一种倾转旋翼无人机结构及其工作方法与流程

1.本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种倾转旋翼无人机结构及其工作方法。


背景技术：

2.倾转旋翼无人机是一种将固定翼飞机和直升机融为一体的新型无人飞行器，倾转旋翼无人机既具有普通直升机垂直起降和空中悬停的能力，又具有涡轮螺旋桨飞机的高速巡航飞行的能力。
3.现有技术存在的问题：
4.现有的倾旋翼无人机，其起落架多采用固定支架，即在飞行状态与停落状态均处于打开状态，这样会造成无人机飞行过程中造成一定的风阻，并在进入较为复杂的空间环境时，增加了无人机本身避障系统中，自身空间体积的大小，一定程度上影响了无人机的灵活性，而部分无人机的起落架则是起飞后通过机械方式将起落架收起，可防止在飞行当中造成阻碍和减小风阻，而机械方式在使用过程中，通过增加传动杆实现翻转收放，会增加机身重量，且无人机降落过程中，由于较多次的将起落架打开与收起，容易造成机械结构的松动，故，容易造成机械传动出现卡死的状况。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种倾转旋翼无人机结构及其工作方法，能够实现无人机起落架的收起与打开，并较少使用机械传动结构，减少结构重量。
6.本发明采取的技术方案具体如下：
7.一种倾转旋翼无人机结构，包括无人机本体及可转动安装在无人机本体顶部的机翼；
8.旋翼，所述旋翼固定安装在机翼的两端；
9.倾转机构，所述旋翼可拆卸式安装在机翼内部；
10.起落架，所述起落架固定安装在无人机本体底部两侧；
11.其中，所述起落架包括顶部两侧的支撑杆，所述支撑杆包括弯曲与竖直状态，所述支撑杆顶部可拆卸式安装有固定件，所述固定件通过螺栓安装在无人机本体内侧，所述支撑杆顶部套接有齿轮六，所述电机二与齿轮六传动连接；
12.所述支撑杆包括相间排布的支撑环一与支撑环二，所述支撑环一与支撑环二内部贯穿设置有柔性杆，所述支撑环一与柔性杆固定连接，多个所述支撑环二外侧固定连接有弹性连接套，所述弹性连接套底端固定连接在起落架上表面；
13.所述支撑环一与支撑环二呈柱状，所述支撑环一与支撑环二两端设置为倾斜的斜面，且两端所述斜面倾斜延长线形成夹角；
14.所述齿轮六与柔性杆转动用于带动支撑环一在弹性连接套内部转动，所述支撑环一与支撑环二相对的斜面相互挤压，致使所述柔性杆与弹性连接套处于直线与弧形状态的形变。
15.所述无人机本体底部两侧设有用于安装起落架的连接架。
16.所述固定件一侧贯穿无人机本体的表面延伸设置有多个定位套，所述定位套内部过盈配合有轴承二，所述轴承二内部设置有固定连接在柔性杆顶端的直轴，所述齿轮六也套接在直轴顶端。
17.所述定位套、齿轮六及直轴均设置在连接架内部；
18.所述齿轮四与齿轮六之间适配安装有多个用于传动的齿轮五，所述齿轮五转动安装在固定件内部。
19.所述支撑环一转动安装在弹性连接套内部，所述弹性连接套具有弹性。
20.所述弹性连接套内部贯穿插接有加强金属丝。
21.所述支撑环一与支撑环二相对面平滑设置。
22.所述倾转机构包括中部固定安装在无人机本体内部的驱动盒，所述驱动盒贯穿设置有横轴，所述横轴两端分别设置有与之外侧固定连接的固定板，所述横轴外侧位于驱动盒与固定板之间套设有轴承一，所述轴承一两侧固定连接有定位板，所述横轴、轴承一与定位板转动连接；
23.所述横轴中部固定安装有齿轮一，所述驱动盒内部可拆卸安装有电机一，所述电机一输出轴套设有齿轮三，所述齿轮三通过与之啮合的齿轮二与齿轮一传动连接，所述电机一上固定设置有l定位件，所述齿轮二转动安装l定位件与电机一之间。
24.一种倾转旋翼无人机结构的工作方法，包括：所述无人机本体处于未启动状态时，启动所述电机二，并依次带动齿轮六、直轴、柔性杆及支撑环一转动，并通过相邻的所述支撑环一与支撑环二相对端相互旋转挤压，此时所述支撑环一与支撑环二倾斜面互补，使相邻的所述支撑环一与支撑环二背离端处于平行状态，所述弹性连接套与柔性杆受到来自支撑环一与支撑环二之间的挤压力，使支撑杆向两端竖直延伸，实现支撑杆处于竖直状态。
25.所述无人机本体处于飞行状态时，启动所述电机二，并依次带动齿轮六、直轴、柔性杆及支撑环一转动，并通过相邻的所述支撑环一与支撑环二相对端相互旋转，所述支撑环一与支撑环二相邻端的倾斜面复位，通过柔性杆与弹性连接套自身弹性，并配合支撑环一与支撑环二相对端的挤压力，使多个相间排布的所述支撑环一与支撑环二处于弯曲状态，并带动支撑杆底端的起落架翻转移动至无人机本体底部。
26.本发明取得的技术效果为：
27.本发明，柔性杆及支撑环一转动，并通过相邻的所述支撑环一与支撑环二相对端相互旋转，并配合支撑环一与支撑环二相邻端的倾斜面挤压贴合，使所述支撑环一与支撑环二实现竖直状态与弯曲状态的改变，从而减少为了实现起落架收放而增加的机械传动结构，较少的结构，实现了起落架弯曲与伸直的效果。
28.本发明，由于起落架的机构简单，故减少了其机械结构的组成，从而减少了起落架带来的重量，故减轻了倾转旋翼无人机的整体重量，从而可提升续航能力，而在倾转旋翼无人机处于飞行状态下，可通过将起落架收起，实现倾转旋翼无人机自身避障系统中，自身空间大小的判断，提升飞行灵活度。
附图说明
29.图1是本发明中倾转旋翼无人机飞行状态的结构示意图；
30.图2是本发明中倾转旋翼无人机降落状态的结构示意图；
31.图3是本发明机翼中倾转机构的安装结构示意图；
32.图4是本发明中倾转机构的结构示意图；
33.图5是本发明中驱动盒的结构示意图；
34.图6是本发明中倾转旋翼无人机飞行状态与降落状态起落架的对比图；
35.图7是本发明中起落架的结构示意图；
36.图8是本发明中起落架收起状态的侧视图；
37.图9是本发明中起落架支撑状态的侧视图；
38.图10是本发明图9中a处的放大图；
39.图11是本发明中支撑杆收起状态的拆解图；
40.图12是本发明图11中b处的放大图；
41.图13是本发明中支撑杆支撑状态的拆解图。
42.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
43.1、无人机本体；101、连接架；
44.2、机翼；
45.3、旋翼；
46.4、倾转机构；401、横轴；402、齿轮一；403、固定板；404、轴承一；405、定位板；406、驱动盒；407、电机一；408、l定位件；409、齿轮二；410、齿轮三；
47.5、起落架；501、支撑杆；5011、支撑环一；5012、柔性杆；5013、直轴；5014、支撑环二；5015、弹性连接套；5016、轴承二；5017、加强金属丝；502、固定件；503、电机二；504、齿轮四；505、齿轮五；506、齿轮六；507、定位套。
具体实施方式
48.为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。
49.如图1-图3及图6所示，一种倾转旋翼无人机结构，其主要架构包括无人机本体1、旋翼3、倾转机构4、起落架5及可转动安装在无人机本体1顶部的机翼2，旋翼3固定安装在机翼2的两端，旋翼3可拆卸式安装在机翼2内部，起落架5固定安装在无人机本体1底部两侧。
50.需参照附图7-图10，其中，用于支撑无人机本体1的起落架5包括顶部两侧的支撑杆501，支撑杆501包括弯曲与竖直状态，用于实现支撑杆501可弯曲与竖直状态的具体方式如下：
51.支撑杆501包括相间排布的支撑环一5011与支撑环二5014，支撑环一5011与支撑环二5014内部贯穿设置有柔性杆5012，支撑环一5011与柔性杆5012固定连接，多个支撑环二5014外侧固定连接有弹性连接套5015，弹性连接套5015底端固定连接在起落架5上表面。
52.进一步的，支撑环一5011与支撑环二5014呈柱状，支撑环一5011与支撑环二5014两端设置为倾斜的斜面，且两端斜面倾斜延长线形成夹角。
53.更进一步的，齿轮六506与柔性杆5012转动用于带动支撑环一5011在弹性连接套5015内部转动，支撑环一5011与支撑环二5014相对的斜面相互挤压，致使柔性杆5012与弹
性连接套5015处于直线与弧形状态的形变。
54.本实施例的工作原理及工作方法为：
55.无人机本体1处于未启动状态时，启动电机二503，并依次带动齿轮六506、直轴5013、柔性杆5012及支撑环一5011转动，并通过相邻的支撑环一5011与支撑环二5014相对端相互旋转挤压，此时支撑环一5011与支撑环二5014倾斜面互补，使相邻的支撑环一5011与支撑环二5014背离端处于平行状态，弹性连接套5015与柔性杆5012受到来自支撑环一5011与支撑环二5014之间的挤压力，使支撑杆(501)向两端竖直延伸，实现支撑杆(501)处于竖直状态。
56.另外，无人机本体1处于飞行状态时，启动电机二503，并依次带动齿轮六506、直轴5013、柔性杆5012及支撑环一5011转动，并通过相邻的支撑环一5011与支撑环二5014相对端相互旋转，支撑环一5011与支撑环二5014相邻端的倾斜面复位，通过柔性杆5012与弹性连接套5015自身弹性，并配合支撑环一5011与支撑环二5014相对端的挤压力，使多个相间排布的支撑环一5011与支撑环二5014处于弯曲状态，并带动支撑杆501底端的起落架5翻转移动至无人机本体1底部。
57.参照附图7-图9，支撑杆501顶部可拆卸式安装有固定件502，固定件502通过螺栓安装在无人机本体1内侧，用于对安装起落架5实现支撑，并在无人机本体1底部两侧设有用于安装起落架5的连接架101，用于对无人机本体1与起落架5之间连接结构的保护。
58.其中，在进行安装固定件502时，需要根据机身重量，适量增加其与其他固定件502之间的连接杆，并且，其连接杆需要与机身的主体架构固定连接，用于提升起落架5的支撑能力，避免造成机构的形变。
59.从而减少为了实现起落架5收放而增加的机械传动结构，从而实现较少的结构构成，实现了起落架弯曲与伸直的效果。
60.参照附图7-图9，支撑杆501顶部套接有齿轮六506，电机二503与齿轮六506传动连接。
61.进一步的，固定件502一侧贯穿无人机本体1的表面延伸设置有多个定位套507，定位套507内部过盈配合有轴承二5016，轴承二5016内部设置有固定连接在柔性杆5012顶端的直轴5013，齿轮六506也套接在直轴5013顶端。
62.其中，定位套507、齿轮六506及直轴5013均设置在连接架101内部。
63.在安装齿轮四504与齿轮六506时，通过齿轮四504与齿轮六506之间适配安装有多个用于传动的齿轮五505，齿轮五505可实现齿轮四504与齿轮六506之间的传动，齿轮五505转动安装在固定件502内部，在安装齿轮五505时，需要在齿轮五505与固定件502嵌设轴承，或者在固定件502与齿轮五505的转轴之间设置滚轴，用于确保其转动的平顺度，此处为现有技术，故未在图中详细示出。
64.参照附图11-图13，支撑环一5011转动安装在弹性连接套5015内部，弹性连接套5015具有弹性，弹性连接套5015内部贯穿插接有加强金属丝5017。
65.其中，为了确保支撑环一5011与支撑环二5014之间最优的转动效果，支撑环一5011与支撑环二5014相对面平滑设置。
66.另外，支撑环一5011与支撑环二5014的材质包括不锈钢构件与塑料构件，支撑环一5011与支撑环二5014为不锈钢构件时，在弹性连接套5015灌输有用于润滑的润滑剂，可
进一步提升支撑环一5011与支撑环二5014之间的滑动效率，而选用不锈钢构件，可确保支撑杆501整体的机械强度；
67.在支撑环一5011与支撑环二5014为塑料构件时，其塑料材质主要采用工程塑料，其具有较高的机械强度，而且在无人机上，具有较轻的质量，故可减少无人机的整体重量，并提升无人机的续航能力，其在使用过程中，可耐受较高的高温，可实现在灭火救援中的使用。
68.参照图3-图5，为实现无人机本体1具有普通直升机垂直起降和空中悬停的能力，又具有涡轮螺旋桨飞机的高速巡航飞行的能力，除了对上述实施例中一种倾转旋翼无人机结构的主要架构描述外。
69.其中，倾转机构4包括中部固定安装在无人机本体1内部的驱动盒406，驱动盒406贯穿设置有横轴401，横轴401两端分别设置有与之外侧固定连接的固定板403，横轴401外侧位于驱动盒406与固定板403之间套设有轴承一404，轴承一404两侧固定连接有定位板405，横轴401与轴承一404及定位板405转动连接；
70.横轴401中部固定安装有齿轮一402，驱动盒406内部可拆卸安装有电机一407，电机一407输出轴套设有齿轮三410，齿轮三410通过与之啮合的齿轮二409与齿轮一402传动连接，电机一407上固定设置有l定位件408，齿轮二409转动安装l定位件408与电机一407之间。
71.倾转机构4的工作原理为：启动电机一407，通过齿轮三410依次传动给齿轮二409与齿轮一402，并通过齿轮一402的转动，将扭力传动至整个横轴401，横轴401在转动的过程中，与横轴401固定连接的固定板403与其一起发生转动，并带动固定在固定板403外侧的机翼2发生转动，进而实现旋翼3的倾转，而轴承一404及定位板405与无人机本体1固定连接，并通过轴承一404与横轴401之间实现转动连接，实现与机翼2之间的转动连接。
72.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

技术特征：
1.一种倾转旋翼无人机结构，其特征在于，包括：无人机本体(1)及可转动安装在无人机本体(1)顶部的机翼(2)；旋翼(3)，所述旋翼(3)固定安装在机翼(2)的两端；倾转机构(4)，所述旋翼(3)可拆卸式安装在机翼(2)内部；起落架(5)，所述起落架(5)固定安装在无人机本体(1)底部两侧；其中，所述起落架(5)包括顶部两侧的支撑杆(501)，所述支撑杆(501)包括弯曲与竖直状态，所述支撑杆(501)顶部可拆卸式安装有固定件(502)，所述固定件(502)通过螺栓安装在无人机本体(1)内侧，所述支撑杆(501)顶部套接有齿轮六(506)，所述电机二(503)与齿轮六(506)传动连接；所述支撑杆(501)包括相间排布的支撑环一(5011)与支撑环二(5014)，所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)内部贯穿设置有柔性杆(5012)，所述支撑环一(5011)与柔性杆(5012)固定连接，多个所述支撑环二(5014)外侧固定连接有弹性连接套(5015)，所述弹性连接套(5015)底端固定连接在起落架(5)上表面；所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)呈柱状，所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)两端设置为倾斜的斜面，且两端所述斜面倾斜延长线形成夹角；所述齿轮六(506)与柔性杆(5012)转动用于带动支撑环一(5011)在弹性连接套(5015)内部转动，所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)相对的斜面相互挤压，致使所述柔性杆(5012)与弹性连接套(5015)处于直线与弧形状态的形变。2.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼无人机结构，其特征在于：所述无人机本体(1)底部两侧设有用于安装起落架(5)的连接架(101)。3.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼无人机结构，其特征在于：所述固定件(502)一侧贯穿无人机本体(1)的表面延伸设置有多个定位套(507)，所述定位套(507)内部过盈配合有轴承二(5016)，所述轴承二(5016)内部设置有固定连接在柔性杆(5012)顶端的直轴(5013)，所述齿轮六(506)也套接在直轴(5013)顶端。4.根据权利要求3所述的一种倾转旋翼无人机结构，其特征在于：所述定位套(507)、齿轮六(506)及直轴(5013)均设置在连接架(101)内部；所述齿轮四(504)与齿轮六(506)之间适配安装有多个用于传动的齿轮五(505)，所述齿轮五(505)转动安装在固定件(502)内部。5.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼无人机结构，其特征在于：所述支撑环一(5011)转动安装在弹性连接套(5015)内部，所述弹性连接套(5015)具有弹性。6.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼无人机结构，其特征在于：所述弹性连接套(5015)内部贯穿插接有加强金属丝(5017)。7.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼无人机结构，其特征在于：所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)相对面平滑设置。8.根据权利要求1所述的一种倾转旋翼无人机结构，其特征在于：所述倾转机构(4)包括中部固定安装在无人机本体(1)内部的驱动盒(406)，所述驱动盒(406)贯穿设置有横轴(401)，所述横轴(401)两端分别设置有与之外侧固定连接的固定板(403)，所述横轴(401)外侧位于驱动盒(406)与固定板(403)之间套设有轴承一(404)，所述轴承一(404)两侧固定连接有定位板(405)，所述横轴(401)与轴承一(404)及定位板(405)转动连接；
所述横轴(401)中部固定安装有齿轮一(402)，所述驱动盒(406)内部可拆卸安装有电机一(407)，所述电机一(407)输出轴套设有齿轮三(410)，所述齿轮三(410)通过与之啮合的齿轮二(409)与齿轮一(402)传动连接，所述电机一(407)上固定设置有l定位件(408)，所述齿轮二(409)转动安装l定位件(408)与电机一(407)之间。9.一种倾转旋翼无人机结构的工作方法，其特征在于：所述无人机本体(1)处于未启动状态时，启动所述电机二(503)，并依次带动齿轮六(506)、直轴(5013)、柔性杆(5012)及支撑环一(5011)转动，并通过相邻的所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)相对端相互旋转挤压，此时所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)倾斜面互补，使相邻的所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)背离端处于平行状态，所述弹性连接套(5015)与柔性杆(5012)受到来自支撑环一(5011)与支撑环二(5014)之间的挤压力，使支撑杆(501)向两端竖直延伸，实现支撑杆(501)处于竖直状态。10.根据权利要求9所述的一种倾转旋翼无人机结构的工作方法，其特征在于：还包括：所述无人机本体(1)处于飞行状态时，启动所述电机二(503)，并依次带动齿轮六(506)、直轴(5013)、柔性杆(5012)及支撑环一(5011)转动，并通过相邻的所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)相对端相互旋转，所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)相邻端的倾斜面复位，通过柔性杆(5012)与弹性连接套(5015)自身弹性，并配合支撑环一(5011)与支撑环二(5014)相对端的挤压力，使多个相间排布的所述支撑环一(5011)与支撑环二(5014)处于弯曲状态，并带动支撑杆(501)底端的起落架(5)翻转移动至无人机本体(1)底部。

技术总结
本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种倾转旋翼无人机结构及其工作方法，包括无人机本体、旋翼、倾转机构、起落架及可转动安装在无人机本体顶部的机翼，所述旋翼固定安装在机翼的两端，所述旋翼可拆卸式安装在机翼内部，所述起落架固定安装在无人机本体底部两侧，其中，所述起落架包括顶部两侧的支撑杆，所述支撑杆包括弯曲与竖直状态，所述支撑杆顶部可拆卸式安装有固定件，所述固定件通过螺栓安装在无人机本体内侧，所述支撑杆顶部套接有齿轮六，所述电机二与齿轮六传动连接。本发明，能够实现无人机起落架的收起与打开，并较少使用机械传动结构，减少结构重量。减少结构重量。减少结构重量。


技术研发人员：张桂英 陈慈
受保护的技术使用者：徐州迈远智能科技有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/6/27