CN107140202A - 一种离心式挥舞铰旋翼头 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种离心式挥舞铰旋翼头，属于无人机技术领域。其包括由内向外依次连接的旋翼中心轴、中联、挥舞铰、横轴、摆振铰、桨夹；所述挥舞铰与所述桨夹之间通过设置在所述中联内的所述横轴连接，所述桨夹用于安装桨叶，所述摆振铰设置在所述桨夹与所述桨叶之间，所述中联限定了所述挥舞铰的活动角度，所述桨叶旋转与所述挥舞铰在同一轴心线，所述挥舞铰的中心轴在所述桨叶旋转的轴心线的下方。本发明提供的心式挥舞铰旋翼头，设计一种新型的挥舞铰结构，使得桨叶旋转时给桨叶提供一个向下的力，降低桨叶上扬的角度，增加桨效，进而增加飞机的稳定性。

Description

一种离心式挥舞铰旋翼头

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种用离心式挥舞铰旋翼头。

背景技术

多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力。旋翼的总距固定，而不像一般直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。

现有的多旋翼无人机部分多只有变距铰和摆振铰，很少采用挥舞铰设计。使得飞行时飞机的震动相对较大，飞机机身对于轻微姿态的变化反应较大。普通的摆振器结构比较复杂，笨重，不适合在无人机上应用。多旋翼无人机的桨叶旋转时由于桨叶外周的线速度高于内周的线速度，导致桨叶外周的升力较大，从而桨叶在转动时受离心力和升力的影响，桨叶会成上扬状态，造成桨效降低，损失动能，降低了飞机的稳定性。如何解决多旋翼无人机的桨叶转动，以获得更高的桨效，提高飞机的稳定性意义重大。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种离心式挥舞铰旋翼头，设计一种新型的挥舞铰结构，使得桨叶旋转时给桨叶提供一个向下的力，降低桨叶上扬的角度，增加桨效，进而增加飞机的稳定性。

本发明提供了一种离心式挥舞铰旋翼头，包括由内向外依次连接的旋翼中心轴、中联、挥舞铰、横轴、摆振铰、桨夹；所述挥舞铰与所述桨夹之间通过设置在所述中联内的所述横轴连接，所述桨夹用于安装桨叶，所述摆振铰设置在所述桨夹与所述桨叶之间，所述中联限定了所述挥舞铰的活动角度，所述桨叶旋转与所述挥舞铰在同一轴心线，所述挥舞铰的中心轴在所述桨叶旋转的轴心线的下方。

进一步地，所述挥舞铰中心轴设置在所述中联的下方，用于降低桨叶旋转时上扬的角度。

进一步地，所述中联设置有上限位轴和下限位轴，所述上限位轴和所述下限位轴套设有橡胶垫；所述中联设置有挥舞铰中心轴，所述上限位轴和所述下限位轴围绕所述挥舞铰中心轴转动，使得所述挥舞铰能够上下运动。

进一步地，所述横轴设置有啮合点，所述啮合点与所述挥舞铰中心轴相啮合。

进一步地，所述中联设置有用于防止所述横轴晃动的保险顶丝。

进一步地，所述中联设置有保险销钉，所述保险销钉以过盈配合的方式贯穿所述横轴。

进一步地，所述保险销钉设置有防止所述保险销钉滑出的销钉顶丝。

进一步地，所述横轴上设置有用于防止所述旋翼头射桨的卡簧。

进一步地，所述摆振铰设置在所述桨夹对应于所述桨叶的凹槽，所述摆振铰采用橡胶制成。

进一步地，所述离心式挥舞铰旋翼头能够适用于不同数量桨叶的旋翼结构。

本发明提供的一种离心式挥舞铰旋翼头，通过依次连接的中联、挥舞铰、横轴、摆振铰、桨夹，将桨叶安装在所述离心式挥舞铰旋翼头，通过所述桨叶旋转与所述挥舞铰在同一轴心线，所述挥舞铰的中心轴在所述桨叶旋转的轴心线的下方，使得桨叶旋转时给桨叶提供一个向下的力，降低桨叶上扬的角度，增加桨效，进而增加飞机的稳定性。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的一种离心式挥舞铰旋翼头的结构示意图；

图2是图1所示的一种离心式挥舞铰旋翼头的局部结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的一种离心式挥舞铰旋翼头的横轴的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的一种离心式挥舞铰旋翼头的挥舞铰的中心轴安装位置示意图。

具体实施方式

图1根据本发明一个实施例的一种离心式挥舞铰旋翼头的结构示意图。如图1所示，本发明提供的一种离心式挥舞铰旋翼头，包括由内向外依次连接的旋翼中心轴9、中联1、挥舞铰8、横轴10(在图3中示出)、摆振铰5、桨夹6；所述挥舞铰8与所述桨夹6之间通过设置在所述中联1内的所述横轴10连接，所述桨夹6用于安装桨叶12(在图4中示出)，所述摆振铰5设置在所述桨夹6与所述桨叶12之间，所述中联1限定了所述挥舞铰8的活动角度，所述桨叶12旋转与所述挥舞铰8在同一轴心线，其所在的轴心线即为旋翼中心轴9的轴向。所述挥舞铰8的中心轴安装在所述桨叶12旋转的轴心线的下方。所述中联1和所述横轴10采用冗余式结构，所述冗余式结构还可以适用于两桨，四桨，五桨，六桨，八桨等不同数量桨叶的旋翼结构。

图4是根据本发明一个实施例的一种离心式挥舞铰旋翼头的挥舞铰的中心轴安装位置示意图。如图4所示，桨叶12在旋转时受到离心力F1和升力F2的影响，桨叶12会呈现出上扬的状态，此时，桨叶12提供给飞机11的升力会有一定程度的损耗，降低了桨效，影响飞机11的动能，进而降低飞机11的稳定性。在一个具体的实施方式中，所述挥舞铰8中心轴设置在所述中联1的下方，用于降低桨叶12旋转时上扬的角度。这样，挥舞铰8的中心轴安装在所述桨叶12旋转的轴心线的下方，会使桨叶12在旋转时，给桨叶12提供一个向下拉的力，降低桨叶12上扬的角度，有效的增加桨效，进而增加飞机11的稳定性。

图2是图1所示的一种离心式挥舞铰旋翼头的局部结构示意图。图3是根据本发明一个实施例的一种离心式挥舞铰旋翼头的横轴的结构示意图。下面结合图2和图3加以说明。

具体地，所述冗余式结构包括在所述横轴10上冗余式设置有保险顶丝安装点101、保险销钉贯穿孔103、挥舞铰中心轴啮合点108、卡簧安装点102。

所述中联1设置有用于防止所述横轴10晃动的保险顶丝4。保险顶丝4穿过中联1，安装至横轴10的保险顶丝安装点101处，防止横轴10产生晃动，同时对于防止射桨也产生一定效果。所述中联1设置有保险销钉3，所述保险销钉3以过盈配合的方式贯穿所述横轴10。所述保险销钉3设置有防止所述保险销钉3滑出的销钉顶丝。所述横轴10设置有啮合点108，所述啮合点108与所述挥舞铰8中心轴相啮合。所述横轴10设置有卡簧安装点102，卡簧安装点102安装用于防止所述旋翼头射桨的卡簧。卡簧与保险顶丝4以及保险销钉3共同起保护作用，防止旋翼头旋转起来因为离心力引起的射桨。所述保险顶丝安装点101、保险销钉贯穿孔103、挥舞铰中心轴啮合点108、卡簧安装点102受力均匀，相互承受桨夹，螺旋桨等旋转起来的离心力，气动力，震动等情况，即便其中三处损坏，剩余一处仍能起作用，防止射桨，保证飞机的正常着陆。

所述冗余式结构还包括所述上限位轴2、下限位轴7和挥舞铰8中心轴。上限位轴2和下限位轴7是挥舞铰8的定位销，在上限位轴2和下限位轴7的外面套设有橡胶垫，橡胶垫受力后产生弹性变形，围绕挥舞铰8中心轴转动，使得挥舞铰8上下运动。上限位轴2、下限位轴7和挥舞铰8三轴均匀受力，相互承受挥舞铰，桨夹，螺旋桨等旋转起来的离心力，气动力，震动等情况。极限情况下，三轴任意一轴断裂，由另外两根轴受力。即使任意两轴断裂，还有一个根轴可以受力，防止射桨，保证飞机可以正常着陆。

进一步地，所述摆振铰5设置在所述桨夹6对应于所述桨叶的凹槽，所述摆振铰5采用橡胶制成。摆振铰5利用橡胶的弹性变形，达到摆振的效果。摆振铰5的结构简单、成本低，效果理想，还可以适用于两桨，四桨，五桨，六桨，八桨等不同数量桨叶的旋翼结构。

本发明提供的双冗余设计结构、挥舞铰结构均适用于两桨，四桨，五桨，六桨，八桨等不同数量桨叶的旋翼结构。

本发明提供的一种离心式挥舞铰旋翼头，通过依次连接的中联、挥舞铰、横轴、摆振铰、桨夹，将桨叶安装在所述离心式挥舞铰旋翼头，通过冗余式结构防止桨夹与横轴断脱，防止射桨，以保证无人机的飞行安全性能。

本发明提供的一种离心式挥舞铰旋翼头，在所述横轴上冗余式设置有保险顶丝安装点、保险销钉贯穿孔、挥舞铰中心轴啮合点、卡簧安装点，所述保险顶丝安装点、保险销钉贯穿孔、挥舞铰中心轴啮合点、卡簧安装点受力均匀，相互承受桨夹，螺旋桨等旋转起来的离心力，气动力，震动等情况，即便其中三处损坏，剩余一处仍能起作用，防止射桨，保证飞机的正常着陆。所述冗余式结构还包括所述上限位轴、下限位轴和挥舞铰中心轴，三轴均匀受力，相互承受挥舞铰，桨夹，螺旋桨等旋转起来的离心力，气动力，震动等情况。极限情况下，三轴任意一轴断裂，由另外两根轴受力。即使任意两轴断裂，还有一个根轴可以受力，防止射桨，保证飞机可以正常着陆。

本发明的一种离心式挥舞铰旋翼头，结构简单、成本低，效果理想，其冗余设计提高了飞行安全性，大大降低了射桨等安全事件的发生。

本发明提供的一种离心式挥舞铰旋翼头，通过依次连接的中联、挥舞铰、横轴、摆振铰、桨夹，将桨叶安装在所述离心式挥舞铰旋翼头，通过所述桨叶旋转与所述挥舞铰在同一轴心线，所述挥舞铰的中心轴在所述桨叶旋转的轴心线的下方，使得桨叶旋转时给桨叶提供一个向下的力，降低桨叶上扬的角度，增加桨效，进而增加飞机的稳定性。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，包括由内向外依次连接的旋翼中心轴、中联、挥舞铰、横轴、摆振铰、桨夹；所述挥舞铰与所述桨夹之间通过设置在所述中联内的所述横轴连接，所述桨夹用于安装桨叶，所述摆振铰设置在所述桨夹与所述桨叶之间，所述中联限定了所述挥舞铰的活动角度，所述桨叶旋转与所述挥舞铰在同一轴心线，所述挥舞铰的中心轴在所述桨叶旋转的轴心线的下方。

2.根据权利要求1所述的离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，所述挥舞铰中心轴设置在所述中联的下方，用于降低桨叶旋转时上扬的角度。

3.根据权利要求1所述的离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，所述中联设置有上限位轴和下限位轴，所述上限位轴和所述下限位轴套设有橡胶垫；所述中联设置有挥舞铰中心轴，所述上限位轴和所述下限位轴围绕所述挥舞铰中心轴转动，使得所述挥舞铰能够上下运动。

4.根据权利要求3所述的离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，所述横轴设置有啮合点，所述啮合点与所述挥舞铰中心轴相啮合。

5.根据权利要求1所述的离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，所述中联设置有用于防止所述横轴晃动的保险顶丝。

6.根据权利要求1所述的离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，所述中联设置有保险销钉，所述保险销钉以过盈配合的方式贯穿所述横轴。

7.根据权利要求6所述的离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，所述保险销钉设置有防止所述保险销钉滑出的销钉顶丝。

8.根据权利要求1所述的离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，所述横轴设置有有卡簧安装点，安装用于防止所述旋翼头射桨的卡簧。

9.根据权利要求1所述的离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，所述摆振铰设置在所述桨夹对应于所述桨叶的凹槽，所述摆振铰采用橡胶制成。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的离心式挥舞铰旋翼头，其特征在于，所述离心式挥舞铰旋翼头能够适用于不同数量桨叶的旋翼结构。