本實用新型涉及無人機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種可折疊長航時多旋翼無人機(jī)。

背景技術(shù)：

多旋翼無人機(jī)由于具有可在任意空間點懸停、起降無需場地支持、操作靈活要求低等特點，在軍用和民用領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的多旋翼無人機(jī)是電動的，一般由主控箱和機(jī)臂組成，機(jī)臂直接從主控箱均布伸出，在每個機(jī)臂的末端安裝有一個電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動旋翼提供升力，且旋翼槳距固定不變僅以轉(zhuǎn)速變化來調(diào)節(jié)飛行姿態(tài)。該類結(jié)構(gòu)電池儲電能力有限，續(xù)航時間短，載重小，更換頻繁造成浪費和污染，電機(jī)分散在每個機(jī)臂上，會造成動力分散，震動加劇，從而增大電機(jī)出現(xiàn)故障的幾率，影響無人機(jī)的安全；再者，旋翼結(jié)構(gòu)和起落架的體積較大，占據(jù)大量空間，不方便運輸，浪費大量的運輸經(jīng)費。

因此，本實用新型為了克服公知技術(shù)領(lǐng)域存在的上述缺陷，提供了一種續(xù)航時間長、載重量大、可折疊、安全可靠的多旋翼無人機(jī)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的多旋翼無人機(jī)續(xù)航時間短、載重量小、占地面積大的問題，本實用新型提供了一種可折疊長航時多旋翼無人機(jī)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種可折疊長航時多旋翼無人機(jī)，包括艙體支撐結(jié)構(gòu)和設(shè)置在艙體支撐結(jié)構(gòu)上的艙體，艙體支撐結(jié)構(gòu)包括數(shù)個支撐柱和若干結(jié)構(gòu)板，支撐柱與結(jié)構(gòu)板通過管夾連接，艙體由前到后被結(jié)構(gòu)板依次分隔為任務(wù)設(shè)備艙、前部傳動艙、燃料艙、動力艙和后部傳動艙；多旋翼無人機(jī)還包括設(shè)置在艙體外的折疊機(jī)構(gòu)、可折疊起落架以及與其聯(lián)動的兩組平行可折疊機(jī)臂。

可折疊機(jī)臂包括驅(qū)動軸、設(shè)置在驅(qū)動軸兩端的傳動機(jī)構(gòu)、旋翼變距結(jié)構(gòu)以及旋翼結(jié)構(gòu)，其中，驅(qū)動軸的前端連接傳動機(jī)構(gòu)，后端通過連接軸連接傳動機(jī)構(gòu)，連接軸上依次連接有軸套、同步輪架和設(shè)置在同步輪架內(nèi)的同步輪。

作為優(yōu)先，驅(qū)動軸的外部可以安裝支撐套管，驅(qū)動軸的前端通過花鍵連接傳動機(jī)構(gòu)，后端通過花鍵與連接軸連接，然后連接軸通過花鍵連接后端的傳動機(jī)構(gòu)。

傳動機(jī)構(gòu)包括連接在驅(qū)動軸兩端的連接件、連接在連接件上的齒輪箱、以及設(shè)置在齒輪箱內(nèi)的主動錐齒輪和從動錐齒輪，從動錐齒輪軸嵌套在連接件內(nèi)，主動錐齒輪和從動錐齒輪相嚙合，從動錐齒輪軸通過軸承與齒輪箱連接。

同一驅(qū)動軸兩端的從動錐齒輪與主動錐齒輪的嚙合部位不同，一個與主動錐齒輪的上部齒輪嚙合，一個與主動錐齒輪的下部齒輪嚙合，從而使旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反，進(jìn)而克服反扭矩的作用力。作為優(yōu)選，從動錐齒輪和從動錐齒輪軸緊配合；主動錐齒輪和主動錐齒輪軸緊配合。

折疊機(jī)構(gòu)包括支撐臂和安裝在支撐臂上的固定件，固定件可拆卸的套接在支撐柱上，支撐臂的一端通過套接在支撐柱上的旋轉(zhuǎn)件與可折疊起落架連接，支撐臂的另一端通過固定卡或連接軸上的同步輪架與可折疊機(jī)臂連接，從而實現(xiàn)可折疊起落架與可折疊機(jī)臂的聯(lián)動。

作為優(yōu)選，固定件通過螺絲安裝到支撐臂的中間部位，旋轉(zhuǎn)件是通過螺絲與支撐臂的一端連接，旋轉(zhuǎn)件通過銷軸、鉸鏈與可折疊起落架連接，可折疊起落架通過支柱和螺栓與前后兩個結(jié)構(gòu)板連接。

當(dāng)機(jī)翼展開時，將固定管套接在支撐柱上，由于機(jī)臂和起落架是聯(lián)動的，此時機(jī)臂和起落架是展開的，當(dāng)機(jī)臂折疊時，將固定件從支撐柱上拆下，支撐臂沿支撐柱旋轉(zhuǎn)，可折疊起落架旋轉(zhuǎn)后達(dá)到快速折疊的目的。

旋翼變距結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在驅(qū)動軸上的舵機(jī)、搖臂、連接塊和變距盤，搖臂一端通過連桿與舵機(jī)連接，另一端通過安裝在齒輪箱上的叉形件與連接塊連接，變距盤位于連接塊上方并與旋翼結(jié)構(gòu)連接。

旋翼結(jié)構(gòu)由槳轂、設(shè)置在槳轂兩端的槳夾，安裝在槳夾上的槳葉組成，槳轂通過螺釘與從動錐齒輪軸連接，槳夾與槳轂通過螺釘、墊片連接，槳葉與槳夾通過螺栓螺母連接。

前部傳動艙和后部傳動艙的前后結(jié)構(gòu)板之間均連接有兩個用來連接可折疊起落架和可折疊機(jī)臂的支柱；旋轉(zhuǎn)件分別套接在結(jié)構(gòu)板之間的支柱上。作為優(yōu)選，旋轉(zhuǎn)件開設(shè)連接孔，用來將旋轉(zhuǎn)件套接到兩個結(jié)構(gòu)板之間的支柱上。

任務(wù)設(shè)備艙安裝有旋轉(zhuǎn)相機(jī)云臺、可旋轉(zhuǎn)相機(jī)以及圖傳設(shè)備；燃油艙安裝有飛控系統(tǒng)、燃油箱和啟動電池，燃油箱和啟動電池分別固定于支撐柱與結(jié)構(gòu)板之間，飛控系統(tǒng)設(shè)置在燃油箱的上部。

動力艙安裝有發(fā)動機(jī)、消音器、風(fēng)門舵機(jī)和油門舵機(jī)，發(fā)動機(jī)和消音器通過管道連接，發(fā)動機(jī)、風(fēng)門舵機(jī)和油門舵機(jī)連接在結(jié)構(gòu)板上，風(fēng)門舵機(jī)和油門舵機(jī)通過連桿與發(fā)動機(jī)的風(fēng)門和油門搖臂連接，發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口安裝有空氣濾清器，發(fā)動機(jī)輸出軸上安裝有啟動電機(jī)和同步輪，通過輸出軸上的同步輪帶動同步帶和驅(qū)動軸上的同步輪，驅(qū)動可折疊機(jī)翼的驅(qū)動軸，從而通過齒輪驅(qū)動旋翼，燃油箱和發(fā)動機(jī)之間連接的油管上可安裝燃油濾清器，動力艙的位置設(shè)置使發(fā)動機(jī)偏置，利于散熱

本實用新型提供的一種長航時多旋翼無人機(jī)，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，存在以下優(yōu)點：首先，通過對多旋翼無人機(jī)的動力結(jié)構(gòu)重新進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計，放棄了以往無人機(jī)的機(jī)臂直接從主控箱均布伸出，并且每個電機(jī)帶動一個螺旋槳的設(shè)計方案，改用一臺發(fā)動機(jī)以同步帶傳動的方式，帶動多組旋翼結(jié)構(gòu)，構(gòu)型由傳統(tǒng)的X型變?yōu)殡pH構(gòu)型，由一臺發(fā)動機(jī)集中提供動力改進(jìn)了傳統(tǒng)設(shè)計中動力分散的缺點，減少了故障發(fā)生率，并且該飛行器的動力輸出由一臺發(fā)動機(jī)作為動力總成，發(fā)動機(jī)輸出軸上的同步輪和張緊輪通過同步帶驅(qū)動每組旋翼的驅(qū)動軸，驅(qū)動軸通過齒輪驅(qū)動旋翼，取消機(jī)臂末端的電機(jī)，消除了電機(jī)震動的問題，提高了無人機(jī)的使用壽命和飛行安全，并且動力艙的位置設(shè)置使發(fā)動機(jī)偏置，利于散熱；再者，將原有的固定螺距形式改為可變螺距形式，通過調(diào)節(jié)螺距來控制飛機(jī)的姿態(tài)，每個旋翼上有一個旋翼變距機(jī)構(gòu)，通過舵機(jī)帶動來完成槳的螺距變化，飛行中控制更簡便，容易由螺距變化取代轉(zhuǎn)速變化來控制飛行姿態(tài)，使得發(fā)動機(jī)的輸出功率能始終維持在一個較為經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)速上；最后，本實用新型提供的多旋翼無人機(jī)將電動改為油動，大大增加了無人機(jī)的航時和載重，節(jié)省能源，減少污染，同時本實用新型的多旋翼無人機(jī)的布局使得重心更集中，節(jié)省能源，提高航時，旋翼結(jié)構(gòu)和起落架的折疊設(shè)計節(jié)省了大量空間，方便運輸，節(jié)省運輸經(jīng)費。

附圖說明

圖1為可折疊長航時多旋翼無人機(jī)的展開示意圖；

圖2為可折疊長航時多旋翼無人機(jī)的折疊示意圖；

圖3為可折疊長航時多旋翼無人機(jī)的俯視圖；

圖4為可折疊長航時多旋翼無人機(jī)的正視圖；

圖5為可折疊長航時多旋翼無人機(jī)的側(cè)視圖；

圖6為旋翼處放大圖；

圖7為可折疊機(jī)臂的分解圖。

具體實施方式

本實用新型公開了一種可折疊長航時多旋翼無人機(jī)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)?shù)奶鎿Q零部件來實現(xiàn)。特別需要指出的是，所有類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本實用新型當(dāng)中。本實用新型的方法及應(yīng)用已經(jīng)通過較佳實施例進(jìn)行了描述，相關(guān)人員明顯能在不脫離本實用新型內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和應(yīng)用進(jìn)行改動或適當(dāng)變更與組合，來實現(xiàn)和應(yīng)用本實用新型技術(shù)。

本實用新型提供了一種可折疊長航時多旋翼無人機(jī)，包括艙體支撐結(jié)構(gòu)和設(shè)置在艙體支撐結(jié)構(gòu)上的艙體，艙體支撐結(jié)構(gòu)包括數(shù)個支撐柱1和若干結(jié)構(gòu)板2，支撐柱1與結(jié)構(gòu)板2通過管夾3連接，艙體由前到后被結(jié)構(gòu)板依次分隔為任務(wù)設(shè)備艙、前部傳動艙、燃料艙、動力艙和后部傳動艙；多旋翼無人機(jī)還包括設(shè)置在艙體外的折疊機(jī)構(gòu)、可折疊起落架以及與其聯(lián)動的兩組平行可折疊機(jī)臂。

可折疊機(jī)臂包括驅(qū)動軸27、設(shè)置在驅(qū)動軸兩端的傳動機(jī)構(gòu)、旋翼變距結(jié)構(gòu)以及旋翼結(jié)構(gòu)，其中，驅(qū)動軸27的前端連接傳動機(jī)構(gòu)，后端通過連接軸29連接傳動機(jī)構(gòu)，連接軸29上依次連接有軸套30、同步輪架26和設(shè)置在同步輪架26內(nèi)的同步輪31；驅(qū)動軸27的外部可以安裝支撐套管28，驅(qū)動軸27的前端通過花鍵連接傳動機(jī)構(gòu)，后端通過花鍵與連接軸29連接，然后連接軸29通過花鍵連接后端的傳動機(jī)構(gòu)。

傳動機(jī)構(gòu)包括連接在驅(qū)動軸27兩端的連接件35、連接在連接件35上的齒輪箱36、以及設(shè)置在齒輪箱36內(nèi)的主動錐齒輪33和從動錐齒輪34，從動錐齒輪軸嵌套在連接件35內(nèi)，主動錐齒輪33和從動錐齒輪34相嚙合，從動錐齒輪軸通過軸承與齒輪箱36連接；同一驅(qū)動軸兩端的從動錐齒輪34與主動錐齒輪33的嚙合部位不同，一個與主動錐齒輪33的上部齒輪嚙合，一個與主動錐齒輪33的下部齒輪嚙合，從而使旋翼旋轉(zhuǎn)方向相反，進(jìn)而克服反扭矩的作用力，從動錐齒輪34和從動錐齒輪軸37緊配合。

旋翼變距結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在驅(qū)動軸27上的舵機(jī)38、搖臂40、連接塊41和變距盤39，搖臂40一端通過連桿48與舵機(jī)38連接，另一端通過安裝在齒輪箱上的叉形件42與連接塊41 連接，變距盤39位于連接塊41上方并與旋翼結(jié)構(gòu)連接。

旋翼結(jié)構(gòu)由槳轂44、設(shè)置在槳轂44兩端的槳夾45，安裝在槳夾上的槳葉46組成，槳轂44 通過螺釘與從動錐齒輪軸37連接，槳夾46與槳轂44通過螺釘、墊片連接，槳葉46與槳夾 45通過螺栓螺母連接。

折疊機(jī)構(gòu)包括支撐臂20和設(shè)置在支撐臂上的固定件22，固定件22可拆卸的套接在支撐柱1上，支撐臂20的一端通過套接在支撐柱1上的旋轉(zhuǎn)件21與可折疊起落架24連接，支撐臂20的另一端通過固定卡25或連接軸29上的同步輪架26與可折疊機(jī)臂連接，從而實現(xiàn)可折疊起落架與可折疊機(jī)臂的聯(lián)動。

固定件22通過螺絲安裝到支撐臂20的中間部位，旋轉(zhuǎn)件21是通過螺絲與支撐臂20的一端連接，旋轉(zhuǎn)件21通過銷軸、鉸鏈與可折疊起落架24連接，可折疊起落架24通過支柱和螺栓與前后兩個結(jié)構(gòu)板2連接。

當(dāng)機(jī)翼處于展開狀態(tài)時，將固定件22套接到支撐柱1上，由于可折疊機(jī)臂與可折疊起落架是聯(lián)動的，此時可折疊起落架24處于展開位置；當(dāng)機(jī)翼處于折疊狀態(tài)時，固定件22從支撐柱上取下，將支撐臂20沿支柱旋轉(zhuǎn)90°，同時可折疊起落架24沿支柱螺栓旋轉(zhuǎn)90°，然后將槳葉46各向內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)90°，從而達(dá)到快速折疊的目的。

前部傳動艙和后部傳動艙的前后結(jié)構(gòu)板之間均連接有兩個用來連接可折疊起落架和可折疊機(jī)臂的支柱6和19；旋轉(zhuǎn)件21分別套接在結(jié)構(gòu)板之間的支柱6和19上；旋轉(zhuǎn)件21開設(shè)連接孔，用來將旋轉(zhuǎn)件21套接到兩個結(jié)構(gòu)板之間的支柱6和19上。

任務(wù)設(shè)備艙安裝有旋轉(zhuǎn)相機(jī)云臺、可旋轉(zhuǎn)相機(jī)4以及圖傳設(shè)備5；燃油艙安裝有飛控系統(tǒng)7、燃油箱8和啟動電池9，燃油箱8和啟動電池9分別固定于支撐柱1與結(jié)構(gòu)板2之間，飛控系統(tǒng)7設(shè)置在燃油箱8的上部。

動力艙安裝有發(fā)動機(jī)10、消音器11、風(fēng)門舵機(jī)12和油門舵機(jī)13，發(fā)動機(jī)10和消音器 11通過管道連接，發(fā)動機(jī)10、風(fēng)門舵機(jī)12和油門舵機(jī)13連接在結(jié)構(gòu)板2上，風(fēng)門舵機(jī)12 和油門舵機(jī)13通過連桿16與發(fā)動機(jī)10的風(fēng)門和油門搖臂連接，發(fā)動機(jī)10進(jìn)氣口安裝有空氣濾清器15，發(fā)動機(jī)10輸出軸上安裝有啟動電機(jī)17和同步輪18，燃油箱8和發(fā)動機(jī)10之間連接的油管上可安裝燃油濾清器14。

工作時，發(fā)動機(jī)10通過啟動電機(jī)17啟動，帶動同步輪18轉(zhuǎn)動，同步輪18通過同步帶 47帶動驅(qū)動軸上的同步輪31及驅(qū)動軸27，從而帶動兩側(cè)的錐齒輪組，進(jìn)而帶動旋翼旋轉(zhuǎn)。

變距結(jié)構(gòu)工作時，舵機(jī)38推動搖臂40，搖臂40帶動連接塊41和變距盤39沿從動錐齒輪軸37滑動從而實現(xiàn)變距控制。搖臂40、叉形件42和連接塊41組成曲柄連桿結(jié)構(gòu)，能夠?qū)u臂40的擺動轉(zhuǎn)化為連接塊41的直線運動，從而實現(xiàn)通過調(diào)節(jié)變距來控制飛機(jī)的姿態(tài)的目的。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。