单轴双旋桨无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种单轴双旋桨无人机的小型同轴双桨飞行器。

背景技术：

航空技术中采用的同轴双桨动力机构分为上下两层旋桨，通过上下两层旋桨的反向旋转，使得两个沿不同水平方向旋转的旋桨产生的扭转力矩相互抵消。同轴双桨动力机构相对单桨动力机构，其无需设置尾桨来抵消单桨产生单向力矩问题，在空间利用率上优于单桨动力机构，而且使用两副同轴式旋翼的升力比单旋翼/尾桨布局的旋翼升力大12％，气动特性对称，机动性好，更利于飞行器的姿态控制，因此同轴双桨动力机构作为直升机动力系统而获得广泛的应用。

现有技术中，发明人对同轴双桨动力机构进行了研究，内外控制盘通过关节轴承连接上下倾斜盘，上下倾斜盘分别连接两根变距杆来控制上下两层旋翼的叶距，并用套筒轴驱动上下两副反转的旋翼，从而使飞行器实现倾斜向前飞行和转向。这种机构极度复杂，且装配难度高，同时由于使用套筒轴驱动上下两副反转的旋翼，对该套筒轴强度刚度精度要求也非常高，导致加工制造难度极大，常应用于大型航空载具。而同轴双桨动力机构通过舵机控制下倾斜盘来控制下桨变距，舵机控制上桨变距必须先通过控制下倾斜盘，再通过连杆机构，把动作传递到上倾斜盘，才能实现对上桨桨距的控制。因此，同轴双桨动力机构的结构还有待改进。

技术实现要素：

本实用新型提供一种单轴双旋桨无人机，以解决现有的同轴双桨动力机构结构复杂的技术问题，本实用新型实施例能够简化无人飞行器的结构，提高结构空间的利用率。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种单轴双旋桨无人机，包括避震底座和安装在所述避震底座上的同轴双桨装置；

所述同轴双桨装置包括主轴和沿所述主轴自下至上依次同轴安装的倾斜控制盘组件、转向桨座、动锥、动力电机组件、动力桨座；

所述倾斜控制盘组件包括控制盘、倾斜盘组件和设置在所述倾斜盘组件上的球头轴承，所述球头轴承通过拉杆与所述转向桨座连接；

所述转向桨座上安装有转向桨组件，所述动力桨座上安装有动力桨组件；

所述动力电机组件包括双转结构无刷电机、自锁紧齿轮，所述双转结构无刷电机通过所述自锁紧齿轮联动所述动力桨座和所述动锥，所述动锥与所述转向桨座转动连接；

所述避震底座上设有双伺服电机、电源和安装孔，所述主轴插装在所述安装孔内，所述动力电机组件、所述双伺服电机分别与所述电源电连接；

所述双伺服电机通过鱼眼万向节和螺纹拉杆与所述控制盘连接，所述倾斜盘组件包括用于控制下旋翼变距的x向倾斜盘和y向倾斜盘，所述x向倾斜盘和所述y向倾斜盘设于所述控制盘上。

作为优选方案，所述转向桨组件包括第一转向桨夹、第二转向桨夹、第一转向桨、第二转向桨；

所述第一转向桨通过所述第一转向桨夹铰接在所述转向桨座的一端上，所述第二转向桨通过所述第二转向桨夹铰接在所述转向桨座的另一端上。

作为优选方案，所述动力桨组件包括第一动力桨夹、第二动力桨夹、第一动力桨、第二动力桨；

所述第一动力桨通过所述第一动力桨夹铰接在所述动力桨座的一端上，所述第二动力桨通过所述第二动力桨夹铰接在所述动力桨座的另一端上。

作为优选方案，所述避震低座包括基座和航电仓，所述基座通过若干个避震球与所述航电仓连接；所述电源为电池，所述电池设于所述航电仓内；所述双伺服电机安装在所述航电仓与所述基座之间。

作为优选方案，所述基座与所述主轴之间通过螺钉进行固定。

作为优选方案，所述动力电机组件还包括电机罩，所述双转结构无刷电机、所述自锁紧齿轮安装在所述电机罩内。

相比于现有技术，本实用新型实施例的有益效果在于：

(1)通过双纵向无刷电机布局驱动上下旋翼转动，并由电子调速器实现上下差速一致，使上下旋翼可同步启动，避免了上下旋翼互相碰撞。

(2)双转结构无刷电机选用双纵向无刷电机，通过设置自锁紧齿轮联动上方的动力桨座和下方的动锥，通过上下旋翼转动时反向力矩实现联动齿轮自锁紧，此设计的好处在于当旋翼堵转时可防止联动齿轮与动力桨座、动锥之间互相磨损。

(3)双伺服电机通过鱼眼万向节由螺杆与控制盘连接，控制盘上设置两组倾斜盘x、y，通过倾斜盘控制下旋翼变距，实现飞行器转向和平移，此设计好处在于仅使用单个倾斜盘控制转向底座倾斜实现下旋桨变距，而不需要复杂的连杆机构控制上下旋翼变距，降低了整机高度，提高了结构空间的利用率。

(4)通过设置避震底座，将同轴双桨动力机构与航电仓分离，有效减少动力机构运转时的震动传导至飞控系统，使航电仓重心始终朝下，有利于飞行器平稳飞行。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的单轴双旋桨无人机的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中的单轴双旋桨无人机的爆炸图；

图3是本实用新型实施例中的单轴双旋桨无人机的爆炸图；

其中，说明书附图中的附图标记如下：

1、主轴；

2、动力桨座；21、第一动力桨夹；22、第二动力桨夹；23、第一动力桨；24、第二动力桨；

3、转向桨座；31、第一转向桨夹；32、第二转向桨夹；33、第一转向桨；34、第二转向桨；

4、双转结构无刷电机；41、电机罩；42、自锁紧齿轮；

5、动锥；51、控制盘；52、x向倾斜盘；53、y向倾斜盘；

6、鱼眼万向节；61、螺纹拉杆；

7、避震底座；71、避震球；72、双伺服电机；73、航电仓；74、电池。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参见图1至图3，本实用新型实施例提供了一种单轴双旋桨无人机，包括避震底座7和安装在避震底座7上的同轴双桨装置；

同轴双桨装置包括主轴1和沿主轴1自下至上依次同轴安装的倾斜控制盘组件、转向桨座3、动锥5、动力电机组件、动力桨座2；

倾斜控制盘组件包括控制盘51、倾斜盘组件和设置在倾斜盘组件上的球头轴承，球头轴承通过拉杆与转向桨座3连接；

转向桨座3上安装有转向桨组件，动力桨座2上安装有动力桨组件；

动力电机组件包括双转结构无刷电机4、自锁紧齿轮42，双转结构无刷电机4通过自锁紧齿轮42联动动力桨座2和动锥5，动锥5与转向桨座3转动连接；

避震底座7上设有双伺服电机、电源和安装孔，主轴1插装在安装孔内，动力电机组件、双伺服电机分别与电源电连接；

伺服电机通过鱼眼万向节6和螺纹拉杆61与控制盘51连接，倾斜盘组件包括用于控制下旋翼变距的x向倾斜盘52和y向倾斜盘53，x向倾斜盘52和y向倾斜盘53设于控制盘51上。

在一种可行的设计中，转向桨组件包括第一转向桨夹31、第二转向桨夹32、第一转向桨33、第二转向桨34；

第一转向桨33通过第一转向桨夹31铰接在转向桨座3的一端上，第二转向桨34通过第二转向桨夹32铰接在转向桨座3的另一端上。

在一种可行的设计中，动力桨组件包括第一动力桨夹21、第二动力桨夹22、第一动力桨23、第二动力桨24；

第一动力桨23通过第一动力桨夹21铰接在动力桨座2的一端上，第二动力桨24通过第二动力桨夹22铰接在动力桨座2的另一端上。

在一种可行的设计中，避震底座7包括基座和航电仓73，基座通过若干个避震球71与航电仓73连接；电源为电池74(可采用锂电池)，电池74设于航电仓73内；伺服电机安装在航电仓73与基座之间。

在一种可行的设计中，基座与主轴1之间通过螺钉进行固定。

在一种可行的设计中，动力电机组件还包括电机罩41，双转结构无刷电机4、自锁紧齿轮42安装在电机罩41内。

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、装配容易、飞行平稳、可折叠桨叶的同轴双桨无人飞行器，采用模块化组装方法，简化了同轴双桨无人机的结构，可靠性高，且装配容易，装配过程如下：

将倾斜控制盘51组件、转向桨座3、动锥5、动力电机模块、动力桨座2沿轴向自下至上依次安装到无人机的空心主轴1上，其中倾斜盘组件和转向桨座3之间通过拉杆与倾斜盘上设置的球头轴承连接，从而形成传动连接机构以带动转向桨座3控制倾斜角度，实现下旋桨变距。

进一步地，将空心主轴1插入避震底座7设置的孔径中固定。

避震底座7前后设置有两个螺孔，用于安装锁紧空心主轴1的固定螺丝。

综上，本实用新型实施例提供的一种单轴双旋桨无人机，是为同轴双桨飞行器，其有益效果在于：

(1)通过双纵向无刷电机布局驱动上下旋翼转动，并由电子调速器实现上下差速一致，使上下旋翼可同步启动，避免了上下旋翼互相碰撞。

(2)双转结构无刷电机4选用双纵向无刷电机，通过设置自锁紧齿轮42联动上方的动力桨座2和下方的动锥5，通过上下旋翼转动时反向力矩实现联动齿轮自锁紧，此设计的好处在于当旋翼堵转时可防止联动齿轮与动力桨座2、动锥5之间互相磨损。

(3)双伺服电机72通过鱼眼万向节6由螺杆与控制盘51连接，控制盘51上设置两组倾斜盘x、y，通过倾斜盘控制下旋翼变距，实现飞行器转向和平移，此设计好处在于仅使用单个倾斜盘控制转向底座倾斜实现下旋桨变距，而不需要复杂的连杆机构控制上下旋翼变距，降低了整机高度，提高了结构空间的利用率。

(4)通过设置避震底座7，将同轴双桨动力机构与航电仓73分离，有效减少动力机构运转时的震动传导至飞控系统，使航电仓73重心始终朝下，有利于飞行器平稳飞行。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

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