一种基于变桨距控制的单内燃机动力多旋翼无人飞行器

摘要

本发明具体涉及一种单动力内燃机驱动变桨距控制的多旋翼无人飞行器，属于飞行器领域。本发明的基于变桨距控制的单内燃机动力多旋翼无人飞行器包括变桨距控制部分和单动力传动部分。变桨距控制部分主要用来改变螺旋桨桨距，它主要包括螺旋桨和变桨距结构；单动力传动部分主要用来实现以内燃机为动力源驱动四个螺旋桨。它主要包括内燃机、多个碳纤维管、多个同步带、多个同步带轮、和多个主传动轴。本发明较于传统的多旋翼飞行器采用单动力输出的方式，减少了电机的数量，进而降低了旋翼飞行器的转动惯量，同时降低了对动力输出轴的输出精度的要求，实现在动力输出轴转向恒定的条件下实现拉力反向，从而增强了旋翼飞行器的机动性。

主权项

一种基于变桨距控制的单内燃机动力多旋翼无人飞行器，其特征在于，包括：变桨距控制部分和单动力传动部分；其中，变桨距控制部分主要用来改变螺旋桨桨距，它包括螺旋桨和变桨距结构；螺旋桨安装在变桨距结构旋翼头顶端；变桨距结构包括多个舵机、连接杆和旋翼头；每个舵机通过位于其上的转盘以及一根连接杆分别与和每个舵机对应的变桨距结构连接件连接，舵机安装在碳纤维管上；通过控制舵机来控制变桨距机构，进而控制螺旋桨的桨距；单动力传动部分主要用来实现以内燃机为动力源驱动四个螺旋桨；它包括内燃机、多个碳纤维管、多个同步带、多个同步带轮、和多个主传动轴；使用三根碳纤维管来构造飞行器的机架，机架采用H型布局；主传动轴安装在碳纤维管内，主传动轴的一端安装三个同步带轮，包括一个大尺寸同步带轮以及两个相同尺寸的的小尺寸同步带轮；大尺寸同步带轮通过一个同步带与内燃机转轴相连，两个小尺寸同步带轮通过两个同步带分别与两个螺旋桨转轴相连；主传动轴的另外一端安装两个小尺寸同步带轮，两个小尺寸同步带轮通过同步带分别与另外两个螺旋桨转轴相连；为了抵消螺旋桨的反扭力矩，主传动轴的安装方向与螺旋桨转轴的方向垂直，相邻连接主传动轴和螺旋桨转轴的两个同步带反向安装，使相邻的两个螺旋桨反向转动；内燃机安装在机架的一根碳纤维管上，并与这根碳纤维管平行，便于调试飞行器调试重心；所述的旋翼头(11)有四个，对称布置，3根碳纤维管第一碳纤维管(2‑1)、第二碳纤维管(2‑2)、第三碳纤维管(2‑3)组成H型机架，主传动轴(10)装在第一碳纤维管(2‑1)中，载物板(13)安装在第一碳纤维管(2‑1)上，内燃机(4)安装在载物板(13)上，第二同步带轮(1‑2)和第一同步带轮(1‑1)分别安装在主传动轴(10)和内燃机(4)的动力输出轴上，第一同步带轮(1‑1)和第二同步带轮(1‑2)之间通过第一同步带(6‑1)连接，4个舵机(3)对称安装在第二碳纤维管(2‑2)、第三碳纤维管(2‑3)上，十字连接件(12)用于连接第二碳纤维管(2‑2)、第三碳纤维管(2‑3)与主传动轴(10)，第一起落架(7‑1)、第二起落架(7‑2)放于机架最低端；所述的舵机(3)驱动连接杆(9)的一端，连接杆(9)的另一端驱动旋翼头上的连接件(11‑1)左右运动，连接件(11‑1)驱动套筒(11‑2)上下运动，与套筒(11‑2)相连的摇杆(11‑3)随套筒(11‑2)上下运动的同时带动第一杆(11‑4)上下运动，第一杆(11‑4)带动第二杆(11‑5)转动，第二杆(11‑5)带动旋翼(11‑6)正时针或逆时针转动；以这种方式通过舵机(3)来控制旋翼(11‑6)的迎角,在转速恒定的情况下控制飞行器的姿态；所述的内燃机(4)安装在载物板(13)上，内燃机(4)把动力通过自己的动力输出轴传给第二同步带轮(1‑2)，第二同步带轮(1‑2)通过第一同步带(6‑1)把动力传给第一同步带轮(1‑1)；第一同步带轮(1‑1)与主传动轴(10)相连，带动主传动轴(10)转动；4个小同步带轮第三同步带轮(1‑3)、第四同步带轮(1‑4)、第五同步带轮(1‑5)、第六同步带轮(1‑6)分别与图2中的4个同步带第二同步带(6‑2)、第三同步带(6‑3)第四同步带(6‑4)、第五同步带(6‑5)连接并安装在主传动轴(10)上；4个同步带(6‑1)的另一端分别连接在旋翼头(11)下面的4个同步带轮第七同步带轮(1‑7)、第八同步带轮(1‑8)、第九同步带轮(1‑9)、第十同步带轮(1‑10)上，这样即实现了内燃机(4)单动力输出驱动4个螺旋桨旋转的目的。