本实用新型专利技术公开了一种可变螺距的多旋翼无人机及其动力装置，动力装置包含机架臂，所述机架臂的末端安装有电机和舵机，另一端固定安装于多旋翼几何中心的电子舱结构上，所述电机的转子为空心传动轴，所述空心传动轴内部为旋转隔离空心轴，所述旋转隔离空心轴内安装有可进行活塞推拉运动的螺距调节杆，所述螺距调节杆与螺旋桨转动相连，所述螺距调节杆的下端和所述舵机活动连接。本实用新型专利技术通过在电机内部安装螺距调节杆，当电机的空心传动轴带动螺旋桨转动的同时，由舵机驱动螺距调节杆在旋转隔离空心轴内做活塞推拉运动来调节螺旋桨螺距，能够快速改变各螺旋桨产生的升力以实现空间机动飞行，显著提高多旋翼的机动性、操纵性和安全性，且结构简单，易于实施。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种无人机及其动力装置，尤其涉及一种可变螺距的多旋翼无人机及其动力装置。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机等。无人机目前在航拍、农业植保、测绘等领域已经获得广泛应用。近年来，因多旋翼结构简单和优良的操控性能，已发展成为微小型无人机市场的主流无人机类型，多旋翼无人机的飞行动力和姿态调整由多个旋翼协调完成，各旋翼的升力变化依赖于螺旋桨的速度变化，当桨叶尺寸越大，惯性越大，螺旋桨速度变化越慢，机动性和操纵性越差，这成为制约大尺寸多旋翼发展的重要因素之一。因此，有必要对现有的多旋翼无人机动力装置进行改进。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种可变螺距的多旋翼无人机及其动力装置，使用该动力装置的多旋翼无人机能够快速改变螺旋桨产生的升力，显著提高了多旋翼的机动性、操纵性和安全性，且结构简单，易于实施。本技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种可变螺距的多旋翼无人机动力装置，包括机架臂，所述机架臂的末端安装有电机和舵机，另一端固定安装于多旋翼几何中心的电子舱结构上，其中，所述电机的转子为空心传动轴，所述空心传动轴内部为旋转隔离空心轴，所述旋转隔离空心轴内安装有可进行活塞推拉运动的螺距调节杆，所述螺距调节杆与螺旋桨转动相连，所述螺旋桨包括两片桨叶和变螺距机构；所述螺距调节杆的上端和螺旋桨的变螺距机构转动连接，所述螺距调节杆的下端和舵机力臂转动连接。上述的可变螺距的多旋翼无人机动力装置，其中，所述变螺距机构包括两个桨叶固定夹、两个变距轴和桨毂；所述两片桨叶安装在桨叶固定夹上，所述桨叶固定夹绕变距轴转动以改变桨叶角；所述两个桨叶固定夹上各设有变距联动轴，所述变距联动轴分别嵌入与螺距调节杆相连的联动杆上的变距关节轴套孔,构成单自由度转动关节；所述桨毂固定安装在电机的空心传动轴上，由空心传动轴带动螺旋桨转动，所述舵机驱动螺距调节杆进行活塞推拉运动。上述的可变螺距的多旋翼无人机动力装置，其中，所述螺距调节杆包括同步转臂和推拉杆，所述同步转臂的一端通过第一单自由度转动关节连接第一联动杆，另一端通过第二单自由度转动关节连接第二联动杆，所述同步转臂的中间通过第四单自由度转动关节和推拉杆的上端转动相连，所述推拉杆的下端通过第三单自由度转动关节连接第三联动杆，所述第一联动杆、第二联动杆和第三联动杆的另一端均设有变距关节轴套孔，所述第一联动杆上的变距关节轴套孔嵌入螺旋桨的一个变距联动轴中组成第五单自由度转动关节，所述第二联动杆上的变距关节轴套孔嵌入螺旋桨的另一个变距联动轴组成第六单自由度转动关节，所述第五单自由度转动关节、第六单自由度转动关节与第一单自由度转动关节、第二单自由度转动关节均在一个平面内转动，所述第三联动杆上的变距关节轴套孔和舵机力臂上的变距关节轴套孔通过外加一根关节轴组成第七单自由度转动关节，所述第七单自由度转动关节与第三单自由度转动关节在同一个平面内转动，所述螺距调节杆的同步转臂可绕所述螺距调节杆的推拉杆转动，所述同步转臂与螺旋桨在一个平面内共轴同步转动，所述舵机驱动螺距调节杆使推拉杆在旋转隔离空心轴内做活塞推拉运动，从带动桨叶固定夹绕变距轴转动以改变螺旋桨螺距。上述的可变螺距的多旋翼无人机动力装置，其中，所述空心传动轴与旋转隔离空心轴套接相连构成一个类轴承部件，所述空心传动轴作为类轴承部件的外环构成电机转子，所述旋转隔离空心轴作为类轴承部件的内环与电机定子固定相连，所述外环与所述内环之间放置两个保持架，所述两个保持架靠近空心传动轴的两端，所述保持架内放置滚珠，从而在空心传动轴内部构成一个隔离转子转动的通道。本技术为解决上述技术问题还提供一种可变螺距的多旋翼无人机，包括多个上述的可变螺距的多旋翼无人机动力装置，所述动力装置的数目为4个及4以上的偶数，所述多个动力装置拼接在一起形成中心对称且轴对称的结构，所述多旋翼无人机的几何中心为电子舱结构，沿圆周方向相邻的螺旋桨旋转方向相反，位于对称轴线上的螺旋桨旋转方向相同。本技术对比现有技术有如下的有益效果：本技术提供的可变螺距的多旋翼无人机及其动力装置，通过在电机内部安装螺距调节杆，当电机的空心传动轴带动螺旋桨转动的同时，由舵机驱动螺距调节杆在旋转隔离空心轴内做活塞推拉运动来调节桨叶角达到螺距改变的目的，从而能够快速改变螺旋桨产生的升力，显著提高了多旋翼的机动性、操纵性和安全性，且结构简单，易于实施。附图说明图1为本技术可变螺距的多旋翼无人机动力装置结构示意图；图2为本技术的可变螺距螺旋桨结构示意图；图3a为本技术的空心轴电机轴向剖面结构示意图；图3b为本技术的空心轴电机另一轴向剖面结构示意图；图3c为本技术的空心轴电机横向剖面结构示意图；图4为本技术的螺距调节杆结构示意图；图5为本技术可变螺距的四旋翼无人机结构示意图。图中：1机架臂2螺旋桨3电机4螺距调节杆5舵机5a舵机力臂6电子舱结构21桨叶22变螺距机构221桨叶固定夹222变距轴223桨毂221a变距联动轴31空心传动轴32旋转隔离空心轴33滚珠41第一单自由度转动关节42第二单自由度转动关节43第三单自由度转动关节44第四单自由度转动关节45第一联动杆46第二联动杆47第三联动杆48变距关节轴套孔49同步转臂410推拉杆具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的描述。图1为本技术可变螺距的多旋翼无人机动力装置结构示意图。固定螺距多旋翼无人机是通过调节多个螺旋桨的转动速度来改变其产生的升力以实现空间机动飞行。其实除了转速外，调节螺旋桨的螺距也可改变螺旋桨的升力；那么如何安全可靠实现螺距调节请参见图1，本技术提供的多旋翼无人机由4个及以上的偶数个可变螺距的多旋翼无人机动力装置拼接组成，所述多个动力装置为中心对称且轴对称结构，所述动力装置包含机架臂1，机架臂1的末端安装有电机3和舵机5，机架臂1的另一端固定安装于多旋翼几何中心的电子舱结构6上，其中，所述电机3的转子为空心传动轴31，所述空心传动轴31内部为旋转隔离空心轴32，所述旋转隔离空心轴32内安装有可进行活塞推拉运动的螺距调节杆4，所述螺距调节杆4与螺旋桨2转动相连，所述螺旋桨2包括两片桨叶21...
【技术保护点】
一种可变螺距的多旋翼无人机动力装置，包含机架臂(1)，所述机架臂(1)的末端安装有电机(3)和舵机(5)，另一端固定安装于多旋翼几何中心的电子舱结构(6)上，其特征在于，所述电机(3)的转子为空心传动轴(31)，所述空心传动轴(31)内部为旋转隔离空心轴(32)，所述旋转隔离空心轴(32)内安装有可进行活塞推拉运动的螺距调节杆(4)，所述螺距调节杆(4)与螺旋桨(2)转动相连，所述螺旋桨(2)包括两片桨叶(21)和变螺距机构(22)；所述螺距调节杆(4)的上端和螺旋桨(2)的变螺距机构(22)转动连接，所述螺距调节杆(4)的下端和舵机力臂(5a)转动连接。
【技术特征摘要】
1.一种可变螺距的多旋翼无人机动力装置，包含机架臂(1)，所述机架臂(1)的末端安
装有电机(3)和舵机(5)，另一端固定安装于多旋翼几何中心的电子舱结构(6)上，其特征在
于，所述电机(3)的转子为空心传动轴(31)，所述空心传动轴(31)内部为旋转隔离空心轴
(32)，所述旋转隔离空心轴(32)内安装有可进行活塞推拉运动的螺距调节杆(4)，所述螺距
调节杆(4)与螺旋桨(2)转动相连，所述螺旋桨(2)包括两片桨叶(21)和变螺距机构(22)；所
述螺距调节杆(4)的上端和螺旋桨(2)的变螺距机构(22)转动连接，所述螺距调节杆(4)的
下端和舵机力臂(5a)转动连接。
2.如权利要求1所述的可变螺距的多旋翼无人机动力装置，其特征在于，所述变螺距机
构(22)包括两个桨叶固定夹(221)、两个变距轴(222)和桨毂(223)；所述两片桨叶(21)安装
在桨叶固定夹(221)上，所述桨叶固定夹(221)绕变距轴(222)转动以改变桨叶角；所述两个
桨叶固定夹(221)上各设有变距联动轴(221a)，所述变距联动轴分别嵌入与螺距调节杆(4)
相连的联动杆上的变距关节轴套孔(48),构成单自由度转动关节；所述桨毂(223)固定安装
在电机(3)的空心传动轴(31)上，由空心传动轴(31)带动螺旋桨(2)转动，所述舵机(5)驱动
螺距调节杆(4)进行活塞推拉运动。
3.如权利要求2所述的可变螺距的多旋翼无人机动力装置，其特征在于，所述螺距调节
杆(4)包括同步转臂(49)和推拉杆(410)，所述同步转臂(49)的一端通过第一单自由度转动
关节(41)连接第一联动杆(45)，另一端通过第二单自由度转动关节(42)连接第二联动杆
(46)，所述同步转臂(49)的中间通过第四单自由度转动关节(44)和推拉杆(410)的上端转
动相连，所述推拉杆(410)的下端通过第三单自由度转动关节(43)连接第三联动杆(47)，所
述第一联动杆(45)、第二联动杆(46)和第三联动杆(47)的另一端均设有变距关节轴套...
【专利技术属性】
技术研发人员：许幼成，朱锋，丁波，顾海超，
申请(专利权)人：上海埃威航空电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31
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