一种无人机全动水平尾翼机构

1.本发明涉及一种无人机全动水平尾翼机构。


背景技术：

2.目前，一些小型无人机会采用全动水平尾翼机构以提高其俯仰操纵性。同时，在实现其功能的条件下，对整机重量极其敏感的无人机在设计制造的过程中追求各个部件的轻量化。因此，很需要一种全动水平尾翼机构，同时尽可能轻便和高可靠性需求的设计要求。
3.无人机水平尾翼是为其提供俯仰操纵性的重要结构，部分小型无人机的气动特性决定其需要配备全动水平尾翼以提高俯仰操纵性。在实现其功能条件下，小型无人机还对水平尾翼的可靠性与重量提出了更高的要求。无人机水平尾翼的可靠性直接影响无人机的飞行安全，高可靠性的水平尾翼机构是无人机安全飞行的重要保障。同时，水平尾翼一般位于无人机的后部，其重量的增加会降低无人机的稳定裕度，为了补偿稳定裕度的降低，需要增加无人机的配重，这对于起飞重量敏感的无人机是难以接受的。因此，需要设计一款高可靠性，轻便的全动水平尾翼机构来满足实际的需求。


技术实现要素：

4.根据本发明的一个方面，提供了一种无人机全动水平尾翼机构，其特征在于包括：
5.一对水平尾翼，
6.尾翼连接杆，
7.水平尾翼安装架，
8.其中：
9.所述一对水平尾翼与尾翼连接杆通过水平尾翼安装架实现固定连接，
10.水平尾翼安装架位于尾翼连接杆下方，用于防止水平尾翼安装架内部发生积水而影响舵机工作，
11.水平尾翼安装架实现了对水平尾翼的固定并控制其偏转的作用,水平尾翼安装架包括：
12.整体框架，其包括通过前立板、中立板、后立板、舵机安装板、左侧板和右侧板，其中：前立板、中立板和后立板被尾翼连接杆所穿过，左侧板和右侧板分别与前立板、中立板和后立板配合，实现水平尾翼安装架与尾翼连接杆的固连，
13.水平尾翼安装杆，其穿过左侧板与右侧板之间的定位孔，实现水平尾翼安装杆与尾翼连接杆的相对固定，
14.水平尾翼摇臂，其具有固定孔、定位螺栓孔、舵机摇臂传动孔，水平尾翼安装杆穿入水平尾翼摇臂中，通过水平尾翼摇臂固定螺栓旋入定位螺栓孔，实现水平尾翼摇臂与水平尾翼安装杆的固定，
15.舵机，其通过舵机支架安装到舵机安装板上，
16.舵机摇臂，其与舵机相连并同步转动，
17.连杆，其与舵机摇臂相连，并与水平尾翼摇臂相连，从而使舵机的运动通过舵机摇臂、连杆、水平尾翼摇臂而传递到水平尾翼上。
附图说明
18.图1是根据本发明的一个实施例的小型无人机全动水平尾翼机构的仰视图。
19.图2是根据本发明的一个实施例的一种无人机全动水平尾翼机构的水平尾翼连接部分的主视图。
20.图3是根据本发明的一个实施例的一种无人机全动水平尾翼机构的水平尾翼安装架的爆炸视图。
21.图4是根据本发明的一个实施例的水平尾翼摇臂的等轴测图。
22.图5和图6是根据本发明的一个实施例的水平尾翼连接部分的示意图。
具体实施方式
23.根据本发明的小型无人机全动水平尾翼机构是通过水平尾翼(1)，水平尾翼安装杆(21)，水平尾翼安装架(2)的合理装配来实现的。
24.整体结构
25.根据本发明的一个实施例的小型无人机全动水平尾翼机构的仰视图如图1所示，其中，一对水平尾翼(1)与尾翼连接杆(3)的连接通过水平尾翼安装架(2)来实现固定。根据本发明的一个实施例的一种无人机全动水平尾翼机构的水平尾翼连接部分的主视图如图2所示，水平尾翼安装架(2)位于尾翼连接杆(3)下方，其目的是为了防止水平尾翼安装架(2)内部发生积水，影响舵机(20)的正常工作。
26.水平尾翼安装架
27.根据本发明的一个实施例的一种无人机全动水平尾翼机构的水平尾翼安装架的爆炸视图如图3所示，水平尾翼连接部分示意图如图6所示。水平尾翼安装架(2)实现了对水平尾翼(1)的固定并控制其偏转的作用。
28.在对水平尾翼(1)的固定上，其整体框架通过前立板(9)、中立板(11)、后立板(4)、舵机安装板(10)、左侧板(6)和右侧板(12)装配而成。前立板(9)、中立板(11)和后立板(4)被尾翼连接杆(3)所穿过。左侧板(6)和右侧板(12)分别与前立板(9)、中立板(11)和后立板(4)配合，在连接的缝隙填入树脂胶，实现水平尾翼安装架(2)与尾翼连接杆(3)的固连。水平尾翼安装杆(21)(图6)穿过左侧板(6)与右侧板(12)之间的定位孔(7)，实现水平尾翼安装杆(21)与尾翼连接杆(3)相对位置的固定。根据一个实施例，前立板(9)、左侧板(6)、右侧板(12)和后立板(4)在上方设有穿线小孔(8)，在粘接好水平尾翼安装架(2)各个部件之后，使用高强度丝线穿过穿线小孔(8)并打结固定，提高连接强度。根据一个实施例，为了降低水平尾翼安装杆(21)与左侧板(6)和右侧板(12)接触部分的压强，在左侧板(6)和右侧板(12)上粘接加强环(5)，增大二者之间的接触面积，在加强环(5)内圈内插入防磨擦套管(13)，改变触面的材质以减弱磨损，进一步提高水平尾翼安装架(2)的可靠性。
29.为了防止水平尾翼(1)边缘与水平尾翼安装架(2)之间相对运动过程中发生磨损，在二者之间添加了防磨擦挡圈(29)。
30.水平尾翼传动机构
31.控制水平尾翼(1)的偏转上的传动部件中，水平尾翼摇臂(15)的等轴测图如图4所示。水平尾翼连接部分的示意图如图5和图6所示。舵机(20)通过舵机安装螺栓(27)和舵机支架(28)安装到舵机安装板(10)上。舵机摇臂(26)与舵机(20)相连并同步转动。
32.如图4所示，水平尾翼摇臂(15)具有固定孔(17)、定位螺栓孔(16)、舵机摇臂传动孔(14)特征。
33.如图6所示，水平尾翼安装杆(21)穿入水平尾翼摇臂(15)中，通过一颗水平尾翼摇臂固定螺栓(22)旋入定位螺栓孔(16)实现水平尾翼摇臂(15)与水平尾翼安装杆(21)的固定。
34.如图6所示，连杆(18)与舵机摇臂(26)的连接通过穿入舵机摇臂(26)的舵机摇臂紧固螺栓(25)和舵机摇臂紧固螺母(19)的配合实现，连杆(18)与水平尾翼摇臂(15)的连接通过水平尾翼摇臂紧固螺栓(24)和水平尾翼摇臂紧固螺母(23)的配合实现。最终实现舵机(20)的运动通过舵机摇臂(26)、连杆(18)、水平尾翼摇臂(15)传递到水平尾翼(1)上。
35.按照过程中，如图3所示，在粘接水平尾翼安装架(2)的各个结构件之后，将水平尾翼安装架(2)粘接到尾翼连接杆(3)上，安装舵机(20)、舵机摇臂(26)、水平尾翼安装杆(21)和水平尾翼摇臂(15)等零件，最后将水平尾翼(1)固定到水平尾翼安装杆(21)上，实现水平尾翼(1)的完整装配。
36.对舵机(20)通电并发出运动指令，使舵机(20)驱动水平尾翼(1)偏转。测量偏转角度，手动调整连杆(18)的长度，使水平尾翼(1)的偏转角度符合设计指标。
37.本发明的有益效果包括：
38.1)在不明显增加无人机尾翼重量的情况下实现了水平尾翼的固定；
39.2)水平尾翼安装架(2)通过前立板(9)、中立板(11)、后立板(4)与尾翼连接杆(3)实现胶粘，粘接强度高，抗扭转能力强；
40.3)通过设置防磨擦挡圈(29)，降低了运动单元与静止单元之间的摩擦；
41.4)通过设置加强环(5)，降低了水平尾翼安装杆(21)与左侧板(6)和右侧板(12)之间接触部分的压强；
42.5)通过在前立板(9)和后立板(4)与左侧板(6)和右侧板(12)之间设置穿线小孔(8)，并把高强度丝线穿过穿线小孔(8)实现二次加固，进一步提高了水平尾翼安装架(2)的可靠性；
43.6)水平尾翼安装架(2)实行倒置的方案，即水平尾翼安装架(2)位于尾翼连接杆(3)的空间下方，避免了无人机在飞行过程中降水的积累对舵机(20)的影响。