CN104843183A - 一种无人直升机的尾桨变距结构 - Google Patents

Abstract

一种无人直升机的尾桨变距结构，它是由轴承座、舵机、变距滑块、万向轴头A、变距拉杆、万向轴头B、舵盘、带轮、螺丝孔、传动轴、固定螺丝孔、舵机耳片和尾桨摇臂组成；轴承座和尾梁通过螺丝连接，传动轴与带轮固连，传动轴的功率输入通过皮带与带轮所形成的带传动来实现；舵机耳片与轴承座通过螺丝连接，舵机与舵盘通过舵盘螺丝相连，舵盘与变距拉杆的端部通过万向轴头B相连；变距滑块与尾桨传动轴通过轴承相连，变距拉杆的一端和变距滑块通过万向轴头A相连，从而实现了舵机与变距滑块的连接；变距滑块与尾桨摇臂采用周向可转动连接。本发明使得事故率很高的尾桨结构设计得以优化，减轻了结构质量，连接可靠性增强，是尾桨传动的优化方案。

Description

一种无人直升机的尾桨变距结构

技术领域

本发明涉及无人直升机部件设计，尤其涉及一种无人直升机的尾桨变距结构，属于航空飞行器设计领域。

背景技术

无人直升机一般用于航空靶标、战场侦查、毁伤评估、目标指引等军事任务，同时也可用于飞行试验、航空测绘等非军事任务。较固定翼飞机而言，无人直升机具有悬停、垂直起降等功能，能够更加灵活的执行任务。由于无人直升机的旋翼载荷有限，因此对于机体结构有很高的要求，不仅要求结构质量轻，还要有传动可靠以及传动效率高。

直升机尾桨的结构和旋翼类似(无尾桨技术除外)，位于直升机尾梁上，用于平衡直升机旋翼反作用力矩、保证直升机方向操纵性和稳定性的部件。直升机旋翼在旋转过程中会产生升力，同时也会产生垂直于旋转平面的扭矩，为了保证配平扭矩，需要增加尾桨来提供反方向的扭矩。同时尾桨通过提供大小可变的扭矩可以控制直升机机体的姿态，也是保障直升机航向操纵性和稳定性的重要组成部分。

由于尾桨的动力一般来自直升机的主发动机，因此控制尾桨作用力大小的主要方法就是改变螺旋桨的螺距，即变距。目前此类飞行器的研制还处于初级发展阶段，国内外对于无人直升机尾桨变距的设计也是良莠不齐，一般无人直升机尾桨变距多是采用多零件的传动结构将舵机的操纵力传递到变距拉杆上，最终再传递给尾桨。这样的设计导致的直接后果就是它的结构质量增加，并且过多的传动接头会导致传动的可靠性降低。在直升机的事故调查中，由于尾桨系统导致的事故达到了在直升机机身/系统故障中的32％，其中尾桨传动轴的事故率为18％，尾桨事故率为14％。因此可以看出一套可靠的尾桨设计是保障飞行安全的关键。

无人直升机尾桨设计的关键在于传动路线上的优化以及连接处的设计，而一般的无人直升机的传动结构在传动路线上往往结构复杂，并且伴随有连接点多的问题，如果在使用过程中操作不当很容易导致问题。本项目即针对这些问题，研发了一种更加简单、可靠地尾桨传 动系统，取得了良好的效果。

发明内容

1.要解决的技术问题

传统的无人直升机尾桨设计多采用“L”型传动结构，其结构复杂而且连接点多，结构质量大，并且传递效率不高，图1为尾桨连接整体轴测图a。本发明的目的在于提供一种无人直升机的尾桨变距结构，它使舵机与尾桨的连接简单化，以改善上述问题。

2.采用的技术方案

本发明主要是通过对轴承座和尾桨变距拉杆的合理设计来实现的。

以下说明本发明具体实施的技术方案：本发明一种无人直升机的尾桨变距结构，它是由轴承座(1)、舵机(2)、变距滑块(3)、万向轴头A(4)、变距拉杆(5)、万向轴头B(6)舵盘(7)、带轮(8)、螺丝孔(9)、传动轴(10)、固定螺丝孔(11)、舵机耳片(12)、尾桨摇臂(13)组成。它们之间的位置连接关系是：轴承座(1)和尾梁通过螺丝连接，传动轴(10)与带轮(8)固连，传动轴(10)的功率输入通过皮带与带轮(8)所形成的带传动来实现；舵机耳片(12)与轴承座(1)通过螺丝连接，舵机(2)与舵盘(7)通过舵盘螺丝相连，舵盘(7)与变距拉杆(5)的端部通过万向轴头B(6)相连；变距滑块(3)与尾桨传动轴(10)通过轴承相连，变距拉杆(5)的一端和变距滑块(3)通过万向轴头A(4)相连，从而实现了舵机(2)与变距滑块(3)的连接；变距滑块(3)与尾桨摇臂(13)采用周向可转动连接。

这样的设计使得从舵机(2)到尾桨的操纵传动结构简单并且可靠，省去了传统结构中的“L”型变距结构，取而代之的是利用变距拉杆(5)直接推动变距滑块(3)，并且在轴承座(1)上开有凹槽可以限制变距拉杆(5)的横向位移，结构件少，结构质量明显减少，实现了简化。

3.有益效果

本发明的优点在于：

1)舵机的位置距离尾桨摇臂的更近，这样使得传动更加简单、可靠；

2)变距摇臂的设计简化了以往尾桨传动结构复杂的零件传动，利用轴承座的横向限位使得原本需要多个零件完成的零件位移约束得以简化；

3)简单化的结构设计使得原本事故率很高的尾桨结构处的结构设计得以优化，减轻了其尾桨部分的结构质量，并且使得连接可靠性增强，是尾桨传动的优化方案。

附图说明

图1尾桨连接整体轴测图a。

图2尾桨连接整体轴测图b。

图3传动结构简图。

图中符号说明如下：

1、轴承座；2、舵机；3、变距滑块；4、万向轴头A；5、变距拉杆；6、万向轴头B；7、舵盘；8、带轮；9、螺丝孔；10、传动轴；11、固定螺丝孔；12、舵机耳片；13、尾桨摇臂。

具体实施方式

见图1—图3，本发明一种无人直升机的尾桨变距结构，它是由轴承座(1)、舵机(2)、变距滑块(3)、万向轴头A(4)、变距拉杆(5)、万向轴头B(6)舵盘(7)、带轮(8)、螺丝孔(9)、传动轴(10)、固定螺丝孔(11)、舵机耳片(12)、尾桨摇臂(13)组成。它们之间的为置连接关系是：轴承座(1)和尾梁通过螺丝连接，传动轴(10)与带轮(8)固连，传动轴(10)的功率输入通过皮带与带轮(8)所形成的带传动来实现；舵机耳片(12)与轴承座(1)通过螺丝连接，舵机(2)与舵盘(7)通过舵盘螺丝相连，舵盘(7)与变距拉杆(5)的端部通过万向轴头B(6)相连；变距滑块(3)与尾桨传动轴(10)通过轴承相连，变距拉杆(5)的一端和变距滑块(3)通过万向轴头A(4)相连，从而实现了舵机(2)与变距滑块(3)的连接；变距滑块(3)与尾桨摇臂(13)采用周向可转动连接。

下面通过实例对本发明的实施方式进行说明：

在尾桨的变距调节中，舵机(2)会根据控制信号操纵舵盘(7)偏转旋转一定角度，舵盘(7)通过万向轴头B(6)使得变距拉杆(5)轴向产生位移，变距拉杆(5)所产生的横向位移将由轴承座(1)上的限位所限制。变距拉杆(5)的轴向位移再通过万向轴头A(4)传递给变距滑块(3)，变距滑块(3)通过轴承连接在传动轴(10)上，传动轴(10)可以 限制变距滑块(3)只在传动轴(10)的轴向方向运动。变距滑块(3)与尾桨摇臂(13)采用周向可旋转的连接方式，最终可以将舵机(2)的操纵传递给尾桨摇臂(13)，尾桨摇臂(13)通过旋转一定的角度使其改变攻角实现尾桨变距。

在小型无人直升机设计中，应用了上述技术，使得该飞行器中的尾桨结构比以往大大简化，制作过程中安装过程可以缩短，而且配合关系更容易组装。在全机方面，该设计使得尾桨结构质量减轻，配平重心更加简单。在使用维护的过程中，这样的设计维护起来更加便捷，需要涂抹润滑脂的地方明显减少，传动优化，可靠性增强。

Claims (1)

1.一种无人直升机的尾桨变距结构，其特征在于：它是由轴承座(1)、舵机(2)、变距滑块(3)、万向轴头A(4)、变距拉杆(5)、万向轴头B(6)舵盘(7)、带轮(8)、螺丝孔(9)、传动轴(10)、固定螺丝孔(11)、舵机耳片(12)和尾桨摇臂(13)组成；轴承座(1)和尾梁通过螺丝连接，传动轴(10)与带轮(8)固连，传动轴(10)的功率输入通过皮带与带轮(8)所形成的带传动来实现；舵机耳片(12)与轴承座(1)通过螺丝连接，舵机(2)与舵盘(7)通过舵盘螺丝相连，舵盘(7)与变距拉杆(5)的端部通过万向轴头B(6)相连；变距滑块(3)与尾桨传动轴(10)通过轴承相连，变距拉杆(5)的一端和变距滑块(3)通过万向轴头A(4)相连，从而实现了舵机(2)与变距滑块(3)的连接；变距滑块(3)与尾桨摇臂(13)采用周向可转动连接。