一种倾转旋翼机构

1.本实用新型属于无人机技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种倾转旋翼机构。


背景技术：

2.现目前，无人机类型分为两大类：固定翼与多旋翼，其两者各有优缺点：固定翼无人机起降条件苛刻，需要跑道才可实现起降；旋翼类无人机续航能力不足，飞行高度及速度低。
3.倾转旋翼飞机是一种性能独特的飞机，它可以像传统多旋翼飞机进行悬停、垂直起降，也可以像螺旋桨固定翼飞机那样高速巡航飞行。中国专利cn210455231u提供了一种全电动倾转旋翼无人机，其通过分别驱动安装在前梁两端的动力电动机和倾转电动机实现倾转桨叶的起降前行和转向，但是该专利的旋翼倾转装置是直接装备在固定翼机翼上的，旋翼倾转装置整体较大，模式切换时带动固定翼机翼舵面一起转动，这样的结构设计在垂直飞行和悬停时，旋翼与固定翼之间有较大的涡流与乱流的产生，在无人机飞行过程中产生较大的气动干扰，影响飞行速度和续航。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
5.为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种倾转旋翼机构，其配置在机身上，所述机身包括机身主体以及配置在机身主体两侧的固定翼，所述机身主体的尾部配置有尾翼，其中：
6.所述旋翼机构包括左侧旋翼、右侧旋翼和尾旋翼，所述左侧旋翼通过左侧倾转机构配置在左侧的固定翼的中段，所述右侧旋翼通过右侧倾转机构配置在右侧的固定翼的中段，所述为尾旋翼配置在所述机身主体上靠近尾翼处；
7.所述左侧倾转机构和右侧倾转机构均包括舵机和与舵机配合的电机倾转座，所述左侧旋翼、右侧旋翼分别固定连接左侧电机倾转座和右侧电机倾转座。
8.优选的是，所述左侧旋翼和右侧旋翼分别设置在左侧固定翼和右侧固定翼上靠近机身机头的一端。
9.优选的是，所述电机倾转座通过螺栓固定连接在舵机的输出端，所述舵机的输出端的一端设为摇臂、另一端设为轴承。
10.优选的是，各所述固定翼包括靠近机身主体的前端部和远离机身主体的后端部，所述舵机固定配置在前端部和后端部之间，所述舵机与前端部和后端部靠近舵机一端的截面形状相适配。
11.优选的是，所述前端部、舵机和后端部之间通过横向设置的横梁串联为一个整体。
12.优选的是，所述左侧旋翼和右侧旋翼以机身主体为轴线对称设置。
13.本实用新型至少包括以下有益效果：
14.本实用新型所设计的旋翼机构，通过舵机与电机倾转座配合，左侧旋翼和右侧旋翼独立于固定翼机翼，相比于传统结构更加小巧灵活，倾转时能耗较少，产生的气动影响也较小，无人机飞行更加稳定；
15.本实用新型装置成功融合了固定翼与多旋翼无人机的优势，可在狭小场地内快速起飞，同时具有巡航距离远、飞行速度快、全系统简便灵活可快速作业等特点。
16.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
17.图1为本实用新型装置倾转旋翼机构的结构示意图；
18.图2为本实用新型装置提供的右侧的电机座顷转和舵机结构示意图；
19.图3为本实用新型装置提供的右侧的舵机结构示意图；
20.图4为本实用新型装置提供的右侧的舵机结构示意图；
21.图5为本实用新型装置提供的右侧的舵机、前端段、旋翼、电机座示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
23.应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
24.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，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。
25.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
26.此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.如图1-5所示：本实用新型的一种倾转旋翼机构，其配置在机身1上，所述机身包括机身主体11以及配置在机身主体两侧的固定翼12，所述机身主体的尾部配置有尾翼13，其
中：
28.所述旋翼2包括左侧旋翼21、右侧旋翼22和尾旋翼23，所述左侧旋翼 21通过左侧倾转机构3配置左侧的固定翼12的中段，所述右侧旋翼22通过右侧倾转机构4配置右侧的固定翼的中段，所述尾旋翼23配置在所述机身主体11上靠近尾翼13处；
29.所述左侧倾转机构3包括左侧舵机31和与左侧舵机31配合的左侧电机倾转座32，所述右侧倾转机构4包括右侧舵机41和与右侧舵机41配合的右侧电机倾转座42，所述左侧旋翼21、右侧旋翼22分别固定连接左侧电机倾转座32和右侧电机倾转座42。
30.工作原理：
31.倾转旋翼无人机包括飞行状态和升降状态，倾转旋翼无人机在垂直升降和悬停时的气动干扰问题最为严重，本实用新型装置的倾转机构(3、4)包括舵机(31、41)部分和电机倾转座(32、42)部分，使用时通过舵机(31、 41)的控制电机倾转座(32、42)的倾转状态，通过电机倾转座(32、42) 控制左侧旋翼21、右侧旋翼22的倾转角度，左侧旋翼21和右侧旋翼22的倾转独立于固定翼12，在飞行状态和垂直升降装状切换时，减少了旋翼与固定翼12之间涡流与乱流的产生，最大程度地降低了气动干扰，同时这种结构相比于传统结构也更加小巧灵活。
32.需要说明的是，在飞行状态时，分别与左侧旋翼21和右侧旋翼22连接的左侧电机倾转座32和右侧电机倾转座42，与舵机保持平行(参见图1，其旋翼为飞行状态)，在飞行状态向升降状态切换时，舵机控制左侧电机倾转座32和右侧电机倾转座42旋转90
°
垂直于舵机，此时，左侧旋翼21和右侧旋翼22同尾旋翼23状态一致。
33.需要说明的是：升降状态和悬停时，左侧旋翼21、右侧旋翼22和尾旋翼23的桨叶的产生向下气流形成升力；飞行状态时，左侧旋翼21和右侧旋翼22沿轴向沿飞行方向产生推力；舵机通过电机倾转座控制旋翼倾转角度，进而控制飞机的姿态。
34.上述技术方案中，所述左侧旋翼21和右侧旋翼22分别设置在左侧的固定翼12和右侧的固定翼12上靠近机身机头的一端。
35.上述技术方案中，所述电机倾转座(32、42)通过螺栓固定连接在舵机的输出端，所述舵机的输出端的一端设为摇臂43、另一端设为轴承44；无人机在由飞行状态向升降状态切换时，舵机的摇臂43从水平方向旋转90
°
切换为垂直方向，以使电机座顷转(32、42)、左侧旋翼21、右侧旋翼22从水平方向旋转90
°
切换为垂直方向。
36.上述技术方案中，各所述固定翼12包括靠近机身主体的前端部121和远离机身主体的后端部122，所述舵机(31、41)固定配置在前端部121和后端部122之间，所述舵机(31、41)与前端部121和后端部122靠近舵机(31、 41)一端的截面形状相适配。采用这个结构，倾转机构整体结构更加小巧，装配更加简单。
37.上述技术方案中，所述前端部121、舵机(31、41)和后端部122之间通过两根横向设置的横梁5串联为一个整体，采用这个结构，方便舵机在机身上的装配、拆卸。
38.上述技术方案中，所述左侧旋翼21和右侧旋翼22以机身主体为轴线对称设置。
39.这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
40.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，
可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

技术特征：
1.一种倾转旋翼机构，其配置在机身上，所述机身包括机身主体以及配置在机身主体两侧的固定翼，所述机身主体的尾部配置有尾翼，其特征在于：所述旋翼机构包括左侧旋翼、右侧旋翼和尾旋翼，所述左侧旋翼通过左侧倾转机构配置在左侧的固定翼的中段，所述右侧旋翼通过右侧倾转机构配置在右侧的固定翼的中段，所述尾旋翼配置在所述机身主体上靠近尾翼处；所述左侧倾转机构和右侧倾转机构均包括舵机和与舵机配合的电机倾转座，所述左侧旋翼、右侧旋翼分别固定连接左侧电机倾转座和右侧电机倾转座。2.如权利要求1所述的倾转旋翼机构，其特征在于，所述左侧旋翼和右侧旋翼分别设置在左侧固定翼和右侧固定翼上靠近机身机头的一端。3.如权利要求1所述的倾转旋翼机构，其特征在于，所述电机倾转座通过螺栓固定连接在舵机的输出端，所述舵机的输出端的一端设为摇臂、另一端设为轴承。4.如权利要求1所述的倾转旋翼机构，其特征在于，所述固定翼包括靠近机身主体的前端部和远离机身主体的后端部，所述舵机固定配置在前端部和后端部之间，所述舵机与前端部和后端部靠近舵机一端的截面形状相适配。5.如权利要求4所述的倾转旋翼机构，其特征在于，所述前端部、舵机和后端部之间通过横向设置的横梁串联为一个整体。6.如权利要求1所述的一种倾转旋翼机构，其特征在于，所述左侧旋翼和右侧旋翼以机身主体为轴线对称设置。

技术总结
本实用新型提供了一种倾转旋翼机构，其配置在机身上，所述机身包括机身主体以及配置在机身主体两侧的固定翼，所述机身主体的尾部配置有尾翼，所述旋翼机构包括左侧旋翼、右侧旋翼和尾旋翼，所述左侧旋翼通过左侧倾转机构配置在左侧的固定翼的中段，所述右侧旋翼通过右侧倾转机构配置在右侧的固定翼的中段，所述尾旋翼配置在所述机身主体上靠近尾翼处；所述左侧倾转机构和右侧倾转机构均包括舵机和与舵机配合的电机倾转座，所述左侧旋翼、右侧旋翼分别固定连接左侧电机倾转座和右侧电机倾转座。本实用新型通过舵机与电机倾转座配合，旋翼独立于固定翼机翼，相比于传统结构更加小巧灵活，倾转时能耗较少，产生的气动影响较小，无人机飞行更加稳定。人机飞行更加稳定。人机飞行更加稳定。


技术研发人员：黄凯 钟祖成 何林燕 谭文凯 李汶桓 邱清秀
受保护的技术使用者：西南科技大学
技术研发日：2022.11.24
技术公布日：2023/3/24