CN108657449B - 一种双旋翼飞行器的动力装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双旋翼飞行器的动力装置，属于飞行器技术领域。该动力装置由动力仓、电机、支座、箱体、输入齿轮、输出齿轮、惰轮和输出盘等组成。电机与动力仓上部固定连接，箱体与动力仓下部固定连接，支座连接电机和箱体构成刚性结构，输入齿轮与电机的下出轴固定连接，输出齿轮支承在箱体的立轴上，惰轮同时与输入齿轮和输出齿轮啮合，输出盘与输出齿轮固定连接。电机工作时，电机上输出轴和输出盘产生等速反向旋转的输出运动和转矩。该动力装置上输出轴和下输出盘的轴线重合且位于动力仓的对称轴线上，可直接驱动双旋翼飞行器的旋翼运动。本发明动力装置具有等速反向转动可靠、传动机构简单、结构紧凑、传动效率高等特点。

Description

一种双旋翼飞行器的动力装置
技术领域
本发明属于旋翼飞行器技术领域，具体涉及一种双旋翼飞行器的动力装置。
背景技术
旋翼飞行器是通过改变旋翼的升力和叶片的桨距来控制飞行器升降和机动性的飞行器，它比固定翼飞机具有更强的机动性，起飞和降落不需要跑道，可以垂直起降、低速飞行或悬停，适应在复杂的空间中飞行。一般的旋翼直升机主旋翼位于负载仓的前部，尾桨位于负载仓的尾部，动力仓和负载仓融为一体不可分离，一旦飞行动力发生故障时，负载仓与动力仓连接点太多难以分离保护。公知的一种双旋翼碟形无人机(CN107399429A)利用上下旋翼叶片等速反向转动产生升力，上下叶片之间的舵叶改变机身前后的升力大小和方向来控制飞行的姿态和方向。这种无人机可作为飞行器的动力单元与负载仓单点连接，可实现负载仓和动力单元的快速分离。但其上下旋翼的驱动是靠摩擦传动，上下叶片同步转动的可靠性较差，影响机动性控制操作的稳定性，同时，摩擦传动需要较大的正压力，传动效率较低。
发明内容
为了满足新型双旋翼飞行器上下旋翼等速反向转动的要求，克服现有传动装置等速转动可靠性差、传动效率较低的不足，本发明提供了一种双旋翼飞行器的动力装置，以期该动力装置具有等速反向转动可靠、传动机构简单、传动效率高等特点。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
本发明所提供的一种双旋翼飞行器的动力装置，包括动力仓、电机、支座、箱体、输入齿轮、上轴承、下轴承、输出齿轮、惰轮、立轴和输出盘。所述动力仓、电机、支座、箱体、输入齿轮、输出齿轮、立轴和输出盘都是轴对称结构且轴线完全重合，所述电机、输入齿轮、支座和箱体位于动力仓内部，输出齿轮和立轴伸出动力仓外，输出盘位于动力仓下方。所述箱体的内腔由隔板分成上腔和下腔两部分，立轴位于隔板的下方并通过隔板与箱体固定连接形成刚性体，箱体的上端面与支座下端面固定连接，箱体的下端面与动力仓的下部固定连接。所述电机上部与动力仓的上部固定连接，电机的上输出轴伸出动力仓，电机下部与支座的内孔固定连接，所述输入齿轮位于箱体的上腔并由上轴承支承在支座的内孔中，所述电机的下输出轴与输入齿轮的内孔固定连接。所述惰轮位于输入齿轮和输出齿轮之间，同时与输入齿轮和输出齿轮啮合，惰轮的轴线垂直于输入齿轮和输出齿轮的轴线且位于同一平面内，惰轮空套在与箱体固定连接的心轴上形成转动副，两个惰轮对称布置在立轴的两侧，同时与输入齿轮和输出齿轮啮合。所述输出齿轮位于箱体的下腔并由下轴承支承在立轴上，其下端面与输出盘的上端面配合并固定连接，输出盘输出与电机上输出轴等速反向转动。
进一步的，所述的动力仓是轴对称的碟形结构，上表面的球面半径小于下表面的球面半径。
进一步的，所述的电机是双出轴结构，其上输出轴和下输出轴轴线重合。
进一步的，所述的输入齿轮和输出齿轮的齿数相同且为偶数，惰轮的齿数也为偶数，输入齿轮与惰轮的齿数比大于2。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
1、动力仓上部的输出轴和下部的输出盘可输出等速反向的转动，传动机构简单、工作可靠性和传动效率高。
2、动力仓下部的立轴便于连接飞行器的负载仓，动力装置和负载仓的质心位于动力仓的对称轴线上，有利于飞行器的机动性控制。
3、动力仓水平移动时能产生气动升力，有利于减小飞行器的动力消耗。
附图说明
图1是双旋翼飞行器的动力装置主视装配示意图。
图2是双旋翼飞行器的动力装置的俯视A-A剖面图。
图中：1.电机、2.上轴承、3.箱体、4.隔板、5.心轴、6.动力仓、7.输出盘、8.轴套、9.立轴、10.螺母、11.O形圈、12.螺钉、12a.心轴螺钉、13.下轴承、14.密封圈、15.输出齿轮、16.惰轮、17.输入齿轮、18.紧定螺钉、19.支座、20.电机螺钉。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
图1中电机1的上部与动力仓6的上部用电机螺钉20固定连接，电机1的外圆面与支座19的内圆面配合定位，电机1的下输出轴插入输入齿轮17的内孔并用紧定螺钉18固定连接；箱体3上端与支座19配合定位并用螺钉12固定连接，箱体3下端与动力仓6下部配合定位并用螺钉12固定连接。两个惰轮16位于立轴9的两侧，心轴5与箱体3的径向孔配合定位并用心轴螺钉12a固定连接，心轴5的轴径与惰轮16内孔间隙配合，心轴5的轴肩对惰轮轴向定位。输出齿轮15由下轴承13支承在立轴9上，其下端与输出盘7配合定位并用螺钉12固定连接以输出力矩。下轴承13通过轴套8由螺母10轴向固定，同时螺母10可作为动力仓6与外界连接的零件。输出齿轮15与动力仓6之间设置密封圈14，输出盘7与轴套8之间设置O形圈，以防润滑油泄漏。
图2中两个惰轮16是圆锥齿轮，分别安装在与箱体3固定连接的心轴5上，隔板4的空腔与惰轮16不接触。立轴9的中心孔与箱体3上的径向孔相通，以便动力仓内的控制线路与外界(负载仓)连接。
当电机1或发动机工作时，动力仓上部的输出轴和下部的输出盘7等速反向转动，可满足双旋翼飞行器的工作要求。由于反向传动机构是齿轮传动，且两个惰轮16同时与输入齿轮17和输出齿轮15啮合，轴承受力均匀。因此，等速反向转动可靠、传动效率高、传递动力较大。所有零部件是关于动力仓轴线对称设置，动力装置的质心位于动力仓轴线上，有利于飞行器的机动性控制。动力仓6采用上下面曲率半径不同的曲面，飞行器平飞时可产生较大的气动升力。

Claims (4)

1.一种双旋翼飞行器的动力装置，其特征在于，该动力装置包括动力仓(6)、电机(1)、支座(19)、箱体(3)、输入齿轮(17)、上轴承(2)、下轴承(13)、输出齿轮(15)、惰轮(16)、立轴(9)和输出盘(7)；
所述动力仓(6)、电机(1)、支座(19)、箱体(3)、输入齿轮(17)、输出齿轮(15)、立轴(9)和输出盘(7)都是轴对称结构且轴线完全重合，所述电机(1)、输入齿轮(17)、支座(19)和箱体(3)位于动力仓(6)内部，输出齿轮(15)和立轴(9)伸出动力仓(6)外，输出盘(7)位于动力仓(6)下方；
所述箱体(3)的内腔由隔板(4)分成上腔和下腔两部分，立轴(9)位于隔板(4)的下方并通过隔板(4)与箱体(3)固定连接形成刚性体，箱体(3)的上端面与支座(19)下端面固定连接，箱体(3)的下端面与动力仓(6)的下部固定连接；
所述电机(1)上部与动力仓(6)的上部固定连接，电机(1)的上输出轴伸出动力仓(6)，电机(1)下部与支座(19)的内孔固定连接，所述输入齿轮(17)位于箱体(3)的上腔并由上轴承(2)支承在支座(19)的内孔中，所述电机(1)的下输出轴与输入齿轮(17)的内孔固定连接；
所述惰轮(16)位于输入齿轮(17)和输出齿轮(15)之间，同时与输入齿轮(17)和输出齿轮(15)啮合，惰轮(16)的轴线垂直于输入齿轮(17)和输出齿轮(15)的轴线且位于同一平面内，惰轮(16)空套在与箱体(3)固定连接的心轴上形成转动副，两个惰轮(16)对称布置在立轴(9)的两侧；
所述输出齿轮(15)位于箱体(3)的下腔并由下轴承(13)支承在立轴(9)上，其下端面与输出盘(7)的上端面配合并固定连接，输出盘(7)输出与电机(1)上输出轴等速反向转动。
2.根据权利要求1所述的双旋翼飞行器的动力装置，其特征在于，所述的动力仓(6)是轴对称的碟形结构，上表面的球面半径小于下表面的球面半径。
3.根据权利要求1所述的双旋翼飞行器的动力装置，其特征在于，所述的电机(1)是双出轴结构，其上输出轴和下输出轴轴线重合。
4.根据权利要求1所述的双旋翼飞行器的动力装置，其特征在于，所述的输入齿轮(17)和输出齿轮(15)的齿数相同且为偶数，惰轮(16)的齿数也为偶数，输入齿轮(17)与惰轮(16)的齿数比大于2。
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