一种旋翼机构及无人机的制作方法

1.本实用新型涉及无人机领域，具体而言，涉及一种旋翼机构及无人机。

背景技术：

2.倾转旋翼类无人机在飞行过程中会通过改变桨盘倾角来改变飞行状态，现有技术中的倾转旋翼类无人机在高速前行及有风速扰动状态下，由于桨叶阻力变化会对桨叶倾转处产生扰动力矩，因此倾转驱动装置(倾转件等)为了保持飞行稳定性会输出反向驱动力矩，但在反向驱动力矩不足以克服扰动时，无人机在飞行过程中会存在俯仰震荡等不稳定的问题。

技术实现要素：

3.本实用新型提供了一种旋翼机构及无人机，其能够缓解无人机在飞行过程中出现俯仰震荡等不稳定的现象，提高无人机的飞行稳定性。
4.本实用新型的实施例可以这样实现：
5.本实用新型的实施例提供了一种旋翼机构，其包括：
6.驱动件；
7.桨叶，所述桨叶和所述驱动件驱动连接；以及
8.倾转件，所述倾转件和所述驱动件驱动连接并错位设置。
9.可选地，所述旋翼机构还包括后移固定座，所述驱动件安装于所述后移固定座，所述倾转件与所述后移固定座驱动连接，且所述倾转件的重心与所述后移固定座的重心错位设置。
10.可选地，所述后移固定座包括安装部和连接部，所述连接部与所述安装部的底部连接并错位设置，所述驱动件安装于所述安装部，所述倾转件和所述连接部驱动连接。
11.可选地，在装载有所述旋翼机构的载体前进方向上，所述连接部相对于所述安装部在前。
12.可选地，所述安装部设有安装槽，所述连接部设有连接槽，所述安装槽的中心线和所述连接槽的中心线垂直设置，且所述安装槽的中心线和所述连接槽的中心线间隔设置，所述驱动件设置于所述安装槽，所述倾转件部分设置于所述连接槽。
13.可选地，所述安装部为盘状结构，所述安装槽沿竖直方向贯穿所述安装部的中部，所述连接槽沿横向贯穿所述连接部。
14.可选地，所述倾转件包括安装座、安装于所述安装座的舵机和与所述舵机驱动连接的倾转转轴；所述安装座的顶部开设有用于容置所述倾转转轴的开槽；所述倾转转轴的两端轴接于所述开槽相对两内侧，所述连接部通过所述连接槽套设于所述倾转转轴外围。
15.可选地，所述连接部的顶部设有限位件，所述限位件的设置方向与所述连接槽的长度方向一致。
16.可选地，所述安装座的顶部设有止挡件，所述止挡件用于在所述倾转转轴驱动所
述连接部往所述安装座转动到设定角度时与所述限位件抵接。
17.本实用新型的实施例还提供了一种无人机，包括机身以及所述的旋翼机构，所述旋翼机构和所述机身连接。
18.本实用新型实施例的旋翼机构及无人机的有益效果包括，例如：
19.该旋翼机构包括驱动件、桨叶以及倾转件，桨叶和驱动件驱动连接，倾转件和驱动件驱动连接并错位设置。将桨叶的升力和其受到的空气阻力的合力定义为第一合力，将整个旋翼机构的重力和其受到的空气阻力的合力定义为第二合力，第一合力的方向和第二合力的方向相反。该旋翼机构应用在无人机上使用时，倾转件和驱动件驱动连接并错位设置，使得倾转件的中心点和驱动件的中心点之间存在间距，此时第一合力与第二合力更趋近于同一直线上，使得第一合力和第二合力能够抵消，从而使得无人机在飞行过程中能够趋于稳定，可以降低倾转件为了保持飞行稳定所输出的反向驱动力矩，进而在气流发生扰动的情况下，保证倾转件能保留有充足的控制力矩，进而缓解无人机在飞行过程中出现俯仰震荡等不稳定的现象，提高无人机的飞行稳定性。
20.该无人机包括机身以及旋翼机构，旋翼机构和机身连接。该旋翼机构应用在无人机上使用时，倾转件和驱动件错位设置，使得倾转件的中心点和驱动件的中心点之间存在间距，此时第一合力与第二合力更趋近于同一直线上，使得第一合力和第二合力能够抵消，从而使得无人机在飞行过程中能够趋于稳定，可以降低倾转件为了保持飞行稳定所输出的反向驱动力矩，进而在气流发生扰动的情况下，保证倾转件能保留有充足的控制力矩，进而缓解无人机在飞行过程中出现俯仰震荡等不稳定的现象，提高无人机的飞行稳定性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
22.图1为本实施例提供的一种旋翼机构的第一视角的结构示意图；
23.图2为本实施例提供的后移固定座的结构示意图；
24.图3为本实施例提供的倾转件的结构示意图；
25.图4为本实施例提供的一种旋翼机构的第二视角的结构示意图；
26.图5为本实施例提供的一种旋翼机构的第三视角的结构示意图；
27.图6为本实施例提供的一种无人机的匀速以及高速前进飞行下的受力示意简化图；
28.图7为本实施例提供的一种无人机在减速飞行下的受力示意简化图。
29.图标：10-驱动件；20-桨叶；30-倾转件；31-安装座；32-倾转转轴；33-舵机；40-后移固定座；41-安装部；411-安装槽；42-连接部；421-连接槽；422-限位件；50-止挡件；100-旋翼机构。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新
型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而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。
34.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
36.倾转旋翼类无人机在飞行过程中会通过改变桨盘倾角来改变飞行状态，现有技术中的倾转旋翼类无人机在高速前行及有风速扰动状态下，由于桨叶阻力变化会对桨叶倾转处产生扰动力矩，因此倾转驱动装置(倾转件等)为了保持飞行稳定性会输出反向驱动力矩，但在反向驱动力矩不足以克服扰动时，无人机在飞行过程中会存在俯仰震荡等不稳定的问题。
37.请参考图1-图7，本实施例提供了一种无人机(图未示)，该无人机包括机身以及的旋翼机构100，旋翼机构100和机身连接。该无人机可以有效改善上述提到的技术问题，能够缓解无人机在飞行过程中出现俯仰震荡等不稳定的现象，提高无人机的飞行稳定性。
38.本实施例中，无人机具体为农业无人机，其一般搭载有农业上所需的喷洒组件、播种组件等，可实现喷洒灌溉、播种等。当然了，无人机也可以搭载摄像机、游戏设备等。
39.请参考图1-图5，本实施例提供了一种旋翼机构100包括驱动件10、桨叶20以及倾转件30，桨叶20和驱动件10驱动连接，倾转件30和驱动件10驱动连接并错位设置。
40.具体地，旋翼机构100还包括后移固定座40，驱动件10安装于后移固定座40，倾转件30与后移固定座40驱动连接，且倾转件30的重心与后移固定座40的重心错位设置。
41.值得注意的是，本实施例所提及的错位设置是指倾转件的重心和驱动件10的重心不在同一直线上。
42.在本实施例中，后移固定座40包括安装部41和连接部42，连接部42与安装部41的底部连接并错位设置，驱动件10安装于安装部41，倾转件30和连接部42驱动连接。
43.需要进行说明的是，在装载有旋翼机构100的载体前进方向上，连接部42相对于安装部41在前。也就是说，在无人机的前进方向上，安装部41相对于连接部42更靠后设置，驱动件10也相对于倾转件30更靠后设置。
44.具体地，本实施例提及的载体为无人机。
45.具体地，安装部41设有安装槽411，连接部42设有连接槽421，安装槽411的中心线和连接槽421的中心线垂直设置，且安装槽411的中心线和连接槽421的中心线间隔设置，驱动件10设置于安装槽411，倾转件30部分设置于连接槽421。
46.还需要进行说明的是，驱动件10设置于安装部41的顶面，连接部42设置于安装部41的底面。连接槽421相对于安装槽411更靠近于无人机的前进方向，也就是说，安装槽411相对于连接槽421后移了一定的距离，从而使得设置在安装槽411内的驱动件10相对于设置在连接槽421内的倾转件30后移了一定的距离，以实现驱动件10和倾转件30错位设置的目的。
47.在本实施例中，安装部41为盘状结构，安装槽411沿竖直方向贯穿安装部41的中部，连接槽421沿横向贯穿连接部42。安装槽411贯穿安装部41使得驱动件10能够设置在安装槽411内的情况下同时和倾转件30驱动连接。
48.在本实施例中，驱动件10和安装槽411同轴设置。
49.更多地，驱动件10通过螺栓和安装部41连接。安装部41的圆周方向设有多个螺栓孔，螺栓穿过螺栓孔从而实现驱动件10和安装部41的连接。
50.在本实施例中，驱动件10为电机。
51.除此之外，倾转件30包括安装座31、安装于安装座的舵机33和与舵机33驱动连接的倾转转轴32；安装座31的顶部开设有用于容置倾转转轴32的开槽；倾转转轴32的两端轴接于开槽相对两内侧，连接部42通过连接槽421套设于倾转转轴32外围。
52.在本实施例中，倾转转轴32通过花键和连接部42连接。
53.更多地，连接部42的顶部设有限位件422，限位件422的设置方向与连接槽421的长度方向一致。安装座31的顶部设有止挡件50，止挡件50在倾转转轴32与连接槽421配合的情况下与限位件422抵接，从而实现限制倾转件30的倾转角度的目的，能够避免桨叶过度倾转，可以更好地保证装载有旋翼机构的无人机的飞行稳定性。
54.在本实施例中，限位件422为杆状结构，止挡件50为片状结构，止挡件50与限位件422的端部底部抵接。当然，在其他实施例中，限位件还可以是其他形状的结构，只要能与止挡件配合实现对倾转角度的限制即可。
55.可以理解地，本实施例中的止挡件50的数量为两个，两个止挡件50件间隔设置，且两个止挡件50分别和限位件422的两端的底部抵接，以限制倾转件30的倾转角度。另外，在一些实施例中，每个止挡件50的顶面可以从上往下倾斜设置，由此可以避免对倾转角度的过度限制，并且有利于增大止挡件与限位件之间的接触面积，进而提高两者接触的稳定性并提高止挡效果。
56.图6展示了简化后的旋翼构各个部件之间的受力情况，以下将对旋翼机构100的受力情况进行详细说明。
57.请参考图6，箭头a表示无人机的前进方向，无人机在前进飞行过程中，桨叶20会受到向上的升力f1和空气阻力f0，将升力f1和空气阻力f0的合力定义为第一合力f2，第一合力f2的方向向上；无人机在前进飞行过程中会受到机身阻力f3，将无人机的自身重力g和机身阻力f3的合力定义为第二合力f4，第二合力f4的方向向下，此时驱动件10旋转轴和倾转转轴32之间的夹角为α。根据牛顿运动定律可知，在第一合力f2和第二合力f4位于同一直线上，且方向相反，大小相等的情况下，无人机才会处于稳定飞行的状态。因此无人机为了保
持稳定飞行，在前进飞行的情况下一般呈前倾姿势。
58.无人机在前进过程中遇到风速扰动时，由于桨叶20阻力变化会对倾转处产生扰动力矩，倾转件30为了保持飞行稳定会输出反向驱动力矩，在反向驱动力矩不足以克服扰动的时候，无人机就会出现俯仰震荡从而影响飞行稳定性。为了解决这一技术问题，本实施例提供的旋翼机构100在使用时，驱动件10和倾转件30通过后移固定座40错位设置，驱动件10在无人机的前进方向上相对于倾转件30后移，从图中可知，图中所示的l为驱动件10的后移距离，此时驱动件10的旋转轴和倾转转轴32之间的夹角为β。夹角β相比于夹角α更加接近180度，也就是说，该旋翼机构100在前进飞行过程中，在第一合力f2和第二合力f4更加趋近于在同一直线上，相比于现有技术中的旋翼机构100而言，使用该旋翼机构100的无人机在前进飞行过程中能够更加保持稳定，由此减小了倾转件30输出的反向驱动力矩。
59.可以理解地，在本实施例中无人机在前进过程中包括匀速前进飞行以及高速前进飞行。在此不做具体限定。
60.请参考图7，图7展示了无人机在减速前进过程中的受力示意图，具体地，桨叶20会受到向上的升力f1(图未示)和空气阻力f0(图未示)，将升力f1和空气阻力f0的合力定义为第一合力f2，第一合力f2的方向向后倾斜；无人机在前进飞行过程中会受到机身阻力f3(图未示)，将无人机的自身重力g和机身阻力f3的合力定义为第二合力f4，第二合力f4的方向向下，此时驱动件10旋转轴和倾转转轴32之间的夹角为α。由于无人机此时处于减速前进状态，无人机的重心相较于匀速后存在向前的合外力f5，该合外力f5包括空气阻力f0，从图3中可知，由此得到的夹角β相比于夹角α更加接近180度。
61.本实施例提供的一种旋翼机构100至少具有以下优点：
62.根据牛顿运动定律可知，在第一合力f2和第二合力f4位于同一直线上，且方向相反，大小相等的情况下，无人机才会处于稳定飞行的状态。因此无人机为了保持稳定飞行，在前进飞行的情况下一般呈前倾姿势。
63.无人机在前进过程中遇到风速扰动时，由于桨叶20阻力变化会对倾转处产生扰动力矩，倾转件30为了保持飞行稳定会输出反向驱动力矩，在反向驱动力矩不足以克服扰动的时候，无人机就会出现俯仰震荡从而影响飞行稳定性。为了解决这一技术问题，本实施例提供的旋翼机构100在使用时，驱动件10和倾转件30通过后移固定座40错位设置，驱动件10在无人机的前进方向上相对于倾转件30后移，从图中可知，此时驱动件10的旋转轴和倾转转轴32之间的夹角为β。夹角β相比于夹角α更加接近180度，也就是说，该旋翼机构100在前进飞行过程中，在第一合力f2和第二合力f4更加趋近于在同一直线上，相比于现有技术中的旋翼机构100而言，使用该旋翼机构100的无人机在前进飞行过程中能够更加保持稳定，由此减小了倾转件30输出的反向驱动力矩。
64.该旋翼机构100通过后移固定座40将电机以及桨叶20后移，能够降低倾转件30在主要飞行工况，具体为匀速前进、加速前进以及减速前进下所需的控制扭矩，同时在飞行过程中当气流发生扰动时，倾转件30仍然能够保留充足的控制力矩来加强无人机的飞行稳定性。
65.综上，本实用新型实施例提供了一种旋翼机构100及无人机，该旋翼机构100包括驱动件10、桨叶20以及倾转件30，桨叶20和驱动件10驱动连接，倾转件30和驱动件10驱动连接并错位设置。将桨叶20的升力和其受到的空气阻力的合力定义为第一合力，将旋翼机构
100的重力和其受到的空气阻力的合力定义为第二合力，第一合力的方向和第二合力的方向相反。该旋翼机构100应用在无人机上使用时，倾转件30和驱动件10驱动连接并错位设置，使得倾转件30的中心点和驱动件10的中心点之间存在间距，此时第一合力与第二合力更趋近于同一直线上，使得第一合力和第二合力能够抵消，从而使得无人机在飞行过程中能够趋于稳定，可以降低倾转件为了保持飞行稳定所输出的反向驱动力矩，进而在气流发生扰动的情况下，保证倾转件能保留有充足的控制力矩，进而缓解无人机在飞行过程中出现俯仰震荡等不稳定的现象，提高无人机的飞行稳定性。
66.该无人机包括机身以及旋翼机构100，旋翼机构100和机身连接。该旋翼机构100应用在无人机上使用时，倾转件30和驱动件10驱动连接并错位设置，使得倾转件30的中心点和驱动件10的中心点之间存在间距，此时第一合力与第二合力更趋近于同一直线上，使得第一合力和第二合力能够抵消，从而使得无人机在飞行过程中能够趋于稳定，可以降低倾转件30为了保持飞行稳定所输出的反向驱动力矩，进而在气流发生扰动的情况下，保证倾转件30能保留有充足的控制力矩，进而缓解无人机在飞行过程中出现俯仰震荡等不稳定的现象，提高无人机的飞行稳定性。
67.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种旋翼机构，其特征在于，包括：驱动件(10)；桨叶(20)，所述桨叶(20)和所述驱动件(10)驱动连接；以及倾转件(30)，所述倾转件(30)和所述驱动件(10)驱动连接并错位设置。2.根据权利要求1所述的旋翼机构，其特征在于，所述旋翼机构(100)还包括后移固定座(40)，所述驱动件(10)安装于所述后移固定座(40)，所述倾转件(30)与所述后移固定座(40)驱动连接，且所述倾转件(30)的重心与所述后移固定座(40)的重心错位设置。3.根据权利要求2所述的旋翼机构，其特征在于，所述后移固定座(40)包括安装部(41)和连接部(42)，所述连接部(42)与所述安装部(41)的底部连接并错位设置，所述驱动件(10)安装于所述安装部(41)，所述倾转件(30)和所述连接部(42)驱动连接。4.根据权利要求3所述的旋翼机构，其特征在于，在装载有所述旋翼机构的载体前进方向上，所述连接部(42)相对于所述安装部(41)在前。5.根据权利要求3所述的旋翼机构，其特征在于，所述安装部(41)设有安装槽(411)，所述连接部(42)设有连接槽(421)，所述安装槽(411)的中心线和所述连接槽(421)的中心线垂直设置，且所述安装槽(411)的中心线和所述连接槽(421)的中心线间隔设置，所述驱动件(10)设置于所述安装槽(411)，所述倾转件(30)部分设置于所述连接槽(421)。6.根据权利要求5所述的旋翼机构，其特征在于，所述安装部(41)为盘状结构，所述安装槽(411)沿竖直方向贯穿所述安装部(41)的中部，所述连接槽(421)沿横向贯穿所述连接部(42)。7.根据权利要求5所述的旋翼机构，其特征在于，所述倾转件(30)包括安装座(31)、安装于所述安装座的舵机(33)和与所述舵机(33)驱动连接的倾转转轴(32)；所述安装座(31)的顶部开设有用于容置所述倾转转轴(32)的开槽；所述倾转转轴(32)的两端轴接于所述开槽相对两内侧，所述连接部(42)通过所述连接槽(421)套设于所述倾转转轴(32)外围。8.根据权利要求7所述的旋翼机构，其特征在于，所述连接部(42)的顶部设有限位件(422)，所述限位件(422)的设置方向与所述连接槽(421)的长度方向一致。9.根据权利要求8所述的旋翼机构，其特征在于，所述安装座(31)的顶部设有止挡件(50)，所述止挡件(50)用于在所述倾转转轴(32)驱动所述连接部(42)往所述安装座(31)转动到设定角度时与所述限位件(422)抵接。10.一种无人机，其特征在于，包括机身以及权利要求1-9任一项所述的旋翼机构(100)，所述旋翼机构(100)和所述机身连接。

技术总结

本实用新型的实施例提供了一种旋翼机构及无人机，涉及无人机领域。该旋翼机构包括驱动件、桨叶以及倾转件，桨叶和驱动件驱动连接，倾转件和驱动件驱动连接并错位设置。使得无人机在飞行过程中能够趋于稳定，可以缓解无人机在飞行过程中出现俯仰震荡等不稳定的现象。在飞行过程中出现俯仰震荡等不稳定的现象。在飞行过程中出现俯仰震荡等不稳定的现象。