CN106427439B - 一种旋翼桨毂升降系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋翼桨毂升降系统及其控制方法，旋翼桨毂升降系统包含桨毂、桨毂主轴、旋转主轴、动环、第一至第二液压推杆、自锁环、以及至少两个自锁卡；桨毂设置在桨毂主轴的顶端，动环固定在旋转主轴上，旋转主轴中空，桨毂主轴的轴身伸入旋转主轴中；第一液压推杆、第二液压推杆均一端与动环固定相连，另一端与桨毂固定相连，用于调整所述桨毂的高度；自锁环、自锁卡则用于锁定和解锁桨毂主轴、旋转主轴之间的连接。工作时，利用反转进行解锁，待桨毂升起后，再利用正转进行锁定。本发明在实现了桨毂升降的同时确保了传递发动机输出功率，结构简单，系统安全性好。

Description

一种旋翼桨毂升降系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及飞车交通工具领域，尤其涉及一种旋翼桨毂升降系统及其控制方法。

背景技术

自1917年第一辆飞行汽车问世以来，人们便开始了对飞行汽车的大量探索，一个世纪以来发明家和航空爱好者们设计了多款性能优异的飞行汽车。现如今城市交通拥堵日益严重，交通事故率也高居不下，于是各国都在竞相研发飞行汽车，该领域的研究越来越重要，目前全球范围内已获得上百种飞行汽车专利，研制出多种能飞的样机，少部分国家研制的样机已投入小批量生产。飞行汽车的研制已成为大势所趋。然而目前世界比较主流的带有旋翼系统的飞车，其旋翼系统是独立于车身之外的，这就造成了飞车体积过于庞大，使其在公路行驶时会影响正常的交通秩序，同时也影响其外形美观。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种旋翼桨毂升降系统，实现城市飞车在行驶与飞行两个状态之间的转换。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种旋翼桨毂升降系统，包含桨毂、桨毂主轴、旋转主轴、动环、第一至第二液压推杆、自锁环、以及至少两个自锁卡；

所述桨毂主轴包含连接部分、轴身部分和锁定部分，其中，所述轴身部分上端和连接部分固定相连、下端和锁定部分固定相连；

所述桨毂和所述桨毂主轴连接部分的上端固定相连；

所述桨毂主轴的轴身部分的外壁上均匀设有若干限位凸起，所述限位凸起呈直线状、同所述桨毂主轴的轴线平行；

所述桨毂主轴的锁定部分包含第一锁定单元和第二锁定单元，其中，第一锁定单元呈圆台状，其上端面与桨毂主轴轴身部分的下端固定相连；第二锁定单元呈圆柱状，其上端面和第一锁定单元下端面固定相连；所述第一锁定单元上端面的直径和桨毂主轴轴身部分的直径相同、下端面和第二锁定单元的直径相同；

所述第二锁定单元的外壁上均匀设有若干与所述自锁卡一一对应的锁定凸起，所述锁定凸起呈直线状、同所述桨毂主轴的轴线平行；

所述自锁环包含第一自锁单元和第二自锁单元，其中，所述第一自锁单元呈空心圆柱状，其内壁上设有若干与所述限位凸起一一对应的限位凹槽；所述第二自锁单元呈空心圆台状，其上端与所述第一自锁单元的下端固定相连，内壁上设有螺纹；

所述旋转主轴呈空心圆柱状，其直径大于所述第二锁定单元的直径，下端与外部发动机的输出轴相连，柱面上均匀设有若干与所述自锁卡一一对应、供所述自锁卡穿过的通孔；

所述自锁卡的外端面呈与所述第二自锁单元内壁相配合的弧面，且外端面的弧面上设有与所述第二自锁单元内壁上螺纹相配合的螺纹；自锁卡的内端面包含与所述第一锁定单元外壁相配合的纵向锁定端面和与所述第二锁定单元外壁相配合的横向锁定端面，所述横向锁定端面上设有与所述锁定凸起相配合的锁定凹槽；

所述桨毂主轴的轴身部分穿过自锁环、锁定部分伸入旋转主轴中，桨毂主轴轴身部分上的限位凸起与自锁环第一自锁单元内壁上的限位凹槽一一对应配合；所述自锁环的第二自锁单元套接在旋转主轴上；所述自锁卡穿过其对应的通孔，外端面与所述自锁环第二自锁单元的内壁贴合，内端面与所述桨毂主轴贴合；

所述动环固定在所述旋转主轴上；

所述第一液压推杆、第二液压推杆均一端与所述动环固定相连，另一端与所述桨毂固定相连，用于调整所述桨毂的高度。

作为本发明一种旋翼桨毂升降系统进一步的优化方案，所述桨毂主轴轴身部分上的限位凸起的数量为4个。

作为本发明一种旋翼桨毂升降系统进一步的优化方案，所述桨毂主轴轴身部分上的限位凸起的截面形状为梯形。

作为本发明一种旋翼桨毂升降系统进一步的优化方案，所述自锁卡的数量为4个。

本发明还公开了一种基于该旋翼桨毂升降系统的控制方法，包含以下步骤：

当需要桨毂升起时：

步骤1），控制旋转主轴反转，使得自锁环第二自锁单元内壁的螺纹与自锁卡外端面的螺纹处于非啮合状态，此时锁定环处于解锁状态；

步骤2），控制第一液压推杆、第二液压推杆进行伸长至预设的第一长度阈值，推动桨毂上升，进而带动桨毂主轴上升至预设的第一高度阈值，此时，自锁卡与桨毂主轴的锁定部分处于同一高度；

步骤3），控制旋转主轴正向工作，此时，自锁环第二自锁单元内壁的螺纹与自锁卡外端面的螺纹处于啮合状态，自锁环迫使自锁卡朝内压缩，使得自锁卡纵向锁定端面与桨毂主轴第一锁定单元的外壁紧密贴合、自锁卡横向锁定端面上的锁定凹槽与桨毂主轴第二锁定单元外壁上对应的锁定凸起相配合，完成锁定动作；

当需要桨毂降落时：

步骤A），控制旋转主轴反转，使得自锁环第二自锁单元内壁的螺纹与自锁卡外端面的螺纹处于非啮合状态，此时锁定环处于解锁状态；

步骤B），控制第一液压推杆、第二液压推杆进行收缩至预设的第二长度阈值，带动桨毂下降，进而带动桨毂主轴下降至预设的第二高度阈值，此时，桨毂主轴的锁定部分和轴身部分均收缩至所述旋转主轴内。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1. 既可以使桨毂收进飞车内部用于地面行驶，又可以使桨毂伸出飞车外部，与此同时，确保了传递发动机输出功率；

2. 利用自锁卡的螺纹啮合来实现锁紧，原理简单易懂，系统安全性好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的横向剖视图；

图3是本发明中桨毂主轴的结构示意图；

图4是本发明中桨毂主轴和自锁卡配合的示意图；

图5是本发明中自锁环的结构示意图；

图6是本发明中自锁环的仰视图；

图7是本发明中旋转主轴的结构示意图；

图8是本发明中自锁卡的结构示意图；

图9是本发明中自锁卡内端面的结构示意图；

图10是本发明中桨毂主轴、自锁卡和旋转主轴的配合示意图。

图中，1-桨毂，2-桨叶，3-第一液压推杆，4-第二液压推杆，5-动环，6-桨毂主轴，7-旋转主轴，8-自锁环，9-连接部分，10-轴身部分，11-锁定部分，12-限位凸起，13-第一锁定单元，14-第二锁定单元，15-锁定凸起，16-第一自锁单元，17-限位凹槽，18-第二自锁单元，19-第二自锁单元内壁上的螺纹，20-通孔，21-自锁卡，22-自锁卡的外端面，23-自锁卡的纵向锁定端面，24-自锁卡的横向锁定端面，25-锁定凹槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1和图2所示，本发明公开了一种旋翼桨毂升降系统，包含桨毂、桨毂主轴、旋转主轴、动环、第一至第二液压推杆、自锁环、以及至少两个自锁卡。

如图3所示，所述桨毂主轴包含连接部分、轴身部分和锁定部分，其中，所述轴身部分上端和连接部分固定相连、下端和锁定部分固定相连；所述桨毂和所述桨毂主轴连接部分的上端固定相连，桨毂自然是用于和外部的桨叶相连的。

如图4所示，所述桨毂主轴的轴身部分的外壁上均匀设有若干限位凸起，所述限位凸起呈直线状、同所述桨毂主轴的轴线平行；所述桨毂主轴的锁定部分包含第一锁定单元和第二锁定单元，其中，第一锁定单元呈圆台状，其上端面与桨毂主轴轴身部分的下端固定相连；第二锁定单元呈圆柱状，其上端面和第一锁定单元下端面固定相连；所述第一锁定单元上端面的直径和桨毂主轴轴身部分的直径相同、下端面和第二锁定单元的直径相同；所述第二锁定单元的外壁上均匀设有若干与所述自锁卡一一对应的锁定凸起，所述锁定凸起呈直线状、同所述桨毂主轴的轴线平行。

如图5和图6所示，所述自锁环包含第一自锁单元和第二自锁单元，其中，所述第一自锁单元呈空心圆柱状，其内壁上设有若干与所述限位凸起一一对应的限位凹槽；所述第二自锁单元呈空心圆台状，其上端与所述第一自锁单元的下端固定相连，内壁上设有螺纹。

如图7所示，所述旋转主轴呈空心圆柱状，其直径大于所述第二锁定单元的直径，下端与外部发动机的输出轴相连，柱面上均匀设有若干与所述自锁卡一一对应、供所述自锁卡穿过的通孔。

如图8和图9所示，所述自锁卡的外端面呈与所述第二自锁单元内壁相配合的弧面，且外端面的弧面上设有与所述第二自锁单元内壁上螺纹相配合的螺纹；自锁卡的内端面包含与所述第一锁定单元外壁相配合的纵向锁定端面和与所述第二锁定单元外壁相配合的横向锁定端面，所述横向锁定端面上设有与所述锁定凸起相配合的锁定凹槽。

如图1和图10所示，所述桨毂主轴的轴身部分穿过自锁环、锁定部分伸入旋转主轴中，桨毂主轴轴身部分上的限位凸起与自锁环第一自锁单元内壁上的限位凹槽一一对应配合；所述自锁环的第二自锁单元套接在旋转主轴上；所述自锁卡穿过其对应的通孔，外端面与所述自锁环第二自锁单元的内壁贴合，内端面与所述桨毂主轴贴合；所述动环固定在所述旋转主轴上；所述第一液压推杆、第二液压推杆均一端与所述动环固定相连，另一端与所述桨毂固定相连，用于调整所述桨毂的高度。

所述桨毂主轴轴身部分上的限位凸起的数量优先设置为4个，限位凸起的截面形状优先设置为梯形。

所述自锁卡的数量优先设置为4个。

本发明还公开了一种基于该旋翼桨毂升降系统的控制方法，包含以下步骤：

当需要桨毂升起时：

步骤1），控制旋转主轴反转，使得自锁环第二自锁单元内壁的螺纹与自锁卡外端面的螺纹处于非啮合状态，此时锁定环处于解锁状态；

步骤2），控制第一液压推杆、第二液压推杆进行伸长至预设的第一长度阈值，推动桨毂上升，进而带动桨毂主轴上升至预设的第一高度阈值，此时，自锁卡与桨毂主轴的锁定部分处于同一高度；

步骤3），控制旋转主轴正向工作，此时，自锁环第二自锁单元内壁的螺纹与自锁卡外端面的螺纹处于啮合状态，自锁环迫使自锁卡朝内压缩，使得自锁卡纵向锁定端面与桨毂主轴第一锁定单元的外壁紧密贴合、自锁卡横向锁定端面上的锁定凹槽与桨毂主轴第二锁定单元外壁上对应的锁定凸起相配合，完成锁定动作；

当需要桨毂降落时：

步骤A），控制旋转主轴反转，使得自锁环第二自锁单元内壁的螺纹与自锁卡外端面的螺纹处于非啮合状态，此时锁定环处于解锁状态；

步骤B），控制第一液压推杆、第二液压推杆进行收缩至预设的第二长度阈值，带动桨毂下降，进而带动桨毂主轴下降至预设的第二高度阈值，此时，桨毂主轴的锁定部分和轴身部分均收缩至所述旋转主轴内。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种旋翼桨毂升降系统，其特征在于，包含桨毂、桨毂主轴、旋转主轴、动环、第一至第二液压推杆、自锁环、以及至少两个自锁卡；

所述桨毂主轴包含连接部分、轴身部分和锁定部分，其中，所述轴身部分上端和连接部分固定相连、下端和锁定部分固定相连；

所述桨毂和所述桨毂主轴连接部分的上端固定相连；

所述桨毂主轴的轴身部分的外壁上均匀设有若干限位凸起，所述限位凸起呈直线状、同所述桨毂主轴的轴线平行；

所述桨毂主轴的锁定部分包含第一锁定单元和第二锁定单元，其中，第一锁定单元呈圆台状，其上端面与桨毂主轴轴身部分的下端固定相连；第二锁定单元呈圆柱状，其上端面和第一锁定单元下端面固定相连；所述第一锁定单元上端面的直径和桨毂主轴轴身部分的直径相同、下端面和第二锁定单元的直径相同；

所述第二锁定单元的外壁上均匀设有若干与所述自锁卡一一对应的锁定凸起，所述锁定凸起呈直线状、同所述桨毂主轴的轴线平行；

所述自锁环包含第一自锁单元和第二自锁单元，其中，所述第一自锁单元呈空心圆柱状，其内壁上设有若干与所述限位凸起一一对应的限位凹槽；所述第二自锁单元呈空心圆台状，其上端与所述第一自锁单元的下端固定相连，内壁上设有螺纹；

所述旋转主轴呈空心圆柱状，其直径大于所述第二锁定单元的直径，下端与外部发动机的输出轴相连，柱面上均匀设有若干与所述自锁卡一一对应、供所述自锁卡穿过的通孔；

所述自锁卡的外端面呈与所述第二自锁单元内壁相配合的弧面，且外端面的弧面上设有与所述第二自锁单元内壁上螺纹相配合的螺纹；自锁卡的内端面包含与所述第一锁定单元外壁相配合的纵向锁定端面和与所述第二锁定单元外壁相配合的横向锁定端面，所述横向锁定端面上设有与所述锁定凸起相配合的锁定凹槽；

所述桨毂主轴的轴身部分穿过自锁环、锁定部分伸入旋转主轴中，桨毂主轴轴身部分上的限位凸起与自锁环第一自锁单元内壁上的限位凹槽一一对应配合；所述自锁环的第二自锁单元套接在旋转主轴上；所述自锁卡穿过其对应的通孔，外端面与所述自锁环第二自锁单元的内壁贴合，内端面与所述桨毂主轴贴合；

所述动环固定在所述旋转主轴上；

所述第一液压推杆、第二液压推杆均一端与所述动环固定相连，另一端与所述桨毂固定相连，用于调整所述桨毂的高度。

2.根据权利要求1所述的旋翼桨毂升降系统，其特征在于，所述桨毂主轴轴身部分上的限位凸起的数量为4个。

3.根据权利要求1所述的旋翼桨毂升降系统，其特征在于，所述桨毂主轴轴身部分上的限位凸起的截面形状为梯形。

4.根据权利要求1所述的旋翼桨毂升降系统，其特征在于，所述自锁卡的数量为4个。

5.基于权利要求1所述的旋翼桨毂升降系统的控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

当需要桨毂升起时：

步骤1），控制旋转主轴反转，使得自锁环第二自锁单元内壁的螺纹与自锁卡外端面的螺纹处于非啮合状态，此时锁定环处于解锁状态；

步骤2），控制第一液压推杆、第二液压推杆进行伸长至预设的第一长度阈值，推动桨毂上升，进而带动桨毂主轴上升至预设的第一高度阈值，此时，自锁卡与桨毂主轴的锁定部分处于同一高度；

步骤3），控制旋转主轴正向工作，此时，自锁环第二自锁单元内壁的螺纹与自锁卡外端面的螺纹处于啮合状态，自锁环迫使自锁卡朝内压缩，使得自锁卡纵向锁定端面与桨毂主轴第一锁定单元的外壁紧密贴合、自锁卡横向锁定端面上的锁定凹槽与桨毂主轴第二锁定单元外壁上对应的锁定凸起相配合，完成锁定动作；

当需要桨毂降落时：

步骤A），控制旋转主轴反转，使得自锁环第二自锁单元内壁的螺纹与自锁卡外端面的螺纹处于非啮合状态，此时锁定环处于解锁状态；

步骤B），控制第一液压推杆、第二液压推杆进行收缩至预设的第二长度阈值，带动桨毂下降，进而带动桨毂主轴下降至预设的第二高度阈值，此时，桨毂主轴的锁定部分和轴身部分均收缩至所述旋转主轴内。