CN106005349A - 一种用于飞艇的矢量推进倾转装置 - Google Patents

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何泽青
付强
张冬辉
栗颖思
秦玉梅
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    • B64B—LIGHTER-THAN AIR AIRCRAFT
    • B64B1/00—Lighter-than-air aircraft
    • B64B1/06—Rigid airships; Semi-rigid airships
    • B64B1/24—Arrangement of propulsion plant
    • B64B1/30—Arrangement of propellers

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Abstract

本发明涉及推进倾转装置领域，尤其涉及一种用于飞艇的矢量推进倾转装置。该矢量推进倾转装置包括推进机构和倾转机构，其中所述推进机构包括传动轴以及分别安装在所述传动轴两端的螺旋桨，其中所述传动轴的两端分别固定连接有推进电机，所述推进电机通过推进减速机与所述螺旋桨相连；所述倾转机构通过链条与所述传动轴相连。该矢量推进倾转装置具有重量轻，占用空间小，传动及倾转效率高，控制精度高，运行安全可靠的优点。

Description

一种用于飞艇的矢量推进倾转装置
技术领域
本发明涉及推进倾转装置领域，尤其涉及一种用于飞艇的矢量推进倾转装置。
背景技术
飞艇是一种依靠动力推进系统产生的推力来克服空气阻力，依靠艇载功能系统和舵面操控实现空中机动及巡航飞行的浮空飞行器。飞艇按升空高度可分为对流层飞艇、平流层飞艇以及临近空间飞艇。飞艇通常由具有流线型的艇囊、位于飞艇下部承载操作人员及其他通用系统的吊舱、起稳定控制作用的尾翼以及为飞艇的飞行和控制提供动力的能源与推进系统组成。
早期的飞艇推进器，一般只起到推进飞艇前进的作用。现代飞艇已经采用发动机的推力转向技术，能够很快改变推力方向，这种推进装置也叫矢量推进系统。当飞艇采用矢量推进之后，发动机推力方向发生偏转，这时推力在提供前进动力的同时，也发挥了和飞艇操纵面一样的作用。采用矢量推进技术的飞艇，不仅其机动性大大提高，而且还具有前所未有的短距离甚至垂直起降的能力。
飞艇动力推进装置从布局到实现的具体方法多种多样，目前，国内外大中型飞艇的推进方案中，根据传动机构和倾转机构的不同大致可分为以下四种结构形式：1、倾转机构采用连杆形式，该推进方案系统工作可靠，便于控制，制造较为简单，但缺点是需要较大的安装尺寸，对刚度和重量的要求也较高；2、倾转机构采用齿轮和轴进行连接驱动，该推进方案虽然安装尺寸较小，但制造较为复杂；3、主传动机构采用带传动形式，该推进方案采用一根横轴传动，左右螺旋桨齿轮箱体的支座反力不能互相抵消，所以对于倾转伺服机构的负载很大，要求伺服机构能够自锁，因此采用蜗轮蜗杆传动机构作为倾转机构的传动系统，大多只能应用于传动要求不高的一般工业领域，工作效率效率低；4、采用双发动机驱动倾转螺旋桨，该推进方案采用两台发动机输出轴分别朝向吊舱两侧安装，动力经过锥齿轮传递到螺旋桨，控制精度较低。
上述的各传动及倾转方案，均须采用较大的齿轮箱作为动力转向机构，不仅传动及倾转效率较低，而且占用空间较大，给系统带来了较大的重量负担。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种用于飞艇的矢量推进倾转装置，解决现有技术的倾转装置传动及倾转效率低，传动精度低，占用空间大，重量负担大的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于飞艇的矢量推进倾转装置，包括推进机构和倾转机构，其中所述推进机构包括传动轴以及分别安装在所述传动轴两端的螺旋桨，其中所述传动轴的两端分别固定连接有推进电机，所述推进电机通过推进减速机与所述螺旋桨相连；所述倾转机构通过链条与所述传动轴相连。
进一步地，所述倾转机构包括倾转电机、联轴器和倾转减速机，其中所述倾转电机通过所述联轴器与所述倾转减速机相连，所述倾转减速机通过所述链条与所述传动轴相连。
具体地，所述倾转减速机采用涡轮蜗杆减速机。
具体地，所述倾转减速机的减速比为30。
进一步地，所述推进机构还包括吊舱，所述吊舱通过轴承与所述传动轴相连。
具体地，所述轴承包括第一轴承和第二轴承，其中所述的第一轴承和第二轴承对称设置在所述倾转机构两侧。
具体地，两个所述推进电机对称设置在所述吊舱两侧。
进一步地，所述传动轴的两端分别设有安装板，所述推进电机通过固定连接件与所述安装板相连。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
本发明提供的用于飞艇的矢量推进倾转装置，推进电机通过推进减速机与螺旋桨相连，进而直接推动螺旋桨为飞艇提供动力，有效降低了装置重量，提高了装置的传动以及倾转效率。将两个推进电机通过一根传动轴连接，保证了动力系统倾转的同步性。每个推进电机单独推动一副螺旋桨，可以确保在其中一个推进电机失效后仍有部分动力维持飞艇的后续操作。将倾转机构与传动轴通过链条进行传动连接，相比于传统的带传动形式，能够有效提高其传动精度，同时有效隔离传动轴至倾转机构的振动。
本发明提供的用于飞艇的矢量推进倾转装置，具有重量轻，占用空间小，传动及倾转效率高，控制精度高，运行安全可靠的优点。
附图说明
图1是本发明实施例用于飞艇的矢量推进倾转装置的结构示意图；
图2是本发明实施例用于飞艇的矢量推进倾转装置的图1的局部剖视图。
图中：1：倾转电机；2：联轴器；3：倾转减速机；4：链条；5：传动轴；601：第一轴承；602：第二轴承；7：推进电机；8：推进减速机；9：螺旋桨。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-2所示，本发明实施例提供的用于飞艇的矢量推进倾转装置，包括推进机构和倾转机构，其中所述推进机构包括传动轴5以及分别安装在所述传动轴5两端的螺旋桨9，其中所述传动轴5的两端分别固定连接有推进电机7，所述推进电机7通过推进减速机8与所述螺旋桨9相连。所述倾转机构通过链条4与所述传动轴5相连。
本发明实施例所述的用于飞艇的矢量推进倾转装置，其中所述推进机构工作时，所述推进电机7通过推进减速机8降低转速，然后带动螺旋桨9转动，为飞艇提供推进力；其中倾转机构工作时，倾转机构输出动力，带动链条4运动，然后通过链条4带动传动轴5倾转，从而实现装置的矢量推进。
本发明实施例所述的用于飞艇的矢量推进倾转装置，所述推进电机7以及所述螺旋桨9均安装于同一传动轴5的两端，既可以有效降低动力损失，提高传动以及倾转效率，又可以确保倾转控制的一致性。与传统的推进装置相比，本发明实施例中的矢量推进倾转装置无需设置转向机构，进而减轻了装置的重量，占用空间较小。倾转机构与推进机构之间采用链条4连接，在有效隔离推进机构振动的同时，极大提高了倾转推进的控制精度。
进一步而言，所述倾转机构包括倾转电机1，所述倾转电机1通过联轴器2与倾转减速机3相连，所述倾转减速机3通过所述链条4与所述传动轴5相连。
更进一步来说，所述推进机构还包括吊舱，所述吊舱通过轴承与所述传动轴5相连。其中所述轴承包括第一轴承601和第二轴承602，其中所述的第一轴承601和第二轴承602对称设置在所述倾转机构两侧。而所述的两个推进电机7对称设置在所述吊舱两侧。
为了满足倾转机构的自锁要求，同时根据倾转机构响应速度要求，所述倾转减速机优选采用减速比为30的涡轮蜗杆减速机。
具体来说，所述传动轴5的两端分别设有安装板，所述推进电机7通过固定连接件与所述安装板相连，所述固定连接件优采用螺栓。
综上所述，在飞艇工作时，推进电机通过推进减速机驱动螺旋桨转动，为飞艇提供动力，当飞艇有矢量推进需求时，倾转电机及倾转减速机将动力输出至倾转减速机，然后通过链条带动传动轴倾转，传动轴则带动螺旋桨旋转，实现飞艇的矢量推进。
本发明实施例提供的用于飞艇的矢量推进倾转装置，与现有技术的倾转装置相比具有如下优点：
1、推进电机通过推进减速机直接推动螺旋桨为飞艇提供动力，提高了装置的传动以及倾转效率，而且本发明无需设置转向机构，进而有效降低了装置的重量，占用空间较小。
2、每个推进电机单独推动一副螺旋桨，因此能够确保在其中一个推进电机失效后仍有部分动力维持飞艇的后续操作，安全可靠。
3、两个推进电机通过一根传动轴连接，保证了装置倾转的同步性。
4、将倾转机构与传动轴通过链条传动，相比于传统的带传动，本发明能够有效提高倾转推进时的控制精度，同时有效隔离传动轴至倾转机构的振动。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于飞艇的矢量推进倾转装置，其特征在于：包括推进机构和倾转机构，其中所述推进机构包括传动轴以及分别安装在所述传动轴两端的螺旋桨，其中所述传动轴的两端分别固定连接有推进电机，所述推进电机通过推进减速机与所述螺旋桨相连；所述倾转机构通过链条与所述传动轴相连。
2.根据权利要求1所述的用于飞艇的矢量推进倾转装置，其特征在于：所述倾转机构包括倾转电机、联轴器和倾转减速机，其中所述倾转电机通过所述联轴器与所述倾转减速机相连，所述倾转减速机通过所述链条与所述传动轴相连。
3.根据权利要求2所述的用于飞艇的矢量推进倾转装置，其特征在于：所述倾转减速机采用涡轮蜗杆减速机。
4.根据权利要求2所述的用于飞艇的矢量推进倾转装置，其特征在于：所述倾转减速机的减速比为30。
5.根据权利要求1所述的用于飞艇的矢量推进倾转装置，其特征在于：所述推进机构还包括吊舱，所述吊舱通过轴承与所述传动轴相连。
6.根据权利要求5所述的用于飞艇的矢量推进倾转装置，其特征在于：所述轴承包括第一轴承和第二轴承，其中所述的第一轴承和第二轴承对称设置在所述倾转机构两侧。
7.根据权利要求5所述的用于飞艇的矢量推进倾转装置，其特征在于：两个所述推进电机对称设置在所述吊舱两侧。
8.根据权利要求1所述的用于飞艇的矢量推进倾转装置，其特征在于：所述传动轴的两端分别设有安装板，所述推进电机通过固定连接件与所述安装板相连。
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