CN106628167A - 一种用于倾转旋翼机的倾转机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于倾转旋翼机的倾转机构，由舵机安装座、电机安装座、舵机、挡环、舵机摇臂和卡瓦组成。舵机安装座位于电机安装座的下面,舵机安装座与电机安装座通过固定插销和轴承连接，舵机安装座与卡瓦配合安装在机架横杆上；轴承通过舵机安装座内侧的挡环和螺钉固定在舵机安装座上，舵机安装在舵机安装座上，舵机摇臂与电机安装座固连。在倾转机构控制过程中，通过控制舵机摇臂倾转角度，带动与舵机摇臂固连的电机安装座和电机、螺旋桨进行旋转，将舵机反馈电压信号传输给控制回路，使倾转旋翼机旋翼倾转到相对的角度，实现倾转旋翼机在飞行状态改变时的精确倾转控制。倾转机构具有结构简单,转动灵活，体积小的特点。

Description

一种用于倾转旋翼机的倾转机构

技术领域

本发明涉及一种倾转装置，具体地说，涉及一种用于倾转旋翼机的倾转机构。

技术背景

随着科技的进步和飞行器设计水平的提高，各种具有独特布局和功能适应性的飞行器应运推出，倾转旋翼机是其中的一种。最初的倾转旋翼飞行器为倾转双旋翼机，随着对航程航时及有效载荷需求的进一步加大，倾转四旋翼的方案得到了越来越多的研究，实现旋翼倾转的倾转机构是设计方案中的重点之一。倾转旋翼机飞行模态的转变是通过控制旋翼倾转角度来实现的，要实现安全、可靠和精确的倾转，在倾转旋翼机的设计中，倾转机构的设计和实现尤为重要。

专利CN 201951711 U公开了一种“倾转机构”，该倾转机构利用舵机通过蜗轮蜗杆装置带动倾转轴倾转，虽然蜗轮蜗杆传动机构可实现自锁，但是需要另外增加角度传感器提供角度反馈信号给控制系统实现反馈控制，使得结构复杂，不适用于小型倾转旋翼机。

专利CN 103466087 A提出一种“倾转旋翼飞机的短舱倾转机构”，在倾转机构的实现中使用了短舱，使得倾转机构重量大，占用的体积大，不适用于小型倾转旋翼机。

专利CN 205150242 U公开了一种“用于倾转四旋翼飞行器的联动倾转机构”，该倾转机构前后倾转轴通过齿轮传动机构驱动，实现同步倾转，但是不能实现单独控制。由于各个轴之间连接处要求摩擦尽可能小，因此对加工材料和加工精度要求高。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种用于倾转旋翼机的倾转机构，该倾转机构通过舵机带动电机安装座转动，实现倾转旋翼机飞行状态的改变。倾转机构具有结构简单，转动灵活，控制精确的特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括舵机安装座、电机安装座、舵机、挡环、固定插销、轴承、卡瓦、舵机摇臂、机架横杆，其特征在于所述舵机安装座位于电机安装座的下面,舵机安装座与电机安装座通过固定插销和轴承连接，舵机安装座与卡瓦配合固定在机架横杆上,轴承通过位于舵机安装座内侧的挡环和螺钉固定在舵机安装座上，舵机安装在舵机安装座上，舵机摇臂与电机安装座通过螺栓固连；并通过控制舵机摇臂倾转角度，带动与舵机摇臂固连的电机安装座和电机、螺旋桨进行旋转，实现旋翼倾转的角度；

所述电机安装座为矩形板与两侧端凸耳组成的一体结构，矩形板上有电机输出轴孔和安装孔，两侧端凸耳上有安装孔，用于安装轴承和固定插销，其中一侧凸耳上开有多个小孔，且小孔中心与同侧的安装孔中心位于同一直线上,用于安装舵机摇臂；

所述舵机安装座下面两侧边缘设置有对称带孔的凸块，舵机安装座上面一端部有两个对称凸耳,凸耳中间有安装孔分别嵌入轴承，舵机安装座另一端部有多个带有螺孔的小圆柱，用于固定舵机；

所述卡瓦为两个相同的半圆弧形结构，两侧端凸出的耳块上分别设置有定位孔，用于和舵机安装座上的定位孔配合安装。

所述挡环为两个相同的环形部件，以挡环中心圆孔周向均布有多个定位孔，挡环中心圆孔内径小于轴承外径。

所述电机安装座与所述舵机安装座上开有多组规则形状的减重孔。

有益效果

本发明提出的一种用于倾转旋翼机的倾转机构，在倾转机构控制过程中，通过控制舵机摇臂倾转一定角度，带动固连在舵机摇臂上的电机安装座倾转，即带动安装在电机安装座上的电机和螺旋桨进行旋转，实现倾转旋翼机飞行状态的改变。

本发明用于倾转旋翼机的倾转机构，通过舵机带动电机安装座转动，转动灵活；将舵机反馈电压信号反馈给控制回路，使得控制精确。倾转机构具有结构简单,重量和体积小的特点，各零部件之间连接易于实现，对于小型倾转旋翼机尤为适用。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种用于倾转旋翼机的倾转机构作进一步详细说明。

图1为本发明用于倾转旋翼机的倾转机构轴测图。

图2为本发明用于倾转旋翼机的倾转机构示意图。

图3为本发明用于倾转旋翼机的倾转机构左视图。

图4为本发明倾转机构的电机安装座示意图。

图5为本发明倾转机构的舵机安装座轴测图。

图中:

1.舵机安装座 2.电机安装座 3.舵机 4.挡环 5.固定插销 6.轴承 7.固定螺钉8.卡瓦 9.舵机摇臂 10.机架横杆

具体实施方式

本实施例是一种用于倾转旋翼机的倾转机构。

参阅图1～图5,本实施例用于倾转旋翼机的倾转机构，由舵机安装座1、电机安装座2、舵机3、挡环4、固定插销5、轴承6、固定螺钉7、卡瓦8、舵机摇臂9、机架横杆10组成；其中，舵机安装座1安装在电机安装座2的下面,舵机安装座1与电机安装座2通过固定插销5和轴承6连接；舵机安装座1与卡瓦8配合通过螺栓固定在机架横杆10上。两个轴承6通过安装在舵机安装座1内侧的挡环4和固定螺钉7固定在舵机安装座上。本实例中,两个轴承为深沟球轴承，用于保证电机安装座2随着舵机摇臂9以固定插销5为旋转轴相对舵机安装座1自由转动。舵机3固定安装在舵机安装座1上，舵机摇臂9与电机安装座2通过螺栓固定连接；并通过控制舵机摇臂9倾转角度，带动与舵机摇臂9固连的电机安装座2和电机、螺旋桨进行旋转，实现旋翼倾转的角度。电机安装座2为矩形板与两侧端凸耳组成的一体结构，矩形板上有电机输出轴孔和安装孔，电机安装座2上面安装电机；两侧端凸耳上加工有直径为8mm的安装孔，用于安装轴承6和固定插销5；其中一侧凸耳上加工有四个直径为1.6mm的小孔，舵机摇臂9与电机安装座2通过螺栓和安装小孔配合固连，且安装小孔中心与同侧的安装孔中心位于同一直线上。舵机安装座1下面两侧边缘设置有对称带孔的凸块；舵机安装座1上面一端部有两个对称凸耳,凸耳中间有安装孔分别嵌入轴承6，舵机安装座1另一端部设置三个带有螺孔的小圆柱，并通过螺钉与舵机3固定连接。舵机3接收控制器的信号驱动舵机摇臂9旋转，即带动与舵机摇臂9固连的电机安装座2以固定插销5为轴绕舵机安装座1转动。挡环4为两个结构相同的环形部件，以挡环4中心圆孔周向均布有四个定位孔，挡环4中心圆孔内径小于轴承外径，挡环4用来将轴承固定在舵机安装座1上。卡瓦8为两个相同的半圆弧形结构件，两侧端凸出的耳块上分别设置有定位孔，用于和舵机安装座1上的定位孔配合安装，舵机安装座1通过螺栓固定在机架横杆10上。

本实例应用于某型倾转旋翼机上，其中，舵机3选用PWM驱动舵机；轴承6为深沟球轴承。舵机安装座1、电机安装座2、挡环4、固定插销5和卡瓦8选用铝合金材料,采用数控机床进行加工，并在舵机安装座1和电机安装座2上开有多组规则形状的减重孔；组装完成后整体质量仅为127g。

组装过程

(1)将轴承6嵌入在舵机安装座1的两个凸耳内；

(2)将固定插销5穿过轴承6和电机安装座2凸耳上的安装孔，舵机安装座1与电机安装座2通过固定插销5和轴承6连接，并使电机安装座2以固定插销5为轴相对舵机安装座1进行旋转；

(3)将舵机3安装在舵机安装座1上，舵机摇臂9与电机安装座2通过螺栓和安装小孔配合安装；

(4)挡环4安装在舵机安装座1的凸耳内侧，用来将轴承固定在舵机安装座1上；

(5)舵机安装座1下面两侧边缘设置有对称带孔的凸块与卡瓦8的定位孔配合安装，并通过螺栓固定在机架横杆10上。

在倾转旋翼机垂直转平飞的过程中，倾转机构由竖直状态水平向前倾转到与飞机机身平行状态。飞行控制器发送舵机控制指令，通过控制器给定舵机输入信号，PWM脉冲周期为10ms，幅值为5V，通过改变脉宽值来改变舵机的控制指令，舵机3接收控制指令后，舵机摇臂9按照指令倾转角度，实现舵机摇臂9不同角度的旋转。由于电机安装座2与舵机摇臂9固连，因此会对电机安装座2产生转动拉力，带动电机安装座2旋转，最终为安装在电机安装座2上的电机和螺旋桨组件旋转相对角度。通过测量舵机3反馈电压值，可获得舵机3的实际位置。舵机3接收控制器信号驱动舵机摇臂9由垂直状态绕舵机安装座1旋转到水平状态，即舵机摇臂9与竖直方向的夹角由0度变为90度，同时，舵机摇臂9带动与其固定连接的电机安装座2以固定插销5为轴绕舵机安装座1转动。当倾转旋翼机处于垂直起降状态时，螺旋桨保持完全垂直机身状态，倾转角度为0度；当倾转旋翼机处于过渡状态时，螺旋桨与机身夹角为0～90度；当倾转旋翼机处于固定翼模式飞行状态时，螺旋桨向前旋转90度，与机身保持平行。

Claims (3)

1.一种用于倾转旋翼机的倾转机构，包括舵机安装座、电机安装座、舵机、挡环、固定插销、轴承、卡瓦、舵机摇臂、机架横杆，其特征在于:所述舵机安装座位于电机安装座的下面,舵机安装座与电机安装座通过固定插销和轴承连接，舵机安装座与卡瓦配合固定在机架横杆上,轴承通过位于舵机安装座内侧的挡环和螺钉固定在舵机安装座上，舵机安装在舵机安装座上，舵机摇臂与电机安装座通过螺栓固连；并通过控制舵机摇臂倾转角度，带动与舵机摇臂固连的电机安装座和电机、螺旋桨进行旋转，实现旋翼倾转的角度；

所述电机安装座为矩形板与两侧端凸耳组成的一体结构，矩形板上有电机输出轴孔和安装孔，两侧端凸耳上有安装孔，用于安装轴承和固定插销，其中一侧凸耳上开有多个小孔，且小孔中心与同侧的安装孔中心位于同一直线上,用于安装舵机摇臂；

所述舵机安装座下面两侧边缘设置有对称带孔的凸块，舵机安装座上面一端部有两个对称凸耳,凸耳中间有安装孔分别嵌入轴承，舵机安装座另一端部有多个带有螺孔的小圆柱，用于固定舵机；

所述卡瓦为两个相同的半圆弧形结构，两侧端凸出的耳块上分别设置有定位孔，用于和舵机安装座上的定位孔配合安装。

2.根据权利要求1所述的用于倾转旋翼机的倾转机构，其特征在于:所述挡环为两个相同的环形部件，以挡环中心圆孔周向均布有多个定位孔，挡环中心圆孔内径小于轴承外径。

3.根据权利要求1所述的用于倾转旋翼机的倾转机构，其特征在于:所述电机安装座与所述舵机安装座上开有多组规则形状的减重孔。