CN102211663B - 齿轮倾转式共轴机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种齿轮倾转式共轴机，发动机通过减速机构连接机身立柱上端固定的旋翼倾转换向齿轮机构，旋翼倾转换向齿轮机构包括倾转换向齿轮箱和倾转换向支臂，倾转换向齿轮箱将机身和旋翼轴下部倾转控制杆基座连接，倾转换向齿轮箱通过旋翼轴变距控制机构和旋翼换向反转齿轮箱与上、下旋翼传动连接，上、下旋翼采用共轴反转双旋翼结构，与旋翼换向反转齿轮箱配合设有旋翼轴变距控制机构，旋翼轴变距控制机构的变距拉线设置在V型翼操纵杆控制机构的v型翼操纵杆上，V型翼操纵杆上有发动机油门调节手把，V型翼操纵杆控制机构与倾转控制杆基座连接，在的V型翼操纵杆上安装有V型翼整流罩。该共轴机具有成本低廉、驾驶方式简单的优点。

Description

齿轮倾转式共轴机

技术领域

本发明涉及航空飞行器中的一种垂直起落的单人飞行器，特别是涉及一种齿轮倾转式共轴机。

背景技术

随着地面交通负担的日益加重和环境灾难的频繁发生，交通疏导和消防救生领域面临越来越复杂的困难条件制约，利用直升机来减轻交通拥堵以及防灾救援已经势在必行。

常规的单旋翼直升机由于需要克服主旋翼工作过程中作用于旋翼上的反作用力来平衡旋翼的反作用力矩，因此这种结构的直升机需要加装尾桨。旋翼旋转状态下作用于空气时受到空气同一时间以大小相等、方向相反的反作用力矩在旋翼上，并由旋翼传递到机身，这个反作用力矩会导致直升机逆旋翼转动方向旋转，因此需要通过尾桨产生一个推力或者拉力通过力臂产生偏转力矩，来平衡旋翼的反作用力矩。同时，尾桨还担当着直升机的垂直安定面的作用，并且通过变距改变尾桨的拉力或者推力来实现直升机的转向操纵。但是尾桨的存在必然要需要消耗一部分功率，不利于节约能源，另外增加了机器结构成本。

常规的共轴机由于装备两副旋翼，上、下共轴，反向旋转使得上、下旋翼产生的反作用力矩相互平衡，因而省略了尾桨，并且它的悬停效率要高出常规的单旋翼直升机。

上述两种传统直升机都通过自动倾斜器机构来控制旋翼的总矩和周期变距，采用手足并用的方式来控制飞行，右手的驾驶杆与自动倾斜器相连，通过前后左右扳动来控制直升机的前后左右运动，左手控制油门总矩杆，实现总矩和油门的联合操纵。常规的单旋翼直升机左、右脚蹬的蹬踏用来操纵尾桨变距改变尾桨推拉力，实现转向操纵；常规的共轴机依靠对左、右脚蹬的蹬踏来操纵尾翼偏转改变方向或者是利用控制共轴内的第三根内轴在上、下旋翼同步变距的基础上，单独变动上旋翼的桨距，改变上、下旋翼作用下产生的反作用力矩差来实现转向。   

这两种传统直升机结构都比较复杂，成本和维护费用极其昂贵，由于它们机身庞大，对起降场地要求也高， 相对简单的日常巡视疏导等工作而言，使用常规直升机更是一种资源浪费，不适合大范围推广，另外手足并用的复杂驾驶技能和非常高昂的培训费用投入都是制约它们发展的瓶颈。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提出一种兼具传统直升机和旋翼机的优点，结构简单、造价和维护成本低廉、驾驶方式简单的齿轮倾转式共轴机。 

本发明所采用的技术方案：一种齿轮倾转式共轴机，在机身固定发动机和减速机构，所述发动机通过减速机构连接机身立柱上端固定的旋翼倾转换向齿轮机构，所述旋翼倾转换向齿轮机构包括倾转换向齿轮箱和一个倾转换向支臂，所述倾转换向齿轮箱将机身和旋翼轴下部倾转控制杆基座连接，倾转换向齿轮箱通过旋翼轴变距控制机构和旋翼换向反转齿轮箱与上、下旋翼传动连接，上、下旋翼采用共轴反转双旋翼结构，与所述旋翼换向反转齿轮箱配合设有旋翼轴变距控制机构，所述旋翼轴变距控制机构的变距拉线设置在v型翼操纵杆控制机构的v型翼操纵杆上，所述v型翼操纵杆上有发动机油门调节手把，v型翼操纵杆控制机构与倾转控制杆基座连接，在所述的V型翼操纵杆上安装有V型翼整流罩。

所述的齿轮倾转式共轴机，减速机构采用二级减速，所述发动机通过离合器结合套连接机身立柱下端固定的一级减速机构，所述一级减速机构传动连接机身立柱上端固定的二级减速机构，所述二级减速机构连接倾转换向齿轮机构，所述发动机、旋翼以及驾驶位置上、下集中布置在一条重心线上，以利于重心的调控和恢复。

所述的倾转换向齿轮机构由倾转换向齿轮箱、倾转控制杆基座和机身立柱两侧的动力输入小伞齿轮轴承座以及夹在中间的一个倾转换向支臂组成，所述的动力输入小伞齿轮轴横向贯穿立柱两侧的动力输入小伞齿轮轴承座和夹在中间的倾转换向支臂，将动力输入到倾转换向齿轮箱中心水平对置的两个换向大伞齿轮，通过换向大伞齿轮换向，将动力输入小伞齿轮上输入的动力，传递到常态下与输入动力小伞齿轮轴线向上方呈约90度角的动力输出小伞齿轮上，然后经过旋翼轴花键套传递到旋翼轴上，倾转换向支臂朝向倾转换向齿轮箱方向延伸两只支臂，倾转换向支臂的两个支臂前端带有横向螺丝孔，换向大齿轮轴穿过倾转换向齿轮箱内换向大伞齿轮、弹簧匣和倾转换向支臂的前端螺丝孔，两端用倾转换向支臂螺母连接，将倾转换向机构连成一体；动力输入小伞齿轮轴末端与二级减速大链盘相连接，齿轮端与倾转换向齿轮箱中心水平对置的两个换向大伞齿轮结合，将来自于二级减速大链盘的动力传递至倾转换向齿轮箱后，再经过两个换向大伞齿轮将动力传递到动力输出小伞齿轮上，动力输出小伞齿轮以换向大齿轮轴为圆心，与互为反向转动的两个换向大伞齿轮啮合的同时，沿着啮合齿面一边啮合一边前后倾转；倾转换向箱体的倾转限位机构由倾转换向支臂和倾转换向箱体左、右两侧的弹簧匣组成，倾转换向支臂的两只支臂末端与倾转换向齿轮箱中心轴相连接,其支臂末梢上端有个锥型突起，锥角尖部分别抵着倾转换向齿轮箱左、右两侧的弹簧匣底边，锥型突起的两个斜边可以在倾转换向齿轮箱体倾斜时与弹簧匣底边压紧接触起到限位的作用，其限位角度需保障倾转过程里动力输入输出小伞齿轮不会发生碰撞打齿。在本设计方案里的最大限度时，后倾被限制在10度，作为低速后飞和自旋状态时旋翼轴后倾配合旋翼小迎角自转时调节使用。以大换向伞齿轮轴心为中心，常态下动力输入输出两个小伞齿轮轴线一横一竖呈90度布置，二者外径间距夹角大于12度以上，避免在后倾斜10度的限位状态时，二者接触。该机构在换向传递动力的状态下，它的倾转动作是通过扳动与倾转齿轮箱连接的倾转控制杆基座上的型倾转操纵杆，动力输出小伞齿轮以倾转换向齿轮箱中心水平对置的两个换向大伞齿轮的换向大齿轮轴为圆心，在啮合状态下，沿着两个换向大伞齿轮齿面前后啮合滚动，使动力在常态以及倾转状态下输送到旋翼轴，实现前后方向的飞行控制。

所述的旋翼轴减震机构由倾转换向齿轮箱体左、右两侧的弹簧匣和倾转控制杆基座组成，倾转换向支臂与倾转换向齿轮箱中心水平对置的换向大伞齿轮轴用螺母连接，倾转换向齿轮箱左、右两侧的弹簧匣上，各自加工有一个内部呈圆筒型上端有限位台阶的弹簧匣，其内部从下部向上各自安装一个倾转压力弹簧，两根底部带有圆形活塞尾部的空心螺栓拉杆从两个弹簧匣和倾转压力弹簧中间分别向上穿入，空心螺栓拉杆顶部加工有螺纹，穿过弹簧匣后用其螺纹与旋翼轴上的倾转控制杆基座连接，与动力输出小伞齿轮末端花键一起形成三个连接点，将旋翼轴部分与连接着机身的倾转换向箱体连成一个整体，空心螺栓拉杆的圆形活塞尾部与弹簧匣内部直径相同，可以在弹簧匣内部上下活动，空心螺栓拉杆的圆形活塞又作为一个限位器，紧紧托住倾转压力弹簧，在飞行状态时候，空心螺栓拉杆被拉起，由于倾转压力弹簧上部被弹簧匣的限位台阶挡住，这时被拉起的空心螺栓拉杆末端的圆形活塞尾部向上开始压缩倾转压力弹簧，并开始进入绷紧的弹性状态来连接旋翼轴和机身，旋翼轴的动力经由动力输出小伞齿轮轴上的花键传递至旋翼轴花键套，动力输出小伞齿轮轴上的花键即使在上下滑动过程中依然可以将动力经过旋翼轴花键套传递到主旋翼轴，作为最大的振动源，旋翼产生的振动会沿着动力输出小伞齿轮花键轴和弹簧匣内的空心螺栓传向机身，作为连接旋翼轴和机身的三点中，两个弹簧匣内的倾转压力弹簧可以使旋翼轴产生的振动会在倾转压力弹簧弹性压缩缓冲以及空心螺栓拉杆尾部活塞上下滑动中得到吸收和衰减。

所述的机身侧倾弹性限位缓冲机构由固定在机身立柱顶端前、后两侧的动力输入小伞齿轮轴承座之间的U型减震弹簧机构和倾转换向支臂组成，机身立柱前、后两侧的动力输入小伞齿轮轴承座可由螺栓穿过机身立柱连接，其外部探出机身立柱的连接面部分留有螺丝孔，用来将机身立柱左、右两侧的U型减震弹簧座加以固定，U型减震弹簧座底部留有供侧倾减震螺栓压杆上下来回伸缩活动的限位孔，两个侧倾减震弹簧分别坐落于左、右两侧U型减震弹簧座间，倾转换向支臂位于机身立柱正上方，它的两侧后部侧面中心位置的留有螺丝孔，用来固定侧倾减震螺栓压杆顶部，两个顶部带有侧倾减震弹簧限位台阶的侧倾减震螺栓压杆由上而下分别穿过两个侧倾减震弹簧以及U型减震弹簧座底部侧倾减震螺栓压杆限位孔，其顶部安装的两个侧倾压杆球头螺栓分别与通过两个侧倾压杆固定螺丝连接在倾转换向支臂两侧后部侧面中心位置的螺丝孔上，组成旋翼轴与机身之间两个侧倾弹性缓冲机构，两个侧倾减震弹簧在正常安装位置时都保持一定预压缩力，但是允许左右适度侧倾，其有限的弹性压缩范围，限制了倾转换向支臂以与动力输入小伞齿轮轴圆心的侧向倾转范围，起到了侧倾限位的作用。由于飞行和转向过程中，旋翼轴部分和机身会不可避免地产生侧倾，而倾转换向支臂作为机身和旋翼轴的关键连接部件，会在这个状态下以与动力输入小伞齿轮轴为圆心扭转，由于机身大部分重量集中于下部，重力作用使得机身像个摆锤一样，在飞行状态下，能基本保持相对垂直状态，机身立柱左、右两侧U型减震弹簧座上的侧倾减震弹簧一紧一松通过弹性来缓和侧倾状态时侧向压力，保持机身的正直状态，在促进倾转机构上端旋翼轴部分在弹性缓冲作用下更好的复位与机身中心保持垂直的同时，还可以配合V型翼操纵杆控制机身侧倾姿态飞行或转向，同时还可以起到部分机身振动吸收功能。

所述的整流罩兼方向舵的V型翼操纵杆机构由控制前后飞行的V型翼操纵杆、整流罩兼方向舵的V型翼整流罩、倾转控制杆基座以及转向轴组成，所述的V型翼操纵杆由两根铝管焊接在一段转向套管的两侧组成V型翼操纵杆，两根操纵杆从转向套管连接处呈V型向下扩展开，两根操纵杆下端分别向内侧安装一个手把基座，两个手把基座上分别安装左、右手把，右侧手把上装有发动机电启动开关以及一个拧转式油门控制套管，用来控制发动机及旋翼转速，左侧手把是一个带有小把的套管手把，用来操纵变距拉线控制桨距；倾转控制杆基座上的控制杆套管用来固定连接V型翼操纵杆的转向轴；所述的转向轴有前、后两部分组成，前半部分为圆管状，和倾转控制杆基座上的控制杆套管内径相同，向上穿入倾转控制杆基座上的控制杆套管后用螺丝连接，穿入控制杆套管的圆管部分需要像倾转控制杆基座上的控制杆套管一样，加工留出安装在控制杆套管上的变距托杆变距活动所需要空间的槽型螺丝长孔；转向轴后半部分为杆状轴，向下穿入V型翼操纵杆的转向套管，杆状轴上套着一个转向轴橡胶套，转向轴橡胶套外套着一个底部带有限位台阶的转向轴轴套，转向轴轴套部分的外径与转向套管内径相同，转向轴轴套的外壁与转向套管内壁形成滑动接触面，转向轴轴套的底部向外的限位台阶外径与转向套管外径相同，限制了转向套管的下滑，转向轴轴套向内的限位台阶留有杆状轴伸出的圆孔，限制了套在杆状轴上的转向轴橡胶套下滑，杆状轴末端伸出部分转向套管加工有螺纹，由转向轴螺母和杆状轴末端螺纹拧紧将V型翼操纵杆的转向套管固定在倾转控制杆基座上，使得V型翼操纵杆在以转向轴为中心，得到转向轴橡胶套缓冲振动的条件下，具有前后左右扳动V型翼操纵杆的余地；在升空状态下，以换向倾转齿轮箱上水平对置的换向大伞齿轮轴为中心，利用杠杆原理前后扳动与旋翼轴上倾转控制杆基座上控制杆套管连接的V型翼操纵杆，改变旋翼轴部分的前后倾斜角度，使得机身产生前后推力差可以进行前后飞行，并且还可以以动力输入小伞齿轮轴为中心，左右侧向倾转飞行。

所述的整流罩兼方向舵的V型翼整流罩安装在V型翼操纵杆上，由有机玻璃制成并热处理折弯呈90度的V型翼整流罩组成， V型翼整流罩上部与V型翼操纵杆根部结合处等宽，下部变大并向前下方下倾斜扩展至与V型翼操纵杆左右杆末梢间距等宽，安装固定在V型翼操纵杆上, V型翼整流罩顶部向上，兼具整流罩和V型翼方向舵功能,常态下是驾驶者避免旋翼下洗流冲击的透明整流罩，它的左右转向控制是以与倾转控制杆基座上固定连接的转向轴为圆心，通过左右下压扭转套在转向轴上V型翼操纵杆的左、右手把，掀起或者下压安装在其上面的下倾式V型翼整流罩，利用上下旋翼工作时产生的空气下洗流冲击力，改变V型翼整流罩的左右翼面受下洗流冲击面积并利用因此产生的左右翼面推力差来完成转向。

所述的内置变距机构由小把、变距拉线、变距盘托杆、变距盘内套、变距盘外套、变距盘轴承、变距盘弹簧、上旋翼变距推杆轴、下旋翼变距推杆轴、上旋翼横向变距推杆螺栓、下旋翼横向变距推杆螺栓、以及旋翼轴防尘盖螺母等组成，所述的上、下旋翼推杆轴分别加工有可以与上、下旋翼齿轮和旋翼轴内径相同的滑动结合面，变距时避让旋翼轴上横穿的旋翼轴固定螺栓和桨毂固定螺栓而加工的槽型螺丝长孔，以及带有全丝螺杆的上、下旋翼横向变距推杆螺栓所留的安装孔；上、下旋翼推杆轴都安装在旋翼轴内，下旋翼推杆轴的下端与变距盘内套里的变距销子轴连接，下旋翼推杆轴上端顶部加工有轴承限位台和螺纹，轴承限位台上反方向安装两只圆锥滚子轴承，用来承受变距的上下推力，下旋翼推杆轴上端顶部的螺纹与压紧螺母结合将圆锥滚子轴承压紧锁定；下旋翼变距推杆轴顶端穿过旋翼换向反转齿轮箱中的换向小齿轮轴中间圆孔向上伸出与上旋翼变距推杆轴连接，上旋翼变距推杆轴由两半对扣组成，底部加工有圆锥滚子轴承的内轴承位，在旋翼轴内部受内部限制被挤压合并在一起，上旋翼变距推杆轴顶部加工的螺纹杆，也是一分为二，上旋翼变距推杆轴顶部向上伸出上旋翼齿轮轴的螺纹杆部分，用旋翼轴顶部的旋翼轴防尘盖螺母将两半的螺纹杆锁紧并且加装开口销钉固定，通过上旋翼变距推杆轴的两半对扣将下旋翼推杆轴顶端上的两只圆锥滚子轴承以及其限位螺母安装进上旋翼变距推杆轴，圆锥滚子轴承外壁与上旋翼变距推杆轴内轴承位结合，圆锥滚子轴承内套与下旋翼变距推杆轴结合，可以使上、下旋翼轴分别带动上、下旋翼变距推杆轴反向旋转时候，上、下旋翼变距推杆轴相互处于独立的反向旋转状态，上旋翼变距推杆轴与下旋翼变距推杆轴顶部的对扣连接，使得上、下旋翼变距推杆轴连成一个整体。 

所述旋翼的变距过程是：通过小把的拉紧或者放松变距拉线，带动安装在倾转控制杆基座上的控制杆套管上方的变距盘托杆，变距盘托杆通过变距盘托杆螺丝轴及变距托杆轴套与倾转控制杆基座连接，变距盘托杆双爪上的长槽螺丝孔，将变距盘外套上的螺丝限制在槽中，保障变距盘托杆提拉与其连接的变距盘机构沿旋翼轴方向上下直线运动，并且兼具防止变距盘外套扭转的作用；变距盘托杆的下端呈杆状，伸出倾转控制杆基座上的控制杆套管和转向轴上的槽型螺丝长孔，和小把拉线连接；变距盘机构由变距盘外套和变距盘内套组成，变距盘外套上向下伸出两只连接片，两个连接片上有螺丝孔，变距盘限位螺丝穿过变距盘托杆双爪上的长槽螺丝孔与这俩个螺丝孔连接，它的下端呈杆状，伸出倾转控制杆基座上的控制杆套管和转向轴上的槽型螺丝长孔，和小把拉线连接；二者通过自身的轴承限位台阶对扣将变距盘轴承安装在内外套中间，并通过变距盘内外卡簧环将变距盘轴承固定，变距盘托杆上下拨动变距盘外套，带动变距盘内套里的变距盘销子轴推拉旋翼轴内部的上、下旋翼变距推杆轴完成桨距控制。握紧小把，变距拉线会拉动变距盘托杆下压变距盘外套，从而带动将变距盘内套下部的变距盘弹簧压缩，穿过旋翼轴两端被限位固定在变距盘内套中的变距盘销子轴沿旋翼轴上的槽型螺丝长孔带动与变距盘销子轴连接在旋翼轴内部的上、下旋翼变距推杆轴等距离下滑，上、下旋翼推杆轴上都开有槽型螺丝长孔，用来避让开上下滑动时桨毂和旋翼换向反转箱体固定螺栓阻拦的影响，下压上、下旋翼变距推杆轴时，分别横向穿过上、下旋翼变距推杆轴和桨毂的，带有全丝螺杆的上、下旋翼横向变距推杆螺栓，分别通过上、下桨毂的变距长孔，与桨毂上连接的变距铰接套法兰上桨叶夹变距杆上的变距球头螺栓配合，推动旋翼的迎角至限位下止点状态，松开小把，变距盘内套下部的变距盘弹簧弹性得到释放，将上、下旋翼变距推杆轴顶回原位。

旋翼变距迎角调整范围以及应对发动机故障的自旋降落说明：通过参考借鉴其他共轴机和旋翼机设计里成功经验，本设计的上、下旋翼的迎角被分别设计成不同角度，其上、下旋翼存在角度差异，是为避免上、下旋翼之间的气动互扰，由于上、下旋翼各自工作环境不同，流经上旋翼的下洗流被加速后冲击在下旋翼上，会导致下旋翼的有效迎角和升力减小，并且会导致上、下旋翼的扭矩产生差异，所以本设计里上旋翼比下旋翼安装角小1度，当松开小把，变距盘弹簧的张力会将变距盘机构推回原来的最大桨距限位上止点处，常规状态下桨距限位上止点迎角为上旋翼9度，下旋翼为10度，提供接近最佳的升力迎角，发动机停转或者滑翔状态着陆时，向后扳动旋翼轴后倾10度到限位点，同时压紧小把，当桨距限位下止点时，旋翼变距机构可以将桨距调节到最小的上旋翼0度，下旋翼1度，这时的旋翼轴后倾和上、下旋翼变距使单人齿轮倾转式共轴机处于像旋翼机一样的滑翔状态，上、下旋翼在失去动力后受到前下方的气流冲击下，保持原来旋转方向并维持较大的惯性运动势能进入自旋状态，保障自旋降落的需要，旋翼桨距可变，便于启动时减小阻力；另外，为保障上、下旋翼的扭力平衡相等的情况下，避免上、下旋翼在旋转状态下发生碰撞，通过参考设计方面书籍，把上、下旋翼间距扩展到旋翼直径的10%，由于上、下旋翼扭力平衡还会受到不同转速和桨距影响，这些在实际操作时可通过调节v型翼整流罩的左右受力面积来改善。

所述的具有十字铰功能的桨叶夹和桨毂机构由十字形的桨毂、具备挥舞铰和摆振铰功能的桨叶夹组成，所述的桨毂套接在旋翼轴上，桨毂上与旋翼轴在纵向上开有变距长孔，便于使穿过其中的横向变距推杆螺栓上下滑动推动来桨叶夹变距杆实现上、下旋翼变距，桨毂横向伸出两根末端带有螺纹的螺栓杆构成桨叶夹轴，用来穿起弹性缓冲橡胶套；轴套；变距铰接套并连接桨叶夹板。

所述的桨叶夹由带有法兰盘的变距铰接套和桨叶夹板两部分组成，弹性缓冲橡胶套与变距铰接套之间安装一个轴套，轴套外壁可以与变距铰接套内壁形成滑动摩擦面，以应对变距时需要，内壁作为受力过渡部件将弹性缓冲橡胶套与变距铰接套之间连接在一起，弹性缓冲橡胶套作为桨叶夹轴和变距铰接套内壁之间的缓冲物，用来缓解上、下旋翼根部在挥舞、摆振以及变距运动时的受力，变距铰接套内部的加工有一道限位台阶，朝向旋翼轴方向的限位台阶面限制了弹性缓冲橡胶套沿桨叶夹轴的滑动，同时朝向桨叶夹轴末端螺纹方向的限位台阶面安装了凹球形轴瓦，一个凸球形轴套螺母通过与桨毂伸出的桨叶夹轴末端上的螺纹连接，与凹球形轴瓦结合并将变距铰接套锁紧在桨叶夹轴上，凹球形轴瓦和凸球形轴套螺母的配合，构成一个可以大弧度范围上下左右任意转动的球头装置，满足桨毂对挥舞铰和摆振铰活动幅度的需要，变距铰接套的法兰盘上加宽突起部分，向桨毂中心方向安装有一个桨叶夹变距杆，通过桨叶夹变距杆末端安装的变距球头螺栓与穿过桨毂的旋翼横向变距推杆螺栓连接，变距铰接套上的变距球头螺栓和变距铰接套内凹球形轴瓦与凸球形轴套螺母配合，保障了旋翼纵向与横向摆动幅度的需要，使得桨叶夹内具备了以凸球形轴套螺母为圆心的十字铰功能。桨叶夹板由上、下两块后部各带有半块法兰盘的两部分组成，上、下夹合面按照旋翼上、下弦展面弧度切割，这种办法把常规直升机的桨叶夹板与桨叶夹做成了一体，可以直接与旋翼弧面紧密的结合后使用螺栓穿透锁紧，后部的两半法兰盘连接成一体与变距铰接套法兰盘用法兰盘螺丝连接锁紧固定。

本发明的有益积极效果：

1、本发明齿轮倾转式共轴机，兼具传统直升机和旋翼机的优点，结构简单、造价和维护成本非常低廉，稳定性能好。本发明单人齿轮倾转式共轴机，省略了传统的尾翼、尾桨和复杂的自动倾斜器机构，把发动机、旋翼以及驾驶位置比较集中的布置在重心线上，有利于重心的调控和恢复，提高了整机稳定性能。机身立柱上倾转换向支臂连接的倾转换向齿轮箱，是动力转换以及连接部件，将机身和旋翼轴下部倾转控制杆基座连接，倾转换向齿轮箱在承担了换向传递动力。桨毂与桨叶夹以球头形式连接，取代了传统十字铰的铰链式结构的繁琐，并在保留了挥舞铰和摆振铰功能的同时简化了其结构。

 2、本发明齿轮倾转式共轴机，采用共轴反转双旋翼结构，悬停效率高，起降占地面积小，灵活机动性强，而且驾驶方式简单，容易操作。具备十字铰功能的桨毂与桨叶夹保留了挥舞铰和摆振铰功能，在简化的内置式旋翼变距机构配合下，使得直升机可以从容应对不同条件需要，通过操控驾驶位置正上方兼具整流罩和方向舵以及操纵杆于一身的V型翼操纵杆机构，实现它的前后飞行以及左右转向飞行，并且能够在失去动力时候采用旋翼机的方式自旋迫降，几乎具备传统直升机所有飞行特性，但比起传统直升机的手足并用操控，解放了驾驶者的双脚，仅通过双手就可以完成所有飞行的控制，大大简化了飞行控制的操作。

3、本发明齿轮倾转式共轴机，结构设计合理，整机性能好。倾转换向齿轮箱的双齿轮换向倾转，不但保障了啮合更充分，还平衡了齿轮间啮合时彼此间产生的反作用力矩，倾转换向齿轮箱通过其弹簧匣机构与倾转控制杆基座的弹性连接，在实现前后倾转以及前后倾转限位功能的同时，还负担了弹性缓冲减轻旋翼轴振动的作用，使得上下旋翼工作时产生的振动经由旋翼轴传递到机身时得到大幅衰减。

4、本发明齿轮倾转式共轴机，不但可以在广泛运用于交通疏导，地理勘探，森林消防巡逻以及搜救的同时，更可以在满足个人娱乐。机身两侧的侧倾减震机构使机身在侧倾时，能缓冲机身下部与旋翼轴部分的振动，并且在弹性缓冲下，辅助机身尽快复原到重心线的平衡状态。本发明的技术方案同样可以运用在直升机、常规旋翼机、倾转式旋翼机等旋翼类飞机上。

附图说明

图1：驾驶状态下整机装备侧俯视图；

图2：机身机械架构俯视图；

图3-a、图3-b：机身机械架构的正视图和侧视图；

图4：动力传动示意图；

图5：倾转换向结构外观示意图；

图6-a、图6-b：分别为倾转换向齿轮箱结构分解图及横剖图；

图7：倾转支臂与动力输入小伞齿轮轴承座和侧倾减震装置结构分解图；

图8-a、图8-b：V型翼操纵杆结构及转向原理示意图与前后侧倾限位图；

图9：旋翼轴和变距机构组成示意图； 

图10：旋翼换向反转齿轮箱内部结构示意图；

图11-a、图11-b：桨毂以及桨叶夹结构以及分解图；

图12-a、图12-b：变距盘机构外观及结构示意图。

图中各个部件序号为：1前起落架横杆，2后起落架横杆，3前斜支柱，4后斜支柱，5机身底部拉杆，6短支撑杆，7悬挂夹板，8橡胶缓冲垫，9机身立柱，10一级减速大皮带轮轴，11小轮，12发动机，13离心甩块，14离合器结合套，15一级减速小皮带轮，16一级减速大皮带轮，17二级减速小链盘，18二级减速大链盘，19倾转换向齿轮箱，20倾转换向支臂，21旋翼换向反转齿轮箱，22一级减速大皮带轮轴承座，23发动机输出轴，24上旋翼，25下旋翼，26动力输入小伞齿轮轴承座，27动力输入小伞齿轮，28换向大伞齿轮，29动力输出小伞齿轮，30旋翼轴花键套，31旋翼轴，32下旋翼齿轮，33换向小齿轮，34上旋翼齿轮，35链条，36空心螺栓拉杆，37 倾转控制杆基座，38 弹簧匣，39换向大伞齿轮轴，40倾转换向支臂螺母，41倾转压力弹簧，42 U型减震弹簧座，43侧倾减震弹簧，44侧倾减震螺栓压杆，45侧倾压杆球头螺栓，46侧倾压杆固定螺丝，47手把基座，48右侧手把，49左侧手把，50 V型倾转控制操纵杆，51 V型翼整流罩，52小把，53转向轴，54变距拉线，55变距盘托杆，56变距盘托杆轴套，57变距盘托杆螺丝轴，58变距盘外套，59变距盘内套，60变距盘销子轴，61变距盘轴承，62变距盘内套卡簧环，63变距盘外套卡簧环，64变距盘弹簧，65上旋翼变距推杆轴，66下旋翼变距推杆轴，67上旋翼横向变距推杆螺栓，68下旋翼横向变距推杆螺栓，69旋翼轴防尘盖螺母，70开口销钉，71桨毂固定螺栓，72限位螺丝，73下旋翼齿轮轴承，74 上旋翼齿轮轴承，75换向小齿轮轴承，76换向小齿轮轴，77上、下旋翼齿轮轴承限位套，78旋翼轴固定螺栓，79圆锥滚子轴承，80压紧螺母，81桨毂，82桨叶夹轴，83变距铰接套，84轴套，85弹性缓冲橡胶套，86凹球形轴瓦，87凸球形轴套螺母，88桨叶夹变距杆，89桨叶夹板，90变距球头螺栓，91转向轴轴套，92 转向轴橡胶套，93转向轴螺母，94单向轴承，95单向轴承的托架轴承，96单向轴承外套，97一级减速同步皮带。

具体实施方式

实施例一：参见图1、图2、图3-a、图3-b、图4、图5，本发明齿轮倾转式共轴机，在机身固定发动机12和减速机构，所述发动机12通过减速机构连接机身立柱9上端固定的倾转换向齿轮机构，所述倾转换向齿轮机构包括倾转换向齿轮箱19和一个倾转换向支臂20，旋翼倾转换向齿轮机构的动力输入小伞齿轮通过轴承座26设置在机身立柱9两侧，倾转换向支臂20设置在动力输入小伞齿轮的两个轴承座26之间，倾转换向齿轮箱19将机身和旋翼轴下部倾转控制杆基座37连接，倾转换向齿轮箱19通过旋翼轴变距控制机构和旋翼换向反转齿轮箱21与上旋翼24和下旋翼25传动连接，上、下旋翼采用共轴反转双旋翼结构，所述旋翼轴变距控制机构与旋翼换向反转齿轮箱21配合，旋翼轴变距控制机构的变距拉线设置在v型翼操纵控制机构的v型翼操纵杆50上，所述v型翼操纵杆上设有发动机油门调节手把，v型翼操纵杆控制机构与倾转控制杆基座37连接，在所述V型翼操纵杆50上安装有兼具整流罩和方向舵功能的V型翼整流罩51。

实施例二：本实施例的齿轮倾转式共轴机，与实施例一不同的是，进一步公开了一种旋翼倾转换向齿轮机构。

如图5、图6-a、图6-b、图7所示，旋翼倾转换向齿轮机构的动力输入小伞齿轮27轴横向贯穿立柱两侧的动力输入小伞齿轮轴承座26和夹在中间的倾转换向支臂20，将动力输入到倾转换向齿轮箱19中心水平对置的两个换向大伞齿轮28，通过换向大伞齿轮28换向，将动力输入小伞齿轮27上输入的动力，传递到常态下与输入动力小伞齿轮27轴线向上方呈约90度角的动力输出小伞齿轮29上，然后经过旋翼轴花键套30传递到旋翼轴31上；倾转换向支臂20朝向倾转换向齿轮箱19方向延伸两只支臂，倾转换向支臂20的两个支臂前端带有横向螺丝孔，两端头带有螺纹的换向大齿轮轴39穿过倾转换向齿轮箱19内换向大伞齿轮28和倾转换向支臂20的前端螺丝孔，两端用倾转换向支臂螺母40连接，将倾转换向机构连成一体。动力输入小伞齿轮27轴末端与二级减速大链盘18之间，通过安装在二级减速大链盘上的单向轴承外套96内的单向轴承94和单向轴承的托架轴承95相连接，齿轮端与倾转换向齿轮箱19中心水平对置的两个换向大伞齿轮28结合，将来自于二级减速大链盘18的动力传递至倾转换向齿轮箱19后，再经过两个换向大伞齿轮28将动力传递到动力输出小伞齿轮29上。二级减速大链盘18内的单向轴承94在发动机12出现故障而空中熄火时，瞬间断开动力，使得旋翼轴部分动力机构保持惯性运转。

倾转换向箱体设有倾转限位机构，所述倾转限位机构由倾转换向支臂和倾转换向箱体左右两侧的弹簧匣组成，倾转换向支臂的两只支臂末端与倾转换向齿轮箱中心轴相连接，其支臂末梢上端有个锥型突起。所述前后倾转限位机构如图8-a所示：倾转换向支臂20的两只支臂末端与倾转换向齿轮箱19中心换向大齿轮轴39相连接,其支臂末梢顶端有个锥型突起，锥角尖部分别顶着倾转齿轮箱左右两侧的弹簧匣38底边，锥角尖部中心线与锥型突起的两个斜边呈80度角，可以在倾转换向箱体19倾斜控制时与弹簧匣38底边压紧接触起到限位的作用，其前后倾转限位角度为10度，保障前后倾转过程里动力输入输出小伞齿轮27、29不会发生碰撞打齿。

动力输入小伞齿轮轴承座一面与机身立柱9连接，一面具有凹球型面。动力输入小伞齿轮轴承座与倾转换向齿轮箱19的球面凸起，在倾转时候与动力输入小伞齿轮轴承座26的凹球面紧密结合，应对前后倾转和左右侧向倾转时候，防止倾转换向齿轮箱19内的润滑油在倾转状态时，从倾转换向齿轮箱19上动力输入小伞齿轮轴27的滑动长槽里渗出。

图10所示为旋翼换向反转齿轮箱的结构：所述旋翼换向反转齿轮箱由对扣锁紧的上、下两半箱体组成，通过螺纹锁紧后外部加装采用限位螺丝 72加固，箱体内由上、下旋翼齿轮34、32、两个换向小齿轮33、换向小齿轮轴76、下旋翼齿轮轴承73、上旋翼齿轮轴承74、换向小齿轮轴承75、上、下旋翼齿轮轴承限位套77组成，换向小齿轮轴76两个端头卡压在旋翼换向反转齿轮箱21的两半箱体中间。动力经由旋翼轴31首先传递到旋翼换向反转齿轮箱内的下旋翼齿轮32工作, 下旋翼齿轮32与换向反转齿轮箱内21横向对置的换向小齿轮33啮合,并且推动同样与换向小齿轮33啮合上旋翼齿轮34反向转动,从而使上旋翼24反向旋转工作。

实施例三：本实施例的齿轮倾转式共轴机，与实施例一或实施例二不同的是，采用图9所示的变距机构：变距控制机构包括旋翼轴内置变距机构和外部的变距机构。旋翼轴内置变距机构由左手手把49、小把52、变距拉线54、变距盘托杆55、变距盘托杆轴套56、倾转控制杆基座37、变距盘托杆螺丝轴57、变距盘内套59、变距盘外套58、变距销子轴60、变距盘轴承61、变距盘内套卡簧环 62、变距盘外套卡簧环63、变距盘弹簧64、旋翼换向反转齿轮箱21、旋翼轴花键套30、旋翼轴31、上旋翼变距推杆轴65、下旋翼变距推杆轴66、上旋翼横向变距推杆螺栓67、下旋翼横向变距推杆螺栓68、旋翼轴防尘盖螺母69、开口销钉70、桨毂固定螺栓71、限位螺丝72、旋翼轴固定螺栓78、圆锥滚子轴承79、压紧螺母80、桨毂81、等部分组成。变距盘结构如图12-a和图12-b所示：图12-a是变距盘结构与倾转控制杆基座37连接的外观图，变距盘托杆通过双爪上的长槽型螺丝孔连接变距盘外套上的螺丝，并上下拨动使其变距，它的下部穿过倾转控制杆基座上的控制杆套管上留出的槽型长孔，用变距盘托杆螺丝轴固定在控制杆套管上的连接片上；图12-b为变距盘的内部结构示意图，变距盘机构由变距盘外套58和变距盘内套59组成，二者通过自身的轴承限位台阶对扣将变距盘轴承61安装在内外套中间，并通过变距盘内外卡簧环62、63将变距盘轴承固定，变距盘60销子轴两端穿过变距盘内套59壁，两端被套在变距盘内套59上的变距盘轴承61限位。

图5中，变距盘外套设置了一个向下伸出的防扭臂，用来卡住37倾转控制杆基座上的防扭臂限位块，防止控制变距盘外套上下滑动时候，在下旋翼轴转动的带动下产生随动。

实施例四：本实施例的齿轮倾转式共轴机，与前述各实施例不同的是，整流罩兼方向舵的V型翼操纵杆机构如图8-a所示：V型翼操纵杆50由两根铝管焊接在一段转向套管的两侧组成V型翼操纵杆50，两根操纵杆从转向套管连接处呈V型向下扩展开，两根操纵杆下端分别向内侧安装一个手把基座47，两个手把基座47上分别安装左、右手把49、48，V型翼整流罩51安装在V型倾转控制操纵杆50上，倾转控制杆基座37上的控制杆套管用来固定连接V型翼操纵杆50的转向轴53。转向轴有前后两部分组成，前半部分为圆管状，和倾转控制杆基座37上的控制杆套管内径相同，向上穿入倾转控制杆基座37上的控制杆套管后用螺丝连接，转向轴53后半部分为杆状轴，向下穿入V型翼操纵杆50的转向套管，杆状轴上套着一个转向轴橡胶套92，转向轴橡胶套92外套着一个底部带有限位台阶的转向轴轴套91，杆状轴末端伸出转向套管部分加工有螺纹，由转向轴螺母93和杆状轴末端螺纹拧紧将V型翼操纵杆50上的转向套管固定。V型翼操纵杆机构的转向原理示意图如图8-b所示： V型翼整流罩51在常态与以转向轴53为圆心扭转20度时，V型翼整流罩51左右翼面相对于上下旋翼24、25下洗流冲击面积由原来的1：1的对称面积变成了约0.62：1.37，使得V型翼整流罩51在下洗流冲击下产生左右推力差，这时的V型翼整流罩51受到较大的下洗流冲击的一侧会向受力小的一侧横向偏转，受力大的翼面被下洗流推动完成转弯动作。以动力输入小伞齿轮27的轴为中心，左右搬动V型倾转控制操纵杆，倾转换向支臂20侧倾，左右下压侧倾减震弹簧43，使旋翼轴可以小角度左右倾转，完成侧飞动作以及配合V型倾转控制操纵杆50和V型翼整流罩51完成转向动作。

实施例五：本实施例的齿轮倾转式共轴机，设有旋翼轴减震机构，弹性减震结构如图5～图7所示：倾转换向支臂20与倾转换向齿轮箱19中心水平对置的换向大伞齿轮轴39用倾转换向支臂螺母40连接，倾转换向齿轮箱19左右两侧的弹簧匣38上，各自加工一个内部呈圆筒型上端有限位台阶的弹簧匣38，其内部从下部向上各自安装一个倾转压力弹簧41，两根末端带有圆形活塞尾部的空心螺栓拉杆36从两个弹簧匣38和倾转压力弹簧41中间分别向上穿入，空心螺栓拉杆36顶部加工有螺纹，穿过弹簧匣后用其螺纹与旋翼轴31上的倾转控制杆基座37连接，与动力输出小伞齿轮29末端花键一起形成三个连接点，将旋翼轴31部分与连接着机身的倾转换向箱19连成一个整体。

实施例六：本实施例的齿轮倾转式共轴机，机身侧倾弹性限位缓冲机构如图5、图7、图8-a所示：由固定在机身立柱9顶端前后两侧的动力输入小伞齿轮轴承座26之间的U型减震弹簧机构和倾转换向支臂20部分组成，身立柱9前后两侧的动力输入小伞齿轮轴承座26可由螺栓穿过机身立柱9连接，其外部探出机身立柱9的连接面部分留有螺丝孔，用来将机身立柱9左、右两侧的U型减震弹簧座42加以固定，U型减震弹簧座42底部留有供减震螺栓压杆44上下伸缩活动的限位孔，两个侧倾减震弹簧43分别坐落于左、右两侧U型减震弹簧座42间，倾转换向支臂20位于机身立柱9正上方，它的两侧后部侧面中心位置的留有螺丝孔，用来固定侧倾减震螺栓压杆44顶部，两个顶部带有侧倾减震弹簧43限位台阶的侧倾减震螺栓压杆44由上而下分别穿过两个侧倾减震弹簧43以及U型减震弹簧座42底部减震螺栓压杆44的限位孔，其顶部安装的两个侧倾压杆球头螺栓45分别与通过两个侧倾压杆固定螺丝46连接在倾转换向支臂20两侧后部侧面中心位置的螺丝孔上，组成旋翼轴31与机身之间两个侧倾弹性缓冲机构。

实施例七：本实施例的齿轮倾转式共轴机，具有十字铰功能的桨叶夹和桨毂机构如图11-a、图11-a所示：桨毂81套接在旋翼轴31上，桨毂81上与旋翼轴31在纵向上开有变距长孔，桨毂81横向伸出两根末端带有螺纹的螺栓杆构成桨叶夹轴，用来穿起弹性缓冲橡胶套85、轴套84、变距铰接套83并连接桨叶夹板89，桨叶夹由带有法兰盘的变距铰接套83和桨叶夹板89两部分组成，弹性缓冲橡胶套85与变距铰接套83之间安装一个轴套84，变距铰接套83内部的加工有一道限位台阶，朝向旋翼轴31方向的台阶面限制了弹性缓冲橡胶套85沿桨叶夹轴82的滑动，同时朝向桨叶夹轴末端螺纹方向的台阶面安装了凹球形轴瓦86，一个凸球形轴套螺母87通过与桨毂81伸出的桨叶夹轴末端上的螺纹连接，与凹球形轴瓦86结合并将变距铰接套83锁紧在桨叶夹轴上，凹球形轴瓦86和凸球形轴套螺母87的凸凹面结合，构成一个可以大弧度范围上下左右任意转动的球头装置，变距铰接套83的法兰盘上加宽突起部分，向桨毂81中心方向安装有一个桨叶夹变距杆88，通过桨叶夹变距杆88末端安装的变距球头螺栓90用来与穿过桨毂81的上下旋翼横向变距推杆螺栓67、68连接。

本发明齿轮倾转式共轴机，机身的主要结构如图1、图2、图3-a、图3-b 所示，由航空铝管焊接与铆接制成纵向工字型起落架，前起落架横杆1长80cm后起落架横杆长160cm，前后起落架横杆1、2两端安装有小轮11，由两根斜支柱3、4连接并撑起来座位，一根长135cm的机身底部拉杆5焊接在前斜支柱3和后斜支柱4与起落架横杆连接处，用于加固机身架构和保护发动机12底部，前后起落架横杆1、2与斜支柱拉杆3、4呈工字型连接，前斜支柱3与机身底部拉杆5间焊接有根短支撑杆6，短支撑杆6上有发动机后部支撑座，用来固定发动机后部，座位后方机身立柱9两侧，向下两块悬挂夹板7与发动机12前部的连接，将发动机12前部悬挂在座位下方，悬挂夹板7以及支撑连接点均有橡胶缓冲垫8来缓冲发动机12振动，机身立柱9的上方通过倾转机构和旋翼轴31连接，以连接机身和旋翼轴31的倾转换向齿轮箱19的对置换向大伞齿轮轴39为中心，发动机12，旋翼轴31以及驱动机构和驾驶者座位被集中设计在靠近重心线的位置上，重量比较集中在整个机身的下部，受钟摆效果的影响，在升空状态下，这种结构形式会有利于使机身重心的自然调整和恢复。

其传动机构部分如图4、图9、图10所示，发动机12将动力从发动机输出轴23输出，首先经由离心甩块13和离合器结合套14组成的离心离合器机构，在转速达到离心结合速度时，离心甩块13受离心力作用与离合器结合套14结合，将动力经由离合器结合套14结合后传递到一级减速小皮带轮15，一级减速小皮带轮15通过链条35将动力传递到一级减速大皮带轮16，一级减速大皮带轮16在初级减速后，通过一级减速大皮带轮轴承座22上的一级减速大皮带轮轴10末端花键，连接二级变速小链盘17并将动力传递到二级减速大链盘18，经过二级减速后，从动力输入小伞齿轮27轴末端的二级减速大链盘18传递来的动力，经过动力输入小伞齿轮27传递到倾转换向齿轮箱19中心水平对置的两个换向大伞齿轮28，两个换向大伞齿轮28将动力传递到同样与它们相啮合的动力输出小伞齿轮29上，由动力输出小伞齿轮轴29顶部的花键将动力向上传递到连接旋翼轴31和旋翼换向反转齿轮箱21的旋翼轴花键套30，驱动旋翼轴31和下旋翼25的桨毂81转动，并同时驱动旋翼轴31上方的旋翼换向反转齿轮箱21内的下旋翼齿轮32工作, 下旋翼齿轮32与换向反转齿轮箱内21横向对置的换向小齿轮33啮合, 换向小齿轮33推动同样与之啮合的上旋翼齿轮34反向转动,从而使上旋翼24的桨毂81反向旋转工作。

本发明齿轮倾转式共轴机，发动机、旋翼以及驾驶位置上下集中布置在一条重心线上，以利于重心的调控和恢复。其飞行操作方式如下：发动机启动后，握紧小把52，通过变距拉线54拉动变距盘托杆55下压变距盘机构，带动上、下变距推杆轴65、66将上、下旋翼24、25桨距降到最小，然后拧动右侧手把48上的油门，当转速达到离心离合器结合状态时，发动机12动力经过二级减速传递到上、下旋翼24、25上，上、下旋翼24、25在旋转过程中，对其上方的空气以向下的作用力来获得升力，当转速达到升空要求时候，保持旋翼轴31垂直的状态下，慢慢松开小把52，上、下旋翼24、25桨距在变距盘弹簧64的推力下被顶到最大限位点，这时产生的升力拉动机身垂直上升离开地面进入升空状态；在升空状态下时，以倾转换向齿轮箱19上水平对置的换向大伞齿轮轴39为中心，利用杠杆原理前后扳动与旋翼轴31上倾转控制杆基座37上控制杆套管连接的V型翼操纵杆50，改变旋翼轴31部分的前后倾斜角度，使得机身产生前后推力差可以进行前后飞行；其转向方式是在飞行或者悬停状态时，通过提拉左、右侧手把48、49来实现，以右转弯为例，V型翼操纵杆机构在飞行状态中以转向轴53为轴心，右侧手把48下压20度时，左侧手把49抬起20度，这时V型翼整流罩51在承受上、下旋翼24、25产生的下洗流冲击下的左右对称状态被改变，原本1：1的对称面积变成了约0.62：1.37，这时的V型翼整流罩51左侧受到较大的下洗流冲击，使得V型翼整流罩51在下洗流冲击下产生左右推力差，这时的V型翼整流罩51受到较大的下洗流冲击的一侧会向受力小的一侧横向偏转，由于作用在V型翼整流罩51左侧的空气下洗流远大于右侧，因此推动V型翼整流罩51的同时带动机身向右旋转，从而完成右转弯动作，亦是同样的相反操作，即可完成左转弯的操作；其垂直降落操作过程是在飞行状态减速过渡到悬停状态后，将通过扳动V型翼操纵杆50使得旋翼轴31部分保持在重心线的平衡状态下，通过握紧小把52，收回右侧手把48上的油门，减小上、下旋翼24、25迎角和转速，这时的单人齿轮倾转式共轴机进入可控性的垂直降落状态；当飞行过程中发动机12因为故障失去动力状态时，二级减速大链盘18上的单向轴承94可立刻切断动力，离心式离合器的离心甩块13由于转速降低与离合器结合套14脱离，上、下旋翼24、25处于惯性旋转状态，但是与空气的相对作用发生了变化，由于无动力来维持正常的升力飞行导致机身下降，上、下旋翼24、25在机身下降过程中，受到来自前下方的空气阻力并相互发生作用，旋转阻力变大，转速因此降低，这时向前扳动V型翼操纵杆50使得旋翼轴31后倾10度至后限位点上，同时握紧小把52，将上、下旋翼24、25 迎角调整到下限位点的0度和1度，减小空气阻力，这时的上、下旋翼24、25在前下方的空气冲击作用下，在小迎角状态下进入无动力自旋状态，并保持一定转速和升力使整个机身能够像旋翼机一样依靠维持自旋完成迫降的滑翔过程，当贴近地面时，松开小把，将桨距变大，加大上、下旋翼24、25的迎角来提高升力缓冲下降势能完成最后的落地过程。

Claims (8)

1.一种齿轮倾转式共轴机，在机身固定发动机和减速机构，所述发动机通过减速机构连接机身立柱上端固定的旋翼倾转换向齿轮机构，其特征是：所述旋翼倾转换向齿轮机构包括倾转换向齿轮箱和一个倾转换向支臂，旋翼倾转换向齿轮机构的动力输入小伞齿轮通过轴承座设置在机身立柱两侧，倾转换向支臂设置在动力输入小伞齿轮的两个轴承座之间，所述倾转换向齿轮箱将机身和旋翼轴下部倾转控制杆基座连接，所述动力输入小伞齿轮的轴横向贯穿机身立柱两侧的动力输入小伞齿轮轴承座和夹在中间的倾转换向支臂，传动连接倾转换向齿轮箱中心水平对置的两个换向大伞齿轮，通过所述换向大伞齿轮与输入动力小伞齿轮轴线向上方呈90度角的动力输出小伞齿轮连接，然后经过旋翼轴花键套传动连接旋翼轴；所述动力输入小伞齿轮轴连接减速机构；倾转换向齿轮箱箱体设有倾转限位机构，所述倾转限位机构由倾转换向支臂和倾转换向齿轮箱箱体左、右两侧的弹簧匣组成，倾转换向支臂的两只支臂末端与倾转换向齿轮箱中心换向大伞齿轮轴相连接，其支臂末梢上端有个锥型突起；

所述倾转换向齿轮箱通过旋翼轴变距控制机构和旋翼换向反转齿轮箱与上、下旋翼传动连接，上、下旋翼采用共轴反转双旋翼结构，旋翼换向反转齿轮箱由上、下对扣的两半箱体组成，通过螺纹锁紧，外部采用限位螺丝加固，箱体内设有上、下旋翼齿轮和两个换向小齿轮，换向小齿轮轴的两个端头卡压在两半箱体中间；动力经由旋翼轴首先传递到旋翼换向反转齿轮箱内的下旋翼齿轮，下旋翼齿轮与换向反转齿轮箱内横向对置的换向小齿轮啮合，推动同样与换向小齿轮啮合的上旋翼齿轮反向转动；

所述旋翼轴变距控制机构包括旋翼轴内置变距机构和外部的变距机构，所述旋翼轴内置变距机构包括上旋翼变距推杆轴、下旋翼变距推杆轴，所述的上、下旋翼推杆轴分别加工有与上、下旋翼齿轮和旋翼轴内径相同的滑动结合面，变距时避让旋翼轴上横穿的旋翼轴固定螺栓和桨毂固定螺栓的槽型螺丝长孔；上、下旋翼推杆轴都安装在旋翼轴内，下旋翼推杆轴的下端与变距盘内套里的变距销子轴连接，下旋翼推杆轴上端顶部加工有轴承限位台和螺纹；下旋翼变距推杆轴顶端穿过旋翼换向反转齿轮箱中的换向小齿轮轴中间圆孔向上伸出与上旋翼变距推杆轴连接，上旋翼变距推杆轴由两半对扣组成，底部加工有圆锥滚子轴承的内轴承位，上旋翼变距推杆轴上端顶部安装两只圆锥滚子轴承，并由压紧螺母固定后，与下旋翼变距推杆轴顶部对扣连接，使上、下旋翼变距推杆轴连成一个整体；所述的旋翼轴外部的变距机构由小把、变距拉线、变距盘、倾转控制杆基座组成；小把通过变距拉线连接安装在倾转控制杆基座上的控制杆套管上方的变距盘托杆，变距盘托杆与倾转控制杆基座连接，变距盘由变距盘外套和变距盘内套组成，变距盘外套上向下伸出两只连接片用来连接变距盘托杆；所述变距拉线设置在v型翼操纵杆控制机构的v型翼操纵杆上，所述v型翼操纵杆上有发动机油门调节手把，v型翼操纵杆控制机构与倾转控制杆基座连接，在所述V型翼操纵杆上安装有V型翼整流罩。

2.根据权利要求1所述的齿轮倾转式共轴机，其特征在于，所述的V型翼操纵杆控制机构包括两根V型翼操纵杆，两根V型翼操纵杆向下扩展开下端分别向内侧安装一个手把基座，两个手把基座上分别安装左、右手把，右侧手把上装有发动机电启动开关以及一个拧转式油门控制杆套管，左侧手把设有的小把用来操纵变距拉线控制桨距；倾转控制杆基座上设有控制杆套管用来固定连接V型翼操纵杆的转向轴。

3.根据权利要求1所述的齿轮倾转式共轴机，其特征在于，所述V型翼整流罩由有机玻璃热处理折弯呈90度， V型翼整流罩上部与V型翼操纵杆根部结合处等宽，下部变大并向前下方倾斜扩展至与V型翼操纵杆左、右杆末梢间距等宽，V型翼整流罩顶部向上，左、右转向控制以与倾转控制杆基座控制杆套管固定连接的转向轴为圆心，V型翼操纵杆上设有控制左、右转向的手把。

4.根据权利要求2所述的齿轮倾转式共轴机，其特征在于，所述V型翼整流罩由有机玻璃热处理折弯呈90度， V型翼整流罩上部与V型翼操纵杆根部结合处等宽，下部变大并向前下方倾斜扩展至与V型翼操纵杆左、右杆末梢间距等宽，V型翼整流罩顶部向上，左、右转向控制以与倾转控制杆基座控制杆套管固定连接的转向轴为圆心，V型翼操纵杆上设有控制左、右转向的手把。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的齿轮倾转式共轴机，其特征在于，设有旋翼轴减震机构，所述旋翼轴减震机构由倾转控制杆基座、倾转换向齿轮箱体左、右两侧的弹簧匣组成，倾转换向支臂与倾转换向齿轮箱中心水平对置的换向大伞齿轮轴连接，倾转换向齿轮箱左、右两侧各加工有一个内部呈圆筒型上端有限位台阶的弹簧匣，其内部从下部向上各自安装一个倾转压力弹簧，两根底部带有圆形活塞尾部的空心螺栓拉杆从两个弹簧匣和倾转压力弹簧中间分别向上穿入，空心螺栓拉杆的圆形活塞尾部与弹簧匣内部直径相同，空心螺栓拉杆的圆形活塞又作为一个限位器，紧紧托住倾转压力弹簧，空心螺栓拉杆顶部穿过弹簧匣后与旋翼轴上的倾转控制杆基座连接，倾转控制杆基座前面有一根连接转向轴的控制杆套管，其两侧设有两个连接座，连接座连接两根空心螺栓拉杆后与动力输出小伞齿轮末端花键一起形成三个连接点，将旋翼轴部分与连接着机身的倾转换向齿轮箱体连成一个整体。

6.根据权利要求5所述的齿轮倾转式共轴机，其特征是：设有机身侧倾弹性限位缓冲机构，所述的机身侧倾弹性限位缓冲机构由固定在机身立柱顶端前、后两侧的动力输入小伞齿轮轴承座之间的U型减震弹簧机构和倾转换向支臂组成，机身立柱前、后两侧的动力输入小伞齿轮轴承座由螺栓穿过机身立柱连接，动力输入小伞齿轮轴承座外部探出机身立柱的连接面部分设有紧固件连接机身立柱左、右两侧的U型减震弹簧座，U型减震弹簧座底部留有供侧倾减震螺栓压杆上、下来回伸缩活动的限位孔，两个侧倾减震弹簧分别坐落于左、右两侧U型减震弹簧座间，位于机身立柱正上方的倾转换向支臂两侧后部侧面中心位置固定连接侧倾减震螺栓压杆，两个顶部带有侧倾减震弹簧限位台阶的侧倾减震螺栓压杆由上而下分别穿过两个侧倾减震弹簧以及U型减震弹簧座底部侧倾减震螺栓压杆限位孔，侧倾减震螺栓压杆顶部安装的两个侧倾压杆球头螺栓分别通过两个侧倾压杆固定螺丝连接在倾转换向支臂两侧后部侧面中心位置的螺丝孔上。

7.根据权利要求1、2、3或4所述的齿轮倾转式共轴机，其特征是：所述减速机构采用二级减速，所述发动机通过离合器结合套连接机身立柱下端固定的一级减速机构，所述一级减速机构传动连接机身立柱上端固定的二级减速机构，所述二级减速机构连接旋翼轴倾转换向齿轮机构，所述发动机、旋翼以及驾驶位置上、下集中布置在一条重心线上。

8.根据权利要求7所述的齿轮倾转式共轴机，其特征是：上、下旋翼通过桨叶夹和十字形的桨毂安装在旋翼轴上，桨毂上与旋翼轴在纵向上开有变距长孔，桨毂横向伸出两根末端带有螺纹的螺栓杆构成桨叶夹轴，用来连接变距铰接套和桨叶夹板；所述的桨叶夹由带有法兰盘的变距铰接套和桨叶夹板两部分组成，弹性缓冲橡胶套与变距铰接套之间安装一个轴套，轴套外壁与变距铰接套内壁形成滑动摩擦面，变距铰接套内部的加工有一道限位台阶，朝向桨叶夹轴末端螺纹方向的限位台阶面安装了凹球形轴瓦，一个凸球形轴套螺母通过与桨毂伸出的桨叶夹轴末端上的螺纹连接，与凹球形轴瓦结合并将变距铰接套锁紧在桨叶夹轴上，凹球形轴瓦和凸球形轴套螺母的配合，构成一个可以大弧度范围上下左右任意转动的球头装置，变距铰接套的法兰盘上加宽突起部分，向桨毂中心方向安装有一个桨叶夹变距杆，通过桨叶夹变距杆末端安装的变距球头螺栓与穿过桨毂的旋翼横向变距推杆螺栓连接，使得桨叶夹内具备了以凸球形轴套螺母为圆心的十字铰功能；桨叶夹板由上、下两块后部各带有半块法兰盘的两部分组成，上、下夹合面与旋翼上、下弦展面弧度一致，与旋翼弧面紧密结合后使用螺栓穿透锁紧，后部的两半法兰盘连接成一体与变距铰接套法兰盘固定连接。

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