CN108116673A - 一种共轴双桨直升机桨距操纵系统 - Google Patents

一种共轴双桨直升机桨距操纵系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种共轴双桨直升机桨距操纵系统，包括：下桨直线舵机，在减速箱上部与下桨倾斜器外环连；下桨轴，在下桨倾斜器内；下桨倾斜器外环扭力臂，在减速箱上部；下桨倾斜器内环，与下桨轴连；下桨变距拉杆，一端同下桨倾斜器内环连，另一端同下桨毂连；下桨倾斜器内环扭力臂，一端同下桨倾斜器内环连，另一端与下桨轴连；上桨直线舵机，在减速箱下部与上桨倾斜器外环连；上桨轴，与上桨倾斜器连；上桨倾斜器外环扭力臂，在减速箱下部；上桨倾斜器内环，与长拉杆一端连，长拉杆另一端同顶部拉杆支座连；上桨变距拉杆，一端同顶部拉杆支座连，另一端同上桨毂连。本发明的有益效果：结构简单，控制精度高，无耦合，对直升机阻力小。

Description

一种共轴双桨直升机桨距操纵系统
技术领域
本发明涉及直升机的操纵结构技术领域，具体而言，涉及一种共轴双桨直升机桨距操纵系统。
背景技术
由于空间尺寸的限制，现有技术的共轴双桨直升机总距与周期变距都是通过舵机控制下倾斜盘来控制下桨变距，上桨变距必须先通过舵机控制下倾斜盘，再利用连杆机构控制上倾斜盘，进而实现对上桨桨距的控制。这种型式需要较多的摇臂连杆机构，结构复杂，会影响控制精度，会带来不同方向上控制的耦合。同时，整个操纵结构暴露，带来飞行阻力，且不易采取防尘防锈措施。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种共轴双桨直升机桨距操纵系统，结构简单，控制精度高，无耦合，对直升机阻力小。
本发明提供了一种共轴双桨直升机桨距操纵系统，包括：
下桨直线舵机，其安装在减速箱上部，所述下桨直线舵机的连杆顶部与下桨倾斜器的下桨倾斜器外环铰接；
下桨轴，其套接在所述下桨倾斜器内并与所述下桨倾斜器铰接，所述下桨轴上套接有下桨毂；
下桨倾斜器外环扭力臂，其固定在所述减速箱上部，用以限制所述下桨倾斜器外环转动；
下桨倾斜器内环，其与所述下桨轴连接，并在所述下桨轴上相对滑动，所述下桨倾斜器内环和所述下桨倾斜器外环在轴上相对转动；
下桨变距拉杆，其一端同所述下桨倾斜器内环铰接，所述下桨变距拉杆另一端同所述下桨毂铰接；
下桨倾斜器内环扭力臂，其一端同所述下桨倾斜器内环铰接，所述下桨倾斜器内环扭力臂另一端与所述下桨轴铰接，所述下桨倾斜器内环扭力臂带动所述下桨倾斜器内环跟随所述下桨轴同步转动；
上桨直线舵机，其安装于所述减速箱下部，所述上桨直线舵机的连杆顶部与上桨倾斜器的上桨倾斜器外环铰接；
上桨轴，其套接在所述下桨轴内且与所述上桨倾斜器铰接，所述上桨轴套接有上桨毂；
上桨倾斜器外环扭力臂，其固定在所述减速箱下部，用以限制所述上桨倾斜器外环转动；
上桨倾斜器内环，其通过底部拉杆支座与长拉杆一端铰接，所述长拉杆穿过中空的上桨轴，所述长拉杆另一端同顶部拉杆支座铰接，所述长拉杆在所述上桨轴内上下运动，所述上桨倾斜器内环和所述上桨倾斜器外环在轴上相对转动；
上桨变距拉杆，其一端同所述顶部拉杆支座铰接，所述上桨变距拉杆另一端同所述上桨毂铰接，所述底部拉杆支座与所述顶部拉杆支座可倾斜。
作为本发明进一步的改进，所述下桨倾斜器内环与所述下桨倾斜器外环通过一个深沟球轴承在轴向上实现相对转动，其他方向上，所述下桨倾斜器内环和所述下桨倾斜器外环无相对运动。
作为本发明进一步的改进，所述下桨倾斜器内环通过一个关节轴承在所述下桨轴上相对滑动。
作为本发明进一步的改进，三个所述下桨直线舵机在轴向上均匀安装于所述减速箱上部，三个所述下桨直线舵机的连杆顶部均与所述下桨倾斜器外环铰接。
作为本发明进一步的改进，所述上桨倾斜器内环与所述上桨倾斜器外环通过一个深沟球轴承在轴向上实现相对转动，其他方向上，所述上桨倾斜器内环和所述上桨倾斜器外环无相对运动。
作为本发明进一步的改进，所述底部拉杆支座通过两个深沟球轴承安装于所述上桨倾斜器内环上，作为上桨周期变距的一个轴。
作为本发明进一步的改进，所述底部拉杆支座和所述顶部拉杆支座分别通过底部滑块和顶部滑块与所述长拉杆连接。
作为本发明进一步的改进，所述底部拉杆支座与所述顶部拉杆支座可分别绕所述底部滑块和所述顶部滑块倾斜，作为上桨周期变距的另一个轴。
作为本发明进一步的改进，所述上桨轴通过所述底部滑块和所述顶部滑块带动所述上桨倾斜器内环同步旋转。
作为本发明进一步的改进，三个所述上桨直线舵机在轴向上均匀安装于所述减速箱下部，三个所述上桨直线舵机的连杆顶部均与所述上桨倾斜器外环铰接。
本发明的有益效果为：
1、上桨变距操纵和下桨变距操纵之间相互独立，不同方向无耦合；
2、上桨舵机和下桨舵机均采用直线舵机，结构简单，桨距控制线性化程度高；
3、机构组成简单，无需过多的摇臂连杆机构，控制精度高；
4、上桨长拉杆位于空心的上桨轴内，便于防尘，使得操纵系统对直升机气动阻力影响小。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种共轴双桨直升机桨距操纵系统的示意图；
图2为图1中中部细节放大图；
图3为图1中下部细节放大图；
图4为图1中上部细节放大图。
图中，
1、减速箱；2、下桨直线舵机；3、上桨直线舵机；4、下桨倾斜器；5、上桨倾斜器；6、下桨轴；7、下桨变距拉杆；8、下桨毂；9、上桨轴；10、上桨毂；11、上桨变距拉杆；12、顶部拉杆支座；13、下桨倾斜器外环；14、下桨倾斜器外环扭力臂；15、下桨倾斜器内环；16、关节轴承；17、深沟球轴承；18、下桨倾斜器内环扭力臂；19、上桨倾斜器外环；20、上桨倾斜器外环扭力臂；21、上桨倾斜器内环；22、底部拉杆支座；23、长拉杆；24、底部滑块24；25、顶部滑块25。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1-4所示，本发明实施例所述的一种共轴双桨直升机桨距操纵系统，包括：减速箱1，下桨轴6，下桨直线舵机2，下桨倾斜器4，下桨变距拉杆7，下桨毂8，下桨倾斜器外环扭力臂14，下桨倾斜器内环扭力臂18，上桨轴9，上桨直线舵机3，上桨倾斜器5，上桨变距拉杆11，上桨倾斜器外环扭力臂20，长拉杆23，顶部拉杆支座12，底部拉杆支座22，上桨毂10。下桨直线舵机2和上桨直线舵机3均采用变距直线舵机。
下桨直线舵机2安装在减速箱1上部，下桨直线舵机2的连杆顶部与下桨倾斜器4的下桨倾斜器外环13铰接。三个下桨直线舵机2在轴向上均匀安装于减速箱1上部，三个下桨直线舵机2的连杆顶部均与下桨倾斜器外环13铰接。
下桨轴6套接在下桨倾斜器4内并与下桨倾斜器4铰接，下桨轴6上套接有下桨毂8。两个下桨毂8对称安装在下桨轴6上。
下桨倾斜器外环扭力臂14固定在减速箱1上部，用以限制下桨倾斜器外环13转动。
下桨倾斜器内环15与下桨轴6连接，并在下桨轴6上相对滑动，下桨倾斜器内环15和下桨倾斜器外环13在轴上相对转动。其中，下桨倾斜器内环15与下桨倾斜器外环13通过一个深沟球轴承在轴向上实现相对转动，其他方向上，下桨倾斜器内环15和下桨倾斜器外环13无相对运动。下桨倾斜器内环15通过一个关节轴承16在下桨轴6上相对滑动。
下桨变距拉杆7一端同下桨倾斜器内环15铰接，下桨变距拉杆7另一端同下桨毂8铰接。两个下桨变距拉杆7对称安装在下桨倾斜器内环15上。
下桨倾斜器内环扭力臂18一端同下桨倾斜器内环15铰接，下桨倾斜器内环扭力臂18另一端与下桨轴6铰接，下桨倾斜器内环扭力臂18带动下桨倾斜器内环15跟随下桨轴6同步转动。
上桨直线舵机3安装于减速箱1下部，上桨直线舵机3的连杆顶部与上桨倾斜器5的上桨倾斜器外环19铰接。三个上桨直线舵机3在轴向上均匀安装于减速箱1下部，三个上桨直线舵机1的连杆顶部均与上桨倾斜器外环19铰接。
上桨轴9套接在下桨轴6内且与上桨倾斜器5铰接，上桨轴9套接有上桨毂10。两个上桨毂10对称安装在上桨轴9上。
上桨倾斜器外环扭力臂20固定在减速箱1下部，用以限制上桨倾斜器外环19转动。
上桨倾斜器内环21通过底部拉杆支座22与长拉杆23一端铰接，长拉杆23穿过中空的上桨轴9，长拉杆23另一端同顶部拉杆支座12铰接，长拉杆23在上桨轴内9上下运动，实现上桨变总距，上桨倾斜器内环21和上桨倾斜器外环19在轴上相对转动。两个长拉杆23均采用上述方式安装。其中，上桨倾斜器内环21与上桨倾斜器外环19通过一个深沟球轴承在轴向上实现相对转动，其他方向上，上桨倾斜器内环21和上桨倾斜器外环19无相对运动。
底部拉杆支座22通过两个深沟球轴承17安装于上桨倾斜器内环21上，作为上桨周期变距的一个轴。
上桨变距拉杆11一端同顶部拉杆支座12铰接，上桨变距拉杆11另一端同上桨毂10铰接，底部拉杆支座22与顶部拉杆支座12可倾斜。两个上桨变距拉杆11对称安装在顶部拉杆支座12上。其中，底部拉杆支座22和顶部拉杆支座12分别通过底部滑块24和顶部滑块25与长拉杆23连接。底部拉杆支座22与顶部拉杆支座12可分别绕底部滑块24和顶部滑块25倾斜，作为上桨周期变距的另一个轴。上桨轴9通过底部滑块24和顶部滑块25带动上桨倾斜器内环21同步旋转。
本发明的共轴双桨直升机桨距操纵系统在具体使用时：
下桨变距直线舵机推动上桨倾斜器沿下桨轴轴向滑动以及绕关节轴承倾斜，带动下桨变距拉杆，进而带动下桨毂转动，实现下桨变距。
下桨倾斜器外环扭力臂限制下桨倾斜器外环转动。
下桨倾斜器内环扭力臂带动下桨倾斜器内环随下桨轴同步旋转。
上桨变距直线舵机推动下桨倾斜器沿上桨轴轴向滑动以及绕底部拉杆支座和底部滑块倾斜，带动长拉杆，长拉杆从上桨轴内部穿过，带动顶部拉杆支座沿上桨轴轴向滑动以及绕顶部滑块倾斜，进而带动上桨变距拉杆，带动上桨毂转动，实现上桨变距。
上桨倾斜器外环扭力臂限制上桨倾斜器外环转动。
底部滑块与顶部滑块带动上桨倾斜器内环随上桨轴同步旋转。
本发明的共轴双桨直升机桨距操纵系统通过下桨变距直线舵机控制上桨倾斜器来实现下桨变距，通过上桨变距直线舵机控制连杆机构来实现上桨变距。因此，上桨变距无需变距直线舵机线控制下桨倾斜器，而是直接控制连杆机构即可，这样，无需过多的连杆机构，结构简单，在不同方向无耦合，控制精度高。上桨舵机和下桨舵机均采用直线舵机，结构简单，桨距控制线性化程度高。另外，上桨长拉杆位于空心的上桨轴内，便于防尘，使得操纵系统对直升机气动阻力影响小。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种共轴双桨直升机桨距操纵系统，其特征在于，包括：
下桨直线舵机(2)，其安装在减速箱(1)上部，所述下桨直线舵机(2)的连杆顶部与下桨倾斜器(4)的下桨倾斜器外环(13)铰接；
下桨轴(6)，其套接在所述下桨倾斜器(4)内并与所述下桨倾斜器(4)铰接，所述下桨轴(6)上套接有下桨毂(8)；
下桨倾斜器外环扭力臂(14)，其固定在所述减速箱(1)上部，用以限制所述下桨倾斜器外环(13)转动；
下桨倾斜器内环(15)，其与所述下桨轴(6)连接，并在所述下桨轴(6)上相对滑动，所述下桨倾斜器内环(15)和所述下桨倾斜器外环(13)在轴上相对转动；
下桨变距拉杆(7)，其一端同所述下桨倾斜器内环(15)铰接，所述下桨变距拉杆(7)另一端同所述下桨毂(8)铰接；
下桨倾斜器内环扭力臂(18)，其一端同所述下桨倾斜器内环(15)铰接，所述下桨倾斜器内环扭力臂(18)另一端与所述下桨轴(6)铰接，所述下桨倾斜器内环扭力臂(18)带动所述下桨倾斜器内环(15)跟随所述下桨轴(6)同步转动；
上桨直线舵机(3)，其安装于所述减速箱(1)下部，所述上桨直线舵机(3)的连杆顶部与上桨倾斜器(5)的上桨倾斜器外环(19)铰接；
上桨轴(9)，其套接在所述下桨轴(6)内且与所述上桨倾斜器(5)铰接，所述上桨轴(9)套接有上桨毂(10)；
上桨倾斜器外环扭力臂(20)，其固定在所述减速箱(1)下部，用以限制所述上桨倾斜器外环(19)转动；
上桨倾斜器内环(21)，其通过底部拉杆支座(22)与长拉杆(23)一端铰接，所述长拉杆(23)穿过中空的上桨轴(9)，所述长拉杆(23)另一端同顶部拉杆支座(12)铰接，所述长拉杆(23)在所述上桨轴内(9)上下运动，所述上桨倾斜器内环(21)和所述上桨倾斜器外环(19)在轴上相对转动；
上桨变距拉杆(11)，其一端同所述顶部拉杆支座(12)铰接，所述上桨变距拉杆(11)另一端同所述上桨毂(10)铰接，所述底部拉杆支座(22)与所述顶部拉杆支座(12)可倾斜。
2.根据权利要求1所述的共轴双桨直升机桨距操纵系统，其特征在于，所述下桨倾斜器内环(15)与所述下桨倾斜器外环(13)通过一个深沟球轴承在轴向上实现相对转动，其他方向上，所述下桨倾斜器内环(15)和所述下桨倾斜器外环(13)无相对运动。
3.根据权利要求1所述的共轴双桨直升机桨距操纵系统，其特征在于，所述下桨倾斜器内环(15)通过一个关节轴承(16)在所述下桨轴(6)上相对滑动。
4.根据权利要求1所述的共轴双桨直升机桨距操纵系统，其特征在于，三个所述下桨直线舵机(2)在轴向上均匀安装于所述减速箱(1)上部，三个所述下桨直线舵机(2)的连杆顶部均与所述下桨倾斜器外环(13)铰接。
5.根据权利要求1所述的共轴双桨直升机桨距操纵系统，其特征在于，所述上桨倾斜器内环(21)与所述上桨倾斜器外环(19)通过一个深沟球轴承在轴向上实现相对转动，其他方向上，所述上桨倾斜器内环(21)和所述上桨倾斜器外环(19)无相对运动。
6.根据权利要求1所述的共轴双桨直升机桨距操纵系统，其特征在于，所述底部拉杆支座(22)通过两个深沟球轴承安装于所述上桨倾斜器内环(21)上，作为上桨周期变距的一个轴。
7.根据权利要求1所述的共轴双桨直升机桨距操纵系统，其特征在于，所述底部拉杆支座(22)和所述顶部拉杆支座(12)分别通过底部滑块(24)和顶部滑块(25)与所述长拉杆(23)连接。
8.根据权利要求7所述的共轴双桨直升机桨距操纵系统，其特征在于，所述底部拉杆支座(22)与所述顶部拉杆支座(12)可分别绕所述底部滑块(24)和所述顶部滑块(25)倾斜，作为上桨周期变距的另一个轴。
9.根据权利要求7所述的共轴双桨直升机桨距操纵系统，其特征在于，所述上桨轴(9)通过所述底部滑块(24)和所述顶部滑块(25)带动所述上桨倾斜器内环(21)同步旋转。
10.根据权利要求1所述的共轴双桨直升机桨距操纵系统，三个所述上桨直线舵机(3)在轴向上均匀安装于所述减速箱(1)下部，三个所述上桨直线舵机(1)的连杆顶部均与所述上桨倾斜器外环(19)铰接。
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