[发明专利]一种微型双旋翼飞行器

说明书

本发明公开了一种微型双旋翼飞行器，属于压电作动器领域，利用压电双晶片作为姿态调整驱动装置，实现了微小型飞行器在姿态调整中进一步小型化和轻型化。本发明通过一对反向安装的螺旋桨和空心杯电机提供升力，同时克服抵消反向扭矩，三根双晶片通过转动轴实现简支安装于下基座上，并通过弹性元件为双晶片施加预压力，卡扣安装于双晶片的中部，并通过三根推拉环与上基座相连，上基座与下基座之间通过球轴承结构进行连接。本发明利用轴向预压缩简支双晶片的最大挠度（中部挠度）对上基座进行推拉作用，从而带动上旋翼与下旋翼之间产生夹角实现任意姿态的调整。

技术领域

本发明属于压电作动器领域，尤其涉及一种微型双旋翼飞行器。

背景技术

小型双旋翼飞行器具有垂直起降、空中悬停、前后左右飞行的能力，可实现定点着陆，不需要专用机场，可应用于多种任务，如深林防火、交通监控、农田保护、航拍航测等军事和民用方面都有着比较广泛的应用。北京航空航天大学在海鸥的基础上研制的去掉尾桨的共轴双旋翼无人飞行器，它的操纵机构与直升机一样，有着球型的机体，其操纵机构较为复杂并且球形的机体降低了飞行器的灵活性 (陈铭,胡继忠.M22小型无人直升机的设计特点[J].飞机设计,2005,(01):71-74.)。目前的小型双旋翼飞行器较其他种类的飞行器而言种类较少、成熟度相对也较低，结构设计和姿态控制技术还不够成熟，应用范围较窄。

发明内容

本发明提供了一种微型双旋翼飞行器，所述飞行器利用压电双晶片作为姿态调整驱动装置，实现了微小型飞行器在姿态调整中进一步小型化和轻型化。

为实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种微型双旋翼飞行器，包括：基座部、飞行部和姿态调整部；所述基座部包括下基座6和上基座7，下基座6和上基座7通过两基座上对应的球轴承61与72连接，下基座6包括下基座球轴承61、三个下基座柔性梁62、六个下基座支撑架64，下基座球轴承61位于下基座6的顶部中心位置，三个下基座柔性梁62分别位于下基座6的侧面且两两之间形成的角度相等，下基座柔性梁62中部到末端分叉，下基座柔性梁62末端分叉处分别设有凹槽65，六个下基座支撑架64两两一组分别位于下基座柔性梁62中部分叉处，每个下基座支撑架64两侧分别设有转动轴安装孔63；上基座7包括三个上基座凸台71、上基座球轴承72，上基座球轴承72位于上基座7底部中心，三个上基座凸台71分别位于上基座7侧面且两两之间形成的角度相同；

所述飞行部包括电机9和螺旋桨1，电机9有两个分别安装在下基座6底部的电机安装孔66和上基座7顶部的电机安装孔73内，螺旋桨1为两组，分别安装于两个电机9的输出轴10上且旋向相反；

所述姿态调整部包括转动轴2、卡扣3、推拉环4、压电双晶片5、弹性元件8；转动轴2有六个，分别通过转动轴安装孔63安装在下基座支撑架64上；压电双晶片5有三个，每个压电双晶片5两侧分别安装于两个转动轴2中部的卡槽内；卡扣3有三个，每个卡扣3分别安装于压电双晶片5的中部；推拉环4有三个，每个推拉环4的一端安装于卡扣3内侧的安装孔内，另一端安装于上基座凸台71的安装孔内；弹性元件8有三个，每个弹性元件8的两端分别安装于下基座柔性梁62末端的凹槽65内。

以上所述结构中，压电双晶片5由压电陶瓷层51和基体层52构成，压电陶瓷层51为两层，基体层52位于两层压电陶瓷层51的中间；两个电机9的输出轴10旋转方向相反。