一種六旋翼飛行器雲臺系統的製作方法

2023-05-13 23:43:21

本發明涉及一種多旋翼飛行器技術，特別是一種六旋翼飛行器雲臺系統。

背景技術：

與六旋翼飛行器雲臺系統一直都是飛行器承載探測器對複雜環境進行探測的必不可少的部件之一，在空中消耗通過機翼正反槳的變速來實現偏航動作一直是許多飛行器的採取措施，這種方法耗電量大，對飛行器的續航能力有很大的影響，而且不能實現機翼機構不轉的而雲臺可以旋轉的偏航動作。滾轉動作多靠齒輪傳動，會增大裝配精度要求，拆裝麻煩。雲臺緩衝裝置多比較複雜，不宜更換，且造價成本較高。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種六旋翼飛行器雲臺系統，雲臺在俯仰、滾轉、偏航等運動時，旋翼無需改變飛行動作，具有可靠性強、方便拆卸、運動可靠、節能等優點。

一種六旋翼飛行器雲臺系統，包括雲臺俯仰機構、雲臺滾轉機構、雲臺偏航機構、緩衝機構和機身支撐機構，探測裝置可以安裝在雲臺上。所述雲臺通過連接杆與機翼機構連接，通過齒輪配合實現偏航，且能保持旋翼機構不旋轉。

採用上述的雲臺系統，所述雲臺俯仰機構包括舵機、小齒輪、大齒輪、平臺、平臺支撐架、舵機支撐架和大齒輪支撐架，舵機轉動帶動小齒輪轉動，然後通過齒輪嚙合帶動大齒輪，從而帶動與大齒輪同體的平臺，實現雲臺的俯仰動作。

採用上述的雲臺系統，所述雲臺滾轉機構包括雲臺板、同步帶、舵機、舵機支撐板、同步帶輪、連接板、同步帶末端固定杆、壓緊杆、壓緊輪和同步帶末端固定架，舵機旋轉帶動同步帶輪旋轉，同步帶輪帶動同步帶運動，從而使得雲臺實現滾轉的動作。

採用上述的雲臺系統，所述雲臺偏航機構包括連接架體、大齒輪固定板、大齒輪、銷軸、小齒輪和舵機，當飛行器正常飛行時，大齒輪和旋翼機構是固連的，舵機轉動帶動小齒輪圍繞大齒輪轉動，從而實現旋翼機構正常飛行且不旋轉的前提下，達到雲臺偏航的動作。

採用上述的雲臺系統，所述緩衝機構包括緩衝墊連接片、錐形緩衝墊、傳力支架和固定塊，錐形緩衝墊對飛行器起飛與降落時的衝擊載荷進行緩衝。

採用上述的雲臺系統，所述機身支撐機構包括支撐腿、支撐腿鉸鏈、連杆鉸鏈、支撐機構平臺和支撐連杆，對飛行器整體有支撐的作用，同時避免雲臺接觸地面，防止雲臺被破壞。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：可靠性強、零部件方便拆卸易於更換、運動可靠、節能等優點，能夠實現雲臺三個自由度的可靠旋轉，使其可以在複雜的環境下進行探測，而且可以節約電能，提高飛行器整體續航能力，雲臺偏航同時可以保持旋翼機構保持旋翼機構不旋轉，可以使得旋翼機構上探測裝置監測方向不變，又能實現雲臺偏航，在飛行器起飛和降落時能有效的對衝擊載荷進行緩衝。

下面結合說明書附圖對本發明做進一步描述。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖。

圖2為本發明雲臺偏航機構結構示意圖，其中圖2(a)為立體圖，圖2(b)為主視圖。

圖3為本發明雲臺緩衝機構結構示意圖，其中圖3(a)為立體圖，圖3(b)為緩衝機構主要部件的立體圖。

圖4為本發明雲臺滾轉機構結構示意圖，其中圖4(a)為立體圖，圖4(b)為側視圖，圖4(c)為主視圖。

圖5為本發明雲臺俯仰機構結構示意圖，其中圖5(a)為立體圖，圖5(b)為主視圖，圖5(c)為舵機齒輪部分示意圖。

圖6為本發明雲臺機身支撐機構結構示意圖。

具體實施方式

結合圖1，一種六旋翼飛行器雲臺系統，包括包括雲臺俯仰機構1、雲臺滾轉機構2、雲臺偏航機構3、緩衝機構4、機身支撐機構5。所述雲臺俯仰機構1實現雲臺的上下角度俯仰動作；雲臺滾轉機構2實現雲臺左右的滾轉動作；雲臺偏航機構3實現雲臺的橫向左右的偏航動作，且保持旋翼機構6的不旋轉狀態；緩衝機構4實現飛行器起飛與降落時雲臺受到的衝擊載荷；機身支撐機構5實現機身整體的支撐功能，且能避免雲臺與地面接觸對雲臺造成破壞。各個機構協調工作實現雲臺的各個作用與動作。

結合圖2(a)(b)，本發明涉及的雲臺偏航機構3包括連接架體3-1、雲臺偏航機構大齒輪固定板3-2、雲臺偏航機構大齒輪3-3、銷軸3-4、雲臺偏航機構小齒輪3-5、偏航舵機3-6。偏航舵機3-6設置於連接架體3-1上，雲臺偏航機構小齒輪3-5與偏航舵機3-6輸出軸連接，雲臺偏航機構大齒輪3-3通過雲臺偏航機構大齒輪固定板3-2雲臺偏航機構大齒輪固定板3-2固定於飛行器下端的連接件上，雲臺偏航機構大齒輪3-3通過銷軸3-4設置於雲臺偏航機構大齒輪固定板3-2和連接架體3-1上且雲臺偏航機構大齒輪3-3與雲臺偏航機構小齒輪3-5嚙合。當飛行器正常飛行時，雲臺偏航機構大齒輪3-3和旋翼機構是固連的，偏航舵機3-6轉動帶動雲臺偏航機構小齒輪3-5圍繞雲臺偏航機構大齒輪3-3轉動，從而實現旋翼機構正常飛行且不旋轉的前提下，達到雲臺偏航的動作。

結合圖3(a)(b)，本發明涉及的雲臺緩衝機構4，包括緩衝墊連接片4-1、錐形緩衝墊4-2、傳力支架4-3和固定塊4-4。設置緩衝機構4還需要兩塊飛行器連接板，飛行器連接板分別設置於雲臺偏航機構3的兩端，每組緩衝機構4的錐形緩衝墊4-2設置三個，緩衝墊連接片4-1將水平方向兩個錐形緩衝墊4-2連接在一起且水平方向兩個錐形緩衝墊4-2下端面與飛行器連接板上表面接觸，傳力支架4-3將上面水平的兩個緩衝墊與下面一個緩衝墊連接在一起，固定塊4-4將傳力支架4-3與連接板2-6或滾轉舵機支撐板2-4連接。緩衝墊連接片4-1將上部水平的兩個錐形緩衝墊連接在一起，上部的傳力支架的上端與緩衝墊連接片相連，上部的傳力支架的下端與下部的緩衝墊的下表面相連，下部的傳力支架上端與下部的緩衝墊上表面相連，下部的傳力支架下端經過固定塊固定在連接板2-6上，從而實現載荷緩衝的作用。

結合圖4(a)(b)(c)，本發明涉及的所述雲臺滾轉機構2包括雲臺板2-1、同步帶2-2、滾轉舵機2-3、滾轉舵機支撐板2-4、同步帶輪2-5、連接板2-6、同步帶末端固定杆2-7、壓緊杆2-8、壓緊輪2-9、同步帶末端固定架2-10、上軌道輪2-11和下軌道輪2-12。雲臺板2-1對稱設置兩塊且成弧形且與雲臺俯仰機構1連接，滾轉舵機2-3通過滾轉舵機支撐板2-4設置於雲臺偏航機構3上，連接板2-6設置於雲臺偏航機構3上且和滾轉舵機支撐板2-4配合形成雲臺板2-1軌道空間，上軌道輪2-11兩組共四枚且每一軌道輪沿周向設置環形軌道槽，每一組軌道輪通過轉動軸設置於連接板2-6和滾轉舵機支撐板2-4間且兩塊雲臺板2-1上沿分別置於上軌道輪2-11的環形軌道槽中，下軌道輪2-12兩組共四枚且每一軌道輪沿周向設置環形軌道槽，每一組軌道輪通過轉動軸設置於連接板2-6和滾轉舵機支撐板2-4間且兩塊雲臺板2-1下沿分別置於下軌道輪2-12的環形軌道槽中，同步帶輪2-5與滾轉舵機2-3輸出軸連接，同步帶2-2和同步帶輪2-5配合且末端分別固定在同步帶末端固定杆2-7和同步帶末端固定架2-10上，固定杆2-7和同步帶末端固定架2-10分別固定於雲臺板2-1的兩端，壓緊輪2-9通過壓緊杆2-8設置於兩塊雲臺板2-1間且壓緊於同步帶2-2上。在滾轉舵機2-3的驅動下，雲臺板在上軌道輪2-11和下軌道輪2-12移動，從而實現旋翼機構正常飛行且不旋轉的前提下，達到雲臺滾轉的動作。

結合圖5(a)(b)(c)，本發明涉及的雲臺俯仰機構1，包括舵機1-1、小齒輪1-2、大齒輪1-3、雲臺1-4、平臺支撐架1-5、舵機支撐架1-6和大齒輪支撐架1-7。俯仰舵機1-1通過舵機支撐架1-6固定於平臺支撐架1-5上，小齒輪1-2與舵機1-1轉動軸連接，大齒輪1-3與小齒輪1-2嚙合且通過轉軸設置在大齒輪支撐架1-7上，雲臺一端與大齒輪1-3的轉軸連接，另一端與平臺支撐架1-5轉動連接，大齒輪支撐架1-7設置於平臺支撐架1-5上；舵機1-1轉動帶動小齒輪1-2轉動，然後通過齒輪嚙合帶動大齒輪1-3，從而帶動與大齒輪1-3同體的平臺，實現雲臺的俯仰動作。

結合圖6，本發明涉及的機身支撐機構5，包括支撐腿5-1、支撐腿鉸鏈5-2、連杆鉸鏈5-3、支撐機構平臺5-4和支撐連杆5-5。所述機身支撐機構5，包括支撐腿5-1、支撐腿鉸鏈5-2、連杆鉸鏈5-3、支撐機構平臺5-4和支撐連杆5-5；所述支撐腿5-1對飛行器整體有支撐的作用，同時避免雲臺接觸地面，防止雲臺被破壞；所述支撐腿鉸鏈5-2與支撐腿5-1相連，同時緊固在支撐連杆5-5上，起到固定支撐腿的作用；所述連杆鉸鏈5-3與支撐機構平臺5-4和支撐連杆5-5連接，將支撐連杆連接在支撐機構平臺上，對支撐連杆起到緊固作用；所述支撐機構平臺5-4是雲臺滾轉機構2、雲臺偏航機構3和緩衝機構4的連接板，將三者連接成整體。機身支撐機構整體對飛行器整體有支撐的作用，同時避免雲臺接觸地面，防止雲臺被破壞。

具體地，結合附圖，雲臺板2-1可以與平臺支撐架1-5一體設計。緩衝機構4有四組，每組固定塊4-4將傳力支架4-3與連接板2-6或滾轉舵機支撐板2-4連接。兩塊飛行器連接板分別設置在連接架體3-1兩端。