CN105799934B - 可使扇翼飞行器垂直起降和空中悬停的偏转机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可使扇翼飞行器垂直起降和空中悬停的偏转机构，包括动力齿轮箱、扇形齿轮条箱、联接杆、齿轮板以及若干个联轴器；动力齿轮箱两侧的输出轴通过两个具有偏转力矩的联接杆分别与两个齿轮板的输入轴相连接，动力齿轮箱的输出轴、齿轮板的输入轴与联接杆之间均通过联轴器连接；齿轮板的输出齿轮头与扇形齿轮条箱的扇形齿轮条齿合连接，通过动力齿轮箱的输出轴带动齿轮板的输入轴来带动输出齿轮头转动，从而驱动机翼上的扇形齿轮条箱，来传递偏转力矩，使得机翼偏转。本发明有效地实现了扇翼飞行器机翼的偏转，弥补了扇翼飞行器机翼偏转机构的空缺，解决了扇翼飞行器无法垂直起降和空中悬停的问题，机械结构简单精妙，便于安装和拆卸。

Description

可使扇翼飞行器垂直起降和空中悬停的偏转机构
技术领域
本发明涉及扇翼飞行器的机翼偏转机构，尤其涉及一种可以使风扇翼飞行器垂直起降和空中悬停偏转机构，属于扇翼飞行器偏转机构技术领域。
背景技术
扇翼飞行器以其低速时具有较高的升力系数和大迎角不失速等优点得到了各国研究机构和军方的重视。由于扇翼飞行器特殊的飞行性能，在未来航空领域占有巨大的应用前景，如用来运输，侦察等。在机翼前缘上表面安装横流风扇，横流风扇的叶片高速旋转加速周围的气流，使机翼前缘凹槽内形成低压涡，该低压涡提供扇翼飞行器的大部分升力，机翼后缘上下表面由于流速不同产生压力差，也产生一部分升力。扇翼不但升力系数远远大于传统翼型，更重要的是它可以产生前进的推力，这是传统翼型所没有的。它的推力是横流风扇高速旋转向后加速气流，空气给其相反的力，形成了向前的推力。
然而，目前所有的扇翼飞行器的机翼都是静止地固定在机身上，无法偏转，扇翼在产生升力的同时也产生了前进的推力，使得现有风扇翼飞行器在起飞和降落的时候都需要滑行一段很长的距离。这就要求在起降的时候必须为其提供专用的跑道，无法适应复杂的现实环境，严重阻碍扇翼飞行器的发展前景。
其次，现有扇翼飞行器可以像固定翼飞机一样巡航，却无法像直升机一样空中悬停，无法实现悬停救援、侦查、拍摄等工作内容，严重限制扇翼飞行器的应用范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以使扇翼飞行器垂直起飞、降落和空中悬停的偏转机构，使得垂直起降降低了对跑道的要求，实现点式起降，使其适应山丘、高原、船舰等复杂的起降环境；空中悬停弥补了现有扇翼飞行器无法悬停的缺点，扩大了扇翼飞行器的工作状态。
本发明所述的一种可使扇翼飞行器垂直起降和空中悬停的偏转机构，包括动力齿轮箱、扇形齿轮条箱、联接杆、齿轮板以及若干个联轴器；
其中，所述的动力齿轮箱包括箱体、主动齿轮以及从动齿轮，在箱体内固定安装电机，箱体的两侧安装输出轴并向外延伸，电机的转动轴上安装主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相连接，从动齿轮的两端转动轴分别与动力齿轮箱的两个输出轴相连接，通过主动齿轮驱转从动齿轮从而驱转动力齿轮箱的两个输出轴；
所述的扇形齿轮条箱包括壳体和壳体内部的扇形齿轮条，所述的壳体和扇形齿轮条为一体式结构；
所述的齿轮板包含底板、输入轴和输出齿轮头，底板上安装向外延伸的输入轴，与输入轴相对的一端连接输出齿轮头；
所述的动力齿轮箱两侧的输出轴通过两个具有偏转力矩的联接杆分别与两个齿轮板的输入轴相连接，动力齿轮箱的输出轴、齿轮板的输入轴与联接杆之间均通过联轴器连接；齿轮板的输出齿轮头与扇形齿轮条箱的扇形齿轮条齿合连接，通过动力齿轮箱的输出轴带动齿轮板的输入轴来带动输出齿轮头转动，从而驱动机翼上的扇形齿轮条箱，来传递偏转力矩，使得机翼偏转。
进一步改进，所述的动力齿轮箱通过安装孔固定安装在机身的内部。
进一步改进，所述的齿轮板通过安装孔固定安装在机身上。
进一步改进，所述的扇形齿轮条箱通过安装孔固定安装在机翼的侧面上，使得机翼与其一起偏转。
进一步改进，所述的扇形齿轮条与固定在机身上齿轮板的输出齿轮头相齿合，从而驱动机翼齿轮箱，使得机翼偏转，偏转后的机翼在水平方向合力为零，只有向上的升力，实现了扇翼飞行器的垂直起降和空中悬停。
本发明的有益效果在于：
本发明有效地实现了扇翼飞行器机翼的偏转，弥补了扇翼飞行器机翼偏转机构的空缺，解决了扇翼飞行器无法垂直起降和空中悬停的问题；机械结构简单精妙，便于安装和拆卸；本发明可以使扇翼飞行器垂直起飞、降落和空中悬停，使得垂直起降降低了对跑道的要求，实现点式起降，使其适应山丘、高原、船舰等复杂的起降环境；空中悬停弥补了现有扇翼飞行器无法悬停的缺点，扩大了扇翼飞行器的工作状态。
附图说明
图1为装备了本发明的扇翼飞行器的示意图；
图2为本发明动力齿轮箱的三视图和轴视图；
图3为本发明齿轮板的三视图和轴视图；
图4为本发明扇形齿轮条箱的正视图和轴视图；
图5为本发明联接杆的轴视图；
图6为装备有本发明的扇翼飞行器前飞状态的机翼侧面示意图；
图7为装备有本发明的扇翼飞行器垂直起降和空中悬停状态的机翼侧面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示的扇翼飞行器，包括机身1、机翼2、横流风扇3以及尾翼4，机身1是扇翼飞行器的主体，内部包含了各种机械及电子设备；机翼2安装于机身1的两侧，横流风扇3位于机翼2的前缘上表面，尾翼4安装在机身1的尾部。
如图2-5所示，一种安装在扇翼飞行器内可使其垂直起降和空中悬停的偏转机构，包括动力齿轮箱、扇形齿轮条箱、联接杆、齿轮板以及联轴器；
其中，如图2所示的动力齿轮箱，包括箱体5、主动齿轮8以及从动齿轮9，在箱体5内固定安装电机6，是整个偏转机构的动力来源，箱体5的两侧安装输出轴7并向外延伸，电机6的转动轴上安装主动齿轮8，主动齿轮8与从动齿轮9相齿合连接，从动齿轮9的两端转动轴分别与动力齿轮箱的两个输出轴7相连接，通过主动齿轮8驱转从动齿轮9从而驱转动力齿轮箱的两个输出轴7；该动力齿轮箱通过箱体上的安装孔固定安装在机身1的内部。
如图3所示的齿轮板，包含底板10、输入轴11和输出齿轮头12，底板10上安装向外延伸的输入轴11，与输入轴11相对的一端连接输出齿轮头12；该齿轮板通过底板上的安装孔固定安装在机身上。
如图4所示的扇形齿轮条箱，包括壳体13和壳体内部的扇形齿轮条14，所述的壳体13和扇形齿轮条14为一体结构；该扇形齿轮条箱通过壳体13上的安装孔固定安装在机翼的侧面。
如图5所示，联接杆主要起到传递偏转力矩的作用，其用于一端连接动力齿轮箱的输出端，另一端连接齿轮板的输入端。
上述的动力齿轮箱两侧的输出轴7通过两个具有偏转力矩的联接杆分别与两个齿轮板的输入轴11相连接，动力齿轮箱的输出轴7、齿轮板的输入轴11与联接杆之间均通过联轴器连接；齿轮板的输出齿轮头12与安装在机翼上扇形齿轮条箱内部扇形齿轮条14相齿合连接，通过动力齿轮箱的输出轴7带动齿轮板的输入轴11来带动输出齿轮头12转动，从而驱动机翼上的扇形齿轮条箱，来传递偏转力矩，使得机翼偏转。
图6所示,装备有本偏转机构的扇翼飞行器前飞状态的机翼，机翼2处于水平状态，扇形齿轮条箱相对机身1没有偏转角度，此时扇翼产生向上的升力和向前的推力，从而实现扇翼飞行器的前飞。
图7所示,装备有本偏转机构的扇翼飞行器垂直起降和空中悬停状态的机翼，机翼2向后旋转倾斜一定的角度，安装在机翼内的扇形齿轮条箱相对机身1有一定的偏转角度，此时扇翼在水平方向上的合力为零，只产生向上的升力，从而实现扇翼飞行器的垂直起降和空中悬停。
本发明的工作原理在于：
装备有本偏转机构的扇翼飞行器通过给电机一定的脉冲输入，使主动齿轮8偏转一定角度，驱转动力齿轮箱的输出轴7，联接杆将偏转力矩从动力齿轮箱的输出轴7的输出端传递到固定在机身上齿轮板的输入轴11的输入端，使齿轮板上的输出齿轮头12一起转动，带动和齿轮头相吻合的扇形齿轮条14绕输出齿轮头12转动，使得扇形齿轮条箱带动机翼2一起转动，从而实现了扇翼飞行器起降和空中悬停状态下的机翼偏转。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种可使扇翼飞行器垂直起降和空中悬停的偏转机构，其特征在于：包括动力齿轮箱、扇形齿轮条箱、联接杆、齿轮板以及若干个联轴器；
其中，所述的动力齿轮箱包括箱体、主动齿轮以及从动齿轮，在箱体内固定安装电机，箱体的两侧安装输出轴并向外延伸，电机的转动轴上安装主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相连接，从动齿轮的两端转动轴分别与动力齿轮箱的两个输出轴相连接，通过主动齿轮驱转从动齿轮从而驱转动力齿轮箱的两个输出轴；
所述的扇形齿轮条箱包括壳体和壳体内部的扇形齿轮条，所述的壳体和扇形齿轮条为一体式结构；
所述的齿轮板包含底板、输入轴和输出齿轮头，底板上安装向外延伸的输入轴，输入轴的一端连接输出齿轮头；
所述的动力齿轮箱两侧的输出轴通过两个具有偏转力矩的联接杆分别与两个齿轮板的输入轴相连接，动力齿轮箱的输出轴、齿轮板的输入轴与联接杆之间均通过联轴器连接；齿轮板的输出齿轮头与扇形齿轮条箱的扇形齿轮条齿合连接，通过动力齿轮箱的输出轴带动齿轮板的输入轴来带动输出齿轮头转动，从而驱动机翼上的扇形齿轮条箱，来传递偏转力矩，使得机翼偏转。
2.根据权利要求1所述可使扇翼飞行器垂直起降和空中悬停的偏转机构，其特征在于，所述的动力齿轮箱通过安装孔固定安装在机身的内部。
3.根据权利要求1所述的可使扇翼飞行器垂直起降和空中悬停的偏转机构，其特征在于，所述的扇形齿轮条箱通过安装孔固定安装在机翼的侧面。
4.根据权利要求1所述的可使扇翼飞行器垂直起降和空中悬停的偏转机构，其特征在于，所述的齿轮板通过安装孔固定安装在机身上。
5.根据权利要求1所述的可使扇翼飞行器垂直起降和空中悬停的偏转机构，其特征在于，所述的扇形齿轮条与固定在机身上齿轮板的输出齿轮头相齿合。
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