CN105501439A - 一种用于旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器的旋翼减速锁定装置 - Google Patents

一种用于旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器的旋翼减速锁定装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器的旋翼减速锁定装置，包括制动部分与锁定部分，均安装在旋翼的主轴上。制动部分中，制动刹车碟固定于旋翼主轴上；通过舵机驱动制动卡钳开合，实现制动刹车碟的夹紧与松开。通过制动部分可实现对多功能旋翼主轴进行制动，多功能旋翼迅速减速。锁定部分中，在旋翼旋转过程中，通过舵机驱动锁定滑块上下运动，使锁定卡头侧壁上设计的锁定卡子由锁定滑块上设计的螺旋面导向，落入与脱出锁定滑块上的卡槽。通过锁定部分将即将停转的多功能旋翼锁定在指定位置，最终使得多功能旋翼与固定式机翼平行。本发明的优点为：独立装置分别实现旋翼的减速、锁定，结构简单，可操作性强，调试简单。

Description

一种用于旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器的旋翼减速锁定装置
技术领域
本发明属于航空飞行器机械结构设计领域，具体涉及一种用于旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器的旋翼减速锁定装置，用于在垂直起降转平飞时，实现特型旋翼的减速、锁定，并与固定机翼保持平行。
背景技术
混合布局式直升机结合了直升机和固定翼飞机的飞行特点，兼具悬停和高速平飞能力，其应用前景十分宽广，拥有良好的应用前景，是目前飞行器研究领域的热点之一。其中一种较为成熟的布局是将双桨型旋翼与固定翼结合，其飞行状态转换由以下几个部分组成：在起飞时，与普通直升机相似，由旋翼产生的升力垂直起飞；到达一定高度后，逐渐增加前飞推进装置的推力，使飞行器获得一定的水平速度，同时减小旋翼转速；当平飞速度增至可以使固定翼面产生足够的升力时，将旋翼转速降为零，同时旋翼与固定翼保持平行，形成类双翼布局。成功实现两种飞行模式的平稳切换，是该飞行器的重要难点。
为了实现将特型旋翼减速、锁定，与固定翼保持平行，形成类双翼布局这一目的，需要一种旋翼减速、锁定装置。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种用于旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器的旋翼减速锁定装置，在垂直起降-平飞转换过程中使用，能够实现将特型旋翼转速降为零，并使得停转后的旋翼与固定翼保持平行，形成类双翼布局。
本发明用于旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器的旋翼减速锁定装置，包括制动部分与锁定部分，均安装在旋翼的主轴上。
所述制动部分包括制动刹车碟与制动卡钳。制动刹车碟固定于旋翼主轴上；制动卡钳由两个制动夹头构成，通过驱动舵机控制两个制动夹头间的开合，实现制动刹车碟的夹紧与松开。
所述锁定部分包括锁定卡头与锁定滑块。其中，锁定卡头固定于旋翼主轴上，侧壁上安装有锁定卡子。锁定滑块为筒状结构，顶面设计有螺旋面，且开有卡槽，通过驱动舵机实现锁定滑块上下运动，由螺旋面对锁定卡子进行导向，使锁定卡子沿螺旋面进入与脱出卡槽。
通过上述结构，在飞行器垂直起降-平飞转换过程中，飞行器逐渐加速平飞，升力逐渐由机翼产生。通过制动部分对多功能旋翼主轴进行制动，多功能旋翼迅速减速；通过锁定部分将即将停转的多功能旋翼锁定在指定位置，最终使得多功能旋翼与固定式机翼平行。在平飞-垂直起降转换过程中，飞行器逐渐减速，锁定器和制动器释放，多功能旋翼增速，提供主要升力，转变为垂直起降模式。
本发明的优点在于：
1)本发明的旋翼减速锁定装置中，通过制动部分可使特型旋翼迅速减速；
2)本发明的旋翼减速锁定装置中，通过锁定部分可将停转的多功能旋翼锁定在指定位置；
3)本发明旋翼减速锁定装置，由两套独立装置分别实现旋翼的减速、锁定，结构简单，可操作性强，调试简单。
附图说明
图1为本发明旋翼减速锁定装置安装位置示意图；
图2为本发明旋翼减速锁定装置制动部分与锁定部分结构示意图；
图3为本发明旋翼减速锁定装置制动部分制动状态示意图；
图4为本发明旋翼减速锁定装置锁定部分锁定过程示意图；
图5为本发明旋翼减速锁定装置锁定部分锁定状态示意图。
图中：
1-制动部分2-锁定部分101-制动刹车碟
102-制动卡钳102a-制动夹头102b-夹紧片
102c-连接块102d-连接球头201-锁定卡头
202-锁定滑块201a-锁定卡子202a-螺旋面
202b-卡槽
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明旋翼减速锁定装置，包括制动部分1与锁定部分2，均安装在旋翼的主轴上，如图1所示。
如图2所示，所述制动部分1包括制动刹车碟101与制动卡钳102。其中，制动刹车碟101固定安装于旋翼的主轴上。制动卡钳102由两个制动夹头102a构成；令两个制动夹头102a分别为上制动夹头与下制动夹头。上制动夹头与下制动夹头均由夹紧片102b、连接块102c与连接球头102d；其中，夹紧片102b、连接块102c、连接球头102d为一体结构；夹紧片102b与连接块102c前端面相接，且与连接块102c前端面垂直；连接球头102d与连接块102c顶面相接。上制动夹头与下制动夹头左右设置，连接块102c均套在安装轴上，安装轴两端固定安装在机身两侧板上；上制动夹头与下制动夹头的球头A分别通过一套连杆传动机构A连接一个驱动舵机A，驱动舵机A固定安装在机身侧板上。连杆传动机构A包括摇臂A与连杆A，摇臂A一端与驱动舵机A输出轴相连，另一端与连杆A端部相连，连杆A另一端与球头A相连。由此，两个驱动舵机A输出动力，通过连杆传动机构A将动力传递至上制动夹头与下制动夹头，进而驱动上制动夹头与下制动夹头可绕转轴转动，实现两夹紧片102b间相互加紧与分离。上述制动刹车碟101位于上制动夹头与下制动夹头的夹紧片102b间，当飞行器进行垂直起降-平飞转换时，逐渐加大平飞速度，由固定翼提供主要升力，为旋翼减载，主旋翼转速逐渐降低；此时，可控制两夹紧片102b加紧制动刹车碟101，使两夹紧片102b与制动刹车碟101产生剧烈摩擦，迅速减慢多功能旋翼的转速，如图3所示。且通过调节两加紧块对制动刹车碟101的加紧程度，实现两夹紧片102b与制动刹车碟101间的摩擦力调节，进而实现旋翼的转速控制。
如图2所示，所述锁定部分2包括锁定卡头201与锁定滑块202，均安装于旋翼的主轴上。其中，锁定卡头201为圆柱结构，与旋翼的主轴同轴；锁定卡头201周向侧壁相对位置安装有圆柱型锁定卡子201a，锁定卡子201a的轴线与锁定卡头201轴线垂直。锁定滑块202为筒状结构，与锁定卡头201同轴设置，位于锁定卡头201下方。锁定滑块202顶端端面设计为两个螺旋面202a，作为滑轨，用来实现圆柱形锁定卡头201的运动导向。上述两个螺旋面202a采用对称设计，相对一端相接，且两个螺旋面202a端部位置上开有卡槽202b，用于实现锁定卡头201的定位。锁定滑块202侧壁相对位置安装球头B，两个球头B分别通过一套连杆传动机构B连接一个驱动舵机B，驱动舵机B固定安装在机身侧板上。连杆传动机构B包括摇臂B与连杆B，摇臂B一端与驱动舵机B输出轴相连，另一端与连杆B端部相连，连杆B另一端与球头B相连。通过上述结构，两个驱动舵机输出动力，通过连杆传动机构B将动力传递至锁定滑块202，带动锁定滑块202上下运动。由此，锁定卡头201随主轴一同旋转时，当控制锁定滑块202向上运动，会使锁定卡头201上的锁定卡子201a与两个螺旋面202a接触，如图4所示，并进一步沿两个螺旋面202a运动，最终运动至两个螺旋面202a上的卡槽202b内，实现旋翼的锁定，如图5所示；此时锁定卡头201的圆柱部分位于锁定滑块202内部。当飞行器进行垂直起降-平飞转换时，通过制动部分1使得多功能旋翼的转速迅速降低，随后通过锁定部分2，使多功能旋翼最终停止转动，并能够实现保持与固定翼保持平行的位置。

Claims (2)

1.一种用于旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器的旋翼减速锁定装置，其特征在于：包括制动部分与锁定部分；其特征在于：制动部分与锁定部分均安装在旋翼的主轴上；
所述制动部分包括制动刹车碟与制动卡钳；制动刹车碟固定于旋翼主轴上；制动卡钳由两个制动夹头构成，通过驱动舵机控制两个制动夹头间的开合，实现制动刹车碟的夹紧与松开；
所述锁定部分包括锁定卡头与锁定滑块；其中，锁定卡头固定于旋翼主轴上，侧壁上安装有锁定卡子；锁定滑块为筒状结构，顶面设计有螺旋面，且开有卡槽，通过驱动舵机实现锁定滑块上下运动，由螺旋面对锁定卡子进行导向，使锁定卡子沿螺旋面进入与脱出卡槽。
2.如权利要求1所述一种用于旋翼固定翼复合式垂直起降飞行器的旋翼减速锁定装置，其特征在于：所述上制动夹头与下制动夹头均由夹紧片、连接块、连接球头与转轴；其中，加紧片与连接块前端面相接，且与连接块前端面垂直；连接球头与连接块顶面相接；上制动夹头与下制动夹头左右设置，连接块均套在安装轴上，安装轴两端固定安装在机身两侧板上。
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