权利要求1-3任一项所述的用于无人机的电机倾转机构，其特征在于，所述舵机组件包括连杆、摇臂和舵机，电机组件下部设置有连接块，连杆的一端与连接块连接，连杆的另一端与摇臂的一端连接，摇臂的另一端与舵机输出轴连接，电机组件下部还设置有第一楔形扣，连杆上设置有与第一楔形扣相配合的第二楔形扣，当电机处于竖直状态时，第一楔形扣与第二楔形扣楔形配合。

5.根据权利要求4所述的用于无人机的电机倾转机构，其特征在于，所述电机组件包括分体式电机座和电机，分体式电机座由左电机座和右电机座组成，电机安装在由左电机座和右电机座组成的空腔内。