[发明专利]旋翼变向推进装置、直升机及控制方法

说明书

本发明公开了一种旋翼变向推进装置，包括动力机构，变向翘板旋翼组件，变向斜盘组件，变向驱动组件，中轴组件；本发明通过倾斜静盘使旋转的旋翼桨盘倾斜，控制直升机的横滚和俯仰从而实现飞行器的运动控制，相比于传统的矢量旋翼装置为动力机构与旋翼一同倾斜的系统，操纵机构可以直接对旋翼的桨盘进行倾斜操控，能够减轻操控其旋翼方向的操纵机构的负担。由于整体方案上通过简化结构，使传动结构更加可靠，其制造成本更少，并且相比于普通单桨直升机的旋翼机构，本旋翼机构的机动性更强，响应更快，效率更高，其控制方法更加简单。

技术领域

本发明涉及航空技术领域，特别涉及一种旋翼变向推进装置、直升机及控制方法。

背景技术

近十几年来，随着复合材料、动力系统、传感器、尤其是飞行控制等技术的研究进展，无人直升机得到了迅速的发展，正日益成为人们关注的焦点；在无人直升飞机领域，直升无人机成为一种飞行器界的新物种；然而普通直升机其技术已经出现普遍化，发展缓慢，并且此类飞行器的控制方法也相对比较复杂，其结构也相对比较的复杂。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种旋翼变向推进装置和控制策略。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种旋翼变向推进装置，包括动力机构，变向翘板旋翼组件，变向斜盘组件，变向驱动组件，中轴组件；

所述的变向翘板旋翼组件包括翘板桨夹、左变向拉杆、右变向拉杆、桨叶以及桨毂；所述的翘板桨夹的中间位置与桨毂的一端铰接，所述的翘板桨夹的两端分别与左变向拉杆和右变向拉杆的一端铰接；所述的上翘板桨夹两端都固定安装有桨叶；

所述的中轴固定组件包括中心连接轴以及与中心连接轴连接的动力驱动器底座，所述的桨毂套设在所述的中心连接轴上，所述动力机构设置在动力驱动器底座上，动力机构与桨毂连接，用于驱动所述的桨毂旋转；

所述的变向斜盘组件包括倾斜静盘和倾斜动盘以及球形轴承，倾斜静盘为环形结构，倾斜动盘套设在倾斜静盘上，并可绕倾斜静盘转动；球形轴承设置在中心连接轴上，所述的球形轴承与倾斜静盘的中间位置铰接；所述的左变向拉杆、右变向拉杆的另一端与倾斜动盘铰接；

所述的变向驱动组件通过驱动机构与倾斜动盘连接，带动变向斜盘组件产生倾斜。

作为本发明的一种优选，所述的倾斜动盘为环形结构，其内环通过轴承与倾斜静盘相互同轴铰接，在倾斜动盘上还设置有两个侧边伸出杆，其中一个侧边伸出杆与左变向拉杆铰接，另一个侧边伸出杆与右变向拉杆铰接。

作为本发明的一种优选，所述的变向驱动组件包括前驱动舵机、左驱动舵机、左驱动力臂、前驱动力臂；驱动机构包括左驱动连杆和前驱动连杆；

所述的左驱动连杆的一端与倾转静盘的伸出杆铰接，另一端与左驱动力臂的一端铰接；所述的前驱动连杆的一端与倾转静盘的伸出杆铰接，另一端与前驱动力臂铰接；

所述的左驱动力臂的另一端与左驱动舵机的扭力输出轴固连；所述的前驱动力臂的另一端与前驱动舵机的扭力输出轴固连。

作为本发明的一种优选，在所述的中心连接轴远离动力驱动器底座的一端设置有驱动器安装底座，所述的前驱动舵机与左驱动舵机分别安装在所述的驱动器安装底座的不同位置，前驱动力臂与左驱动力臂点位的连线与中心连接轴的轴线不交叉。

作为本发明的一种优选，所述的变向斜盘组件还包括用于限制倾斜静盘的方位角度的斜盘方位限制器。

作为本发明的一种优选，所述的斜盘方位限制器为双连杆结构，其一端与所述的倾斜静盘的一侧铰接，另一端与驱动器安装底座的外侧铰接；所述的斜盘方位限制器两端的铰接位置相互一个平面内运动，以限制倾斜静盘的方位角度。

作为本发明的一种优选，所述的动力机构为直驱电机，包括定子和转子；所述动力机构的定子与动力驱动器底座固定安装；所述动力机构的转子与桨毂一端固定连接；所述的变向翘板旋翼组件安装在动力机构的下方；所述的变向斜盘组件安装在变向翘板旋翼组件下方；所述的变向驱动组件安装在变向斜盘组件下方。