角度调整装置和多旋翼无人机的制作方法

[0001]
本实用新型涉及机械技术领域，尤其涉及一种角度调整装置和多旋翼无人机。


背景技术：

[0002]
目前的角度调整装置往往存在结构尺寸大、角度难以连续无级调节的问题。


技术实现要素：

[0003]
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种角度调整装置和多旋翼无人机，通过采用蜗轮蜗杆的传动方式，能够实现旋翼组件的角度的连续无级调节，结构简单紧凑，传动性能和稳定性好。
[0004]
为实现上述目的，根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种角度调整装置，包括：安装座、蜗杆轴、蜗轮和基座；其中，
[0005]
安装座用于安装旋翼组件；蜗杆轴可转动地安装在安装座上；蜗轮安装在基座上，蜗杆轴的齿廓与蜗轮的齿廓啮合；蜗杆轴在外力驱动下转动时，通过蜗杆轴与蜗轮之间的蜗轮蜗杆传动，使得安装座相对基座转动；安装座的转动中心与蜗轮的中心轴共线。
[0006]
可选地，安装座的左右两端分别设置有轴承座，蜗杆轴通过轴承和法兰可转动地安装在轴承座内。
[0007]
可选地，安装座的前端和后端分别与基座的前端和后端抵接；安装座的前端和后端设置有凸槽，基座的前端和后端设置有凹槽，凸槽嵌入凹槽中，以在蜗杆轴与蜗轮啮合传动过程中限制安装座相对于基座的运动轨迹。
[0008]
可选地，本实用新型实施例的角度调整装置还包括锁紧滑块，锁紧滑块与安装座固定连接，锁紧滑块和凸槽分别位于凹槽的内外两侧。
[0009]
可选地，安装座的前端和后端设置有角度标示线，基座的前端和后端设置有角度刻度线；角度标示线指向角度刻度线。
[0010]
可选地，基座的前端和后端中与安装座抵接处为圆柱面，所述圆柱面的中心轴与蜗轮的中心轴同轴。
[0011]
可选地，蜗轮的圆心角为180
°
。
[0012]
可选地，蜗杆轴的蜗杆头数为1。
[0013]
可选地，安装座具有框架式结构。
[0014]
根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种多旋翼无人机，包括：无人机机体，多个旋翼组件，以及与每个旋翼组件对应的本实用新型实施例第一方面提供的角度调整装置；其中，角度调整装置的基座安装在无人机机体的机臂上，旋翼组件安装在角度调整装置的安装座上；角度调整装置的蜗杆轴被设置为可以在旋翼组件的电机的驱动下转动。
[0015]
上述实用新型中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过采用蜗轮蜗杆的传动方式，能够实现旋翼组件的角度的连续无级调节，结构简单，传动性能和稳定性好。采用本实用新型的角度调整装置调整多旋翼无人机的旋翼组件，能够实现旋翼组件的角度连续
无人调节，提高无人机的偏航机动性和机体稳定性。
[0016]
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
[0017]
附图用于更好地理解本实用新型，不构成对本实用新型的不当限定。其中：
[0018]
图1是本实用新型可选实施例中角度调整装置的爆炸图；
[0019]
图2是本实用新型可选实施例中角度调整装置的一个侧视图；
[0020]
图3是本实用新型可选实施例中角度调整装置的另一个侧视图；
[0021]
图4是本实用新型可选实施例中角度调整装置的应用场景的一个示意图；
[0022]
图5是本实用新型可选实施例中角度调整装置的应用场景的另一个示意图。
具体实施方式
[0023]
以下结合附图对本实用新型的示范性实施例做出说明，其中包括本实用新型实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本实用新型的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0024]
根据本实用新型实施例的一个方面，提供一种角度调整装置。
[0025]
图1是本实用新型可选实施例中角度调整装置的爆炸图，如图1 所示，角度调整装置100包括：安装座10、蜗杆轴20、蜗轮30和基座40；其中，安装座10用于安装旋翼组件；蜗杆轴20可转动地安装在安装座10上；蜗轮30安装在基座40上，蜗杆轴20的齿廓与蜗轮 30的齿廓啮合；蜗杆轴20在外力驱动下转动时，通过蜗杆轴20与蜗轮30之间的蜗轮蜗杆传动，使得安装座10相对基座40转动；安装座10的转动中心与蜗轮30的中心轴共线。
[0026]
当需要调整旋翼组件的角度时，通过外力驱动蜗杆轴20转动，通过蜗杆20和蜗轮30的配合即可实现角度的调整。通过采用蜗轮蜗杆的传动方式，能够实现旋翼组件的角度的连续无级调节，结构简单，传动性能和稳定性好。
[0027]
蜗杆轴20在安装座10上的安装方式可以根据实际情况进行设定，只要蜗杆轴20能够稳定安装在安装座10上、且可在外力驱动下相对安装座10转动即可。在图1示出的可选实施例中，安装座10的左右两端分别设置有轴承座11，蜗杆轴20通过轴承21和法兰22可转动地安装在轴承座11内。进一步地，可以通过固定螺钉23将法兰22固定在轴承座11上。采用轴承和轴承座安装蜗杆轴，结构简单、稳定性好。
[0028]
安装座10上可以设置用于安装被调整组件的安装孔，如图1中的条形孔14，安装孔的数量可以根据实际情况进行选择性设定，例如2 个、4个、5个等。基座40上可以设置用于固定基座40的基座安装孔 44，如图1所示。
[0029]
安装座10与基座40之间可以不抵接，例如安装在安装座10上的被调整组件可以在用于安装基座40的安装面上滚动时，即使安装座10 与基座40不抵接，安装在也不易在角度调整过程中从基座40上滑落。在图1示出的可选实施例中，安装座10的前端和后端分别与基座40 的前端和后端抵接；安装座10的前端和后端设置有凸槽12，基座40 的前端和后端设置有凹槽41，凸槽12嵌入凹槽41中，以在蜗杆轴20 与蜗轮30啮合传动过程中限制安装座10
相对于基座40的运动轨迹。通常情况下，凹槽41的长度大于凸槽12的长度，角度调整过程中，凸槽12在凹槽41内移动。通过使安装座的凸槽嵌入基座的凹槽内，能够在蜗杆轴与蜗轮啮合传动过程中限制安装座相对于基座的运动轨迹，从而限制角度调整的方向。
[0030]
本实用新型实施例的角度调整装置100还可以包括锁紧滑块42，锁紧滑块42与安装座10固定连接，锁紧滑块42和凸槽12分别位于凹槽41的内外两侧，如图1所示。锁紧滑块42与安装座10之间的连接方式可以根据实际情况进行选择性设定，例如安装座上设置有螺钉孔15，锁紧滑块42通过螺钉和螺钉孔15与安装座10固定连接。采用锁紧滑块，能够提高安装座与基座之间的连接稳定性，防止安装座从基座上脱落。
[0031]
安装座10的前端和后端还可以设置有角度标示线13，基座40的前端和后端设置有角度刻度线43；角度标示线13指向角度刻度线43。设置角度标示线和角度刻度线，便于调整角度和读数。
[0032]
在图1-3示出的可选实施例中，基座40的前端和后端中与安装座 10抵接处为圆柱面，所述圆柱面的中心轴与蜗轮30的中心轴同轴。如此，能够使得角度调整过程中安装座始终绕着圆柱面的轴线转动，提高角度调整的稳定性和准确性。
[0033]
蜗轮30的圆心角越大，角度调整装置的角度调整范围越大。实际应用过程中，蜗轮30的圆心角可以根据实际情况进行选择性设定，例如采用圆形蜗轮(即蜗轮30的圆心角为360
°
)、半圆蜗轮(即蜗轮 30的圆心角为180
°
)、采用扇形蜗轮(例如蜗轮30的圆心角为30
°
、 90
°
等)。采用半圆涡轮，能够在满足适用性的基础上降低角度调整装置的尺寸。
[0034]
蜗杆轴20的蜗杆头数可以为1，也可以大于1，例如为2、3、4。蜗杆轴的蜗杆头数为1，能够使得蜗杆的展开螺旋角小于蜗轮蜗杆接触的摩擦角，具有自锁功能，从而使得只能由蜗杆轴20带动蜗轮30转，而不能由蜗轮30带动蜗杆轴转。
[0035]
安装座10可以采用实心结构，也可以采用框架式结构。与采用实心结构相比，采用框架式结构，能够降低角度调整装置的重量。进一步地，为了降低角度调整装置的重量，基座40也可以采用中空结构。
[0036]
本实用新型实施例的角度调整装置可以实现电机轴顺时针和逆时针两个方向的自由调节，使用方便，可以应用于各种场景，例如调整无人机航拍时摄像装置在无人机上的安装角度、多旋翼无人机中旋翼组件在无人机机体上的倾斜角度等。
[0037]
根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种多旋翼无人机，包括：无人机机体，多个旋翼组件，以及与每个旋翼组件对应的本实用新型实施例第一方面提供的角度调整装置。角度调整装置100的基座 40安装在无人机机体的机臂上。如图4和5所示(图4中，旋翼组件的倾角为0，图5中，旋翼组件向左侧倾斜)，旋翼组件201安装在角度调整装置100的安装座10上。角度调整装置100的蜗杆轴20被设置为可以在旋翼组件201的电机的驱动下转动。旋翼组件是让无人机得以起飞的重要组成部分，通常旋翼组件包括：螺旋桨、无刷直流电机、电机调节器等。
[0038]
对于大型的多旋翼无人机，由于其轴距较大、自身转动惯量较大，因此其在偏航方向的机动性往往较差，所以在设计大型多旋翼无人机时，多将旋翼设置一个小角度的侧倾角；同时为了提高飞机的稳定性，还会给其设置一定的内倾角。侧倾角为：旋翼组件的旋转中心所在直线与过机臂所在直线的铅垂面之间的夹角。内倾角为：旋翼组件的旋转中心所在直线与垂直于机臂所在直线的铅垂面之间的夹角。铅垂面是指与水平面垂直的平面。
[0039]
大尺寸多旋翼无人机的侧倾角和内倾角对其偏航机动性和机体稳定性具有重要影响，但是当前无人机升力测试装备中尚且缺乏相关装置，难以验证无人机侧倾角和内倾角对飞机性能的影响，以便于选择合适的角度值，为飞机设计提供参考。另外，现有角度调整装置的结构尺寸大，同时难以实现角度连续无级调节，难以用在无人机的测试设备中。
[0040]
采用本实用新型第一方面提供的角度调整装置调整多旋翼无人机的旋翼组件，能够实现旋翼组件的角度连续无人调节，可以用于无人机的性能测试中，用于验证无人机侧倾角或内倾角对飞机性能的影响，以便于选择合适的角度值，为飞机设计提供参考，提高无人机的偏航机动性和机体稳定性。
[0041]
上述具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型保护范围之内。

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