CN104401482A - 一种全差动共轴直升机操纵机构 - Google Patents

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一种全差动共轴直升机操纵机构，它主要包括：上下桨毂、变距拉杆、防扭臂、防扭臂支座、上下倾斜盘、连杆、固定台和内外轴电机控制部分。其中，上桨毂的转动铰支臂和外旋转环通过变距拉杆A连接，防扭臂A与设在内轴上的防扭臂支座A和外旋转环连接，连接在内轴上的内旋转环与外旋转环之间通过环状滚动轴承连接；连接在外轴上的不旋转环通过球铰轴承与旋转环连接，内旋转环和不旋转环之间通过连杆连接，下桨毂和上述旋转环通过变距拉杆B连接，不旋转环和固定台通过液压助力器连接，防扭臂D与不旋转环和固定台连接，内、外轴电机设在上述固定台下面，分别与上述内轴和外轴连接。本发明结构简单紧凑、操纵精度更加精确并易于实现自动控制。

Description

一种全差动共轴直升机操纵机构
技术领域
本发明涉一种共轴直升机的操纵机构。
背景技术
三桨叶共轴直升机目前有俄罗斯卡莫夫系列等，主要为载人重型直升机，但由于其输入机构为复杂的操纵推杆以及上自动倾斜器与桨毂之间有复杂的过渡摇臂装置，所以整体机构要占据很大空间，不利于三桨叶操纵机构的小型化，而且输入机构的空间结构不对称，也不利于实现自动化控制，即现有的三桨叶共轴直升机的操纵机构不利于应用到三桨叶小型共轴无人机的操纵机构中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单紧凑、操纵精度更加精确、无需过渡摇臂及复杂的下操纵杆的全差动共轴直升机操纵机构。
本发明主要包括：上下桨毂、变距拉杆、防扭臂、防扭臂支座、上下倾斜盘、连杆、固定台和内、外轴电机控制部分。其中，三个均匀布置的变距拉杆A的两端分别通过球铰连接上桨毂的转动铰支臂和外旋转环，构成RSS支链，防扭臂A的一端通过转动副与防扭臂支座A连接，该防扭臂A的另一端通过球铰与外旋转环连接，构成RRS支链，上述防扭臂支座固定在设在上下桨毂中间的内轴上；上倾斜盘由上述内旋转环和外旋转环组成，其中内旋转环通过球铰轴承连接在上述内轴上，内旋转环与外旋转环之间通过环状滚动轴承连接；下倾斜盘包括旋转环和不旋转环，不旋转环通过球铰轴承连接在外轴上，该外轴套在上述内轴上，旋转环和不旋转环之间通过环状滚动轴承连接；三个均匀布置的连杆的两端分别通过球铰连接上倾斜盘和下倾斜盘，构成SS支链；在上下倾斜盘之间，防扭臂B的一端通过球铰与上述内旋转环连接，该防扭臂B的另一端通过转动副与固定在上述外轴上的防扭臂支座B连接，三个均布的变距拉杆B的两端通过球铰分别与固定在上述上下倾斜盘中间的外轴上的下桨毂的转动铰支臂和上述旋转环连接，防扭臂C通过转动副与固定在下浆毂下面外轴上的防扭臂支座C连接，该防扭臂C的另一端通过球铰与上述旋转环连接；防扭臂D和三个液压助力器按90度均匀分布，其中三个液压助力器的两端通过球铰分别与上述不旋转环和固定台连接，防扭臂D的一端通过球铰与上述不旋转环连接，该防扭臂D的另一端通过转动副与固定台连接；所述内外轴电机控制部分包括设在上述固定台下面的内外轴电机，该内外轴电机分别通过传动装置与上述内轴和外轴连接，所述内、外轴电机控制部分还能够使用一个电机通过正反太阳齿轮和电机的锥齿轮啮合实现传动。
运动时，通过三个液压助力器控制不旋转环的运动姿态与总距，不旋转环带动外轴的转动，外轴带动下桨毂并通过防扭臂B、C带动内旋转环和不旋转环逆时针旋转，内轴的转动带动上桨毂并通过防扭臂A带动外旋转环顺时针转动。不旋转环姿态的改变带动内旋转环和旋转环姿态的改变，由于上下旋转环姿态的改变引起RSS支链绕变距铰的上下转动产生变距。而由于旋转环和不旋转环的姿态的改变可以使上、下变距拉杆绕桨毂产生轴向运动使其产生变距。在通过内外轴的正反转实现桨毂的正反转，从而实现桨叶的周期变距。当中间的液压助力器保持一定长度后，两侧的其中一个液压助力器改变长度时可使得倾斜盘左右倾斜实现左右飞行的功能，当两侧的液压助力器长度不变，中间的液压助力器长度变化时，可以实现前后飞行功能。而在总距的变化时，可使三个液压助力器伸缩相同的长度，则可使得旋转环和不旋转环上升或下降相同的高度。由于倾斜姿态的改变与三个液压助力器长度的改变相关，可以通过编程控制三个液压助力器长度来控制旋转环和不旋转环的姿态，从而可以实现自动控制。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、结构简单紧凑，可以应用为小型三桨叶共轴无人机的自动操纵机构。
2、下输入机构为3-SPS+PS+RRS并联机构，由于下输入无复杂操纵推杆和过渡摇臂装置，在操纵精度上更加精确。
3、三个液压助力器与防扭臂均匀分布夹角为90°，只需通过改变3个液压助力器的长度即可实现自动倾斜器产生倾斜或上升运动，便于自动控制。
附图说明
图1是本发明的结构示意简图。
图2是图1A-A的剖视图。
图中：1-上桨毂、2-转动铰支臂、3-防扭臂A支座、4-变距拉杆A、5-防扭臂A、6-外旋转环、7-内旋转环、8-下桨毂、9-防扭臂C支座、10-防扭臂C、11-旋转环、12-不旋转环、13-防扭臂D、14-防扭臂D支座、15-固定平台、16-内、外轴电机、17-液压助力器、18-连杆、19-变距拉杆B、20-转动铰支臂、21-防扭臂B支座、22-防扭臂B、23-外轴、24-内轴、25-球铰轴承、26-环状滚动轴承、27-球铰轴承、28-环状滚动轴承。
具体实施方式
在图1和图2所示的共轴直升机操纵机构示意图中，三个均匀布置的变距拉杆A4的两端分别通过球铰连接外旋转环6和上桨毂1中的转动铰支臂2，构成RSS支链，防扭臂A5的一端通过转动副与防扭臂A支座3连接，该防扭臂A的另一端通过球铰与外旋转环6连接，构成RRS支链，上述防扭臂支座A固定在设在上下桨毂中间的内轴24上；上倾斜盘由上述外旋转环和内旋转环7组成，其中内旋转环通过球铰轴承25连接在上述内轴上，内旋转环与外旋转环之间通过环状滚动轴承26连接；下倾斜盘由旋转环11和不旋转环12组成，不旋转环通过球铰轴承27连接在外轴23上，该外轴套在上述内轴上，旋转环和不旋转环之间通过环状滚动轴承28连接，三个均匀布置的连杆18的两端分别通过球铰连接上倾斜盘和下倾斜盘，构成SS支链；在上下倾斜盘之间，防扭臂B22的一端通过球铰与上述内旋转环连接，该防扭臂B的另一端通过转动副与固定在上述外轴上的防扭臂B支座B21连接，三个均布的变距拉杆B19的两端通过球铰分别与上述旋转环和固定在上述上下倾斜盘中间的外轴上的下桨毂8中的转动铰支臂20连接，防扭臂C10通过转动副与固定在下桨毂下面外轴上的防扭臂C支座9连接，该防扭臂C的另一端通过球铰与上述旋转环连接；三个均布的液压助力器17的两端通过球铰分别与上述不旋转环和固定台15连接，防扭臂D10的一端通过球铰与上述不旋转环连接，该防扭臂D的另一端通过转动副14与固定台连接；内、外轴电机16设在上述固定台下面，分别通过传动装置与上述内轴和外轴连接。

Claims (2)

1.一种全差动共轴直升机操纵机构，其主要包括：上下桨毂、变距拉杆、防扭臂、防扭臂支座、上下倾斜盘、拉杆、固定台和内外轴电机控制部分，其特征在于：三个均匀布置的变距拉杆A的两端分别通过球铰连接上桨毂的转动铰支臂和外旋转环，构成RSS支链，防扭臂A的一端通过转动副与防扭臂支座A连接，该防扭臂A的另一端通过球铰与外旋转环连接，构成RRS支链，上述防扭臂支座固定在设在上下桨毂中间的内轴上；上倾斜盘由上述内旋转环和外旋转环组成，其中内旋转环通过球铰轴承连接在上述内轴上，内旋转环与外旋转环之间通过环状滚动轴承连接；下倾斜盘包括旋转环和不旋转环，不旋转环通过球铰轴承连接在外轴上，该外轴套在上述内轴上，旋转环和不旋转环之间通过环状滚动轴承连接，三个均匀布置的连杆的两端分别通过球铰连接上倾斜盘和下倾斜盘，构成SS支链；在上下倾斜盘之间，防扭臂B的一端通过球铰与上述内旋转环连接，该防扭臂B的另一端通过转动副与固定在上述外轴上的防扭臂支座B连接，三个均布的变距拉杆B的两端通过球铰分别与固定在上述上下倾斜盘中间的外轴上的下桨毂的转动铰支臂和上述旋转环连接，防扭臂C通过转动副与固定在下桨毂下面外轴上的防扭臂支座C连接，该防扭臂C的另一端通过球铰与上述旋转环连接；防扭臂D和三个液压助力器按90度均匀分布，其中三个液压助力器的两端通过球铰分别与上述不旋转环和固定台连接，防扭臂D的一端通过球铰与上述不旋转环连接，该防扭臂D的另一端通过转动副与固定台连接；内、外轴电机设在上述固定台下面，分别通过传动装置与上述内轴和外轴连接。
2.根据权利要求1所述的全差动共轴直升机操纵机构，其特征在于：所述内、外轴电机能够通过一个电机通过正反太阳齿轮与电机的锥齿轮啮合实现传动。
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