一种旋翼飞行器倾转结构

1.本发明涉及具备垂直起降和倾转飞行功能的一种旋翼飞行器倾转结构，属于旋翼飞行器技术领域。


背景技术：

2.目前垂起无人机已经广泛应用于深林救援、消防巡查等方面，然而市场应用场景不断拓宽，对无人机续航、抗风起降能力提出了更高要求。
3.传统无人机多采用“n+1”布局，即n个升力电机和一个推力电机组合方式，在飞机爬升阶段使用n个升力电机作为主要电机，保证飞机的姿态、偏航、滚转等稳定性，但是在遇到大风天气，容易控制升力超调，故不能在大风天很好控制，此外，在飞机爬升与降落阶段n个电机用电功率较大，n个旋翼在巡航阶段属于无用阶段，重量利用率不高，整理看来比较费电且载重利用率不高。
4.为了解决上述传统无人机多采用“n+1”布局的局限和问题，一种可以倾转旋翼的旋翼飞行器应运而生。其在升降、悬停时，旋翼呈水平布置；当转为巡航水平飞行时，将旋翼转至垂直布置；因此可以省去推力电机，充分利用每一个旋翼，从而省电且提高了载重利用率。
5.对于，倾转旋翼机而言，倾转机构是实现旋翼换向的关键，例如，公开号为cn113443136a的中国专利即公开了一种多连杆旋翼飞行器倾转机构及其工作方法，该倾转机构包括：设置于机体内的固定座、驱动单元和倾转单元，机体上开设有舱室，固定座设置于舱室的顶壁，机体上还设置有旋翼机构，倾转单元与旋翼机构之间通过支撑座连接，其中，倾转单元包括传动构件、推力构件和倾转构件，驱动单元与传动构件连接，推力构件连接驱动单元和支撑座，倾转构件与推力构件连接，并与固定座、支撑座连接，驱动单元控制传动构件带动推力构件转动，推力构件带动倾转构件沿与固定座转动，控制旋翼机构倾转运动。其中，所述传动构件采用蜗轮蜗杆传动机构，而推力构件和倾转构件为两组四连杆结构，即通过蜗轮蜗杆驱动多连杆结构联合运动的方式实现对倾转单元的控制。该倾转机构虽然倾转过程中的稳定性有所提提高，但是，众所周知，由于蜗轮蜗杆存在长时间快速往复运动磨损以及精度保持问题，当使用一段之间后，蜗轮蜗杆之间产生了间隙，无法保证其传动精度时，会导致倾转机构无法精准地保持在所需要的倾转角度，由于蜗轮蜗杆的间隙导致倾转机构在该角度的一定范围内(误差间隙)内摆动，由于旋翼处于高速运转中，该摆动即形成了快速抖动的现象，从而不能保持倾转过程、升降以及飞行过程的稳定性，不能保证长时间飞行的可靠性，进而降低无人机整体使用寿命，故该倾转机构不能满足飞机安全性与寿命要求。其存在的另一个问题是：由于倾转机构的倾转是通过两组四连杆结构的倾转实现的，其用于安装旋翼的支撑座的旋转是在空间进行的一个曲线状的转动，即其不仅进行了转动也进行了位移，因此其给倾转角度的控制增加了复杂性。同时，由于双四连杆结构的构件多，重量大，会增加飞行器的耗电量。
6.基于上述现有旋翼飞行器倾转机构的缺点，一种可以长时间在任意飞行状态下稳
定控制旋翼倾转、且倾转角度容易控制的旋翼飞行器倾转机构成为本领域技术人员追求的目标。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于解决现有的旋翼飞行器倾转机构中传动机构磨损后导致其运行稳定性差、长期飞行可靠性差、进而降低其使用寿命的问题、以及精准控制倾转角度难度大的问题。
8.为实现上述发明目的，本发明的技术方案为：
9.一种旋翼飞行器倾转结构，其包括驱动单元和倾转单元，其特征在于：所述驱动单元和倾转单元的后部依次沿直线布置在一个圆柱状的定位管中；所述倾转单元包括：
10.一个丝杆，所述丝杆的后端通过一个后端固定座安装在定位管中、且所述丝杆的后端与所述驱动单元直线连接；
11.一个螺母，螺接在所述丝杆上，且在所述丝杆驱动下可以做直线运动；
12.一个直推杆，所述直推杆的后端与所述螺母固定连接，且所述直推杆中心具有供所述丝杆自后端伸入的盲孔；
13.一个前端定位座，固定安装于所述定位管的前端，所述前端定位座中间具有一个供所述直推杆穿过的中心定位孔，所述前端定位座具有向前延伸的、圆柱状的第一延伸部，所述第一延伸部的上部的长度长于下部的长度，且所述下部的前端面呈上长下短的斜面状；
14.一个旋转底座，所述旋转底座包括一个位于前端的圆形的底座板和由底座板向后延伸、呈圆柱形、且与所述第一延伸部等径的第二延伸部，所述第二延伸部的上端为较短的上延伸部，所述上延伸部下面的下延伸部的端面为上短下长的斜面状；所述旋转底座的后端上部通过转轴一铰接于所述前端定位座的前端上部；
15.一个旋转关节，所述旋转关节一端与所述直推杆的前端部转动连接，另一端与所述旋转底座转动连接，用于推动所述旋转底座绕所述转轴一的中心在展开状态和闭合状态之间旋转。
16.作为优选方案，其中，所述丝杆为滚珠丝杆，所述螺母为滚珠螺母；或者：所述丝杆为t型丝杆，所述螺母为t型螺母。采用滚珠丝杆和滚珠螺母，其传动精度高而且耐磨性能好。采用t型丝杆和t型螺母，其传动精度高，可以通过涂润滑脂提高其耐磨性能。
17.作为优选方案，其中，所述旋转底座处于闭合状态时，所述第二延伸部的后端端面与所述第一延伸部前端端面吻合，所述旋转底座和前端定位座围成圆柱形形状。
18.作为优选方案，其中，所述第一延伸部的上部处具有两个转轴安装座，两个所述转轴安装座之间具有一豁口，所述转轴一可以转动地设在所述转轴安装座的转轴安装孔中；
19.在所述旋转底座内、靠近上延伸部处具有可以插入所述豁口中的第一连接耳，所述旋转底座的第一连接耳与所述前端定位座的两个转轴安装座之间的转轴一连接；在所述旋转底座上还设有第二连接耳，第二连接耳位于所述第一连接耳同一垂直面的下方位置；所述旋转关节与所述第二连接耳转动连接。
20.作为优选方案，其中，所述旋转关节的前后两端均为y形结构，在两端的所述y形结构处分别设有转轴二、转轴三；所述第二连接耳和直推杆的直推杆连接耳插入到所述旋转
关节的两个y形结构的中间空挡处，与转轴二、转轴三连接在一起。
21.作为优选方案，其中，所述驱动单元包括驱动电机、联轴器和电机安装座，所述丝杆的后端通过联轴器与所述驱动电机直线连接；所述驱动电机通过电机安装座设置在定位管中；所述电机安装座包括为一个外径与所述定位管内径适配的环形架，环形架中央为一个圆形的用于安装电机的定位孔，在环形架上设有电机固定孔。
22.作为优选方案，其中，所述后端固定座包括一个外径与所述定位管内径适配的环形支架一和与所述环形支架一连为一体的定位套一，中心具有用于丝杆支撑、定位的后定位孔，所述丝杆的后端穿过该后定位孔与所述联轴器对接。
23.作为优选方案，其中，所述前端定位座的后端具有与所述定位管内径适配的环形支架二，所述环形支架二通过螺钉固定在定位管内，所述环形支架二中间具有一个与所述环形支架二连为一体的定位套二，用于支撑所述直推杆的所述中心定位孔位于所述定位套二中心位置。
24.作为优选方案，其中，所述直推杆的后端具有一个法兰，所述法兰通过螺钉连接于螺母的前端面。
25.作为优选方案，其中，其进一步包括一个导向机构，用于使所述直推杆和螺母在所述丝杆驱动下做直线运动；所述导向机构包括一个导轨，所述导轨设置在前端定位座和后端固定座之间，所述导轨中间为一个与所述丝杆、直推杆平行的滑道；
26.一个滑动件设在所述直推杆的法兰的外缘上，所述滑动件的上端延伸至所述滑道中、且在所述滑道中导向定位。
27.作为优选方案，其中，所述导轨的两端与前端定位座和后端固定座连接；在直推杆的法兰的外缘上具有一个弦切面，所述滑动件设在所述弦切面上；滑动件采用滚动轴承。
28.作为优选方案，其中，所述电机固定座位于所述电机固定孔的周围具有减重凹槽；所述后端固定座的环形支架一上设有减重孔一；所述前端定位座的环形支架二上具有减重孔二。
29.作为优选方案，其中，其进一步包括一个用于当旋转底座处于前飞状态时、保持旋转底座处于闭合状态的自锁单元，所述自锁单元包括一个电子阻尼器，所述电子阻尼器安装在所述定位管的后端，且所述驱动电机的后端输出轴与所述电子阻尼器连接。
30.作为优选方案，其中，其进一步包括一个用于记录直推杆位移状态的位移传感器，所述位移传感器的两端与前端定位座和后端固定座连接；或者，其进一步包括一个用于检测所述旋转底座旋转角度的角度电位器，所述角度电位器设置在所述转轴安装座和第一铰接轴之间。
31.本发明通过采用上述技术方案，通过将驱动单元和倾转单元的后部依次沿直线布置在定位管中，使得其整体安装更为便捷，通过采用丝杆和螺母作为驱动单元的传动构件，其具有传动精度高，不易磨损、使用寿命长的优点，从而可以有限解决了现有的旋翼飞行器倾转机构中传动机构磨损后导致其稳定性差、进而降低其使用寿命的问题；本发明所述丝杆与螺母连接的直推杆带动旋转关节摆动，通过将设置在最前端的旋转底座铰接于前端定位座的上端部，并通过旋转关节推动旋转底座旋转，可以是实现旋转底座在回收状态(旋翼处于垂直位置)和展开状态(旋翼处于水平位置)的两种状态之间转换。本发明通过将驱动单元、以及倾转单元中的丝杆、直线推杆均呈直线桩底布置于圆柱形的定位管中，其方便个
零件的组装；同时，由于旋转底座的旋转是基于旋转底座本身与前端定位座的转轴一进行，旋转底座在旋转时不进行位置上的移动，即转轴一为其倾转角度提供了旋转基准，使得倾转角度控制更容易和方便。同时，倾转单元中的直推杆和旋转关节为推力构件，其结构相对于现有旋翼飞行器倾转机构的双四连杆机构构成的推力构件结构简单，大幅减少了零件数量，整体机构更为简单、便于安装、并减轻结构重量，从而减少飞行阻力，增加无人机续航时间以及抗风能力。
32.本发明进一步通过导向机构，使直推杆和螺母在所述丝杆驱动下做直线运动；通过将导向机构的导轨设置在前端定位座和后端固定座之间，特别是将设在直推杆的法兰的外缘上、在导轨内滑动的滑动件采用滚动轴承，从而降低了滑动件与导轨之间的摩擦阻力，提高了直推杆运动的顺畅性。
33.本发明进一步通过在驱动电机后端设置一个自锁单元，具体采用电子阻尼器，电子阻尼器是属于通电低阻尼，断电高阻尼，当旋转底座处于回收状态时，此时，通过驱动电机断电，使电子阻尼器处于高阻尼状态，从而可以实现自锁功能。由于，采用了电子阻尼器，可以在旋转底座处于回收状态时、即水平飞行时，使驱动电机断电，从而可以节省电能，增加前飞时间，增大航时。
34.本发明进一步在前端定位座和后端固定座之间设置了位移传感器，用于记录直线推杆位移状态，根据位移量以及旋转关节运动量可计算并确定当前旋转底座角度。或者，通过在转轴一处直接设置角度电位器，从而也可以直接检测旋转底座的倾转角度。
附图说明
35.图1、2是本发明所述一种旋翼飞行器倾转结构的纵剖视图一、二；
36.图3、4是本发明所述一种旋翼飞行器倾转结构的去掉部分定位管的立体图一、立体图二；
37.图5是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转结构的电机固定座的立体图；
38.图6、7是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转结构的后端固定座的立体图和侧视图；
39.图8、9是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转结构的直推杆的立体图和纵剖视图；
40.图10、11、12是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转结构的前端定位座的立体图一、立体图二和纵剖视图；
41.图13、14是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转结构的旋转底座的立体图和侧视图；
42.图15是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转结构的导轨的立体图；
43.图16是本发明所述的一种旋翼飞行器倾转结构的定位管的立体图；
44.图17是本发明所述一种旋翼飞行器倾转结构实施例二的侧视图；
45.图18是本发明实施例二中的转轴一的立体图；
46.图19是本发明实施例二中的角度电位器的示意图。
47.附图标记说明：驱动单元1，驱动电机11、联轴器12，电机固定座13，环形架131，定位孔132，电机固定孔133，减重凹槽134，螺钉孔135；倾转单元2，丝杆21，螺母22，直推杆23、盲孔231、法兰232、弦切面233，直推杆连接耳234，旋转关节24，后端固定座25，环形支架一
251，定位套一252，后定位孔253，导轨安装孔一254，电位器安装孔一255，减重孔一256；前端定位座26，中心定位孔261，第一延伸部262，上部2621，下部2622，转轴安装座2623，豁口2624，转轴安装孔2625，环形支架二263，定位套二264，导轨安装孔二265，电位器安装孔二266，减重孔二267；旋转底座27，底座板271，第二延伸部272，上延伸部2721，下延伸部2722；第一连接耳273，第二连接耳274；转轴一281，半圆轴端2811，转轴二282，转轴三283；导向机构29，导轨291，滑道292，滑动件293；定位管3，电子阻尼器固定孔31、电机固定座固定孔32、后端固定座固定孔33、前端定位座固定孔34；自锁单元4，位移传感器51，角度电位器52。
具体实施方式
48.以下结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的举例说明，但并不能使用该优选实施例来限定本发明的保护范围。
49.实施例一，参见图1-4，图中展示了本发明所述的一种旋翼飞行器倾转结构，其包括：驱动单元1和倾转单元2，本发明的特点在于：所述驱动单元1和倾转单元2后部依次沿直线布置在一个圆柱状的定位管3中；
50.所述驱动单元1包括驱动电机11、联轴器12和电机固定座13；所述驱动电机11通过电机固定座13固定在一个呈圆柱状的定位管3中，驱动电机11的前端输出轴通过联轴器12与倾转单元2连接；参见图5，具体地，所述电机固定座13包括为一个环形架131，环形架131外径与所述定位管3内径适配，环形架131的外缘具有螺钉孔135，通过紧固螺钉将电机固定座13固定在定位管3中，环形架131中央为一个圆形的定位孔132，定位孔132用于安装电机，环形架131上设有四个电机固定孔133，通过紧固螺钉将电机端面的固定盘固定在环形架131上；
51.参见图1-4，所述倾转单元2包括：丝杆21、螺母22、直推杆23、旋转关节24、后端固定座25、前端定位座26、旋转底座27和导向机构29；为了提高传动精度以及耐磨性能，其中，所述丝杆21和螺母22为滚珠丝杆和滚珠螺母，显然，其还可以采用t型丝杆和t型螺母替代滚珠丝杆和滚珠螺母，也具有良好的传动精度，且通过涂润滑脂提高润滑度，减少磨损。所述丝杆21、螺母22、直推杆23、后端固定座25、导向机构29设置在定位管3中，前端定位座26固定在定位管3的前端，旋转底座27的上端可以转动地连接于前端定位座26的上端；
52.具体地，所述丝杆21的后端通过后端固定座25安装在定位管3中、且丝杆21的后端通过联轴器12与所述驱动电机11直线连接；参见图6、7，该后端固定座25包括一个外径与所述定位管3内径适配的环形支架一251和与所述环形支架一251连为一体的定位套一252，定位套一252的中心具有用于丝杆21支撑、定位的后定位孔253，丝杆21的后端穿过该后定位孔253与所述联轴器12对接，后端固定座25为丝杆21提供定位和支撑；
53.螺母22螺接在所述丝杆21上，在所述丝杆21驱动下可以做直线往复运动；
54.参见图8、9，直推杆23的后端与所述螺母22固定连接，且所述直推杆23的后端具有盲孔231，供所述丝杆21伸入；从而通过螺母22可以带动直推杆23做直线往复运动；具体地，直推杆23的后端具有一个法兰232，通过螺钉将法兰232连接于螺母22的前端面；直推杆的前端具有直推杆连接耳234，
55.前端定位座26固定安装于所述定位管3的前端，参见图10、11、12，所述前端定位座26中间具有一个用于所述直推杆23穿过的中心定位孔261，从而为直推杆23提供支撑和定
位；具体地，前端定位座26的后端具有与所述定位管3内径适配的环形支架二263，定位管3和环形支架二263的外圆周具有螺钉孔，通过螺钉固定连接，环形支架二263中间具有一个与所述环形支架二263连为一体的定位套二264，所述中心定位孔261位于所述定位套二264中心，用于支撑所述直推杆23；
56.所述前端定位座26具有向前延伸第一延伸部262，第一延伸部262呈圆柱状，所述第一延伸部262的上部2621的长度长于下部2622的长度，且所述下部2622的前端面呈上长下短的斜面状；所述第一延伸部262的上部2621处具有两个转轴安装座2623，两个转轴安装座2623间具有一豁口2624，转轴安装座上具有转轴安装孔2625，转轴一281优选通过轴承安装于转轴安装孔2625中；
57.参见图13、14，所述旋转底座27的上端可转动地连接于所述前端定位座26的转轴安装座2623上，具体地，旋转底座27包括一个位于前端的圆形的底座板271和由底座板271向后延伸的圆柱形的第二延伸部272，前端的圆形的底座板271用于安装飞行器的旋翼，第二延伸部272与所述第一延伸部262等径；所述第二延伸部272的上端为较短的上延伸部2721，上延伸部2721下面的下延伸部2722的端面为上短下长的斜面状，且所述旋转底座27处于回收状态时，下延伸部2722的端面与前端定位座26的第一延伸部262的下部2622的端面吻合，即旋转底座27和前端定位座26刚好处于圆柱形的闭合状态，实际上处于非闭合状态也是可以的；所述旋转底座27内靠近上延伸部2721处具有第一连接耳273，该第一连接耳273与所述前端定位座26的转轴安装座2623间的豁口2624适配，第一连接耳273与转轴一281连接，可以随转轴一281转动；即所述旋转底座27通过第一连接耳273可转动地连接于所述前端定位座26的转轴安装座2623处；旋转底座27上还设有第二连接耳274，第二连接耳274位于所述第一连接耳273同一垂直面上，位于所述第一连接耳273相邻处的下方位置；
58.参见图1-4，旋转关节24的一端与所述直推杆23的前端部可转动地连接，另一端与所述旋转底座27的第二连接耳274可转动地连接。具体地，旋转关节24的前后两端均为y形结构，y形结构上设有安装孔，转轴二282、转轴三283分别可以转动地设在两端的y形结构上设有安装孔，优选通过轴承设置，第二连接耳274和直推杆23的直推杆连接耳234插入到y形结构的中间空挡处，并与转轴二282、转轴三283连接；在直推杆23的推动下，通过旋转关节24带动旋转底座27绕转轴一281中心转动，从而使旋转底座27可以在垂直位置(收回状态)和水平位置(展开状态)之间转换。
59.参见图1、2、3和15，导向机构29用于限制所述直推杆23和螺母22沿直线运动，该导向机构29包括一个导轨291，导轨291设置在前端定位座26和后端固定座25之间，导轨291可以选择直接设在定位管3内壁上，最好，导轨291两端与前端定位座26和后端固定座25固定连接，设置在前端定位座26和后端固定座25上，可以使定位管3内壁保持圆孔通畅，便于各零件的安装和拆卸；参见图6、11，后端固定座25的环形支架一251和前端定位座26的环形支架二263上分别设有一个导轨安装孔一254、导轨安装孔二265，导轨安装孔一254、导轨安装孔二265与导轨291端部形状适配，导轨291的两个端部插入其中，并在环形支架一251和环形支架二263的外圆上设有螺钉孔，通过螺钉锁紧在导轨291两端的螺孔293上；导轨291中间具有一个与所述丝杆21、直推杆23平行的滑道292；
60.参见图8，在直推杆23的法兰232的外缘上，最好，该外缘处具有一个弦切面233，设有一个滑动件293，所述滑动件293的上端延伸至所述滑道292中，为了减少导向的摩擦力，
最好该滑动件293采用滚动轴承，滚动轴承在滑道中滚动定位，能够降低摩擦阻力，使直推杆23的运动更顺畅。
61.参见图1-4，本发明所述的一种旋翼飞行器倾转结构，其进一步包括一个位移传感器51，所述位移传感器51最好是两端与前端定位座26和后端固定座25连接，参见图6、11，后端固定座25的环形支架一251和前端定位座26的环形支架二263上与导向机构29相对一侧分别设有一个电位器安装孔一255、电位器安装孔二266，供位移传感器51的两个端部插入，并通过螺钉锁紧。位移传感器5用于感知直推杆23的水平移动量，通过计算可以得知旋转底座27旋转的角度，即用于控制旋转底座27倾转角度。
62.参见图1-4，本发明所述旋翼飞行器倾转结构，还包括一个自锁单元4，该自锁单元4用于当旋转底座27处于前飞状态(旋转底座27处于回收状态)时、能够保持旋转底座27处于闭合状态，该自锁单元4优选为电子阻尼器，该电子阻尼器安装在所述定位管3的后端，且所述驱动电机11的后端输出轴与所述电子阻尼器连接，电子阻尼器是属于通电低阻尼，断电高阻尼，当旋转底座27处于回收状态时，驱动电机11断电，电子阻尼器处于高阻尼状态，从而可以实现自锁功能。
63.参见图16，定位管3为圆柱筒状，其上面设有四组固定孔，分别为电子阻尼器固定孔31、电机固定座固定孔32、后端固定座固定孔33、前端定位座固定孔34，电子阻尼器、电机固定座13、后端固定座25、前端定位座26分别通过螺钉紧固在定位管3上。
64.参见图5、6、11，为了降低重量，其中，所述电机固定座13位于所述电机固定孔133的周围具有减重凹槽134；所述后端固定座25的环形支架一251和前端定位座26的环形支架二263上还分别开设有减重孔一256、减重孔二267。
65.本发明所述的翼飞行器倾转结构工作时，主要分为两个工作状态：旋转底座27展开状态和旋转底座27闭合状态，如图4所示，当其处于展开状态时，旋翼水平设置，飞行器处于垂直升降和悬停的状态；当处于闭合状态时，旋翼垂直设置，飞行器处于水平飞行状态。旋转底座27在展开状态时，如图1、2、3、4所示，由驱动电机11驱动丝杆21旋转，在导向机构29的限位作用下，丝杆21驱动螺母22和直推杆23沿前端定位座26的中心定位孔261做直线运动，直推杆23通过旋转关节24带动旋转底座27绕转轴一281的中心顺时针转动，使旋转底座27向上翻转，控制指令控制驱动电机11的转速，并根据位移传感器5反馈数据进行分析处理，最终使得旋转底座27到达指定角度位置，此时，驱动电机11处于上电工作状态，驱动电机11可以控制旋转底座27保持在展开状态，同时，自锁单元4的电子阻尼器处于低阻尼状态(电子阻尼器是属于通电低阻尼，断电高阻尼)。
66.旋转底座27在闭合状态时，如图2所示，由驱动电机11驱动丝杆21反向旋转，在导向机构29的限位作用下，丝杆21驱动螺母22和直推杆23沿前端定位座26的中心定位孔261做直线运动，直推杆23通过旋转关节24带动旋转底座27绕转轴一281逆时针转动，使旋转底座27回转至闭合状态，控制指令控制电机转速根据位移传感器5反馈数据进行分析处理，最终使得旋转底座27到达指定闭合角度位置，此时驱动电机11断电，自锁单元4的电子阻尼器处于高阻尼状态，使得倾转单元2处于自锁状态。此时前飞，驱动电机11不工作，使用电子阻尼器进行自锁，可以省电，从而增加前飞时间，增大航时，方便无人机做前飞飞行动作，提高无人机的前飞行性能。
67.实施例二，参见图17-19，图中展示了本发明的另一较佳实施方式，与上一实施例
不同之处在于：采用了角度电位器52替换了位移传感器51，该角度电位器52设在前端定位座26上的转轴一281上，在转轴一281的端部设有一个与所述角度电位器52中心孔适配的半圆轴端2811，用于安装角度电位器52的内环，转轴安装座2623具有与角度电位器52的外缘适配的孔，用于安装角度电位器52。本实施例，可以直接检测到旋转底座倾转角度。
68.以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本发明旨在提供一种旋翼飞行器倾转结构，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，例如：改变导向机构导轨和位移传感器的设置位置，将其设在定位管的内壁上，滑动件不采用滚动轴承等，但都将落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种旋翼飞行器倾转结构，其包括驱动单元(1)和倾转单元(2)，其特征在于：所述驱动单元(1)和倾转单元(2)的后部依次沿直线布置在一个圆柱状的定位管(3)中；所述倾转单元(2)包括：一个丝杆(21)，所述丝杆(21)的后端通过一个后端固定座(25)安装在定位管(3)中、且所述丝杆(21)的后端与所述驱动单元(1)直线连接；一个螺母(22)，螺接在所述丝杆(21)上，且在所述丝杆(21)驱动下可以做直线运动；一个直推杆(23)，所述直推杆(23)的后端与所述螺母(22)固定连接，且所述直推杆(23)中心具有供所述丝杆(21)自后端伸入的盲孔(231)；一个前端定位座(26)，固定安装于所述定位管(3)的前端，所述前端定位座(26)中间具有一个供所述直推杆穿过的中心定位孔(261)，所述前端定位座(26)具有向前延伸的、圆柱状的第一延伸部(262)，所述第一延伸部(262)的上部(2621)的长度长于下部(2622)的长度，且所述下部(2622)的前端面呈上长下短的斜面状；一个旋转底座(27)，所述旋转底座(27)包括一个位于前端的圆形的底座板(271)和由底座板(27)向后延伸、呈圆柱形、且与所述第一延伸部等径的第二延伸部(272)，所述第二延伸部(272)的上端为较短的上延伸部(2721)，所述上延伸部(2721)下面的下延伸部(2722)的端面为上短下长的斜面状；所述旋转底座(27)的后端上部通过转轴一(281)安装于所述前端定位座(26)的前端上部；一个旋转关节(24)，所述旋转关节(24)一端与所述直推杆(23)的前端部转动连接，另一端与所述旋转底座(27)转动连接，用于推动所述旋转底座(27)绕所述转轴一(281)的中心在展开状态和闭合状态之间旋转。2.根据权利要求1所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述丝杆为滚珠丝杆，所述螺母为滚珠螺母；或者：所述丝杆为t型丝杆，所述螺母为t型螺母。3.根据权利要求1所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述旋转底座(27)处于闭合状态时，所述第二延伸部(272)的后端端面与所述第一延伸部(262)前端端面吻合，所述旋转底座(27)和前端定位座(26)围成圆柱形形状。4.根据权利要求3所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述第一延伸部(262)的上部处具有两个转轴安装座(2623)，两个所述转轴安装座之间具有一豁口(2624)，所述转轴一可以转动地设在所述转轴安装座内的转轴安装孔(2625)中；在所述旋转底座(27)内、靠近上延伸部(2721)处具有可以插入所述豁口中的第一连接耳(273)，所述旋转底座(27)的第一连接耳(273)与所述前端定位座(26)的两个转轴安装座(2623)之间的转轴一(281)连接；在所述旋转底座(27)上还设有第二连接耳(274)，第二连接耳(274)位于所述第一连接耳(273)同一垂直面的下方位置；所述旋转关节(24)与所述第二连接耳(274)转动连接。5.根据权利要求4所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述旋转关节(24)的前后两端均为y形结构，在两端的所述y形结构处分别设有转轴二(282)、转轴三(283)；所述第二连接耳(274)和直推杆(23)的直推杆连接耳(234)插入到所述旋转关节(24)的两个y形结构的中间空挡处，与转轴二(282)、转轴三(283)连接在一起。6.根据权利要求5所述的一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述驱动单元(1)包括驱动电机(11)、联轴器(12)和电机安装座(13)，所述丝杆(21)的
后端通过联轴器(12)与所述驱动电机(11)直线连接；所述驱动电机(11)通过电机安装座(13)设置在定位管(3)中；所述电机安装座(13)包括为一个外径与所述定位管内径适配的环形架(131)，环形架(131)中央为一个圆形的用于安装电机的定位孔(132)，在环形架上设有电机固定孔(133)。7.根据权利要求6所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述后端固定座(25)包括一个外径与所述定位管(3)内径适配的环形支架一(251)和与所述环形支架一(251)连为一体的定位套一(252)，中心具有用于丝杆支撑、定位的后定位孔(253)，所述丝杆(21)的后端穿过该后定位孔(253)与所述联轴器(12)对接。8.根据权利要求7所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述前端定位座(26)的后端具有与所述定位管(3)内径适配的环形支架二(263)，所述环形支架二(263)通过螺钉固定在定位管(3)内，所述环形支架二(263)中间具有一个与所述环形支架二(263)连为一体的定位套二(264)，用于支撑所述直推杆(2)的所述中心定位孔(261)位于所述定位套二(264)中心位置。9.根据权利要求1-8其中任一项所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述直推杆(23)的后端具有一个法兰(232)，所述法兰(232)通过螺钉连接于螺母(22)的前端面。10.根据权利要求9所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：其进一步包括一个导向机构(29)，用于使所述直推杆(23)和螺母(22)在所述丝杆(21)驱动下做直线运动；所述导向机构(29)包括一个导轨(291)，所述导轨(291)设置在前端定位座(26)和后端固定座(25)之间，所述导轨(291)中间为一个与所述丝杆、直推杆平行的滑道(292)；一个滑动件(293)设在所述直推杆(23)的法兰(232)的外缘上，所述滑动件(293)的上端延伸至所述滑道(292)中、且在所述滑道(292)中导向定位。11.根据权利要求10所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述导轨(291)的两端与前端定位座(26)和后端固定座(25)连接；在直推杆(23)的法兰(232)的外缘上具有一个弦切面(233)，所述滑动件(293)设在所述弦切面(233)上；滑动件(293)采用滚动轴承。12.根据权利要求8所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：所述电机固定座(13)位于所述电机固定孔(133)的周围具有减重凹槽(134)；所述后端固定座(25)的环形支架一(251)上设有减重孔一(256)；所述前端定位座(26)的环形支架二(263)上具有减重孔二(267)。13.根据权利要求1-8其中任一项所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：其进一步包括一个用于当旋转底座(27)处于前飞状态时、保持旋转底座(27)处于闭合状态的自锁单元(4)，所述自锁单元(4)包括一个电子阻尼器，所述电子阻尼器安装在所述定位管(3)的后端，且所述驱动电机(11)的后端输出轴与所述电子阻尼器连接。14.根据权利要求1-8其中任一项所述的述一种旋翼飞行器倾转结构，其特征在于：其进一步包括一个用于记录直推杆(23)位移状态的位移传感器(51)，所述位移传感器(51)的两端与前端定位座(26)和后端固定座(25)连接；或者，其进一步包括一个用于检测所述旋转底座(27)旋转角度的角度电位器(52)，所述角度电位器(52)设置在所述转轴安装座
(2623)和第一铰接轴(281)之间。

技术总结
本发明公开了一种旋翼飞行器倾转结构，其包括驱动单元和倾转单元，驱动单元和倾转单元的后部依次沿直线布置在一个圆柱状的定位管中；倾转单元包括：设在定位管中的与所述驱动单元直线连接的丝杆，一直推杆通过螺母螺接在丝杆上，直推杆的前端伸出定位管前端并通过旋转关节与一个旋转底座连接，该旋转底座通过转轴一铰接于位于定位管前端部的前端定位座的上端，在直推杆的推动下旋转底座可以绕转轴一在展开状态和闭合状态之间旋转。本发明所述旋翼飞行器倾转结构，其传动机构传动精度高抗磨损，克服了现有技术的传动机构磨损后导致其稳定性差的问题；本发明所述旋转底座可以精准方便控制倾转角度。便控制倾转角度。便控制倾转角度。


技术研发人员：刘宁君 张贺 韩浩
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/9