[发明专利]一种多向姿态控制装置

说明书

本发明公开一种多向姿态控制装置，属于无人飞艇技术领域，包括多个单向变距调姿机构1，该机构由驱动电机带动螺旋桨桨毂上安装的连杆结构，实现螺旋桨推力的方向和大小的同时操控。上述多个单向变距调姿机构通过多向姿态控制支架进行安装，进而通过两个或多个单向变距调姿机构垂直或任意角度布置，实现了飞艇不同方向的控制解耦。本发明具有结构简单、控制性强、适用性广的特点，能够适应飞艇所处的平流层低温、低气压的飞行环境。

技术领域

本发明属于浮空器领域，涉及一种多向姿态控制装置。

背景技术

在临近空间飞艇飞行过程中，控制飞艇姿态使其按照预定航迹飞行或机动是十分关键的环节。而调姿装置的运用对于飞艇实现抗风飞行及区域驻留等任务有着重大意义。现有的调姿装置主要为单一方向控制或复杂的矢量控制，其控制效率低、结构重量大，因而具有较小的工程应用价值。

鉴于现有调姿装置的诸多弊端，一种简洁高效的临近空间飞艇多向姿态控制装置就显得尤为重要。

发明内容

本发明目的在于提供一种多向姿态控制装置，其结构简单可靠，控制效率高。

本发明多向姿态控制装置，包括单向变距调姿机构与多向姿态控制支架。

其中，单向变距调姿机构由电机驱动螺旋桨模块旋转；同时采用舵机驱动及传动组件传动的方式同时控制螺旋桨模块中螺旋桨桨叶变距；多向姿态控制支架根据设计有多个安装面，实现多个单向变距调姿机构的固定。

上述螺旋桨桨叶变距控制具体设计方式为：

设计螺旋桨模块包括螺旋桨固定桨毂、螺旋桨活动桨毂与螺旋桨桨叶。其中，螺旋桨固定桨毂周向等角度间隔通过连接轴与螺旋桨固定桨毂连接。连接轴与螺旋桨固定桨毂间固定连接，连接轴与螺旋桨活动桨毂间通过轴承连接。同时各螺旋桨活动桨毂上设计有传动摇臂。

设计传动组件为传力臂、上滑块与驱动杆件。其中，上滑块套于驱动电机的输出轴上，末端为连接端，周向上通过与螺旋桨桨叶数量相同的传力臂分别连接各个传动摇臂。驱动杆件包括驱动摇臂、控制臂与拉杆；其中，驱动摇臂末端固定于舵机输出轴上，前端与控制臂末端铰接；控制臂前端与拉杆末端铰接，拉杆前端与上滑块间铰接。

由此，通过舵机带动驱动摇臂摆动，进而由控制臂带动拉杆摆动，拉动上滑块沿驱动电机的输出轴小幅移动，最终由四根传力臂带动四片螺旋桨桨叶转动，实现四片螺旋桨桨叶的同步等角度变距。

本发明的优点在于：

1.本发明多向姿态控制装置，采用轻质高强高可靠性结构实现了临近空间飞艇多方向同步调姿；

2.本发明多向姿态控制装置，可同时操控螺旋桨推力的方向和大小，具有响应速度快、控制效率高的特点；

3.本发明多向姿态控制装置，通过多个单向变距调姿机构的高效组合，实现了飞艇不同方向的控制解耦，对飞艇的飞行控制具有积极的作用。

附图说明

图1为本发明多向姿态控制装置安装位示意图；

图2为本发明多向姿态控制装置整体结构示意图；

图3为本发明多向姿态控制装置中螺旋桨模块结构示意图；

图4为本发明多向姿态控制装置中电机模块与变距模块结构示意图；

图5为本发明多向姿态控制装置中垂直设计的多向姿态控制支架结构示意图。

图中：

1-单向变距调姿机构 2-多向姿态控制支架 3-飞艇

101-螺旋桨模块 102-电机模块 103-变距模块