本发明属于无人机技术领域,特别是涉及一种单旋翼无人机。
背景技术
单旋翼无人机,也称直升机无人机,其通过主旋翼升空飞行,通过尾旋翼改变偏转方向,相较于多旋翼或者固定翼无人机,具有机动性能强,飞行速度快的特性,所以在竞技领域里,直升机无人机一直是比较热门的机型,而直升机无人机的驱动系统需要能够稳定的输出动力,对于爆发性的输出,也要能够稳定的完成,从而可以保证无人机的稳定飞行,无人机起飞时,旋翼产生的升力较大,所以对于直升机主轴的轴向稳定性要求较高,既需要轴向无窜动,也需要主轴能够顺畅的旋转,现有的无人机主轴都只使用两个主轴座固定,且使用普通的滚子轴承,无法保证运转时的稳定;
无人机的驱动电机由于需要爆发出极大的扭矩,所以驱动电机的固定需要很高的稳定性,现有驱动电机的输出轴连带主齿轮都是悬空状态,即输出轴伸出的端部没有固定用的安装座,此时驱动电机运转时,其输出轴会产生振动,使其与从动齿盘的啮合不严密,严重的还会发生打齿的现象,另外,运转时转子会产生较高的热量,所以驱动电机的散热也非常重要。
技术实现要素:
本发明主要解决的技术问题是提供一种单旋翼无人机的驱动系统,其通过角接触轴承解决主轴的轴向位移问题,在保证了主轴轴向的稳定情况下,还能使主轴顺畅的旋转,以此保证无人机的稳定运行。
为解决上述技术问题,本发明的采用的一个技术方案如下:
一种单旋翼无人机的驱动系统,包括安装于无人机的机身的主轴和驱动所述主轴的驱动电机,所述驱动电机的输出轴设有主齿轮,所述主轴设有从动齿盘,所述主齿轮和所述从动齿盘啮合;
所述驱动电机通过第一电机座安装于所述机身,且所述主齿轮伸出所述第一电机座,所述主齿轮的另一端设有第二电机座,所述第一电机座和所述第二电机座与所述主齿轮之间皆设有主齿轴承;
所述主轴的一端设有第一主轴座,且自所述第一主轴座朝向所述主轴的另一端依次设有所述从动齿盘、第二主轴座、第三主轴座和主旋翼机构,所述第二主轴座和第三主轴座为一体结构,所述第一主轴座、第二主轴座和第三主轴座与所述主轴之间皆设有主轴轴承,所述从动齿盘与所述主轴之间设有单向轴承,所述从动齿盘通过所述单向轴承驱动所述主轴旋转,当驱动电机停机时,由于所述主轴相对于所述从动齿盘的转动方向改变,所述主轴能够依惯性继续保持旋转;
所述驱动系统还包括多个舵机,所述舵机固定于所述机身,所述舵机的输出轴固定连接有舵机臂,所述舵机臂的自由端与连杆的一端球头连接,所述连杆的另一端球头连接于所述旋翼机构的十字盘,所述舵机通过所述舵机臂和连杆驱动所述旋翼机构。
进一步地说,所述驱动电机设有散热叶片,所述散热叶片位于所述驱动电机的内部,且固定于所述驱动电机的旋转轴。
进一步地说,所述第一电机座与所述第二电机座之间设有电机补强板,所述电机补强板的两端分别固定于所述第一电机座和所述第二电机座。
进一步地说,所述主齿轴承为双列角接触轴承。
进一步地说,所述主轴轴承包括双列角接触轴承和/或单列角接触轴承。
进一步地说,所述舵机臂为空心结构,通过所述空心结构,在无人机摔落的时候,空心的舵机臂由于其刚性较低,会首先损坏,从而能够有效的保护舵机及拉杆和十字盘。
进一步地说,所述主齿轮和从动齿盘皆为斜齿结构。
进一步地说,所述主轴还设有主轴固定环,所述主轴固定环位于所述第三主轴座和所述主旋翼机构之间,所述主轴固定环抵靠于所述第三主轴座并固定连接于所述主轴。
进一步地说,所述从动齿盘和第二主轴座之间设有皮带轮,所述皮带轮固定连接于所述主轴。
本发明的有益效果:
一、本发明的驱动系统,其主轴设有三个主轴座,且主轴座与主轴之间通过角接触轴承连接,通过角接触轴承的特性防止主轴的轴向位移,而且三个主轴座能够稳定的固定主轴,并能顺畅的旋转,另外第二主轴座与第三主轴座为一体结构,使得主轴座的刚性增大,有效的保证主轴座的稳定性;
二、本发明的驱动系统,其舵机臂为空心结构,通过空心结构,在无人机摔落的时候,空心的舵机臂由于其刚性较低,会首先损坏,从而能够有效的保护舵机及拉杆和十字盘;本驱动系统的主轴还设有单向轴承,从动齿盘通过所述单向轴承驱动所述主轴旋转,当驱动电机停机时,由于所述主轴相对于所述从动齿盘的转动方向改变,所述主轴能够依惯性继续保持旋转,即故障时,主旋翼还能靠惯性继续给无人机提供升力,避免无人机的直接摔落损坏;另外,驱动电机内部还设有散热叶片,散热叶片设置于驱动电机的转轴上,利用其自身的旋转带动叶片进行散热,有效的提高驱动电机的稳定性和延长其使用寿命。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本发明的无人机的机身结构示意图;
图2是本发明的无人机的机身另一视角的结构示意图;
图3是本发明的驱动电机的分解示意图;
图4是本发明的主轴的分解示意图;
图5是图2的a部放大图;
图6是本发明的驱动电机的电机补强板的示意图;
附图中各部分标记如下:
机身1、主轴401、驱动电机402、主齿轮4021、从动齿盘4011、第一电机座403、第二电机座404、主齿轴承405、第一主轴座406、第二主轴座4071、第三主轴座4072、主旋翼机构30、主轴轴承408、单向轴承4010、舵机409、舵机臂4091、连杆3028、十字盘303、散热叶片4022、电机补强板4015、主轴固定环4012和皮带轮4013。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例:一种单旋翼无人机的驱动系统,如图1所示:包括安装于无人机的机身1的主轴401和驱动所述主轴的驱动电机402;
如图2和图3所示:所述驱动电机的输出轴设有主齿轮4021,所述主轴设有从动齿盘4011,所述主齿轮和所述从动齿盘啮合;
所述驱动电机通过第一电机座403安装于所述机身,且所述主齿轮伸出所述第一电机座,所述主齿轮的另一端设有第二电机座404,所述第一电机座和所述第二电机座与所述主齿轮之间皆设有主齿轴承405;
如图4所示:所述主轴的一端设有第一主轴座406,且自所述第一主轴座朝向所述主轴的另一端依次设有所述从动齿盘、第二主轴座4071、第三主轴座4072和主旋翼机构30,所述第二主轴座和第三主轴座为一体结构,所述第一主轴座、第二主轴座和第三主轴座与所述主轴之间皆设有主轴轴承408,所述从动齿盘与所述主轴之间设有单向轴承4010,所述从动齿盘通过所述单向轴承驱动所述主轴旋转,当驱动电机停机时,由于所述主轴相对于所述从动齿盘的转动方向改变,所述主轴能够依惯性继续保持旋转。
如图5所示:所述驱动系统还包括多个舵机409,所述舵机固定于所述机身,所述舵机的输出轴固定连接有舵机臂4091,所述舵机臂的自由端与连杆3028的一端球头连接,所述连杆的另一端球头连接于所述旋翼机构的十字盘303,所述舵机通过所述舵机臂和连杆驱动所述旋翼机构。
如图3所示:所述驱动电机设有散热叶片4022,所述散热叶片位于所述驱动电机的内部,且固定于所述驱动电机的旋转轴。
如图6所示:所述第一电机座与所述第二电机座之间设有电机补强板4015,所述电机补强板的两端分别固定于所述第一电机座和所述第二电机座。
所述主齿轴承为双列角接触轴承。
所述主轴轴承包括双列角接触轴承和/或单列角接触轴承。
如图5所示:所述舵机臂为空心结构,通过所述空心结构,在无人机摔落的时候,空心的舵机臂由于其刚性较低,会首先损坏,从而能够有效的保护舵机及拉杆和十字盘。
所述主齿轮和从动齿盘皆为斜齿结构。
如图4所示:所述主轴还设有主轴固定环4012,所述主轴固定环位于所述第三主轴座和所述主旋翼机构之间,所述主轴固定环抵靠于所述第三主轴座并固定连接于所述主轴;
所述从动齿盘和第二主轴座之间设有皮带轮4013,所述皮带轮固定连接于所述主轴。
本发明的工作过程和工作原理如下:
驱动系统的主轴设有三个主轴座,且主轴座与主轴之间通过角接触轴承连接,通过角接触轴承的特性防止主轴的轴向位移,而且三个主轴座能够稳定的固定主轴,并能顺畅的旋转,另外第二主轴座与第三主轴座为一体结构,使得主轴座的刚性增大,有效的保证主轴座的稳定性;
舵机臂为空心结构,通过空心结构,在无人机摔落的时候,空心的舵机臂由于其刚性较低,会首先损坏,从而能够有效的保护舵机及拉杆和十字盘;本驱动系统的主轴还设有单向轴承,从动齿盘通过所述单向轴承驱动所述主轴旋转,当驱动电机停机时,由于所述主轴相对于所述从动齿盘的转动方向改变,所述主轴能够依惯性继续保持旋转,即故障时,主旋翼还能靠惯性继续给无人机提供升力,避免无人机的直接摔落损坏;
另外,驱动电机内部还设有散热叶片,散热叶片设置于驱动电机的转轴上,利用其自身的旋转带动叶片进行散热,有效的提高驱动电机的稳定性和延长其使用寿命。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。