專利名稱：單涵道共軸旋翼/螺旋槳碟形飛行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碟形飛行器，具體涉及一種單涵道共軸旋翼/螺旋槳碟形飛行器。
背景技術(shù)：
從目前國內(nèi)外的研究情況來看，對碟形飛行器的研究從動力裝置的分布位置來看主要包括非共軸式碟形飛行器、共軸式碟形飛行器和其它驅(qū)動方式碟形飛行器。南京航空航天大學(xué)直升機旋翼動力學(xué)國家重點實驗室開展了涵道式共軸雙旋翼無人機的總體設(shè)計和仿真計算研究，提出了一種碟形飛行器的氣動外形方案，但是未見實物飛行及后續(xù)研究的相關(guān)報道。哈爾濱盛世特種飛行器有限公司擁有一系列單推力槳涵道飛行器專利(發(fā)明專利申請公告號CN101704415A、實用新型發(fā)明申請公告號CN201592779U、CN201670359U和專利號ZL200820090085. 7等)。這些專利方案均由單個螺旋槳提供推力，飛行器的姿態(tài)控制需要借助空氣舵完成，這會損失一部分推力，很難增加有效載荷質(zhì)量。申請?zhí)枮?01110151075. 6，申請公告號為CN102285449A的發(fā)明專利申請公開了一種共軸雙旋翼涵道式飛行器，但是其旋翼實際為螺旋槳，槳葉沒有變槳葉角的功能。飛行姿態(tài)的控制是由下方的空氣舵來實現(xiàn)的，空氣舵的存在會損失一部分升力。申請?zhí)枮?01020581268. 6，申請公告號為CN2014842257U的實用新型專利申請雖然也應(yīng)用了上下共軸旋翼，但是其單個旋翼只有兩只槳葉，且旋翼槳葉角變化只能改變升力大小，沒有控制飛行器姿態(tài)的能力，控制飛行器的姿態(tài)和前飛需要三個輔助動力系統(tǒng)來實現(xiàn)。專利號為ZL200520107951. 5的實用新型專利公開一種碟形飛行器，使用共軸雙旋翼，但是旋翼槳葉角不可變，姿態(tài)的改變也由類似空氣舵的機構(gòu)實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)上的不足，本發(fā)明的目的是提供一種單涵道共軸旋翼/螺旋槳碟形飛行器。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種單涵道共軸旋翼/螺旋槳碟形飛行器，包括上旋翼、下螺旋槳、十字盤、連桿、主軸、大齒輪、支架、上旋翼電機、下螺旋槳電機、涵道壁、夕卜殼、舵機、支桿和支座，上旋翼與主軸固定連接，主軸由支架支撐，支架由四個支桿和一個支座連接組成，相鄰的兩個支桿之間呈90°角，連桿的兩端分別與上旋翼和十字盤連接，上旋翼、十字盤和大齒輪通過主軸串聯(lián)在一起，下螺旋槳與下螺旋槳電機連接，下螺旋槳電機與支座連接，支座內(nèi)設(shè)有大齒輪，大齒輪與主軸連接，主軸與螺旋槳電機連接，外殼的內(nèi)側(cè)設(shè)有涵道壁，支桿的兩端分別與涵道壁和支座相連，支座的上側(cè)邊安裝有舵機和上旋翼電機，上旋翼電機通過其內(nèi)部的齒輪與大齒輪嚙合。本發(fā)明與單推力螺旋槳涵道飛行器相比，由于沒有空氣舵面，推力損失小，旋翼和螺旋槳的結(jié)合可以提供更大的升力；與其它多涵道飛行器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的俯視圖；圖3為本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明如圖1所示，一種單涵道共軸旋翼/螺旋槳碟形飛行器，包括上旋翼1、下螺旋槳
2、十字盤3、連桿4、主軸5、大齒輪6、支架7、上旋翼電機8、下螺旋槳電機9、涵道壁10、夕卜殼11、舵機12、支桿13和支座14，上旋翼I與主軸5固定連接，主軸5由支架7支撐，支架7由四個支桿13和一個支座14連接組成，相鄰的兩個支桿13之間呈90°角，連桿4的兩端分別與上旋翼I和十字盤3連接，上旋翼1、十字盤3和大齒輪6通過主軸5串聯(lián)在一起，下螺旋槳2與下螺旋槳電機9連接，下螺旋槳電機9與支座14連接，支座14內(nèi)設(shè)有大齒輪6，大齒輪6與主軸5連接，主軸5與螺旋槳電機9連接，外殼11的內(nèi)側(cè)設(shè)有涵道壁10，支桿13的兩端分別與涵道壁10和支座14相連，支座14的上側(cè)邊安裝有舵機12和上旋翼電機8，上旋翼電機8通過其內(nèi)部的齒輪與大齒輪6嚙合。本發(fā)明中碟形飛行器的姿態(tài)控制即前飛、后飛、左飛和右飛，由周期性改變旋翼的槳距來實現(xiàn)。每片槳葉的槳距在旋轉(zhuǎn)一圈時是周期變化的。因此，對于整具旋翼來說，各片槳葉在不同方位處的槳距可能不同。對碟形飛行器的姿態(tài)控制信號傳遞給舵機12，舵機12控制十字盤3的姿態(tài)，十字盤3的姿態(tài)通過連桿4傳遞給旋翼的各片槳葉，即可實現(xiàn)槳距的周期變化，從而實現(xiàn)碟形飛行器的姿態(tài)控制。碟形飛行器的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)通過控制上旋翼I和下螺旋槳2的反扭矩來實現(xiàn)。從上往下看時，若上旋翼I順時針旋轉(zhuǎn)，反扭矩則為逆時針；下螺旋槳2與上旋翼I反向旋轉(zhuǎn)，為逆時針旋轉(zhuǎn)，則反扭矩為順時針。當(dāng)上旋翼I和下螺旋槳2產(chǎn)生的反扭矩相等時，碟形飛行器不偏轉(zhuǎn)。當(dāng)想控制碟形飛行器向左轉(zhuǎn)時，可增大上旋翼I轉(zhuǎn)速或減小下螺旋槳2轉(zhuǎn)速或同時增大上旋翼I轉(zhuǎn)速和減小下螺旋槳2轉(zhuǎn)速，則上旋翼I反扭矩增大或下螺旋槳2反扭矩減小或均發(fā)生變化，合力矩即為逆時針方向，碟形飛行器在該合力矩的作用下原地向左轉(zhuǎn)。當(dāng)想控制碟形飛行器向右轉(zhuǎn)時，可減小上旋翼I轉(zhuǎn)速或增大下螺旋槳2轉(zhuǎn)速或同時減小上旋翼I轉(zhuǎn)速和增大下螺旋槳2轉(zhuǎn)速，則上旋翼I反扭矩減小或下螺旋槳2反扭矩增大或均發(fā)生變化，合力矩即為順時針方向，碟形飛行器在該合力矩的作用下原地向右轉(zhuǎn)。通過組合上旋翼I和下螺旋槳2槳距和轉(zhuǎn)速的控制，可以實現(xiàn)精細(xì)的姿態(tài)和飛行軌跡控制。本發(fā)明與單推力螺旋槳涵道飛行器相比，由于沒有空氣舵面，推力損失小，旋翼和螺旋槳的結(jié)合可以提供更大的升力；與其它多涵道飛行器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點；由于旋翼槳葉角度在槳葉的各個旋轉(zhuǎn)位置可變，故可以實現(xiàn)飛行姿態(tài)的控制。
權(quán)利要求
1.一種單涵道共軸旋翼/螺旋槳碟形飛行器，包括上旋翼(I)、下螺旋槳(2)、十字盤(3)、連桿(4)、主軸(5)、大齒輪(6)、支架(7)、上旋翼電機(8)、下螺旋槳電機(9)、涵道壁 (10)、外殼(11)、舵機(12)、支桿(13)和支座(14)，其特征在于:上旋翼⑴與主軸(5)固定連接，主軸(5)由支架(7)支撐，支架(7)由四個支桿(13)和一個支座(14)連接組成，相鄰的兩個支桿(13)之間呈90°角，連桿(4)的兩端分別與上旋翼(I)和十字盤(3)連接，上旋翼(I)、十字盤(3)和大齒輪(6)通過主軸(5)串聯(lián)在一起，下螺旋槳(2)與下螺旋槳電機(9)連接，下螺旋槳電機(90與支座(14)連接，支座(14)內(nèi)設(shè)有大齒輪(6)，大齒輪(6)與主軸(5)連接，主軸(5)與螺旋槳電機(9)連接，外殼(11)的內(nèi)側(cè)設(shè)有涵道壁(10)，支桿(13)的兩端分別與涵道壁(10)和支座(14)相連，支座(14)的上側(cè)邊安裝有舵機(12)和上旋翼電機(8)，上旋翼電機⑶通過其內(nèi)部的齒輪與大齒輪(6)嚙合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種單涵道共軸旋翼/螺旋槳碟形飛行器，包括上旋翼、下螺旋槳、十字盤、連桿、主軸、大齒輪、支架、上旋翼電機、下螺旋槳電機、涵道壁、外殼、舵機、支桿和支座，上旋翼與主軸固定連接，主軸由支架支撐，支架由四個支桿和一個支座連接組成，支座內(nèi)設(shè)有大齒輪，大齒輪與主軸連接，主軸與螺旋槳電機連接，外殼的內(nèi)側(cè)設(shè)有涵道壁，支桿的兩端分別與涵道壁和支座相連，支座的上側(cè)邊安裝有舵機和上旋翼電機，上旋翼電機通過其內(nèi)部的齒輪與大齒輪嚙合。本發(fā)明與單推力螺旋槳涵道飛行器相比，由于沒有空氣舵面，推力損失小，旋翼和螺旋槳的結(jié)合可以提供更大的升力；與其它多涵道飛行器相比，具有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。
文檔編號B64C27/20GK103072690SQ20131002386
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月23日
發(fā)明者趙宏欣, 王振果, 陳寶, 閆東奇, 高恩和, 李長坤 申請人:中國航空工業(yè)空氣動力研究院