CN104973256A - 混合减速器和无人直升机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合减速器和无人直升机，该混合减速器包括：齿轮传动系统和第一皮带同步轮传动系统，所述齿轮传动系统和所述第一皮带同步轮传动系统之间通过连接转轴相连接。本发明的混合减速器和无人直升机克服了现有技术中的劣势，设计一种传动效率高，噪音小，机械性能稳定，可靠性高，易于维修，成本较低的无人直升机用减速器。
Description
技术领域
本发明涉及无人飞行器设计与控制领域，具体地，涉及一种混合减速器以及包括该混合减速器的无人直升机。
背景技术
无人直升机是一种无人飞行器，是利用无线电遥控设备和飞行控制系统操纵的不载人的直升机。
直升机发动机转速较高，而桨叶由于激波等原因必须维持在较低的转速。因此发动机动力必须经过减速器再输出不同扭矩和转速的两组动力分别至主桨和尾桨输出轴。而对于无人直升机而言，则需要减速器的重量尽可能小，才能承载更大的负载，追求更长的续航时间。
通常的传动方式有齿轮传动和皮带传动，而这二者各有优劣。齿轮传动的震动和噪声较大，容易对飞控系统产生较大影响。此外齿轮通常需要封装在齿轮箱中，加入润滑油，较为复杂，密封性要求较高。同时结构的复杂也使得加工、装配和维修的难度较大，成本较高。此外，轴承损坏时，容易造成减速箱里多个部件的连锁损坏。而对于皮带传动，无法达到很高的减速比，同时体积较大，给无人机机体设计带来很多障碍。但是皮带传动易于维修、更换，使用成本较低。因此单独使用一种减速方式都不能很好地满足无人直升机减速器的设计需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合减速器和无人直升机，本发明的混合减速器克服了现有技术中的劣势，设计一种传动效率高，噪音小，机械性能稳定，可靠性高，易于维修，成本较低的无人直升机用减速器。
为了实现上述目的，本发明提供了一种混合减速器，该混合减速器包括：齿轮传动系统和第一皮带同步轮传动系统，所述齿轮传动系统和所述第一皮带同步轮传动系统之间通过连接转轴相连接。
优选地，所述齿轮传动系统包括：主动轮和从动轮，所述主动轮啮合于所述从动轮，且所述连接转轴的一端固接于所述从动轮的中心处。
优选地，所述齿轮传动系统还包括：齿轮箱，所述齿轮箱形成一个密闭的空间，所述主动轮和从动轮都封装于所述密闭的空间中，且所述连接转轴的一端固接于所述从动轮的中心处，另一端穿出所述齿轮箱。
优选地，所述第一皮带同步轮传动系统包括：第一同步轮、第二同步轮和第一同步皮带，所述第一同步皮带套接于所述第一同步轮和第二同步轮的外周上，且处于张紧状态，所述连接转轴的一端固接于所述从动轮的中心处，另一端固接于所述第一同步轮的中心处，所述从动轮和所述第一同步轮同步旋转。
优选地，所述第一皮带同步轮传动系统还包括：第一靠轮，所述第一靠轮设置于所述第一同步皮带的一侧，且抵住所述第一同步皮带，以形成张紧状态。
优选地，该混合减速器还包括：第二皮带同步轮传动系统，所述第二皮带同步轮传动系统连接于所述第一皮带同步轮传动系统。
优选地，所述第二皮带同步轮传动系统包括：
第三同步轮，所述第三同步轮的中心处固接于主轴的一端，所述主轴的另一端固接于所述第二同步轮；
第四同步轮，所述第四同步轮和所述第三同步轮之间通过第二同步皮带连接，且所述第二同步皮带呈张紧状态；
第五同步轮，所述第五同步轮的中心处固接于第一传动轴的一端，所述第一传动轴的另一端固接于所述第四同步轮的中心处；
尾轴同步轮，所述尾轴同步轮和所述第五同步轮之间通过第三同步皮带连接，且所述第三同步皮带呈张紧状态。
优选地，所述第二皮带同步轮传动系统还包括：第二靠轮，所述第二靠轮设置于所述第三同步皮带的一侧，且抵住所述第三同步皮带，以形成张紧状态。
本发明还提供一种无人直升机，该无人直升机包括：发动机、尾桨和根据以上描述的混合减速器，所述发动机的转轴固接于所述主动轮的中心处，且所述尾轴同步轮的中心处固接于所述尾桨的转动轴上，以带动所述尾桨转动。
优选地，该无人直升机包括：主桨，所述主桨固接于所述主轴，所述主轴转动带动所述主桨的转动。
通过上述的实施方式，综合利用齿轮传动和同步轮皮带传动的优点，达到较高传动效率的同时，拥有较小的体积和质量。由若干组齿轮传动和同步轮皮带传动共同组成，各部件相对独立，易于安装固定，易于维护和检修，成本较低。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种具体实施方式的混合减速器的结构俯视图；
图2是说明本发明的一种具体实施方式的混合减速器的立体结构示意图；
图3是说明本发明的一种具体实施方式的混合减速器的结构主视图；以及
图4是说明本发明的一种具体实施方式的混合减速器的结构的透视图。
附图标记说明
1 齿轮箱 2 主动轮
3 从动轮 4 第一同步轮
5 第二同步轮 6 第一同步皮带
7 第一靠轮 8 第三同步轮
9 第四同步轮 10 第五同步轮
11 尾轴同步轮 12 第二靠轮
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图1-4中所示的上下左右。“内、外”是指具体结构上的内与外。“远、近”是指相对于某个部件的远与近。
本发明提供一种混合减速器，该混合减速器包括：齿轮传动系统和第一皮带同步轮传动系统，所述齿轮传动系统和所述第一皮带同步轮传动系统之间通过连接转轴相连接。
通过上述的实施方式，综合利用齿轮传动和同步轮皮带传动的优点，达到较高传动效率的同时，拥有较小的体积和质量。由若干组齿轮传动和同步轮皮带传动共同组成，各部件相对独立，易于安装固定，易于维护和检修，成本较低。
以下结合附图1-图4对本发明进行进一步的说明，在本发明中，根据无人直升机的需求，设计一种传动效率高，噪音小，机械性能稳定，可靠性高，易于维修，成本较低的无人直升机用减速器。
在本发明的一种具体实施方式中，所述齿轮传动系统可以包括：主动轮2和从动轮3，所述主动轮2啮合于所述从动轮3，且所述连接转轴的一端固接于所述从动轮3的中心处。通过上述的主动轮2和从动轮3的转动，实现主动轮2带动从动轮3自由的转动。
在该种实施方式中，所述齿轮传动系统还可以包括：齿轮箱1，所述齿轮箱1形成一个密闭的空间，所述主动轮2和从动轮3都封装于所述密闭的空间中，且所述连接转轴的一端固接于所述从动轮3的中心处，另一端穿出所述齿轮箱1。所述齿轮箱1用于封装主动轮2和从动轮3，让主动轮2和从动轮3固定在齿轮箱1中，以隔绝沙尘，并且可以方便注入润滑油进行润滑。
在该种实施方式中，所述第一皮带同步轮传动系统包括：第一同步轮4、第二同步轮5和第一同步皮带6，所述第一同步皮带6套接于所述第一同步轮4和第二同步轮5的外周上，且处于张紧状态，所述连接转轴的一端固接于所述从动轮3的中心处，另一端固接于所述第一同步轮4的中心处，所述从动轮3和所述第一同步轮4同步旋转。
通过上述的实施方式，从齿轮运动变成皮带运动，很好了将两者进行了结合，一方面克服了轴承损坏时，容易造成减速箱里多个部件的连锁损坏的问题，另一方面也克服了体积较大和无法达到很高的减速比的问题。
在该种实施方式中，所述第一皮带同步轮传动系统还可以包括：第一靠轮7，所述第一靠轮7设置于所述第一同步皮带6的一侧，且抵住所述第一同步皮带6，以形成张紧状态。
通过这样的方式张紧了第一同步皮带6，从而让第一同步皮带6带动紧密接触的两端实现同步的转动。
在本发明的一种具体实施方式中，该混合减速器还可以包括：第二皮带同步轮传动系统，所述第二皮带同步轮传动系统连接于所述第一皮带同步轮传动系统。
通过上述的实施方式，本发明的第二皮带同步轮传动系统通过连接于第一皮带同步轮传动系统实现动力的传递。
在本发明的一种具体实施方式中，为了实现第一同步轮传动系统带动第二同步轮传动系统转动，所述第二皮带同步轮传动系统包括：
第三同步轮8，所述第三同步轮8的中心处固接于主轴的一端，所述主轴的另一端固接于所述第二同步轮5；
第四同步轮9，所述第四同步轮9和所述第三同步轮8之间通过第二同步皮带连接，且所述第二同步皮带呈张紧状态；
第五同步轮10，所述第五同步轮10的中心处固接于第一传动轴的一端，所述第一传动轴的另一端固接于所述第四同步轮9的中心处；
尾轴同步轮11，所述尾轴同步轮11和所述第五同步轮10之间通过第三同步皮带连接，且所述第三同步皮带呈张紧状态。
通过上述的实施方式，本发明的第二皮带同步轮传动系统实现了动力的传输，通过多个同步轮之间的连接关系，实现了同步转动。
在本发明的一种具体实施方式中，所述第二皮带同步轮传动系统还包括：第二靠轮12，所述第二靠轮12设置于所述第三同步皮带的一侧，且抵住所述第三同步皮带，以形成张紧状态。
通过上述的实施方式，本发明的第二靠轮12设置于第三同步皮带的一侧，为了让第三同步皮带实现张紧的状态，实现转动的张紧。
本发明还提供一种无人直升机，该无人直升机包括：发动机、尾桨和根据上述的混合减速器，所述发动机的转轴固接于所述主动轮2的中心处，且所述尾轴同步轮11的中心处固接于所述尾桨的转动轴上，以带动所述尾桨转动。
在本发明的一种具体实施方式中，该无人直升机包括：主桨，所述主桨固接于所述主轴，所述主轴转动带动所述主桨的转动。
通过上述的实施方式，将混合减速器用于无人直升机，使得无人直升机的主桨和尾桨同步旋转，实现了动力的传输，综合利用齿轮传动和同步轮皮带传动的优点，达到较高传动效率的同时，拥有较小的体积和质量，由若干组齿轮传动和同步轮皮带传动共同组成，各部件相对独立，易于安装固定，易于维护和检修，成本较低。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (10)
1.一种混合减速器，其特征在于，该混合减速器包括：齿轮传动系统和第一皮带同步轮传动系统，所述齿轮传动系统和所述第一皮带同步轮传动系统之间通过连接转轴相连接。
2.根据权利要求1所述的混合减速器，其特征在于，所述齿轮传动系统包括：主动轮(2)和从动轮(3)，所述主动轮(2)啮合于所述从动轮(3)，且所述连接转轴的一端固接于所述从动轮(3)的中心处。
3.根据权利要求2所述的混合减速器，其特征在于，所述齿轮传动系统还包括：齿轮箱(1)，所述齿轮箱(1)形成一个密闭的空间，所述主动轮(2)和从动轮(3)都封装于所述密闭的空间中，且所述连接转轴的一端固接于所述从动轮(3)的中心处，另一端穿出所述齿轮箱(1)。
4.根据权利要求2所述的混合减速器，其特征在于，所述第一皮带同步轮传动系统包括：第一同步轮(4)、第二同步轮(5)和第一同步皮带(6)，所述第一同步皮带(6)套接于所述第一同步轮(4)和第二同步轮(5)的外周上，且处于张紧状态，所述连接转轴的一端固接于所述从动轮(3)的中心处，另一端固接于所述第一同步轮(4)的中心处，所述从动轮(3)和所述第一同步轮(4)同步旋转。
5.根据权利要求4所述的混合减速器，其特征在于，所述第一皮带同步轮传动系统还包括：第一靠轮(7)，所述第一靠轮(7)设置于所述第一同步皮带(6)的一侧，且抵住所述第一同步皮带(6)，以形成张紧状态。
6.根据权利要求4所述的混合减速器，其特征在于，该混合减速器还包括：第二皮带同步轮传动系统，所述第二皮带同步轮传动系统连接于所述第一皮带同步轮传动系统。
7.根据权利要求6所述的混合减速器，其特征在于，所述第二皮带同步轮传动系统包括：
第三同步轮(8)，所述第三同步轮(8)的中心处固接于主轴的一端，所述主轴的另一端固接于所述第二同步轮(5)；
第四同步轮(9)，所述第四同步轮(9)和所述第三同步轮(8)之间通过第二同步皮带连接，且所述第二同步皮带呈张紧状态；
第五同步轮(10)，所述第五同步轮(10)的中心处固接于第一传动轴的一端，所述第一传动轴的另一端固接于所述第四同步轮(9)的中心处；
尾轴同步轮(11)，所述尾轴同步轮(11)和所述第五同步轮(10)之间通过第三同步皮带连接，且所述第三同步皮带呈张紧状态。
8.根据权利要求7所述的混合减速器，其特征在于，所述第二皮带同步轮传动系统还包括：第二靠轮(12)，所述第二靠轮(12)设置于所述第三同步皮带的一侧，且抵住所述第三同步皮带，以形成张紧状态。
9.一种无人直升机，其特征在于，该无人直升机包括：发动机、尾桨和根据权利要求7-8中任意一项所述的混合减速器，所述发动机的转轴固接于所述主动轮(2)的中心处，且所述尾轴同步轮(11)的中心处固接于所述尾桨的转动轴上，以带动所述尾桨转动。
10.根据权利要求9所述的无人直升机，其特征在于，该无人直升机包括：主桨，所述主桨固接于所述主轴，所述主轴转动带动所述主桨的转动。
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