[发明专利]一种变转速驱动的旋翼及其桨距的控制方法

说明书

本发明公开了一种变转速驱动的旋翼及其桨距的控制方法，包括旋翼主轴，所述旋翼主轴顶端设置有桨榖，所述桨榖包括桨榖中央件、挥舞铰、负耦合的摆振/变距铰和正耦合的摆振/变距铰，本发明结构科学合理，使用安全方便，通过摆振/变距铰的作用引入一个摆振‑变距耦合，通过向旋翼主轴的稳定转速上附加一个一阶或者高阶的转速谐波分量，激励桨叶旋转时产生一个对应的频率的摆振和变距运动，通过控制旋翼转速的谐波参数来实现桨叶一阶或高阶挥舞特性的控制，取消了桨叶系统中的自动倾斜器，降低了制造和维护成本，提高了设备可靠性，同时降低了小型飞行器的制造难度，并减小其尺寸。

技术领域

本发明涉及多种飞行器适用的旋翼技术领域，具体为一种变转速驱动的旋翼及其桨距的控制方法。

背景技术

具有垂直起降能力的飞行器在世界范围内广泛使用，目前具有垂直起降能力的飞行器基本都是采用的升力旋翼/螺旋桨技术。

传统的旋翼桨距控制系统涉及到复杂的自动倾斜器机构和传动链，极大提高了维护使用成本，降低了整体可靠性，使用升力螺旋桨的小型飞行器，一般采用多个螺旋桨的组合和差动来实现飞行器的姿态控制，然而不足是整体尺寸大，机体结构重而复杂，且阻力大，所以急需一种变转速驱动的旋翼及其桨距的控制方法来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种变转速驱动的旋翼及其桨距的控制方法，可以有效解决上述背景技术中提出传统的旋翼桨距控制系统涉及到复杂的自动倾斜器机构和传动链，极大提高了维护使用成本，降低了整体可靠性，使用升力螺旋桨的小型飞行器，一般采用多个螺旋桨的组合和差动来实现飞行器的姿态控制，然而不足是整体尺寸大，机体结构重而复杂，且阻力大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种变转速驱动的旋翼，包括旋翼主轴，所述旋翼主轴与动力系统进行连接，并在动力系统的驱动下旋转，所述旋翼主轴顶端设置有桨榖，所述桨榖包括桨榖中央件、挥舞铰、负耦合的摆振/变距铰和正耦合的摆振/变距铰；

所述旋翼主轴顶端安装有桨榖中央件，所述桨榖中央件一端通过挥舞铰与负耦合的摆振/变距铰相连，所述负耦合的摆振/变距铰一端与负耦合桨叶相连接，所述桨榖中央件另一端通过挥舞铰与正耦合的摆振/变距铰相连，所述正耦合的摆振/变距铰一端与正耦合桨叶相连接。

优选的，所述负耦合摆振/变距铰和正耦合摆振/变距铰均与所述桨榖中央件倾斜连接，且所述负耦合摆振/变距铰和正耦合摆振/变距铰和桨榖中央件两侧均通过球铰活动相连，并通过所述球铰活动连接，来实现挥舞运动。

优选的，所述桨榖中央件两端均安装有连接耳，所述负耦合摆振/变距铰和正耦合摆振/变距铰分别与两个连接耳倾斜卡接，且所述负耦合摆振/变距铰和正耦合摆振/变距铰一端均安装有柔性梁，所述负耦合摆振/变距铰和正耦合摆振/变距铰均通过柔性梁与负耦合桨叶和正耦合桨叶相连，并通过所述柔性梁等效挥舞铰，来实现挥舞运动。

优选的，所述桨榖中央件两端均安装有连接耳，所述负耦合摆振/变距铰和正耦合摆振/变距铰分别与两个连接耳倾斜卡接，且所述桨榖中央件底端活动连接有跷跷板，并通过所述跷跷板铰，来实现挥舞运动。

优选的，所述跷跷板顶端通过活动轴与桨榖活动相连。

优选的，一种变转速驱动的旋翼桨距的控制方法，具体步骤如下，

S1、通过动力系统向旋翼主轴输出稳定转速；

S2、通过动力系统向旋翼主轴附加转速谐波分量；

S3、引入一个摆振-变距耦合。

优选的，所述步骤S1中，通过动力系统向旋翼主轴输出稳定转速是指通过动力系统控制旋翼主轴进行稳定旋转，并输出旋翼主轴稳定旋转时的转速。