[发明专利]一种用于垂直起降无人机的变体机构

摘要

本发明公开了一种用于垂直起降无人机的变体机构，设计于无人机机身后部，使无人机具有垂直起降和高效巡航两种飞行模态。变体机构又分为两个组成机构，一是变体驱动机构，用于后机身上下两部分间的同步转动动作；二是螺旋桨朝向约束机构，保证变体过程中，垂尾梢部螺旋桨朝向同机身轴向始终一致。本发明能够使无人机流畅地在垂直起降模态和高效巡航模态之间进行切换，同时使得模态转换过程控制难度降低，转换进程平稳安全。

主权项

1.一种用于垂直起降无人机的变体机构，其特征在于：包括变体驱动机构与螺旋桨朝向约束机构，安装于机身后部；同时设计机身由前机身与后机身构成；且后机身由水平横截面分割为后机身上部与后机身下部；后机身上部和后机身下部的前端与前机身后端间铰接，通过变体驱动机构实现后机身上部与后机身下部相对前机身0～90°的同步转动；后机身上部与后机身下部末端设计有上下对称的垂直尾翼，两个垂直尾翼梢部前缘设计有电机舱，电机舱末端与垂直尾翼间铰接；同时位于后机身上部的垂直尾翼顶端两侧具有对称的水平尾翼，水平尾翼与位于上方的电机舱固接；电机舱内安装有电机，电机的输出轴安装有螺旋桨，由电子调速器对电机转速进行调整控制；所述后机身上部与后机身下部进行旋转运动的过程中，通过螺旋桨朝向约束机构约束住垂直尾翼上的螺旋桨的朝向，使螺旋桨始终同无人机轴线朝向一致；上述变体驱动机构包括步进电机、丝杠、丝杠螺母与驱动连杆；其中，步进电机刚性固定安装于前机身内部，输出轴朝向无人机后方；丝杠通过轴承安装于前机身内部的轴承座上，前端与步进电机的输出轴通过联轴器同轴连接，后端穿过前机身后端；丝杠螺母螺纹套接于丝杠后部，丝杠的旋转运动可转换为丝杠螺母的前后直线运动；驱动连杆为两根，分别位于丝杠上下相对位置，一端与丝杠螺母铰接，形成转动副A；驱动连杆的另一端分别与后机身上部和后机身下部内设计的铰接架铰接，形成转动副B；且转动副A与转动副B的转动轴均沿无人机左右方向；上述螺旋桨朝向约束机构包括两套平行四连杆与两根拉杆；其中，两套平行四连杆中，相邻两连杆间通过铰接轴铰接；两套平行四连杆分别设置于后机身上部与后机身下部的垂直尾翼内部，上下对称，且两套平行四连杆所在平面与垂直尾翼的纵截面共面；两套平行四连杆的安装方式相同，与垂直尾翼间铰接，同时其中一根连杆与垂直尾翼处的螺旋桨同轴，且平行于无人机轴线，同时端部与电机舱末端固连；两根拉杆的输出端分别固定于两套平行四连杆中一顶点处的铰接轴，输入端分别铰接于一个环形安装架上的相对位置，铰接轴沿无人机左右方向；环形安装架具有沿机身前后的移动自由度。