變槳距四旋翼飛行器及其動力傳動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于航空技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變槳距四旋翼飛行器及其動力傳動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]四旋翼飛行器憑借其機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、飛行穩(wěn)定、操作容易以及無起降場地限制等特點(diǎn)，近年來得到迅速發(fā)展。目前主流的四旋翼飛行器大多采用了每軸獨(dú)立驅(qū)動的動力方式，由多個電機(jī)分別驅(qū)動旋翼旋轉(zhuǎn)提供升力，并通過改變旋翼轉(zhuǎn)速實現(xiàn)飛行控制。這種結(jié)構(gòu)適用于小型四旋翼飛行器，受到旋翼機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動慣量的制約，每軸獨(dú)立驅(qū)動的結(jié)構(gòu)不利于實現(xiàn)更大軸距的四旋翼飛行器，制約了有大任務(wù)載荷、長續(xù)航需求的四旋翼飛行器應(yīng)用。變槳距四旋翼飛行器采用改變旋翼螺距的方式替代改變旋翼轉(zhuǎn)速方式實現(xiàn)飛行控制，不僅不受到旋翼機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動慣量大小的制約，與轉(zhuǎn)速控制相比，變槳距控制還具有更快的控制響應(yīng)速度。利用變槳距可實現(xiàn)更大軸距的四旋翼飛行器，提升飛行器控制性能，通過采用單引擎油動發(fā)動機(jī)作為動力輸出，可以大幅提升四旋翼飛行器的有效任務(wù)載荷與續(xù)航能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有四旋翼飛行器技術(shù)上的不足，提出一種采用單引擎混合傳動方式的可變槳距的四旋翼飛行器，具有飛行穩(wěn)定、控制響應(yīng)快、有效任務(wù)載荷大、續(xù)航時間長等優(yōu)勢。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是:一種變槳距四旋翼飛行器動力傳動系統(tǒng)，其中引擎通過動力輸入軸齒輪驅(qū)動四個相互嚙合的輸出齒輪，每個輸出齒輪同軸固定有一同步帶輪，所述同步帶輪與所述輸出齒輪同步轉(zhuǎn)動，每個所述同步帶輪通過一同步帶驅(qū)動旋翼系統(tǒng)的同步帶輪，將動力傳輸?shù)礁餍砜偝伞?br>[0005]本實用新型同時提供四旋翼飛行器的技術(shù)方案，包括:機(jī)架、可變槳距旋翼系統(tǒng)、如上所述的動力傳動系統(tǒng)以及飛行控制系統(tǒng)。
[0006]本實用新型的技術(shù)效果是:通過單引擎驅(qū)動多軸旋翼，使用變槳距方式進(jìn)行飛行姿態(tài)控制，具有續(xù)航時間長、有效任務(wù)載荷大、控制響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。混合傳動系統(tǒng)，結(jié)合了齒輪和同步帶，在保證可靠性的前提下，改善了飛行器負(fù)載性能。使用同步帶傳動使機(jī)臂可以設(shè)計為折疊機(jī)臂，減小飛行器體積，方便攜帶、運(yùn)輸。
【附圖說明】
[0007]圖1是本實用新型一種混合傳動方式的油動變槳距四旋翼飛行器實施例1總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖2是本實用新型一種混合傳動方式的油動變槳距四旋翼飛行器實施例1傳動部件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖3是本實用新型一種混合傳動方式的油動變槳距四旋翼飛行器實施例1的可變槳距旋翼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖4為本實用新型一種混合傳動方式的油動變槳距四旋翼飛行器實施例2的機(jī)臂折疊鎖死裝置立體圖；
[0011]圖5為本實用新型一種混合傳動方式的油動變槳距四旋翼飛行器實施例2的機(jī)臂折疊鎖死裝置側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖1-3說明本實用新型實施例1的【具體實施方式】。
[0013]如圖1所示為本實用新型一種混合傳動方式的油動變槳距四旋翼飛行器總體結(jié)構(gòu)圖，主要由機(jī)架、可變槳距旋翼系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)以及飛行控制系統(tǒng)組成。
[0014]如圖2、3所示，動力傳動系統(tǒng)包括:引擎1，動力輸入軸齒輪2，四個相互嚙合的輸出齒輪3以及與其固定在同一傳動軸4上的同步帶輪5，同步帶輪5與同步帶6嚙合將動力傳輸?shù)娇勺儤嘈硐到y(tǒng)的同步帶輪7，該同步帶輪7帶動旋翼總成旋轉(zhuǎn)。
[0015]本系統(tǒng)中總共有四組旋翼，其中相對的旋翼轉(zhuǎn)向相同，而相鄰的旋翼轉(zhuǎn)向相反，其不同旋向通過輸出齒輪3之間的嚙合實現(xiàn)。其目的是為了相互作用消除其自身旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反扭矩力，避免飛行器自旋無法定向飛行。
[0016]如圖3所示，其中，可變槳距旋翼機(jī)械系統(tǒng)包括:同步帶輪7，旋翼轉(zhuǎn)動輸入階梯軸8，旋翼夾座9，推動盤10和連桿11。由伺服舵機(jī)驅(qū)動搖臂帶動推動盤改變旋翼的槳距。其中，同步帶輪7旋轉(zhuǎn)帶動旋翼總成，在同步帶輪7驅(qū)動旋翼總成旋轉(zhuǎn)的同時，舵機(jī)通過驅(qū)動搖臂帶動推動盤10進(jìn)行垂直方向上的上下位移。旋翼夾座9連接在階梯軸8頂端，旋翼夾座9向外延伸兩個凸耳12，而布置在其下部的推動盤10外伸兩個吊耳，凸耳12與吊耳通過連桿(11)進(jìn)行鉸接。舵機(jī)通過控制推動盤的上下位移，從而間接實現(xiàn)對旋翼槳距大小的控制，最終達(dá)到了對旋翼升力大小及扭矩大小進(jìn)行控制的目的。
[0017]引擎1為內(nèi)燃機(jī)，舵機(jī)驅(qū)動連桿控制油門大小改變旋翼的轉(zhuǎn)速。
[0018]下面結(jié)合附圖4-5說明本實用新型混合傳動方式的油動變槳距四旋翼飛行器的實施例2。實施例2與實施例1的區(qū)別僅在于主機(jī)架與機(jī)臂之間采用了折疊自鎖裝置連接，其它結(jié)構(gòu)均相同。
[0019]本實施例2的折疊自鎖裝置設(shè)置于飛行器中心主機(jī)架與外伸機(jī)臂的連接處，包括第一組件和通過銷軸與之連接的第二組件；所述第一組件包括一對相互平行的側(cè)板21和設(shè)置于所述側(cè)板21之間的彈性鎖死裝置；所述彈性鎖死裝置于包括設(shè)置于所述側(cè)板21之間的支撐桿22、一端可滑動地橫穿所述支撐桿22的滑動桿25，與滑動桿25另一端固定連接的鎖死銷24，介于支撐桿22與鎖死銷24之間并且套設(shè)在滑動桿25上的彈簧23 ;側(cè)板21上開有滑槽26，用于架設(shè)鎖死銷24。所述第二組件包括旋轉(zhuǎn)定位件27和與之固定連接的支架連接接頭28 ;所述旋轉(zhuǎn)定位件27具有兩個凹槽29，兩個凹槽29之間的夾角為90°，用于與所述彈性鎖死裝置配合實現(xiàn)鎖死固定。所述鎖死銷24可在所述一對側(cè)板21的滑槽26中滑動，用外力將鎖死銷24與彈簧23壓緊，此時第二組件處于松動狀態(tài)，可選擇水平或垂直的凹槽，放開鎖死銷24與彈簧23并與凹槽29相結(jié)合，處于自鎖狀態(tài)，鎖死銷24與凹槽29卡死，旋翼支架與主機(jī)架就可以彼此相對固定。
[0020]本實施例中，旋翼外伸機(jī)臂為管狀結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的機(jī)臂連接接頭8為管夾。
[0021]為了減輕重量，所述側(cè)板21采用鏤空結(jié)構(gòu)設(shè)計。
[0022]當(dāng)飛機(jī)處于準(zhǔn)備飛行或飛行狀態(tài)時，旋翼外伸機(jī)臂處于水平，當(dāng)飛機(jī)結(jié)束飛行時，可將旋翼外伸機(jī)臂收回處于垂直。
[0023]以上所述實施例僅僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，并非對本實用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種變槳距四旋翼飛行器動力傳動系統(tǒng)，其特征在于，引擎(1)通過動力輸入軸齒輪(2)驅(qū)動四個相互嚙合的輸出齒輪(3)，每個輸出齒輪(3)同軸固定有一同步帶輪(5)，所述同步帶輪(5)與所述輸出齒輪(3)同步轉(zhuǎn)動，每個所述同步帶輪(5)通過一同步帶(6)驅(qū)動旋翼系統(tǒng)的同步帶輪(7)，將動力傳輸?shù)礁餍砜偝伞?.一種變槳距四旋翼飛行器，包括機(jī)架、可變槳距旋翼系統(tǒng)、權(quán)利要求1所述的動力傳動系統(tǒng)以及飛行控制系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變槳距四旋翼飛行器，其特征在于，所述機(jī)架包括由中心主機(jī)架向外延伸的四條機(jī)臂，機(jī)臂長度相同，每條機(jī)臂末端安裝一套可變槳距旋翼系統(tǒng)；所述四個相互嚙合的輸出齒輪(3)設(shè)置在中心主機(jī)架位置。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變槳距四旋翼飛行器，其特征在于，所述可變槳距旋翼系統(tǒng)包括伺服舵機(jī)、變距機(jī)構(gòu)以及旋翼。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變槳距四旋翼飛行器，其特征在于，所述變距機(jī)構(gòu)包括套在旋翼轉(zhuǎn)動輸入階梯軸(8)上的推動盤(10)，連接在旋翼轉(zhuǎn)動輸入階梯軸(8)上端部的旋翼夾座(9)，固定在旋翼夾座(9)上的旋翼；所述推動盤(10)設(shè)置在旋翼夾座(9)下部且外伸兩個對稱的吊耳，所述每個旋翼夾座(9)上設(shè)置有外伸的凸耳(12)，所述凸耳(12)和相應(yīng)的吊耳之間通過連桿(11)鉸接；所述推動盤(10)由伺服舵機(jī)帶動進(jìn)行上下位置的移動，從而帶動旋翼夾座(9)轉(zhuǎn)動以對槳距大小進(jìn)行控制。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變槳距四旋翼飛行器，其特征在于，引擎(1)為內(nèi)燃機(jī)，使用舵機(jī)控制油門大小改變旋翼的轉(zhuǎn)速。7.根據(jù)權(quán)利要求3至6任一項所述的變槳距四旋翼飛行器，其特征在于，所述主機(jī)架與機(jī)臂之間設(shè)置有折疊自鎖裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變槳距四旋翼飛行器，其特征在于，所述折疊自鎖裝置包括第一組件和通過銷軸與之連接的第二組件；所述第一組件包括一對相互平行的側(cè)板(21)和設(shè)置于所述側(cè)板(21)之間的彈性鎖死裝置；所述第二組件包括旋轉(zhuǎn)定位件(27)和與之固定連接的機(jī)臂連接接頭(28);所述旋轉(zhuǎn)定位件(27)具有相互之間夾角為90°的兩個凹槽(29 )，用于與所述彈性鎖死裝置配合實現(xiàn)鎖死固定。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變槳距四旋翼飛行器，其特征在于，所述彈性鎖死裝置于包括設(shè)置于所述側(cè)板(21)之間的支撐桿(22)、一端可滑動地橫穿所述支撐桿(22)的滑動桿(25)，與滑動桿(25)另一端固定連接的鎖死銷(24)，介于支撐桿(22)與鎖死銷(24)之間并且套設(shè)在滑動桿(25)上的彈簧(23);所述一對側(cè)板(21)上開有滑槽(26)，用于架設(shè)鎖死銷(24);所述鎖死銷(24)可在所述滑槽(26)中滑動，并且在鎖死狀態(tài)下與所述旋轉(zhuǎn)定位件(27)的凹槽(29)配合。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變槳距四旋翼飛行器，其特征在于，所述機(jī)臂連接接頭(28)為管夾，所述側(cè)板(21)具有鏤空結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】變槳距四旋翼飛行器及其動力傳動系統(tǒng)，其中引擎通過動力輸入軸齒輪驅(qū)動四個相互嚙合的輸出齒輪，每個輸出齒輪同軸固定有一同步帶輪，所述同步帶輪與所述輸出齒輪同步轉(zhuǎn)動，每個所述同步帶輪通過一同步帶驅(qū)動旋翼系統(tǒng)的同步帶輪，將動力傳輸?shù)礁餍砜偝?。通過單引擎驅(qū)動多軸旋翼，使用變槳距方式進(jìn)行飛行姿態(tài)控制，具有續(xù)航時間長、有效任務(wù)載荷大、控制響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn)。混合傳動系統(tǒng)，結(jié)合了齒輪和同步帶，在保證可靠性的前提下，改善了飛行器負(fù)載性能。使用同步帶傳動使機(jī)臂可以設(shè)計為折疊機(jī)臂，減小飛行器體積，方便攜帶、運(yùn)輸。
【IPC分類】B64C27/59, B64C27/605, B64C27/80, B64C3/56
【公開號】CN204979233
【申請?zhí)枴緾N201520728705
【發(fā)明人】徐志雄, 付竟成, 錢凡鋒, 趙恒
【申請人】北京浩恒征途航空科技有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月21日