本發(fā)明涉及飛行器，特別是涉及一種多軸飛行器。

背景技術(shù)：

多軸飛行器的起飛受場地限制小，還可以在空中懸停，實現(xiàn)定位航拍，因此獲得越來越多的應(yīng)用?，F(xiàn)有的多軸飛行器基本只靠改變旋翼轉(zhuǎn)速來調(diào)整飛行姿態(tài)，姿態(tài)響應(yīng)速度低下，如果槳葉直徑偏大的話還會進一步的延遲旋翼的姿態(tài)響應(yīng)速度，平移飛行需要傾斜機身，因而增加了機身的迎風(fēng)面積，導(dǎo)致飛行阻力的增加，使多軸飛行器的動作反應(yīng)慢，機動性差，電機頻繁的加減速使動能損失大，電機熱損耗大，效率低。

為改善上述情況，出現(xiàn)了一種飛行器，飛行器前側(cè)對稱地設(shè)置兩個旋翼，尾端設(shè)置一可傾轉(zhuǎn)的涵道風(fēng)扇，通過傾轉(zhuǎn)涵道風(fēng)扇來獲取水平分力，實現(xiàn)高速平飛，但涵道風(fēng)扇的槳葉直徑遠小于前側(cè)的旋翼的槳葉直徑，飛行器的動作反應(yīng)速度有所提高，但是只有涵道風(fēng)扇可傾轉(zhuǎn)，飛行姿態(tài)控制不夠靈活，飛行穩(wěn)定性仍有局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種動作反應(yīng)快、飛行姿態(tài)控制靈活的多軸飛行器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的多軸飛行器包括機身；多個動力單元，每個動力單元都通過機臂與機身連接，環(huán)繞在機身周圍；每個動力單元都具有可變距旋翼，及變距控制裝置；機身上設(shè)置有控制多個動力單元傾轉(zhuǎn)的傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)。

由以上方案可見，每個動力單元都可以進行傾轉(zhuǎn)，傾轉(zhuǎn)后的旋翼可起到尾翼的作用，從而飛行器的飛行更平穩(wěn)，傾轉(zhuǎn)的旋翼的直徑與非傾轉(zhuǎn)的旋翼的直徑相同，從而，飛行器的動作反應(yīng)速度，飛行器姿態(tài)控制靈活，而且每個旋翼都為可變距旋翼，旋翼無需改變轉(zhuǎn)速,只要通過傾轉(zhuǎn)調(diào)整旋翼的槳距角即變螺距，就可以控制動力單元升力，以避免電機頻繁加減速，節(jié)省能耗。

較具體的方案為，多軸飛行器具有至少三個動力單元。由以上方案可見，至少三個動力單元可實現(xiàn)至少三個方向上的動力單元傾轉(zhuǎn)，飛行器姿態(tài)控制靈活。

更具體的方案為，變距控制裝置包括設(shè)置在機臂上的變距舵機、推桿、第一搖臂、第一輪盤、第一連桿、第二搖臂，其中變距舵機帶動推桿移動，第一搖臂的一端與推桿連接，另一端與第一輪盤連接，第一連桿的一端與第一輪盤連接，另一端與第二搖臂連接，所述旋翼安裝在第二搖臂上。由以上可見，變距舵機設(shè)置在機臂上，可使飛行器結(jié)構(gòu)緊湊，且與旋翼的驅(qū)動電機分開設(shè)置，避免相互干擾。

優(yōu)選地，動力單元中每個具有其對應(yīng)的傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)。由以上方案可見，每個動力單元都具有單獨的傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)進行控制，各動力單元的傾轉(zhuǎn)互不干擾。

較具體地，機身上設(shè)置有固定架，機身包括上支撐板和下支撐板，固定架與上支撐板及下支撐板都連接，機臂一端與固定架連接，另一端與動力單元連接。由以上可見，動力單元和機臂通過固定架安裝在機身上，固定架與上下支撐板都連接，從而結(jié)構(gòu)簡單，安裝牢靠。

更具體地，傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在固定架內(nèi)，傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)每個都包括傳動舵機、齒輪、齒輪盤、轉(zhuǎn)軸及傾轉(zhuǎn)限位件；其中齒輪安裝在傳動舵機的輸出軸上且與齒輪盤嚙合，傾轉(zhuǎn)限位件設(shè)置在機身上，以限制齒輪盤的旋轉(zhuǎn)角度，齒輪盤與轉(zhuǎn)軸固定連接，轉(zhuǎn)軸一端與機臂連接、另一端可相對轉(zhuǎn)動地安裝在固定架上。

由以上方案可見，通過傳動舵機帶動齒輪盤旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)限定的角度，進而使動力單元及可變矩旋翼傾轉(zhuǎn)，實現(xiàn)飛行器的轉(zhuǎn)向，可以克服包括強風(fēng)的自然因素對飛行穩(wěn)定的影響，解決飛行器縱向俯仰、橫向滾轉(zhuǎn)和繞自身垂直軸自旋的飛行穩(wěn)定性，使飛行器在預(yù)定角度保持飛行平穩(wěn)，提高飛行器的安全性與可靠性。

優(yōu)選地，動力單元通過一個傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)控制，傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在機身的中心位置。由以上可見，通過一個傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)控制多個動力單元的傾轉(zhuǎn)可簡化結(jié)構(gòu)，節(jié)省飛行器安裝空間，傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在機身中心位置，使其距各動力單元距離相同，從而控制平穩(wěn)。

較具體地，傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括舵機、第一連桿、第二輪盤、第二連桿、第三搖臂、轉(zhuǎn)動軸，其中舵機通過第一連桿與所述第二輪盤連接，以控制第二輪盤的高度、偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)方向，第二連桿的一端與第二輪盤連接而另一端與搖臂連接，轉(zhuǎn)動軸一端與第三搖臂連接而另一端與機臂連接，舵機通過支架固定在機身上。

由以上可見，通過對第二輪盤高度、偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)方向的控制，控制各動力單元的傾轉(zhuǎn)，使各動力單元及其旋翼可呈現(xiàn)不同的傾轉(zhuǎn)角度，實現(xiàn)飛行器的靈活控制。

更具體地，機身包括上支撐板和下支撐板，支架固定在下支撐板的下方，轉(zhuǎn)動軸通過固定架可轉(zhuǎn)動地支撐。由以上可見，傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)大部分設(shè)置在下支撐板下方，從而重心低，飛行器易于控制。

進一步地，支架上固定有引導(dǎo)槽，第二輪盤上設(shè)置有突起，突起設(shè)置在引導(dǎo)槽內(nèi)。由以上可見，通過引導(dǎo)槽限定突起的移動，實現(xiàn)對第二輪盤移動的引導(dǎo)限制，從而飛行器的控制更穩(wěn)定。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明第一實施例的俯視圖，其中去除了上支撐板；

圖3是本發(fā)明第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中去除了上支撐板、整流罩和左側(cè)的固定架；

圖4是圖3中A局部放大視圖；

圖5是圖3中B局部放大視圖；

圖6是本發(fā)明第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中去除了上支撐板和整流罩；

圖7是本發(fā)明第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，其中去除了上支撐板；

圖8是本發(fā)明第三實施例中傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9是圖8傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖具體實施例并對照附圖對本發(fā)明進行說明。

第一實施例

如圖1所示，飛行器包括機身1和動力裝置，其中機身具有上支撐板11、下支撐板12，腳架13安裝在下支撐板12下方，動力裝置包括三個關(guān)于飛行器軸線對稱設(shè)置的動力單元2，其中一個動力單元2設(shè)置在飛行器的軸線上，每個動力單元2都具有可變距的三個旋翼21。動力單元2通過機臂3與機身1連接，且其上設(shè)置有保護內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整流罩4。

如圖2和圖3所示，固定架14與機臂3的一端連接，固定架14與上支撐板11和下支撐板12都通過多個連接件牢固地連接，每個動力單元2都具有驅(qū)動其傾轉(zhuǎn)的傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)，其中各傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)分別設(shè)置在與各動力單元2通過機臂3連接的固定架14內(nèi)。各動力單元2都具有控制其旋翼變距的變距控制裝置，其中變距控制裝置的變距舵機設(shè)置在機臂上。

如圖4所示，變距控制裝置包括變距舵機51、推桿52、作為第一搖臂的搖臂53、作為第一轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)盤54、作為第一連桿的連桿55，作為第二搖臂的搖臂56，其中變距舵機51與推桿52的一端連接，以帶動推桿52移動，推桿52的另一端與搖臂53的連接，推桿52的移動致使搖臂53擺動，搖臂53與轉(zhuǎn)盤54連接，以帶動轉(zhuǎn)盤54沿旋翼21的轉(zhuǎn)動軸方向移動，轉(zhuǎn)盤54上設(shè)置有連桿55與安裝有旋翼21的搖臂56連接，轉(zhuǎn)盤54的移動帶動連桿55移動，并致使搖臂55轉(zhuǎn)動，帶動旋翼21轉(zhuǎn)動，從而改變旋翼21的傾斜角度，以達到變距的目的。

如圖5所示，傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括傳動舵機61、齒輪62、齒輪盤63和轉(zhuǎn)軸64，其中齒輪62與傳動舵機61的輸出軸連接，齒輪62與齒輪盤63嚙合，轉(zhuǎn)軸64與齒輪盤63連接，并在齒輪盤64的帶動下轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸64與機臂3連接，在轉(zhuǎn)軸64轉(zhuǎn)動時，機臂3帶動動力單元2一起轉(zhuǎn)動所需的角度。

本實施例中，動力單元的旋翼采用三片槳葉，在其他實施例中，可采用兩片、四片等等。本實施例中，變距控制裝置的變距舵機設(shè)置在機臂上，在其他實施例中，變距舵機可設(shè)置在驅(qū)動單元內(nèi)。傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)也可設(shè)置在機臂的靠近動力單元的一側(cè)，在這種情況下，機臂可不隨驅(qū)動單元轉(zhuǎn)動。

第二實施例

本實施例的結(jié)構(gòu)與第一實施例大致相同，其中動力單元的數(shù)量不同。

如圖6所示，飛行器具有四個動力單元2，四個動力單元2呈十字型對稱設(shè)置，每個動力單元2都通過機臂3與機身1上固定的固定架14連接，用于使動力單元傾轉(zhuǎn)的傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)設(shè)置在各固定架14內(nèi)。每個動力單元2都具有可變距旋翼21和變距控制裝置，變距舵機設(shè)置在機臂3上。

第三實施例

本實施例的結(jié)構(gòu)與第一實施例大致相同，其中使各動力單元傾轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)不同。

如圖7所示，飛行器的動力裝置包括三個關(guān)于飛行器軸線對稱設(shè)置的動力單元2，其中一個動力單元2設(shè)置在飛行器的軸線上，每個動力單元2都具有可變距的三個旋翼21。動力單元2通過機臂3與機身1連接，且其上設(shè)置有保護內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整流罩4。固定架14與機臂3的一端連接，驅(qū)動各每個動力單元2傾轉(zhuǎn)的傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)7設(shè)置在機身1中心位置，與各機臂3連接的轉(zhuǎn)動軸75穿過固定架14并被固定架14可轉(zhuǎn)動地支撐，優(yōu)選地固定架14上的支撐部分設(shè)置為兩個或以上，以使轉(zhuǎn)動更穩(wěn)定。各動力單元2都具有控制其旋翼變距的變距控制裝置，其中變距控制裝置的變距舵機設(shè)置在機臂3上。傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)7通過支架安裝在機身的下支撐板12上，部分從下支撐板12的開孔15處伸出。

如圖8和圖9所示， 傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)大部分位于支架16內(nèi)，包括舵機（未示出），作為第二連桿的連桿71、作為第二輪盤的輪盤72、作為第三連桿的連桿73、作為第三搖臂的搖臂74、轉(zhuǎn)動軸75，其中舵機通過連桿71與輪盤72連接，以控制輪盤72的高度、偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)方向，連桿73的一端與輪盤72連接而另一端與搖臂74連接，轉(zhuǎn)動軸75一端與搖臂74連接而另一端與機臂3連接。優(yōu)選地，傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)包括多個舵機，每個與一個連桿71連接，各舵機帶動的連桿移動的位移不同，從而使輪盤72處于所需的高度、偏轉(zhuǎn)角度和偏轉(zhuǎn)方向，與輪盤72連接的多個連桿73與動力單元2的數(shù)量對應(yīng)，各連桿73與安裝有轉(zhuǎn)動軸75的搖臂74連接，輪盤72帶動各連桿73產(chǎn)生不同的位移，致使搖臂74及轉(zhuǎn)動軸74轉(zhuǎn)動所需的角度，進而帶動動力單元2傾轉(zhuǎn)所需角度。

支架16上固定有引導(dǎo)槽76，其中引導(dǎo)槽76可直接設(shè)置在支架上，也可設(shè)置在傾轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的固定在支架上的部分，其相對支架為固定的，輪盤72上設(shè)置有突起721，突起721可在引導(dǎo)槽76內(nèi)滑動，以引導(dǎo)限制輪盤72的移動，實現(xiàn)飛行器的更穩(wěn)定控制。

在本實施例中，動力單元設(shè)置為三個，在其他實施例中，動力單元可設(shè)置為四個或更多個，多個動力單元可通過單個的傾轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)來控制其不同角度的傾轉(zhuǎn)。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。