CN105059538A - 一种无人直升机模块化尾传动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种无人直升机模块化尾传动系统，包括主减速系统接口模块，尾轴传动模块和尾减速器模块，这三个模块采用即插即用的子母接口传动结构，并通过同轴子口和连接法兰用固定螺桩固定连接，实现尾传动系统的接驳与分离；本发明利用模块化设计，降低了无人直升机尾传动系统的装配难度，方便了无人直升机尾传动系统的拆卸运输和储存，而且有利于尾传动系统故障的分析和处理，使无人直升机尾传动系统的可靠性和可维护性得到较好的综合提升。

Description

一种无人直升机模块化尾传动系统

技术领域

本发明属于无人直升机设计领域，涉及一种尾传动系统，具体是一种无人直升机模块化尾传动系统。

背景技术

目前，农业、林业以及工业领域广泛应用的无人机类型多样，而其中一部分是单旋翼带尾桨的小型无人直升机，尾传动系统是该类型无人直升机的关键系统，其可靠性和可维护性一定程度决定了这种无人直升机的可靠性和维护性。因此，设计一种可靠性高并具有优良可维护性的尾传动系统是当前小型无人直升机设计领域的重要工作。

在已经应用于生产的小型单旋翼带尾桨的无人直升机当中，尾传动系统主要有三种类型：第一种是同步带传动形式，此类型较为简单，部件较少，结构重量轻，减震效果好，是微小型无人直升机主要采用的类型，但存在传动效率较低，尾传动响应较差，并受到同步带中心距的限制不能应用于尾旋翼与主旋翼距离较大的情况下等缺陷；

第二种是传动轴传动形式，此类型传动直接可靠，传动效率高，传动轴转速较高，尾传动响应及时，是中小型无人直升机采用较多的类型，主要缺点是需要设计多个换向齿轮进行传动方向转换，传动轴在多个位置需要设计轴承支座以防止轴在高速时的振动，因此零件较多，结构复杂，重量代价较大；

第三种是同步带和传动轴混合形式，此类型在主减速系统到尾减速系统之间根据需要设计了同步带传动和传动轴传动，充分发挥了两者的优势，克服了两者的缺点，平衡了两者的重量和结构复杂的代价，是一种综合设计，但也存在着结构复杂，零部件较多，需要定期调整等维护性问题。

以上三种类型的尾传动系统都有在直升机中应用，但总的来说都属于完全固定的设计，即在无人直升机的使用、运输和展示等过程中尾传动系统是不可拆卸和分离的，只有在发生故障或损坏时才能够经专业维修维护人员使用工具进行拆卸和维修处理，维护性较差，尤其是在长途运输过程中，尾梁及尾传动系统占据了较大的空间，使得运输的空间需求较大，并且不易固定，容易造成尾传动系统的损坏，因此尾传动系统的可靠性和可维护性是目前小型单旋翼无人直升机面临的重要维护问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人直升机模块化尾传动系统，能够保证无人直升机尾传动系统可靠性的同时提升其可维护性。

为了实现上述目的本发明采用的技术方案是：

一种无人直升机模块化尾传动系统，包括主减速系统接口模块、尾轴传动模块和尾减速器模块；三部分采用即插即用的子母口传动结构实现尾传动的接驳与分离；

主减速系统接口模块包括主减速系统接模块输出部分的传动母轴、减速器壳体上的同轴子口用于保证传动母轴和传动子轴的同心以及内嵌于同轴子口边缘的用于实现与尾轴传动模块固定的固定螺桩；主减速系统接口模块负责向尾轴传动模块输出轴动力；尾轴传动模块包括尾梁、尾传动轴，两端的传动子轴A和传动子轴B以及连接法兰；所述尾减速器模块包括尾减速器、尾减速器上的传动母轴、尾减速器主体法兰、尾操纵系统以及尾旋翼系统；主减速系统接口模块的输出部分的传动母轴与尾轴传动模块的传动子轴A通过传动销A连接，所述输出部分的传动母轴为可插入的豁口轴，传动子轴A固定有垂直于传动子轴A的传动销A，传动子轴A插入输出部分的传动母轴的内孔实现同轴定心，传动销A插入输出部分的传动母轴的豁口实现扭转传动；减速器壳体上的同轴子口和尾传动模块的连接法兰A进行同轴后，通过固定螺桩和螺母固定；尾轴传动模块通过固定卡箍与机身固定，尾轴传动模块的尾梁上固定有尾舵机和尾操纵拉杆，以实现对尾减速器模块的尾操纵系统的控制，尾梁和机身之间还设置有尾梁撑杆用于加强尾梁的刚度，有利于传递尾旋翼系统产生的左右推拉力矩，实现对机身的航向稳定和控制的功能；尾轴传动模块的传动子轴B与尾减速器上的传动母轴通过传动销B连接，尾减速器主体法兰与尾轴传动模块的连接法兰B进行同轴后，通过螺栓固定；尾减速器上的传动母轴为可插入的豁口轴，传动子轴B固定有垂直于传动子轴B的传动销B，传动子轴B插入尾减速器上的传动母轴的内孔实现同轴定心，传动销B插入尾减速器上的传动母轴的豁口实现扭转传动。

本发明的有益效果是：通过设计实施无人直升机尾传动系统的模块化结构，在保证尾传动系统可靠工作的前提下，对尾传动轴系统、尾减速系统进行了模块化设计，降低了装配难度，方便了运输和储存以及故障的分析和处理，并在无人直升机的试验试飞和维护中得到了较好的验证，试飞结果和维护试验表明该设计较好的实现了尾传动系统的可靠性和可维护性的提高。

附图说明

图1是本发明模块化尾传动系统的结构示意图；

图2是本发明中主减速系统接口模块的结构示意图；

图3是本发明中尾轴传动模块的结构示意图；

图4是本发明中尾减速器模块的结构示意图；

图5是本发明各模块拆卸分离的示意图；

图6是本发明中主减速系统接口模块和尾轴传动模块外部连接示意图；

图7是本发明中主减速系统接口模块和尾轴传动模块内部连接示意图；

图8是本发明中尾轴传动模块和尾减速器模块的外部连接示意图。

图中1、输出部分的传动母轴；2、同轴子口；3、固定螺桩；4、尾梁；5、尾传动轴；6、传动子轴A；7、传动子轴B；8、连接法兰A；9、连接法兰B；10、尾减速器；11、尾减速器上的传动母轴；12、尾减速器主体法兰；13、尾操纵系统；14、尾旋翼系统；15、固定卡箍；16、机身；17、尾梁撑杆；18、尾舵机；19、尾操纵拉杆；20、传动销A。

具体实施方式

一种无人直升机模块化尾传动系统，如图1所示，包括主减速系统接口模块、尾轴传动模块和尾减速器模块三部分，这三部分采用即插即用的子母接口传动结构实现尾传动的接驳与分离；主减速系统接口模块如图2所示，包括输出部分的传动母轴1主要给尾轴传动模块输出轴动力、减速器壳体上的同轴子口2用于保证输出部分的传动母轴1和传动子轴的同心，同时还有内嵌于同轴子口2边缘的用于实现与尾轴传动模块固定的固定螺桩3；尾轴传动模块如图3所示，包括尾梁4、尾传动轴5、传动子轴A6、传动子轴B7以及连接法兰8；尾减速器模块如图4所示，包括尾减速器9、尾减速器上的传动母轴10、尾减速器主体法兰11、尾操纵系统12以及尾旋翼系统13；主减速系统接口模块和尾轴传动模块的连接关系如图6和图7所示，主减速系统接口模块的输出部分的传动母轴1与尾轴传动模块的传动子轴A6通过传动销连接，减速器壳体上的同轴子口2和尾传动模块的连接法兰A8进行同轴后，通过固定螺桩3和螺母固定；所述传动母轴为可插入的豁口轴，同轴子口2怎么与尾轴传动模块的连接法兰8对接，主减速系统接口模块和尾轴传动模块通过固定螺桩3固定连接，尾轴传动模块，如图1所示，通过固定卡箍14与机身15固定，尾梁4上固定有尾操纵舵机17和尾操纵拉杆18，用于实现对尾减速器模块的尾操纵系统的控制，尾梁4和机身15之间还设置有尾梁撑杆16，用于加强尾梁4的刚度，有利于传递尾旋翼系统13产生的左右推拉力矩，实现对机身15的航向稳定和控制的功能；尾轴传动模块的传动子轴B7与尾减速器上的传动母轴11通过传动销B连接，尾减速器主体法兰12与尾轴传动模块的连接法兰B9进行同轴后，通过螺栓固定，如图8所示；尾减速器上的传动母轴11同样为可插入的豁口轴，传动子轴B7也固定有垂直于传动子轴B的传动销B，传动子轴B7插入尾减速器上的传动母轴11的内孔实现同轴定心，传动销B插入尾减速器上的传动母轴11的豁口实现扭转传动。

无人直升机模块化尾传动系统在保证尾传动系统可靠工作的前提下，对主减速系统接口、尾轴传动、尾减速器进行了模块化设计，降低了装配难度，方便了拆卸运输和储存如图5所示，而且有利于各部分故障的分析和处理，并在无人直升机的试验试飞和维护中得到了较好的验证，使尾传动系统的可靠性和可维护性得到综合提升。

Claims (1)

1.一种无人直升机模块化尾传动系统，其特征在于：包括主减速系统接口模块、尾轴传动模块和尾减速器模块；所述主减速系统接口模块与尾轴传动模块以及尾轴传动模块与尾减速器模块均采用即插即用的子母口传动结构实现尾传动系统各个模块的接驳与分离；

所述主减速系统接口模块包括主减速系统接口输出部分的传动母轴（1）、用于保证输出部分的传动母轴和传动子轴A的同心的减速器壳体上的同轴子口（2），还有内嵌于同轴子口边缘的用于实现与尾轴传动模块固定的固定螺桩（3）；

所述尾轴传动模块包括尾梁（4）、尾传动轴（5），两端的传动子轴A（6）和传动子轴B（7）以及连接法兰A（8）和连接法兰B（9）；

所述尾减速器模块包括尾减速器（10）、尾减速器上的传动母轴（11）、尾减速器主体法兰（12）、尾操纵系统（13）以及尾旋翼系统（14）；

所述主减速系统接口模块的输出部分的传动母轴（1）与尾轴传动模块的传动子轴A（6）通过传动销A（20）连接，所述输出部分的传动母轴（1）为可插入的豁口轴，传动子轴A（6）固定有垂直于传动子轴A的传动销A（20），传动子轴A（6）插入输出部分的传动母轴（1）的内孔实现同轴定心，传动销A（20）插入输出部分的传动母轴（1）的豁口实现扭转传动；减速器壳体上的同轴子口（2）和尾传动模块的连接法兰A（8）进行同轴后，通过固定螺桩（3）和螺母固定；所述尾轴传动模块通过固定卡箍（15）与机身（16）固定，尾轴传动模块的尾梁上固定有尾舵机（18）和尾操纵拉杆（19），以实现对尾减速器模块的尾操纵系统（13）的控制，尾梁和机身之间还设置有尾梁撑杆（17）用于加强尾梁的刚度；尾轴传动模块的传动子轴B（7）与尾减速器上的传动母轴（11）通过传动销B连接，尾减速器主体法兰（12）与尾轴传动模块的连接法兰B（9）进行同轴后，通过螺栓固定，所述尾减速器上的传动母轴（11）为可插入的豁口轴，传动子轴B（7）固定有垂直于传动子轴B（7）的传动销B，传动子轴B（7）插入尾减速器上的传动母轴（11）的内孔实现同轴定心，传动销B插入尾减速器上的传动母轴（11）的豁口实现扭转传动。