一种无人机单电机共轴动力系统及无人机的制作方法

1.本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种无人机单电机共轴动力系统及无人机。


背景技术：

2.共轴双旋翼无人机由于不需要尾桨提供平衡扭矩，相比单旋翼直升机具有较小的体积；相比于多旋翼飞行器，除了体积小之外，还具有较高的能量利用率，因此在航空拍摄、空中监视等多种应用领域中日益占据重要的地位。
3.现有的无人机多为非直驱输出共轴，实现共轴需要安装双电机，体积较大而且具有较大的重量。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的问题是：提供一种无人机单电机共轴动力系统及无人机，上下桨叶转速一致，旋转方向相对，实现了单电机直驱共轴，相对于非直驱输出共轴，体积更小，重量更轻；相对于单桨叶提升了拉力，可操作性更好，使模型飞机直线性更好，耗能更低。
5.本发明为解决上述问题所提供的技术方案为：一种无人机单电机共轴动力系统，包括电机，所述电机上设置有可跟随电机的转子转动的钢轴；
6.所述钢轴上端设置有用于固定上桨叶的上桨座机构；所述钢轴上位于所述上桨座机构的下端安装有下桨座组件；
7.所述下桨座组件包括传动机构和用于固定下桨叶的下桨座机构，所述传动机构安装在电机的转子的上端面，所述下桨座机构与钢轴可转动连接，所述电机的转子转动时通过传动机构带动下桨座机构绕着钢轴转动。
8.优选的，所述上桨座机构包括上桨座和上桨叶压板，所述上桨叶压板和上桨座由上至下套装在所述钢轴上且跟随所述钢轴转动。
9.优选的，所述钢轴上端设置有与钢轴螺纹连接的螺母，所述螺母的下端面与上桨叶压板的上端面接触。
10.优选的，所述上桨座的上端面经过滚花处理形成凹凸不平的安装接触面。
11.优选的，所述下桨座机构包括下桨座和下桨叶压板，所述下桨叶压板和下桨座由上至下可转动套装在所述钢轴上，所述下桨叶压板和下桨座之间通过螺栓连接。
12.优选的，所述下桨座上设置有容纳孔，所述容纳孔内设置有轴承，所述钢轴与轴承的内圈配合，所述钢轴上位于所述轴承的上部设置有卡槽，所述卡槽内安装有用于对轴承进行限位的卡簧。
13.优选的，所述传动机构为行星齿轮机构。
14.优选的，所述行星齿轮机构包括内齿圈、行星架和若干行星齿轮，所述内齿圈安装在下桨座上，所述行星架安装在电机的转子的上端面，所述行星齿轮安装在行星架上，所述内齿圈与行星齿轮啮合传动。
15.优选的，所述钢轴上还套装有用于限制下桨座轴向窜动的垫高套。
16.本发明还公开了一种无人机，包括如上述任意一项所述的一种无人机单电机共轴动力系统。
17.与现有技术相比，本发明的优点是：本发明的上下桨叶转速一致，旋转方向相对，实现了单电机直驱共轴，相对于非直驱输出共轴，体积更小，重量更轻；相对于单桨叶提升了拉力，可操作性更好，使模型飞机直线性更好，耗能更低。
附图说明
18.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
19.图1是本发明的立体结构示意图；
20.图2是本发明的爆炸结构示意图；
21.图3是本发明的剖视图；
22.图4是图3中a处的放大示意图；
23.图5是行星下支架与行星齿轮的配合示意图。
24.附图标注：1、电机，2、十字安装架，3、行星下支架，4、下桨座，5、上桨叶压板，6、螺栓，7、下桨叶压板，8、上桨座，9、钢轴，10、螺母，11、垫高套，12、轴承，13、行星上支架，14、内齿圈，15、行星齿轮，16、卡簧，17、垫片。
具体实施方式
25.以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。
27.此外，如有术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含包括一个或者多个该特征，在本发明描述中，“数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本发明中，除另有明确规定和限定，如有术语“组装”、“相连”、“连接”术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
29.实施例1
30.一种无人机单电机共轴动力系统，包括电机1，所述电机1上设置有可跟随电机1的转子转动的钢轴9；
31.所述钢轴9上端设置有用于固定上桨叶的上桨座机构；所述钢轴9上位于所述上桨座机构的下端安装有下桨座组件；
32.所述下桨座组件包括传动机构和用于固定下桨叶的下桨座机构，所述传动机构安装在电机1的转子的上端面，所述下桨座机构与钢轴9可转动连接，所述电机1的转子转动时通过传动机构带动下桨座机构绕着钢轴9转动。
33.通过上述方案，能够使得无人机的上下桨叶转速一致，旋转方向相对，实现了单电机直驱共轴，相对于非直驱输出共轴，体积更小，重量更轻；相对于单桨叶提升了拉力，可操作性更好，使模型飞机直线性更好，耗能更低。
34.其中，具体的，所述上桨座机构包括上桨座8和上桨叶压板5，所述上桨叶压板5和上桨座8由上至下套装在所述钢轴9上且跟随所述钢轴9转动。
35.在上述方案中，下桨座的固定方式具体为：在下桨座的圆周面上均布有多个螺栓孔，在螺栓孔内安装有机米螺丝，钢轴上与机米螺丝对应的位置设置有削边槽，通过将机米螺丝拧入到钢轴上的削边槽内，即可将下桨座与钢轴固定。
36.其中，所述钢轴9上端设置有与钢轴9螺纹连接的螺母10，所述螺母10的下端面与上桨叶压板5的上端面接触。
37.在上述方案中，通过将螺母拧紧，螺母将上桨叶压板往下压，从而将上桨叶压紧。
38.其中，为了增加上桨座与上桨叶之间的摩擦力，防止上桨叶在转动时与上桨座发生相对转动，将所述上桨座8的上端面经过滚花处理形成凹凸不平的安装接触面。
39.在本实施例中，具体的，所述下桨座机构包括下桨座4和下桨叶压板7，所述下桨叶压板7和下桨座4由上至下可转动套装在所述钢轴9上，所述下桨叶压板7和下桨座4之间通过螺栓6连接。
40.其中，具体的，为了增加下桨座与下桨叶之间的摩擦力，防止下桨叶在转动时与下桨座发生相对转动，将所述下桨座8的上端面经过滚花处理形成凹凸不平的安装接触面。
41.更进一步的，下桨座的安装方式具体为：在所述下桨座4上设置有容纳孔，所述容纳孔内设置有轴承12，所述钢轴9与轴承12的内圈配合，所述钢轴9上位于所述轴承12的上部设置有卡槽，所述卡槽内安装有用于对轴承12进行限位的卡簧16。其中，为了防止卡簧与轴承直接接触，在卡簧与轴承之间还设置有有垫片17。
42.具体的，如图3和图5所示，所述传动机构为行星齿轮机构。更具体的，所述行星齿轮机构包括内齿圈14、行星架和若干行星齿轮15，所述内齿圈14安装在下桨座4上，所述行星架安装在电机1的转子的上端面，所述行星齿轮15安装在行星架上，所述内齿圈14与行星齿轮15啮合传动。需要说明的是，为了保证行星架在跟随转子转动时的稳定性，在行星架上还安装有轴承，轴承套装在电机的钢轴上，通过轴承实现行星架与钢轴之间的转动配合。
43.在上述方案中，电机的转子转动时，通过转子转动，当行星齿轮和内齿圈啮合后，转子转动行星齿轮自转，进而带动内齿圈转动，内齿圈最后带动下桨座绕着钢轴转动。本实施例中的行星齿轮机构没有设置太阳轮，如果将太阳轮固定在钢轴上会发生打齿的情况，而本方案将行星架安装在电机的转子上，由电机转子带动行星架转动，行星架上的行星齿轮带动内齿转动，进而带动下桨座机构绕着钢轴转动，传动较为稳定，不会出现打齿的情况。
44.其中，更具体的，行星架具体包括行星下支架3和行星上支架13，行星下支架和行星上支架通过螺栓连接在一起，行星下支架安装在电机的上端面。
45.其中，在本实施例中，需要说明的是，所述钢轴9上还套装有用于限制下桨座4轴向
窜动的垫高套11，如图3所示，垫高套的上端面与轴承的内圈的下端面接触定位。
46.在本实施例中，在电机的下端还设置有十字安装架2，通过十字安装架进行动力机构的整体安装。
47.具体的，上桨座机构通过钢轴直接带动转动，下桨座机构通过转子带动行星齿轮机构带动转动。
48.其中，具体安装过程为：
49.s1、将垫高圈装入到钢轴上用于限制下桨座的轴向窜动；
50.s2、然后将行星下支架通过3颗螺丝安装在电机主体上面；
51.s3、将行星齿轮安装在行星下支架上，放入垫片；
52.s4、将行星上支架与轴承配合安装；
53.s5、将安装好的行星下支架与行星上支架配合，用螺丝固定组成行星齿轮组；
54.s6、将轴承装入行星上支架的轴承孔内(防止下桨座摆动，旋转更顺畅)；
55.s7、内齿圈与下桨座配合安装，通过15销钉配合防止内齿圈径向转动；
56.s8、将轴承与下桨座配合(通过行星齿轮组与内齿圈啮合，转子转动之后，带动内齿圈转动使上桨座与下桨座做相对运动)；
57.s9、装入垫片通过卡簧放入电机钢轴上的卡槽内固定下桨座(防止下桨座轴向窜动)；
58.s10、下桨叶压板通过螺栓锁入下桨座的牙孔内，固定下桨叶；
59.s11、上桨座通过4颗机米螺丝装入钢轴的削边槽内固定上桨座；
60.s12、上桨叶压板通过螺母锁入电机钢轴上，对上桨叶进行固定。
61.实施例2
62.本实施例公开了一种无人机，包括如上述实施例1中任意一项所述的一种无人机单电机共轴动力系统。
63.其中，需要说明的是，本实施例中无人机的其余结构部件属于现有技术，本领域技术人员可以根据需要进行设计，在本实施例中就不再赘述。
64.以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明保护范围内。

技术特征：
1.一种无人机单电机共轴动力系统，包括电机(1)，所述电机(1)上设置有可跟随电机(1)的转子转动的钢轴(9)；其特征在于：所述钢轴(9)上端设置有用于固定上桨叶的上桨座机构；所述钢轴(9)上位于所述上桨座机构的下端安装有下桨座组件；所述下桨座组件包括传动机构和用于固定下桨叶的下桨座机构，所述传动机构安装在电机(1)的转子的上端面，所述下桨座机构与钢轴(9)可转动连接，所述电机(1)的转子转动时通过传动机构带动下桨座机构绕着钢轴(9)转动。2.根据权利要求1所述的一种无人机单电机共轴动力系统，其特征在于：所述上桨座机构包括上桨座(8)和上桨叶压板(5)，所述上桨叶压板(5)和上桨座(8)由上至下套装在所述钢轴(9)上且跟随所述钢轴(9)转动。3.根据权利要求2所述的一种无人机单电机共轴动力系统，其特征在于：所述钢轴(9)上端设置有与钢轴(9)螺纹连接的螺母(10)，所述螺母(10)的下端面与上桨叶压板(5)的上端面接触。4.根据权利要求2所述的一种无人机单电机共轴动力系统，其特征在于：所述上桨座(8)的上端面经过滚花处理形成凹凸不平的安装接触面。5.根据权利要求1所述的一种无人机单电机共轴动力系统，其特征在于：所述下桨座机构包括下桨座(4)和下桨叶压板(7)，所述下桨叶压板(7)和下桨座(4)由上至下可转动套装在所述钢轴(9)上，所述下桨叶压板(7)和下桨座(4)之间通过螺栓(6)连接。6.根据权利要求5所述的一种无人机单电机共轴动力系统，其特征在于：所述下桨座(4)上设置有容纳孔，所述容纳孔内设置有轴承(12)，所述钢轴(9)与轴承(12)的内圈配合，所述钢轴(9)上位于所述轴承(12)的上部设置有卡槽，所述卡槽内安装有用于对轴承(12)进行限位的卡簧(16)。7.根据权利要求5所述的一种无人机单电机共轴动力系统，其特征在于：所述传动机构为行星齿轮机构。8.根据权利要求7所述的一种无人机单电机共轴动力系统，其特征在于：所述行星齿轮机构包括内齿圈(14)、行星架和若干行星齿轮(15)，所述内齿圈(14)安装在下桨座(4)上，所述行星架安装在电机(1)的转子的上端面，所述行星齿轮(15)安装在行星架上，所述内齿圈(14)与行星齿轮(15)啮合传动。9.根据权利要求8所述的一种无人机单电机共轴动力系统，其特征在于：所述钢轴(9)上还套装有用于限制下桨座(4)轴向窜动的垫高套(11)。10.一种无人机，其特征在于：包括如权利要求1-9任意一项所述的一种无人机单电机共轴动力系统。

技术总结
本发明公开了一种无人机单电机共轴动力系统，包括电机，所述电机上设置有可跟随电机的转子转动的钢轴；所述钢轴上端设置有用于固定上桨叶的上桨座机构；所述钢轴上位于所述上桨座机构的下端安装有下桨座组件；所述下桨座组件包括传动机构和用于固定下桨叶的下桨座机构，所述传动机构安装在电机的转子的上端面，所述下桨座机构与钢轴可转动连接，所述电机的转子转动时通过传动机构带动下桨座机构绕着钢轴转动。本发明的上下桨叶转速一致，旋转方向相对，实现了单电机直驱共轴，相对于非直驱输出共轴，体积更小，重量更轻；相对于单桨叶提升了拉力，可操作性更好，使模型飞机直线性更好，耗能更低。耗能更低。耗能更低。


技术研发人员：陶云松 吴小光 吴敏
受保护的技术使用者：南昌三瑞智能科技有限公司
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/6/26