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飞行器

阅读：900发布：2021-02-13

IPRDB可以提供飞行器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供的飞行器，包括至少两个以上的旋翼，旋翼由动力装置驱动，动力装置固定在对应的机臂上，机臂与主机架相连，主机架上设有动力源以及控制装置；机臂与主机架之间通过驱动机构可转动地连接，飞行器的质心位于旋翼的中心轴摆动平面外。这种飞行器体积可变小，在飞行过程转向更灵活，飞行更平稳。，下面是飞行器专利的具体信息内容。

权利要求

1.飞行器，包括两个以上的旋翼，用于驱动所述旋翼旋转的动力装置，用于安装所述旋翼的机臂，与所述机臂相连的主机架，以及控制装置；

其特征在于：

所述机臂与所述主机架之间通过驱动机构可转动地连接，所述飞行器的质心位于所述旋翼的中心轴摆动平面外。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其特征在于：所述机臂在所述驱动机构驱动下带动所述旋翼向靠近所述飞行器中轴线的方向转动。

3.根据权利要求2所述的飞行器，其特征在于：所述驱动机构包括驱动部件和传动部件；

所述驱动部件的本体固定于所述主机架上，所述驱动部件的驱动端与所述传动部件的一端连接，所述传动部件的另一端与所述机臂连接。

4.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于：所述传动部件包括第一传动臂和第二传动臂；

所述第一传动臂的一端与所述驱动端固定连接，另一端与所述第二传动臂的一端可转动的连接；

所述第二传动臂的另一端与所述机臂可转动的连接。

5.根据权利要求3所述的飞行器，其特征在于：所述传动部件包括传动臂和滑套；

所述传动臂的一端与所述驱动端固定连接，另一端与所述滑套可转动的连接；

所述滑套可滑动的套接在所述机臂上。

6.根据权利要求2所述的飞行器，其特征在于：所述驱动机构包括驱动部件和传动部件；

所述驱动部件的本体固定于所述机臂，所述驱动部件的驱动端与所述传动部件的一端连接，所述传动部件的另一端与所述主机架连接。

7.根据权利要求3或6所述的飞行器，其特征在于：所述传动部件包括齿轮机构；

所述驱动端通过所述齿轮机构驱动所述机臂转动。

8.根据权利要求3或6所述的飞行器，其特征在于：所述传动部件包括带传动机构；

所述驱动端通过所述带传动机构驱动所述机臂转动。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的飞行器，其特征在于：所述旋翼外套装有涵道。

10.根据权利要求7所述的飞行器，其特征在于：所述旋翼中心轴与所述机臂摆动的轴线之间的距离为所述旋翼半径的1.1倍至1.5倍。

说明书全文

飞行器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种飞行器，尤其涉及一种具有旋翼的飞行器。

背景技术

[0002] 四轴飞行器（Quadrotor）是一种四个旋翼的多轴飞行器，又称四旋翼飞行器、四旋翼直升机，简称四轴、四旋翼。

[0003] 如图1所示，多轴飞行器100是一种具有四个旋翼122的飞行器。多轴飞行器100具有主机架110，设置在主机架110上的电源、控制电路、电调及安装架111，每根安装架111末端分别设置有电机121，电机121驱动固定在电机121转轴上的旋翼122旋转，从而获得飞行动力。通常旋翼均匀布置在主机架上，以便于飞行器平衡控制。箭头方向为旋翼轴101的旋转方向，旋翼轴101通常竖直设置，并与主机架110的相对位置固定，旋翼122的桨距角也是固定的，通过改变转速，即可改变推进力的扭矩，从而控制飞行器100的运行轨迹。

[0004] 这种多轴飞行器，旋翼通常固定在同一工作平面空间内，飞行器不仅体积大，而且转向不灵活，难以在狭小空间内快速飞行，转向飞行阻力较大。

发明内容

[0005] 本实用新型的主要目的是提供一种体积可变小，在飞行过程转向更灵活，飞行更平稳的飞行器。

[0006] 为实现上述主要目的，本实用新型提供的飞行器，包括至少两个以上的旋翼，用于驱动旋翼旋转的动力装置，用于安装旋翼的机臂，与机臂相连的主机架以及控制装置；机臂与主机架之间通过驱动机构可转动地连接，飞行器的质心位于旋翼的中心轴摆动平面外。

[0007] 上述技术方案中，机臂与主机架之间可转动地连接，当需要携带或存储时，可以将机臂折叠，减小飞行器的体积，使携带存储更方面；另外，通过驱动装置对机臂的转动角度进行控制，可使旋翼呈一定角度旋转，旋翼旋转所产生的力可分解成一个垂直向上的分力和一个水平分力，当各旋翼转速相同时，水平分力是均匀分布的，可以使飞行器飞行更加平稳，而通过增大或减小某一旋翼的转速，就可以控制某一水平分力的大小，不仅可以使飞行器获得一个更大的转向驱动力，使转向更灵活，而且当在室外飞行，出现横向自然风时，可以通过调节水平分力的大小，维持飞行器的平稳飞行。

[0008] 较优的，本实用新型提供的飞行器，其机臂在驱动机构驱动下带动旋翼向靠近飞行器中轴线的方向转动。

[0009] 这种技术方案中，机臂转动预定角度，使旋翼产生的水平分力指向飞行器的中轴线，更好的保证了飞行器的稳定性。

[0010] 进一步的，本实用新型提供的飞行器，其驱动机构包括驱动部件和传动部件；驱动部件的本体固定于主机架上，驱动部件的驱动端与传动部件的一端连接，传动部件的另一端与机臂连接。

[0011] 该设计方案中，驱动机构还包括传动部件，可以通过对传动部件的控制，使机臂转动的角度更精确；另外，驱动部件安装在主机架上，有利于减轻机臂的负荷，使机臂的转动更灵活。

[0012] 更进一步的，本实用新型提供的飞行器，传动部件包括第一传动臂和第二传动臂；第一传动臂的一端与驱动端固定连接，另一端与第二传动臂的一端可转动的连接；第二传动臂的另一端与机臂可转动的连接。

[0013] 这种技术方案提供的传动部件，结构简单，操作方便、可靠。

[0014] 可选择的，本实用新型提供的飞行器，传动部件包括传动臂和滑套；传动臂的一端与驱动端固定连接，另一端与滑套可转动的连接；滑套可滑动的套接在机臂上。

[0015] 这种技术方案提供了另外一种可供选择的传动部件的结构，根据主机架结构的不同，可以选择此类传动机构。

[0016] 可选择的，本实用新型提供的飞行器，驱动机构包括驱动部件和传动部件；驱动部件的本体固定于机臂，驱动部件的驱动端与传动部件的一端连接，传动部件的另一端与主机架连接。

[0017] 这种技术方案中，驱动部件安装在机臂上，有利于减小主机架的体积和负荷，在特定情况下，是一种可供选择的技术方案。

[0018] 可选择的，本实用新型提供的飞行器，传动部件包括齿轮机构；驱动端通过齿轮机构驱动机臂转动；或者传动部件包括带传动机构；驱动端通过带传动机构驱动机臂转动。

[0019] 上述技术方案提供了传动机构的可供选择的其他替代方案，能满足不同客户的需求。

附图说明

[0020] 图1是现有技术的四轴飞行机示意图；

[0021] 图2是本实用新型飞行器第一实施例的示意图；

[0022] 图3是图2中飞行器第一实施例的前视图；

[0023] 图4是本实用新型飞行器第二实施例的示意图。

[0024] 以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

[0025] 以下实施例介绍过程中针对的具体结构或者零部件，仅作为本领域技术人员理解本实用新型的参考性例证，本领域技术人员在实施例描述技术方案的启示下，还可以设计出或者摹制得到不超出本实用新型之技术范围或者技术实质的各种等同或者类似的技术特征。由此，如果用这种示例性说明来限制本实用新型权利要求所囊括的保护范围是不适宜的。等同或类似于本实用新型的技术方案仍然属于本实用新型权利要求的保护范围。

[0026] 第一实施例：

[0027] 如图2所示，该实施例中的飞行器10具有四个旋翼11，每个旋翼11下方各设有电机12，电机12驱动旋翼11旋转。电机12固定在机臂13的一端，机臂13的另一端与“一”字形的主机架14可转动的连接。在主机架14靠近机臂13的位置处设置有电机15，电机15的轴与传动壁16的一端连接并相对固定，以便带动传动臂16转动；传动臂16的另一端与滑套17相连，它们之间为可转动的铰接；滑套17套接在机臂13上，并可以相对机臂13滑动。本实施例中，旋翼11、电机12、机臂13、电机15、传动臂16和滑套17均为四个。主机架14内部设有电池和控制装置（图中不可见），电池用于为电机12和电机15提供动力，控制装置用于控制电机12的转速以及电机15的转动角度。

[0028] 在本实施例中，电机15可带动传动臂16旋转，传动臂16带动滑套17沿着机臂13滑动，在滑动过程中，滑套17会带动机臂13向上转动，如图3所示，此时，旋翼11的中心轴会与飞行器10的中心轴A-A之间形成一个夹角a，旋翼11在旋转过程中，会产生一个向上、向内的力F。由于夹角a的存在，力F可分解成一个向上的分力F1和水平的分力F2；分力F1为飞行器提供了上升的动力；而分力F2为水平方向，通过控制夹角a的大小，可以控制水平分力F2的大小，从而迅速的控制飞行器10的飞行方向和飞行动作。例如，在图3中，当飞行器10需要向左飞行时，控制装置发出指令，控制右侧电机15的转动较大角度，从而通过传动臂16和滑套17调节右侧机臂13转动较大的角度a,这样，右侧旋翼11产生的向左的水平分力较大，从而迅速的推动飞行器10向左转向。又例如，当四个机臂的夹角a相同时，水平分力F2的大小相同，此时，飞行器10的体积会相较于夹角a为0时小，较易通过狭小的空间；同时，由于水平分力F2的存在，飞行器10的飞行也将更加平稳。

[0029] 此外，飞行器10的质心位于旋翼11的中心轴摆动平面外，即飞行器10的质量中心位于旋翼11的中心轴在旋翼11摆动过程中所形成的平面外面。并且，旋翼11中心轴与机臂13摆动的轴线之间的距离为旋翼11半径的1.1倍至1.5倍。

[0030] 当需要储存或携带飞行器10时，可以通过电机15的驱动使机臂13向内旋转至最大角度，此时，机臂13处于贴紧状态，飞行器10的体积最小，便于携带和储存。

[0031] 第二实施例

[0032] 如图4所示，该实施例的飞行器20具有四个旋翼21，旋翼21由其下方的电机22驱动旋转，电机22固定在机臂23的一端，机臂23的另一端与类似“工”字形的主机架24可转动的铰接，主机架24中部设有一个用于安装电池和控制器的安装箱28。在主机架24的四个端部固定有电机25，电机25的轴与传动臂26的一端固定连接，传动臂26的另一端与传动臂27的一端可转动的铰接，传动臂27的另一端与机臂23可转动的铰接。

[0033] 在本实施例中，电机25可带动传动臂26旋转，传动臂26推动传动臂27向上移动，传动臂27带动机臂13向上旋转一定角度，从而使旋翼22中心轴与飞行器20的中心轴之间形成一个角度。本实施例的运行和控制方法与第一实施例相同。

[0034] 在另外的实施例中，传动臂和滑套组成的传动机构也可以用齿轮机构或带传动机构所替代；为简化结构，传动臂和滑套等部件可以省略，机臂的旋转角度可以直接被电机带动。

[0035] 在其他实施例中，旋翼还可以直接安装在机臂上，由安装在主机架或机臂上的电机通过链传动、齿轮传动、带传动等方式驱动。或者，将旋翼设置在涵道外，即在旋翼外套装一个涵道。

[0036] 更好的，本实用新型提供的飞行器，动力装置和驱动部件均为电机，可以减小飞行器的体积和重量；当然，动力装置也可以是以汽油、柴油等燃料油或天然气等气体为燃料的内燃机，因为内燃机续航能力强，动力强劲，较适合体积大、重量重的飞行器。

[0037] 另外，如果飞行器体积较大，重量较重，作为旋翼旋转动力的电机也可以被油机代替，而作为机臂旋转动力的电机也可以被液压杆等动机机构代替。

标题	发布/更新时间	阅读量
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