一種用于小型傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種用于小型傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，它包括：傾轉(zhuǎn)主軸、舵機固定架、伺服舵機、舵機盤、球頭拉桿總成、左、右發(fā)動機機座、機座緊固螺栓、發(fā)動機固定架、機架緊固螺栓和機座轉(zhuǎn)動軸承；傾轉(zhuǎn)主軸與機身連接；伺服舵機通過舵機固定架連接在傾轉(zhuǎn)主軸上，伺服舵機與舵機固定架之間通過螺釘連接，舵機固定架上設(shè)置有松緊裝置用于舵機固定架在傾轉(zhuǎn)主軸上的裝卸與移動；舵機盤插裝在伺服舵機的輸出軸上，球頭拉桿總成一端連接舵機盤，另一端連接左發(fā)動機機座，左、右發(fā)動機機座通過機座轉(zhuǎn)動軸承連接到傾轉(zhuǎn)主軸上，左、右發(fā)動機機座的軸向和周向定位均通過機座轉(zhuǎn)動軸承來實現(xiàn)；發(fā)動機固定架通過四個機架固定螺栓固定在左、右發(fā)動機機座上。
【專利說明】一種用于小型傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航空發(fā)動機傾轉(zhuǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于小型傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，它是一種可以在較小角度內(nèi)驅(qū)動發(fā)動機進行傾轉(zhuǎn)的機構(gòu)，可應(yīng)用于小型傾轉(zhuǎn)旋翼機。

【背景技術(shù)】
[0002]對于某些小型的傾轉(zhuǎn)旋翼機或者一般的二軸飛行器而言，懸停狀態(tài)下的俯仰、偏航姿態(tài)穩(wěn)定性要通過在一定范圍內(nèi)傾轉(zhuǎn)發(fā)動機使螺旋槳拉力線偏離重心來實現(xiàn)，要保持飛行器的姿態(tài)穩(wěn)定需要有一套靈敏可靠的傾轉(zhuǎn)機構(gòu)以執(zhí)行控制器發(fā)出的控制指令。
[0003]對于傾轉(zhuǎn)旋翼機而言，其本身即有一套傾轉(zhuǎn)機構(gòu)使得發(fā)動機以及螺旋槳能在90度左右的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，但是如果利用這套機構(gòu)來執(zhí)行控制器的控制指令，在傾轉(zhuǎn)旋翼機變換飛行狀態(tài)、大角度傾轉(zhuǎn)發(fā)動機的過程中會導(dǎo)致兩種控制指令的耦合，可能會引起控制失靈，不利于飛機控制的穩(wěn)定性和安全性。為了避免這一問題，提高系統(tǒng)的可靠性，可以將兩種動作分開執(zhí)行，引入一套發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)來專門執(zhí)行控制器維持飛機姿態(tài)穩(wěn)定的指令，從而有效避免控制耦合。
[0004]以此為出發(fā)點，本發(fā)明提出了一種簡單可靠的傾轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計方案，在機械原理領(lǐng)域?qū)儆谒倪B桿機構(gòu)，具有運動靈活、傳力平穩(wěn)的優(yōu)勢。相比直接用舵機驅(qū)動發(fā)動機而言，本方案能有效減小舵機所需輸出扭矩，減小轉(zhuǎn)動過程中對于舵機產(chǎn)生的沖擊，并且降低了對于裝配精度的要求，是一種簡潔、可靠而實用的方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1、目的:本發(fā)明的目的是提供一種用于小型傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，在傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的懸停模態(tài)下，該機構(gòu)可以在控制器的作用下靈活傾轉(zhuǎn)，使得發(fā)動機的拉力線偏離重心以獲得俯仰和偏航力矩，維持飛機的姿態(tài)穩(wěn)定；在傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的平飛模態(tài)下，該機構(gòu)可以實現(xiàn)對發(fā)動機的鎖定。
[0006]2、技術(shù)方案:本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)。
[0007]一種用于小型傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，它包括:傾轉(zhuǎn)主軸、舵機固定架、伺服舵機、舵機盤、球頭拉桿總成、左、右發(fā)動機機座、機座緊固螺栓、發(fā)動機固定架、機架緊固螺栓、機座轉(zhuǎn)動軸承。它們之間的位置連接關(guān)系是:傾轉(zhuǎn)主軸與機身連接；伺服舵機通過舵機固定架連接在傾轉(zhuǎn)主軸上，其中，伺服舵機與舵機固定架之間通過螺釘連接，舵機固定架上設(shè)置有松緊裝置用于舵機固定架在傾轉(zhuǎn)主軸上的裝卸與移動；舵機盤插裝在伺服舵機的輸出軸上，兩者之間有嚙合齒，保證扭矩有效傳遞，并有螺釘連接以保證緊固；球頭拉桿總成一端連接舵機盤，另一端連接左發(fā)動機機座，這些連接是通過球頭上的螺釘實現(xiàn)的，拉桿的長度可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整；左、右發(fā)動機機座通過機座轉(zhuǎn)動軸承連接到傾轉(zhuǎn)主軸上，機座緊固螺栓保證了左、右發(fā)動機機座與機座轉(zhuǎn)動軸承的緊密結(jié)合，左、右發(fā)動機機座的軸向和周向定位均通過機座轉(zhuǎn)動軸承來實現(xiàn)；發(fā)動機固定架通過四個機架固定螺栓固定在左、右發(fā)動機機座上，它的主要作用是連接發(fā)動機與左、右發(fā)動機機座，同時起到了保證左、右發(fā)動機機座相對位置的作用。
[0008]所述傾轉(zhuǎn)主軸是高強度空心軸，它的主要功能是連接機身與發(fā)動機并傳遞發(fā)動機的拉力，其上安裝有舵機固定架和發(fā)動機機座，是主要的連接件。
[0009]所述舵機固定架為q形狀，分為兩片，兩片結(jié)構(gòu)完全相同，主要作用是連接伺服舵機與傾轉(zhuǎn)主軸，環(huán)形的部分與傾轉(zhuǎn)主軸連接，其上有松緊機構(gòu)來實現(xiàn)舵機固定架的拆裝以及在主軸上的移動，直板部分與伺服舵機連接，其上有三個螺紋孔，用于安裝不同類型的伺服舵機。
[0010]所述伺服舵機是一個矩形狀的動力部件，可以根據(jù)控制信號輸出運動和扭矩，通過一套執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)發(fā)動機的傾轉(zhuǎn)與鎖定。
[0011]所述舵機盤是一個帶有軸孔、螺紋孔的板狀結(jié)構(gòu)件，它與伺服舵機輸出軸、球頭拉桿總成連接，實現(xiàn)力矩的輸出。軸孔中帶有嚙合齒，與伺服舵機輸出軸連接后能實現(xiàn)無滑動轉(zhuǎn)動，伺服舵機轉(zhuǎn)動通過舵機盤拉動(或推動)球頭拉桿總成帶動發(fā)動機機座轉(zhuǎn)動。
[0012]所述球頭拉桿總成是一套由球頭、球頭套、螺紋拉桿構(gòu)成的組合件，它的主要作用是連接舵機盤與發(fā)動機機座，受力形式以拉壓為主。球頭上固有螺釘，用于與舵機盤、發(fā)動機機座連接；球頭可以在球頭套中實現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)動，另一方面球頭套上有一段較長的內(nèi)螺紋，用以連接螺紋拉桿，螺紋拉桿兩端均帶有外螺紋，通過松緊該螺紋連接可以實現(xiàn)球頭拉桿總成長度的調(diào)整。
[0013]所述左、右發(fā)動機機座分為左、右兩個，兩者結(jié)構(gòu)上為對稱關(guān)系，左、右發(fā)動機機座上開有階梯軸孔，其中較小的軸孔用于使傾轉(zhuǎn)主軸得以通過，較大的軸孔用于安放機座轉(zhuǎn)動軸承；在左、右發(fā)動機機座的階梯孔下開有一定寬度的間隙，并有一個與之垂直的通孔，用于安裝機座緊固螺栓；在左、右發(fā)動機機座的頂部開有兩個對稱的螺紋孔，用于連接發(fā)動機固定架。
[0014]所述機座緊固螺栓共兩個，是長度較長的螺栓，其主要作用是拉緊發(fā)動機機座底部兩部分，使得發(fā)動機機座與機座轉(zhuǎn)動軸承盡可能緊密的結(jié)合。
[0015]所述發(fā)動機固定架是一個呈X形的鏤空結(jié)構(gòu)件，其上有八個通孔，其中外部的四個通孔用于連接左、右發(fā)動機機座，內(nèi)部的四個通孔則是用于連接發(fā)動機。發(fā)動機固定架的主要作用是連接發(fā)動機與左、右發(fā)動機機座，同時也起到了保證左、右發(fā)動機機座相對位置的作用。
[0016]所述機架緊固螺栓共四個，其主要作用是連接發(fā)動機固定架與發(fā)動機機座。
[0017]所述機座轉(zhuǎn)動軸承是標準深溝球軸承，左右兩個、成對使用。主要作用是保證左、右發(fā)動機機座相對傾轉(zhuǎn)主軸靈活轉(zhuǎn)動，同時起到了對左、右發(fā)動機機座進行軸向和周向定位的作用。
[0018]本發(fā)明的工作過程描述如下:
[0019]當傾轉(zhuǎn)旋翼機處于懸停模態(tài)時，需要發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)調(diào)整發(fā)動機以及螺旋槳的姿態(tài)角以實現(xiàn)整機的俯仰與偏航姿態(tài)穩(wěn)定。根據(jù)接收到的控制信號，伺服舵機分別做出左右轉(zhuǎn)動或者保持原位的響應(yīng)。當伺服舵機轉(zhuǎn)動時，舵機盤隨之轉(zhuǎn)動并通過與之相連的球頭拉桿總成對發(fā)動機機座產(chǎn)生拉力(或壓力)，該拉力(或壓力)會對傾轉(zhuǎn)主軸產(chǎn)生扭矩，最終表現(xiàn)為驅(qū)動發(fā)動機機座轉(zhuǎn)動，并帶動發(fā)動機和螺旋槳轉(zhuǎn)動，使得發(fā)動機產(chǎn)生的拉力偏離全機重心，以產(chǎn)生俯仰(兩側(cè)發(fā)動機同向偏轉(zhuǎn))和偏航(兩側(cè)發(fā)動機反向偏轉(zhuǎn))控制力矩，實現(xiàn)整機俯仰和偏航姿態(tài)穩(wěn)定。
[0020]當傾轉(zhuǎn)旋翼機處于或即將進入平飛模態(tài)時，需要鎖定發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)以保證飛行的穩(wěn)定可靠。此時，控制器對伺服舵機發(fā)出保持原位的指令，伺服舵機歸中，發(fā)動機回到預(yù)定角度，在傾轉(zhuǎn)過程中和平飛狀態(tài)下，由于發(fā)動機機座、發(fā)動機以及螺旋槳這一整套機構(gòu)重心不可能與傾轉(zhuǎn)主軸軸心完全重合，故其自重會產(chǎn)生相對傾轉(zhuǎn)主軸的扭矩，這個扭矩通過球頭拉桿總成和舵機盤傳遞到伺服舵機輸出軸，并在此處平衡；發(fā)動機與螺旋槳受到外界干擾時的傳力路線和平衡方式與之類似。以此保證平飛過程中的發(fā)動機角度穩(wěn)定。
[0021]本發(fā)明通過一套簡單可靠的機構(gòu)實現(xiàn)了對發(fā)動機角度的調(diào)整，具有較強的可實現(xiàn)性和較大的使用價值。
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0023]1.以四連桿結(jié)構(gòu)為原始力學模型，具有傳力平穩(wěn)、運動可靠的優(yōu)點，有利于保證控制的靈活性。
[0024]2.機構(gòu)簡單高效，可靠性高，摒棄了復(fù)雜設(shè)計，零件數(shù)目少且受力合理，保證了機構(gòu)的壽命和可靠性。
[0025]3.便于實現(xiàn)、應(yīng)用范圍廣，本機構(gòu)并沒有很高的技術(shù)門檻，比較容易實現(xiàn)，有望在小型傾轉(zhuǎn)旋翼機上廣泛使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的三維示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明的右視圖；
[0028]圖3是本發(fā)明計算機模擬分析得出的馬達力矩示意圖；
[0029]圖4是本發(fā)明計算機模擬分析得出的輸入角速度示意圖；
[0030]圖5是本發(fā)明計算機模擬分析得出的輸出角速度示意圖。
[0031]圖中:1-傾轉(zhuǎn)主軸，2-舵機固定架，3-伺服舵機，4-舵機盤，5-球頭拉桿總成，6-發(fā)動機機座，7-機座緊固螺栓，8-機架緊固螺栓，9-發(fā)動機固定架，10-機座轉(zhuǎn)動軸承。

【具體實施方式】
[0032]本實施方式以某小型傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)為例，說明該傾轉(zhuǎn)機構(gòu)各零件的設(shè)計及工作原理。
[0033]圖1是該機構(gòu)的二維不意圖，圖2是其右視圖。
[0034]本發(fā)明一種用于小型傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，它包括:傾轉(zhuǎn)主軸1、舵機固定架2、伺服舵機3、舵機盤4、球頭拉桿總成5、發(fā)動機機座6 (左、右兩個)、機座緊固螺栓7、機架緊固螺栓8、發(fā)動機固定架9、機座轉(zhuǎn)動軸承10。如圖1所示，它們之間的位置連接關(guān)系是:傾轉(zhuǎn)主軸I 一端連接機身(圖中未畫出)一端連接該機構(gòu)；其中，伺服舵機3通過兩片舵機固定架2連接在傾轉(zhuǎn)主軸I上，舵機固定架2上有松緊螺栓(圖中未畫出)，通過旋擰該螺栓可以調(diào)整舵機固定架2的環(huán)形部分的松緊以實現(xiàn)舵機固定架2的拆裝和移動，每片舵機固定架2上都有三個螺紋孔，伺服舵機3上有兩個固定耳片，每個耳片上有兩個通孔，這樣伺服舵機3便可通過螺釘(圖中未畫出)與舵機固定架2連接；舵機盤4上有軸孔和螺紋孔，舵機盤4插裝在伺服舵機3的輸出軸上，軸孔有內(nèi)齒可與伺服舵機3的輸出軸外齒嚙合，保證兩者之間不發(fā)生滑動以傳遞扭矩；球頭拉桿總成5的兩球頭上均固有螺釘，其中一個旋接在舵機盤4的螺紋孔上，另外一個旋接在發(fā)動機機座6上，拉桿的長度可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整；發(fā)動機機座6分為左右兩個，分別通過兩個機座轉(zhuǎn)動軸承10連接到傾轉(zhuǎn)主軸I上(如圖2所示)，兩個機座緊固螺栓7保證了發(fā)動機機座6與機座轉(zhuǎn)動軸承10的緊密結(jié)合；發(fā)動機固定架9通過四個機架緊固螺栓8連接在發(fā)動機機座6上，其內(nèi)部的四個孔用于連接發(fā)動機(圖中未畫出)。
[0035]傾轉(zhuǎn)主軸I是高強度空心軸，其本身可以在略大于90°的范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)傾轉(zhuǎn)旋翼機懸停模態(tài)與平飛模態(tài)的轉(zhuǎn)換，它的主要功能是連接機身(圖中未畫出)與發(fā)動機(圖中未畫出)并傳遞發(fā)動機的拉力，其上安裝有舵機固定架2和發(fā)動機機座6，是主要的連接件。
[0036]舵機固定架2分為兩片，兩片結(jié)構(gòu)完全相同，主要作用是連接伺服舵機3與傾轉(zhuǎn)主軸1，環(huán)形的部分與傾轉(zhuǎn)主軸I連接，通過調(diào)整螺栓改變環(huán)形部分的松緊來實現(xiàn)舵機固定架2的拆裝以及在傾轉(zhuǎn)主軸I上的移動，直板部分與伺服舵機3連接，其上有三個螺紋孔，用于安裝不同類型的伺服舵機3。
[0037]伺服舵機3是一個矩形狀的動力部件，可以根據(jù)控制信號輸出運動和扭矩，通過與之相連的舵機盤4、球頭拉桿總成5可將該運動和扭矩傳遞至發(fā)動機機座6。
[0038]舵機盤4是一個帶有軸孔、螺紋孔的板狀結(jié)構(gòu)件，軸孔中帶有嚙合齒，與伺服舵機3輸出軸連接后能實現(xiàn)無滑動轉(zhuǎn)動，螺紋孔用于旋接球頭拉桿總成5的球頭。它與伺服舵機3輸出軸、球頭拉桿總成5連接，實現(xiàn)力矩的輸出；伺服舵機3轉(zhuǎn)動通過舵機盤4拉動(或推動)球頭拉桿總成5帶動發(fā)動機機座6轉(zhuǎn)動。
[0039]球頭拉桿總成5是一套由球頭、球頭套、螺紋拉桿構(gòu)成的組合件，它的主要作用是連接舵機盤4與發(fā)動機機座6，受力形式以拉壓為主。球頭上固有螺釘，用于與舵機盤4、發(fā)動機機座6連接；球頭可以在球頭套中實現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)動，另一方面球頭套上有一段較長的內(nèi)螺紋，用以連接螺紋拉桿，螺紋拉桿兩端均帶有外螺紋，通過松緊該螺紋連接可以實現(xiàn)球頭拉桿總成5長度的調(diào)整。兩端球頭的連接方式保證了球頭拉桿總成5能在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)靈活的空間運動。
[0040]發(fā)動機機座6分為左右兩個，兩者結(jié)構(gòu)上為對稱關(guān)系，主要表現(xiàn)為:該發(fā)動機機座6上開有階梯軸孔，其中較小的軸孔用于使傾轉(zhuǎn)主軸I得以通過，兩者之間留有一定間隙，較大的軸孔則是一個軸承孔，用于安放機座轉(zhuǎn)動軸承10，在尺寸設(shè)計上保證了機座轉(zhuǎn)動軸承10位于發(fā)動機機座6中央；對于左發(fā)動機機座而言，小軸孔在其左側(cè)，較大的軸承孔在其右側(cè)，右發(fā)動機機座剛好與之相反，這樣的設(shè)計實際上起到了軸向定位的作用。注意到，在左右發(fā)動機機座6的階梯孔下開有一定寬度的間隙，并有一個與之垂直的通孔，用于安裝機座緊固螺栓7 ;在發(fā)動機機座6的頂部開有兩個螺紋孔，用于連接發(fā)動機固定架9 ;在左機座的左側(cè)面開有螺紋孔，用于連接球頭拉桿總成5的球頭。
[0041]機座緊固螺栓7共兩個，是長度較長的螺栓，其主要作用是拉緊發(fā)動機機座6底部兩部分，使得發(fā)動機機座6與機座轉(zhuǎn)動軸承10盡可能緊密的結(jié)合。
[0042]機架緊固螺栓8共四個，其主要作用是連接發(fā)動機固定架9與發(fā)動機機座6。
[0043]發(fā)動機固定架9是一個呈X形的鏤空結(jié)構(gòu)件，其上有八個通孔和一個軸孔，其中外部的四個通孔通過四個機架緊固螺栓8連接于發(fā)動機機座6，內(nèi)部的四個通孔則是用于連接發(fā)動機(圖中未畫出)。發(fā)動機固定架9的主要作用是連接發(fā)動機(圖中未畫出)與發(fā)動機機座6，同時也起到了保證左右兩片發(fā)動機機座6相對位置的作用。
[0044]機座轉(zhuǎn)動軸承10是標準深溝球軸承，左右兩個、成對使用。主要作用是保證發(fā)動機機座6相對傾轉(zhuǎn)主軸I靈活轉(zhuǎn)動，同時起到了對發(fā)動機機座6進行軸向和周向定位的作用。
[0045]本發(fā)明小型傾轉(zhuǎn)旋翼機發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，可工作于兩種模態(tài):
[0046]1.傾轉(zhuǎn)旋翼機的懸停模態(tài)
[0047]該模態(tài)下，飛行控制器(圖中未畫出)需要根據(jù)飛機的姿態(tài)角發(fā)出控制指令保持其姿態(tài)穩(wěn)定，其中，俯仰和偏航姿態(tài)分別通過同向和反向傾轉(zhuǎn)發(fā)動機來實現(xiàn)(其機理是使發(fā)動機拉力線偏離重心以獲得控制力矩)。接收到飛行控制器信號后，伺服舵機3開始旋轉(zhuǎn)，舵機盤4隨之轉(zhuǎn)動，并拉動(或推動)球頭拉桿總成5，最終拉力(或壓力)作用于發(fā)動機機座6上，該拉力(或壓力)對傾轉(zhuǎn)主軸I產(chǎn)生扭矩作用，最終驅(qū)動發(fā)動機機座6帶動發(fā)動機及螺旋槳(圖中未畫出)轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)發(fā)動機的傾轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)動機機座6上的球頭連接點與舵機盤4并不在同一平面上，球頭拉桿總成5是在做空間運動，球頭的連接方式使得這種運動能靈活進行，但也決定了該機構(gòu)的轉(zhuǎn)動范圍不能太大。
[0048]2.傾轉(zhuǎn)旋翼機的平飛模態(tài)
[0049]在傾轉(zhuǎn)旋翼機處于平飛模態(tài)或者即將進入平飛模態(tài)時，需要發(fā)動機鎖死以保證飛行的穩(wěn)定安全和可靠。此時，飛行控制器對伺服舵機3發(fā)出保持原位的指令，伺服舵機3歸中，發(fā)動機(圖中未畫出)回到預(yù)定角度，在傾轉(zhuǎn)過程中(即傾轉(zhuǎn)旋翼機由懸停模態(tài)轉(zhuǎn)換到平飛模態(tài))和平飛狀態(tài)下，由于發(fā)動機機座6、發(fā)動機以及螺旋槳這一整套機構(gòu)重心不可能與傾轉(zhuǎn)主軸軸心完全重合，故其自重會產(chǎn)生相對傾轉(zhuǎn)主軸I的扭矩，這個扭矩通過球頭拉桿總成5和舵機盤4傳遞到伺服舵機3的輸出軸，并在此處平衡；發(fā)動機與螺旋槳受到外界干擾時的傳力路線和平衡方式與之類似。以此保證平飛過程中的發(fā)動機角度穩(wěn)定。
[0050]通過SolidWorks軟件對該機構(gòu)進行了完整建模并進行了運動仿真，對其受力特點和運動特性進行了分析和評估。
[0051]設(shè)定伺服舵機3做正弦運動，在考慮慣性的情況下得出了馬達力矩即伺服舵機受力情況的變化趨勢，在圖3中可以看到機構(gòu)剛開始運動時，由于每個構(gòu)件的初始速度均為零，會產(chǎn)生一定程度的沖擊載荷，伺服舵機3承受的扭矩較大。此后，伺服舵機3承受的力矩均較為平穩(wěn)且保持在一個較低的水平上，這說明該機構(gòu)在運動過程中，伺服舵機3受力情況較為合理，沒有較大的沖擊，有利于提高系統(tǒng)的壽命。另一方面，如圖4和圖5所示，當輸入運動為正弦運動時，輸出運動也是正弦運動(正負的不同由飛行控制器內(nèi)部的軟件坐標系選擇方式產(chǎn)生)，不存在頻率和相位上的差別。這說明該機構(gòu)的輸出運動可由輸入運動完全確定，且兩者的形式具有很強的相似性，這對于控制穩(wěn)定是非常有利的。
[0052]根據(jù)以上分析可知，該機構(gòu)在構(gòu)件受力情況和運動的可控性方面均具有較大的優(yōu)勢，又有簡潔可靠、易于實現(xiàn)的特點，具有很好的使用和推廣價值。
【權(quán)利要求】
1.一種用于小型傾轉(zhuǎn)旋翼機的發(fā)動機小角度傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于:它包括:傾轉(zhuǎn)主軸、舵機固定架、伺服舵機、舵機盤、球頭拉桿總成、左、右發(fā)動機機座、機座緊固螺栓、發(fā)動機固定架、機架緊固螺栓和機座轉(zhuǎn)動軸承；傾轉(zhuǎn)主軸與機身連接；伺服舵機通過舵機固定架連接在傾轉(zhuǎn)主軸上，其中，伺服舵機與舵機固定架之間通過螺釘連接，舵機固定架上設(shè)置有松緊裝置用于舵機固定架在傾轉(zhuǎn)主軸上的裝卸與移動；舵機盤插裝在伺服舵機的輸出軸上，兩者之間有嚙合齒，保證扭矩有效傳遞，并有螺釘連接以保證緊固；球頭拉桿總成一端連接舵機盤，另一端連接左發(fā)動機機座，這些連接是通過球頭上的螺釘實現(xiàn)，拉桿的長度根據(jù)實際情況進行調(diào)整；左、右發(fā)動機機座通過機座轉(zhuǎn)動軸承連接到傾轉(zhuǎn)主軸上，機座緊固螺栓保證左、右發(fā)動機機座與機座轉(zhuǎn)動軸承的緊密結(jié)合，左、右發(fā)動機機座的軸向和周向定位均通過機座轉(zhuǎn)動軸承來實現(xiàn)；發(fā)動機固定架通過四個機架固定螺栓固定在左、右發(fā)動機機座上，它的作用是連接發(fā)動機與左、右發(fā)動機機座，同時起到了保證左、右發(fā)動機機座相對位置的作用； 所述傾轉(zhuǎn)主軸是高強度空心軸，它的功能是連接機身與發(fā)動機并傳遞發(fā)動機的拉力，其上安裝有舵機固定架和發(fā)動機機座，是主要的連接件； 所述舵機固定架為q形狀，分為兩片，兩片結(jié)構(gòu)完全相同，其作用是連接伺服舵機與傾轉(zhuǎn)主軸，環(huán)形的部分與傾轉(zhuǎn)主軸連接，其上有松緊機構(gòu)來實現(xiàn)舵機固定架的拆裝以及在主軸上的移動，直板部分與伺服舵機連接，其上有三個螺紋孔，用于安裝不同類型的伺服舵機； 所述伺服舵機是一個矩形狀的動力部件，根據(jù)控制信號輸出運動和扭矩，通過一套執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)發(fā)動機的傾轉(zhuǎn)與鎖定； 所述舵機盤是一個帶有軸孔、螺紋孔的板狀結(jié)構(gòu)件，它與伺服舵機輸出軸、球頭拉桿總成連接，實現(xiàn)力矩的輸出；軸孔中帶有嚙合齒，與伺服舵機輸出軸連接后能實現(xiàn)無滑動轉(zhuǎn)動，伺服舵機轉(zhuǎn)動通過舵機盤拉動球頭拉桿總成帶動發(fā)動機機座轉(zhuǎn)動； 所述球頭拉桿總成是一套由球頭、球頭套、螺紋拉桿構(gòu)成的組合件，它的作用是連接舵機盤與發(fā)動機機座，受力形式以拉壓為主；球頭上固有螺釘，用于與舵機盤、左、右發(fā)動機機座連接；球頭在球頭套中實現(xiàn)一定角度的轉(zhuǎn)動，另一方面球頭套上有一段較長的內(nèi)螺紋，用以連接螺紋拉桿，螺紋拉桿兩端均帶有外螺紋，通過松緊該螺紋連接實現(xiàn)球頭拉桿總成長度的調(diào)整； 所述左、右發(fā)動機機座分為左、右兩個，兩者結(jié)構(gòu)上為對稱關(guān)系，左、右發(fā)動機機座上開有階梯軸孔，其中較小的軸孔用于使傾轉(zhuǎn)主軸得以通過，較大的軸孔用于安放機座轉(zhuǎn)動軸承；在左、右發(fā)動機機座的階梯孔下開有一定寬度的間隙，并有一個與之垂直的通孔，用于安裝機座緊固螺栓；在左、右發(fā)動機機座的頂部開有兩個對稱的螺紋孔，用于連接發(fā)動機固定架； 所述機座緊固螺栓是兩個長度較長的螺栓，其作用是拉緊左、右發(fā)動機機座底部兩部分，使得左、右發(fā)動機機座與機座轉(zhuǎn)動軸承盡可能緊密的結(jié)合； 所述發(fā)動機固定架是一個呈X形的鏤空結(jié)構(gòu)件，其上有八個通孔，其中外部的四個通孔用于連接左、右發(fā)動機機座，內(nèi)部的四個通孔則是用于連接發(fā)動機；發(fā)動機固定架的作用是連接發(fā)動機與左、右發(fā)動機機座，同時也保證左、右發(fā)動機機座相對位置的作用； 所述機架緊固螺栓共四個，其主要作用是連接發(fā)動機固定架與左、右發(fā)動機機座； 所述機座轉(zhuǎn)動軸承是標準深溝球軸承，左右兩個成對使用；其作用是保證左、右發(fā)動機機座相對傾轉(zhuǎn)主軸靈活轉(zhuǎn)動，同時起到對左、右發(fā)動機機座進行軸向和周向定位的作用。
【文檔編號】B64C27/28GK104176251SQ201410421110
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月25日
【發(fā)明者】周堯明, 于沿, 蒙志君, 陳旭智, 何維 申請人:北京航空航天大學