CN107512385A - 一种无人机纵向操纵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机纵向操纵系统，属于无人机操纵系统技术领域。所述系统包括电动舵机(1)、第一转接摇臂(2)、连接拉杆(3)、第二转接摇臂(4)、转轴(5)、第三转接摇臂(6)以及驱动拉杆(7)，电动舵机(1)设置于后机身仓内，第一转接摇臂(2)分别与电动舵机(1)和连接拉杆(3)的一端铰接，连接拉杆(3)的另一端与第二转接摇臂(4)铰接，第二转接摇臂(4)与第三转接摇臂(6)均固定连接转轴(5)，驱动拉杆(7)的一端与升降舵连接，另一端铰接第三转接摇臂(6)。本发明解决了升降舵舵面安装空间有限以及升降舵舵面附近的结构强度不足的条件下，实现作动器的电传加机械的控制，输出可靠，减少了飞机重量。

Description

一种无人机纵向操纵系统

技术领域

本发明属于无人机操纵系统技术领域，具体涉及一种无人机纵向操纵系统。

背景技术

飞机操纵系统作为重要的飞行控制系统，其能否正常工作将严重影响飞机安全。目前，中型无人机平台研发较少，其纵向操纵系统一般采用电传操纵，但这种操纵方式一定程度上受限于安装空间以及升降舵舵面附近的结构强度，以至于大功率的舵机有时无法安装在操纵面附近直接驱动舵面偏转，为操纵系统设计生产带来了一定的麻烦。

飞机纵向操纵系统的升降舵位于电动舵机的斜上方，其末端空间较少，如果直接通过连杆机构驱动，例如第一连杆连接电动舵机，第二连杆连接升降舵，第一连杆与第二连杆通过摇臂铰接，摇臂因为空间问题，仅能安装在第一连杆的底端，此时，第二连杆会与第一连杆产生干涉，为此，需要设计一种新的结构，以解决上述问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种无人机纵向操纵系统，采用一台电动舵机驱动升降舵运动，并且采用电气与机械结合的控制方式进行飞机纵向操纵。

本发明无人机纵向操纵系统包括电动舵机、第一转接摇臂、连接拉杆、第二转接摇臂以及驱动拉杆，电动舵机设置于后机身仓内，第一转接摇臂分别与电动舵机和连接拉杆的一端铰接，连接拉杆的另一端与第二转接摇臂铰接，本发明还包括转轴与第三转接摇臂，第二转接摇臂与第三转接摇臂均固定连接转轴，驱动拉杆的一端与升降舵连接，另一端铰接第三转接摇臂。

优选的是，驱动拉杆为长度可调拉杆。

优选的是，电动舵机为双余度舵机。

优选的是，第二转接摇臂与第三转接摇臂共轴连接转轴。

优选的是，电动舵机为丝杠输出，具有防载荷逆传功能。

优选的是，驱动拉杆包括与升降舵连接的第一部分，以及与第三转接摇臂铰接的第二部分，所述第一部分与所述第二部分螺接。

本发明解决了升降舵舵面安装空间有限以及升降舵舵面附近的结构强度不足的条件下，实现作动器的电传加机械的控制，以及较大气动载荷条件下纵向操纵系统的可靠输出，并一定程度上减少了飞机重量。

附图说明

图1为按照本发明无人机纵向操纵系统的一优选实施例的结构示意图。

其中，1为电动舵机，2为第一转接摇臂，3为连接拉杆，4为第二转接摇臂，5为转轴，6为第三转接摇臂，7为驱动拉杆。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明提出了一种无人机纵向操纵系统，如图1所示，包括电动舵机1，第一转接摇臂2，连接拉杆3，第二转接摇臂4，转轴5，第三转接摇臂6以及驱动拉杆7。

其中，电动舵机1设置于后机身仓内，第一转接摇臂2分别与电动舵机1和连接拉杆3的一端铰接，连接拉杆3的另一端与第二转接摇臂4铰接，第二转接摇臂4与第三转接摇臂6均固定连接转轴5，驱动拉杆7的一端与升降舵连接，另一端铰接第三转接摇臂6。

需要说明的是，第一转接摇臂2为弯曲状，其一个端部铰接所述电动舵机，另一个端部悬空，第一转接摇臂2的中间位置铰接连接拉杆3。

连接拉杆3的另一端铰接在第二转接摇臂4的端部，第二转接摇臂4的另一端又通过转轴5铰接第三转接摇臂6，第三转接摇臂6的另一端铰接驱动拉杆7。

本实施例中，第二转接摇臂4及第三转接摇臂6形成锐角结构，第二转接摇臂4自连接拉杆3的端部向连接拉杆3的一侧延伸，三转接摇臂6又自第二转接摇臂4的一端向连接拉杆3的另一侧延伸，即本发明通过第二转接摇臂4及第三转接摇臂6实现了狭小空间内驱动所述驱动拉杆7的目的。

本实施例中，驱动拉杆7为长度可调拉杆，用于在安装调试中调节系统零位，例如驱动拉杆包括与升降舵连接的第一部分，以及与第三转接摇臂铰接的第二部分，所述第一部分与所述第二部分螺接，第一部分与升降舵转动连接，第二部分首先连接一个转动件，转动件再与第三转接摇臂铰接。

上述转动件可以是同轴转动机构，例如轴承。

本实施例中，电动舵机为丝杠输出，具有防载荷逆传功能，同时，电动舵机为双余度舵机，可以提高飞控系统的安全性。

本发明提供的无人机纵向操纵系统，在安装过程中具有如下步骤:

第一步：通过计算对电动舵机进行选型，尤其关注其输出功率，工作行程、防逆传载荷等重要参数；

第二步：确定电动舵机1的安装位置，并设计生产与之匹配的第一转接摇臂2；

第三步：设计生产连接拉杆3、转接摇臂第二转接摇臂4、第三转接摇臂6以及驱动拉杆7；

第四步：按照图1所示完成安装及调试。调试过程中可通过驱动拉杆7对实现舵面零位的调节。

本发明简单可靠，采用一台电动舵机驱动方向舵运动。采用了电气与机械结合的控制方式，电动舵机具有电气双余度及防载荷逆传功能，控制精度好，系统的传动比在一定范围内可调节，并减小了系统的重量。

最后需要指出的是：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 (6)

1.一种无人机纵向操纵系统，包括电动舵机(1)、第一转接摇臂(2)、连接拉杆(3)、第二转接摇臂(4)以及驱动拉杆(7)，电动舵机(1)设置于后机身仓内，第一转接摇臂(2)分别与电动舵机(1)和连接拉杆(3)的一端铰接，连接拉杆(3)的另一端与第二转接摇臂(4)铰接，其特征在于，还包括转轴(5)与第三转接摇臂(6)，第二转接摇臂(4)与第三转接摇臂(6)均固定连接转轴(5)，驱动拉杆(7)的一端与升降舵连接，另一端铰接第三转接摇臂(6)。

2.如权利要求1所述的无人机纵向操纵系统，其特征在于，驱动拉杆(7)为长度可调拉杆。

3.如权利要求1所述的无人机纵向操纵系统，其特征在于，电动舵机(1)为双余度舵机。

4.如权利要求1所述的无人机纵向操纵系统，其特征在于，第二转接摇臂(4)与第三转接摇臂(6)共轴连接转轴(5)。

5.如权利要求1所述的无人机纵向操纵系统，其特征在于，电动舵机(1)为丝杠输出，具有防载荷逆传功能。

6.如权利要求2所述的无人机纵向操纵系统，其特征在于，驱动拉杆(7)包括与升降舵连接的第一部分，以及与第三转接摇臂(6)铰接的第二部分，所述第一部分与所述第二部分螺接。