一种无人直升机的制作方法

[0001]
本发明涉及航空技术领域，尤其涉及一种无人直升机。


背景技术：

[0002]
无人直升机，是指由无线电地面遥控飞行或/和自主控制飞行的可垂直起降不载人飞行器，在构造形式上属于旋翼飞行器，在功能上属于垂直起降飞行器。近十几年来，随着复合材料、动力系统、传感器、尤其是飞行控制等技术的研究进展，无人直升机得到了迅速的发展，正日益成为人们关注的焦点。
[0003]
当前的无人直升机，普遍存在着非使用状态下尺寸偏大，不便于携带的问题，导致无人直升机的应用受到一定的限制。
[0004]
综上所述，如何解决无人直升机在非使用状态下尺寸偏大导致不便携带的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。


技术实现要素：

[0005]
本发明的目的是提供一种无人直升机，以解决无人直升机在非使用状态下尺寸偏大导致不便携带的问题。
[0006]
为了实现上述目的，本发明提供了一种无人直升机，包括机身、位于所述机身顶部的主旋翼、设置在所述机身上的尾梁和设置在所述尾梁上的尾旋翼，所述尾梁的根部与所述机身之间通过第一转动关节连接，且所述尾梁的根部与所述机身之间还设置有锁紧机构；所述尾梁的自由端能够绕所述第一转动关节转动，且当所述尾梁的自由端转动至第一预设位置时，所述尾梁的自由端与所述机身的侧部贴合；当所述尾梁的自由端转动至第二预设位置时，所述尾梁与所述机身处于飞行状态下的配合位置，且所述锁紧机构用于将处于第二预设位置的所述尾梁的根部锁紧在所述机身上。
[0007]
优选地，所述机身的侧部设置有沿所述机身的高度方向布置的收纳槽，所述第一转动关节位于所述收纳槽内，且当所述尾梁的自由端处于第一预设位置时，所述尾梁的梁身与所述收纳槽的槽底面贴合。
[0008]
优选地，所述机身为圆柱状，所述收纳槽为在所述机身的外柱面上竖直布置的长条形凹槽，且所述长条形凹槽自布置所述第一转动关节的位置延伸至所述机身的底部。
[0009]
优选地，所述机身的内部设置有驱动电机，所述驱动电机通过第一传动机构驱动所述主旋翼的桨毂转动，所述驱动电机通过第二传动机构驱动所述尾旋翼转动；所述第二传动机构包括设置在所述尾梁的根部的第一锥齿轮和设置在所述机身内的第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述尾旋翼传动连接，所述第二锥齿轮与所述驱动电机传动连接；且当所述尾梁的自由端位于所述第二预设位置时，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合，当所述尾梁的自由端脱离所述第二预设位置时，所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮脱离啮合。
[0010]
优选地，所述尾梁内设置有与所述尾旋翼传动连接的第一传动杆，所述第一锥齿轮设置在所述第一传动杆上；和/或，所述机身内设置有与所述驱动电机传动连接的第二传
动杆，所述第二锥齿轮设置在所述第二传动杆上。
[0011]
优选地，所述机身内还设置有第一变距系统，所述第一变距系统包括用于对所述主旋翼变距的第一变距机构和用于驱动所述第一变距机构执行变距操作的第一驱动器；
[0012]
和或，
[0013]
所述尾梁上设置有第二变距系统，所述第二变距系统包括用于对所述尾旋翼变距的第二变距机构和用于驱动所述第二变距机构执行变距操作的第二驱动器；
[0014]
且当所述机身内未设置有第一变距系统时，所述尾旋翼的旋转平面为水平面。
[0015]
优选地，所述机身的内部设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机用于驱动所述主旋翼的桨毂转动；所述尾梁内设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机用于驱动所述尾旋翼转动。
[0016]
优选地，所述主旋翼包括桨毂和设置所述桨毂上的桨叶，所述桨叶的根部通过第二转动关节与所述桨毂连接，所述桨叶的自由端能够绕所述第二转动关节转动，且所述桨叶的自由端转动至第三预设位置时，所述桨叶的自由端与所述机身的侧部贴合；当所述桨叶的自由端转动至第四预设位置时，所述桨叶与所述桨毂处于飞行状态下的配合位置。
[0017]
优选地，所述机身的侧部设置有第一固定件，所述桨叶的自由端上设置有第二固定件，当所述桨叶的自由端处于所述第三预设位置，所述第一固定件与所述第二固定件固定连接；所述桨叶的根部与所述桨毂之间还设置有第二锁紧机构，且当所述桨叶的自由端位于所述第四预设位置时，所述第二锁紧机构用于将位于所述第四预设位置的桨叶的根部锁紧在所述桨毂上。
[0018]
优选地，所述第一固定件和所述第二固定件，两者中的一者为磁铁件，另一者为铁质件。
[0019]
优选地，所述第一锁紧机构和/或所述第二锁紧机构为夹具、卡扣或锁销结构。
[0020]
相比于背景技术介绍内容，上述一种无人直升机，包括机身、位于机身顶部的主旋翼、设置在机身上的尾梁和设置在尾梁上的尾旋翼，尾梁的根部与机身之间通过第一转动关节连接，且尾梁的根部与机身之间还设置有锁紧机构；尾梁的自由端能够绕第一转动关节转动，且当尾梁的自由端转动至第一预设位置时，尾梁的自由端与机身的侧部贴合；当尾梁的自由端转动至第二预设位置时，尾梁与机身处于飞行状态下的配合位置，且锁紧机构用于将处于第二预设位置的尾梁的根部锁紧在机身上。在实际应用过程中，当该无人直升机需要进入使用状态时，可以将尾梁的自由端从第一预设位置转动至第二预设位置，从而使尾梁与机身处于飞行状态下的配合位置，并通过锁紧机构将尾梁的根部锁紧在机身上；当该无人直升机在不使用状态下，可以通过打开锁紧机构，使尾梁的自由端绕第一转动关节转动，由第二预设位置转动至第一预设位置，此时尾梁的自由端与机身的侧部贴合，实现了尾梁向机身的侧部折叠收纳，大大缩减了无人直升机的整体尺寸，从而使得无人直升机在非使用状态下携带更加方便。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。
[0022]
图1为本发明实施例提供的无人直升机在折叠之前的外观结构示意图；
[0023]
图2为本发明实施例提供的无人直升机在折叠之后的外观结构示意图；
[0024]
图3为本发明实施例提供的无人直升机的机身内部结构示意图；
[0025]
图4为本发明实施例提供的无人直升机在折叠之前的内部结构的局部示意图；
[0026]
图5为本发明实施例提供的无人直升机在折叠之后的内部结构的局部示意图。
[0027]
上图1-图5中，
[0028]
机身1、第一变距系统11、主旋翼2、桨毂21、桨叶22、尾梁3、第二变距系统31、尾旋翼4、第一传动杆41、收纳槽5、驱动电机6、第二传动杆61、电池组7、第一锥齿轮8a、第二锥齿轮8b。
具体实施方式
[0029]
本发明的核心是提供一种无人直升机，以解决无人直升机在非使用状态下尺寸偏大导致不便携带的问题。
[0030]
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]
在本发明的描述中，需要理解的是，如若涉及术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，如若涉及术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]
如图1-图5所示，本发明实施例提供的一种无人直升机，包括机身1、位于机身1顶部的主旋翼2、设置在机身1上的尾梁3和设置在尾梁3上的尾旋翼4，尾梁3的根部与机身1之间通过第一转动关节连接，且尾梁3的根部与机身1之间还设置有锁紧机构；尾梁3的自由端能够绕第一转动关节转动，且当尾梁3的自由端转动至第一预设位置时，尾梁3的自由端与机身1的侧部贴合；当尾梁3的自由端转动至第二预设位置时，尾梁3与机身1处于飞行状态下的配合位置，且锁紧机构用于将处于第二预设位置的尾梁3的根部锁紧在机身1上。
[0033]
在实际应用过程中，当该无人直升机需要进入使用状态时，可以将尾梁的自由端从第一预设位置转动至第二预设位置，从而使尾梁与机身处于飞行状态下的配合位置，并通过锁紧机构将尾梁的根部锁紧在机身上；当该无人直升机在不使用状态下，可以通过打开锁紧机构，使尾梁的自由端绕第一转动关节转动，由第二预设位置转动至第一预设位置，此时尾梁的自由端与机身的侧部贴合，实现了尾梁向机身的侧部折叠收纳，大大缩减了无人直升机的整体尺寸，从而使得无人直升机在非使用状态下携带更加方便。
[0034]
在一些具体的实施方案中，上述机身1的侧部还可以设置有收纳槽5，该收纳槽沿机身的高度方向布置，且第一转动关节布置在收纳槽内，当尾梁3的自由端转动至第一预设位置时，尾梁3的梁身与收纳槽5的槽底面贴合。通过在机身上设计沿机身高度方向布置的收纳槽结构，尾梁通过绕第一转动关节转动至与机身的侧部贴合时，尾梁的梁身可以部分
嵌入机身并贴合在收纳槽的槽底面，继而使得无人直升机的整机收纳折叠后的整体尺寸更小。
[0035]
需要说明的是，上述机身1的外部结构形式，具体可以为圆柱状结构，也可以采用长方体状，还可以采用本领域技术人员能够想到的其他结构形式，在此不做更具体的限定。当机身采用圆柱状时，收纳槽5为在机身1的外柱面上竖直布置的长条形凹槽，且长条形凹槽自布置第一转动关节的位置延伸至机身1的底部。当然可以理解的是，长条形凹槽的具体形状可以根据尾梁的梁身形状进行设计，在此不做更具体的限定。
[0036]
在一些更具体的实施方案中，上述机身1的内部一般会设置有驱动电机6，该驱动电机6具体可以通过第一传动机构驱动主旋翼2的桨毂21转动，驱动电机6通过第二传动机构驱动尾旋翼4转动；第二传动机构包括设置在尾梁3的根部的第一锥齿轮8a和设置在机身1内的第二锥齿轮8b，第一锥齿轮8a与尾旋翼4传动连接，第二锥齿轮8b与驱动电机6传动连接；且当尾梁3的自由端位于第二预设位置时，第一锥齿轮8a与第二锥齿轮8b啮合，当尾梁3的自由端脱离第二预设位置时，第一锥齿轮8a与第二锥齿轮8b脱离啮合。通过上述第一锥齿轮与第二锥齿轮的配合方式，使得尾梁在第一预设位置和第二预设位置之间切换更加容易实现和布置，并且可以仅通过一个驱动电机同时实现主旋翼的驱动和尾旋翼的驱动。当然可以理解的是，上述采用一个驱动电机同时驱动主旋翼和尾旋翼的方式，仅仅是本发明实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以是主旋翼和尾旋翼分别配置独立的驱动电机，比如，机身1的内部设置有第一驱动电机，第一驱动电机用于驱动主旋翼2的桨毂21转动；尾梁3内设置有第二驱动电机，第二驱动电机用于驱动尾旋翼4转动，只不过该种布置方式需要采用两个驱动电机，继而会使得整机的重量变重。
[0037]
进一步的实施方案中，上述尾旋翼4与第一锥齿轮8a之间的传动实现方式，具体可以是尾梁3内设置有与尾旋翼4传动连接的第一传动杆41，第一锥齿轮8a设置在第一传动杆41上。通过传动杆进行力矩的传递，传动更加稳定和精准，当然可以理解的是，上述采用传动杆的方式传递力矩，仅仅是本发明实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以采用本领域技术人员常用的其他力矩传递方式，比如，可以在第一锥齿轮上设置对应的链轮，该链轮通链条与尾旋翼的转轴传动连接的方式等，在此不做具体的限定。
[0038]
同样地，上述驱动电机6与第二锥齿轮8b之间的传动实现方式，具体可以是机身1内设置有与驱动电机6传动连接的第二传动杆61，第二锥齿轮8b设置在第二传动杆61上。同理，通过传动杆进行力矩的传递，传动更加稳定和精准，当然可以理解的是，上述采用传动杆的方式传递力矩，仅仅是本发明实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以采用本领域技术人员常用的其他力矩传递方式，比如，可以在第二锥齿轮上设置对应的链轮，该链轮通链条与驱动电机的转轴传动连接的方式等，在此不做具体的限定。
[0039]
需要说明的是，为了实现无人直升机的灵活控制，一般在无人机上应当配置变距系统。实际应用过程中，该变距系统可以设计成布置在机身1内的第一变距系统11，该第一变距系统11包括用于对主旋翼2变距的第一变距机构和用于驱动第一变距机构执行变距操作的第一驱动器；该种形式的变距系统，可以通过第一驱动器驱动第一变距机构执行变距操作，即可实现对主旋翼的变距控制，比如通过周期性变距机构可以实现对主旋翼的周期性变距，使得无人直升机的控制更加灵活多变。
[0040]
该变距系统还可以设计成布置在尾梁3上的第二变距系统31，该第二变距系统31
包括用于对尾旋翼4变距的第二变距机构和用于驱动第二变距机构执行变距操作的第二驱动器。该种形式的变距系统，可以通过第二驱动器驱动第二变距机构执行变距操作，即可实现对尾旋翼的变距控制，比如通过周期性变距机构可以实现对尾旋翼的周期性变距，使得无人直升机的控制更加灵活多变。
[0041]
该变距系统还可以设计成同时具备上述第一变距系统和第二变距系统的方式，通过第一变距系统控制主旋翼，通过第二变距系统控制尾旋翼。
[0042]
这里需要说明的是，当该变距系统仅具有上述第二变距系统且不具备上述第一变距系统的情况下，对应尾旋翼4的旋转平面需要设计成水平面。此时主旋翼2仅通过改变转速进行控制，以实现较为简化的直升机飞行控制方式。
[0043]
在一些具体的实施方案中，上述主旋翼2的结构具体包括桨毂21和设置桨毂21上的桨叶22，而该桨叶22的根部可以通过第二转动关节与桨毂21连接，并且桨叶22的自由端能够绕第二转动关节转动，并且当桨叶22的自由端转动至第三预设位置时，桨叶22的自由端可以与机身1的侧部贴合；当桨叶22的自由端转动至第四预设位置时，桨叶22与桨毂21处于飞行状态下的配合位置。通过将桨叶与桨毂的连接关系设计成上述结构形式，使得无人机在非使用状态下，可以将桨叶折叠至与机身的侧部贴合的位置，继而减小了主旋翼的桨叶的占用空间，能够进一步缩减整个无人机的外部尺寸，更加方便携带。
[0044]
进一步的实施方案中，为了避免桨叶22折叠至贴合在机身1上后由于晃动等因素导致桨叶自动展开的情况发生，在机身1的侧部可以设置有第一固定件，桨叶22的自由端上设置有第二固定件，当桨叶22的自由端处于第三预设位置，第一固定件与第二固定件能够配合实现固定连接；与此同时，为了使得无人机准备起飞时，桨叶能够保持在工作状态的位置，在桨叶22的根部与桨毂21之间还可以设置有第二锁紧机构，且当桨叶22的自由端位于第四预设位置时，第二锁紧机构用于将位于第四预设位置的桨叶22的根部锁紧在桨毂21上。这样当无人机需要进入备飞行时，可以打开第一固定件和第二固定件的配合，然后人工手动或通过驱动机构驱动桨叶转动至展开的工作状态的位置，然后通过第二锁紧机构锁定桨叶的位置即可。
[0045]
这里需要说明的是，上述第一固定件和第二固定件的配合固定的具体结构形式，可以是第一固定件为磁铁件，第二固定件为铁质件；也可以是第一固定件为铁质件，第二固定件为磁铁件。实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择。当然可以理解的是，上述采用磁吸结构的第一/第二固定件，仅仅是本发明实施例的优选举例而已，实际应用过程中，还可以选择本领域技术人员常用的其他配合固定形式，比如机身上设置有绑带，桨叶折叠后通过绑带对桨叶进行固定等，在此不做更具体的限定。
[0046]
还需要说明的是，上述第一锁紧机构具体可以是夹具夹紧的锁紧方式，也可以是卡扣锁紧的方式，还可以是锁销结构锁紧的结构方式，又或者是本领域技术人员常用的其他锁紧结构形式，在此不做具体地限定。
[0047]
同样地，上述第二锁紧机构具体也可以是夹具夹紧的锁紧方式，也可以是卡扣锁紧的方式，还可以是锁销结构锁紧的结构方式，又或者是本领域技术人员常用的其他锁紧结构形式，在此不做具体地限定。
[0048]
以上对本发明所提供的用于无人机的变距装置及无人机进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与
其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0049]
还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0050]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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