CN109263880A - 一种多旋翼观光载人直升机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多旋翼观光载人直升机，包括：机身、驾驶舱和起落架；安装在机身上的支架；在支架的一端设有多个上下通透的圆形的旋翼安装孔；穿插于旋翼安装孔内部的旋翼转轴；分别安装于所述旋翼转轴两端的旋翼；安装于机身内部，且与旋翼连接的周期变距器；周期变距器包括调心轴承、通过滚动轴承转动式安装在调心轴承外圈上的上倾斜圆盘和下倾斜圆盘、安装在下倾斜圆盘的圆周边缘上的连杆、位于连杆末端的舵机。本发明不仅结构紧凑、设计合理，而且直升机的周期变距器使得飞行运作平稳、安全系数高，并且安装的光伏发电装置，能够通过太阳直射储存能量，延长飞行观光时间，极大节省人力、物力资源。

Description

一种多旋翼观光载人直升机

技术领域

本发明属于航空飞行器制造技术领域，更具体的说是涉及一种多旋翼观光载人直升机。

背景技术

目前在航空及飞行器领域，能够垂直起飞或在空中较长时间悬停的飞行器中只有直升机，但当前的直升机为抵消旋翼转轴转动产生的扭力矩，要延长机体处装置反扭力矩的尾旋翼，使得机体过于庞大，且安全系数、上升载荷、灵活性和稳定性都很低，限制了直升机的飞行区域和作业范围。

目前的“复合式旋翼飞机”或“组合式旋翼飞机”等也只是在传统的旋翼直升机与传统的滑翔翼飞机的基础上加以改进，优点并不突出，其传统缺点依旧存在。

因此，如何提供一种运作平稳、安全系数高的多旋翼观光载人直升机是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种多旋翼观光载人直升机。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多旋翼观光载人直升机，包括：机身；设置于所述机身上的驾驶舱；安装于所述机身上的起落架；还包括：均匀分布在所述驾驶舱的四周，并安装在所述机身上的支架；在所述支架的一端设有多个上下通透的圆形的旋翼安装孔；穿插于所述旋翼安装孔内部，且与所述载人直升机的动力传动系统连接的旋翼转轴；分别安装于所述旋翼转轴两端的旋翼；安装于所述机身内部，且与所述旋翼连接的周期变距器；

所述周期变距器包括主旋翼轴、套接在所述主旋翼轴外部的调心轴承、通过滚动轴承转动式安装在所述调心轴承外圈上的上倾斜圆盘和下倾斜圆盘、安装在所述下倾斜圆盘的圆周边缘上的连杆、位于所述连杆末端的舵机。

本发明采用第一舵机、第二舵机和第三舵机共同完成下倾斜圆盘到达制定螺距位置，并产生所需倾斜角度，完成直升机的上升、下降姿态等控制，并且通过安装周期变距器使得直升机飞行运作平稳、安全系数高，以及安装光伏发电装置，能够通过太阳直射储存能量，延长飞行观光时间，极大节省了人力、物力资源。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述支架上安装有光伏发电装置。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述机身上安装有探照灯，且所述探照灯位于所述驾驶舱的前端。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述周期变距器还包括：与所述旋翼数量相同的拉杆；所述拉杆的下端通过球头轴承安装在所述上倾斜圆盘的圆周边缘处，所述拉杆的上端通过球头轴承安装在所述旋翼上。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述驾驶舱包括座椅、依次位于所述座椅一端的方向盘和操控系统、分别设置于所述座椅两侧的机门。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述机身为碟形，且所述驾驶舱设置在所述机身的中央。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述上倾斜圆盘和所述下倾斜圆盘上下同心且盘面相平行。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述连杆包括第一连杆、第二连杆和第三连杆；所述舵机包括第一舵机、第二舵机和第三舵机。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述第一连杆、所述第二连杆和所述第三连杆的上端均通过球头轴承等弧度间距安装在所述下倾斜圆盘的圆周边缘上，即相隔120°安装在所述下倾斜圆盘的圆周边缘上。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述第一连杆的下端通过球头轴承安装在所述第一舵机的驱动臂上；所述第二连杆的下端通过球头轴承安装在所述第二舵机的驱动臂上；所述第三连杆的下端通过球头轴承安装在所述第三舵机的驱动臂上。

优选的，在上述一种多旋翼观光载人直升机中，所述机身内部安装有控制器；所述第一舵机、所述第二舵机以及所述第三舵机的信号输入端分别与所述控制器的信号输出端相连。

本发明公开的一种多旋翼观光载人直升机的周期变距器在工作时，工作过程如下：

（1）升力控制：由第一舵机、第二舵机和第三舵机同时运作，使上倾斜圆盘和下倾斜圆盘延主旋翼轴方向平移，通过拉杆使旋翼的总螺距发生变化，从而改变直升机总体升力的大小。

（2）姿态控制：由第一舵机、第二舵机和第三舵机分别运动到不同的位置，使上倾斜圆盘和下倾斜圆盘处于特定的倾斜角度，通过拉杆使旋翼的周期性螺距按照上倾斜圆盘和下倾斜圆盘的圆周角度和位置发生周期性的变化，使旋翼圆周的各个位置可以产生不同大小的升力，产生使直升机发生滚转的力矩，从而改变升力的方向，控制直升机飞行的运动和姿态。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种多旋翼观光载人直升机，有益效果如下所述：

1、本发明采用上倾斜圆盘和下倾斜圆盘的双倾斜圆盘结构，能够在下倾斜圆盘发生倾斜时，上倾斜圆盘发生同角度倾斜，且上倾斜圆盘可相对下倾斜圆盘转动，从而间接实现上倾斜圆盘对旋翼周期性螺距的调节。

2、本发明采用第一舵机、第二舵机和第三舵机共同完成下倾斜圆盘到达指定螺距位置，并产生所需倾斜角度，不仅结构简单，制作成本低，而且直升机运作平稳、安全系数高。

3、本发明在支架上安装光伏发电装置，通过太阳直射储存能量，克服现有直升机因电池能量密度的不足，使其飞行观光时间受到极大限制的缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本发明多旋翼观光载人直升机的结构示意图。

图2附图为本发明周期变距器的结构示意图。

图3附图为本发明多旋翼观光载人直升机的电路结构示意图。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

本发明实施例公开了一种多旋翼观光载人直升机，不仅结构紧凑、设计合理，而且直升机的周期变距器使得飞行运作平稳、安全系数高，并且安装的光伏发电装置，能够通过太阳直射储存能量，延长飞行观光时间，节省了大量的人力、物力资源。

请参见附图1，本发明提供了一种多旋翼观光载人直升机，具体包括：

机身1；设置于机身1上的驾驶舱2；安装于机身上的起落架7；还包括：均匀分布在驾驶舱2的四周，并安装在机身1上的支架3；在支架3的一端设有多个旋翼安装孔4；穿插于旋翼安装孔4内部，且与载人直升机的动力传动系统连接的旋翼转轴5；分别安装于旋翼转轴5两端的旋翼6；安装于机身1内部，且与旋翼6连接的周期变距器；

周期变距器包括主旋翼轴20、套接在主旋翼轴外部的调心轴承8、通过滚动轴承转动式安装在调心轴承8外圈上的上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10、安装在下倾斜圆盘10的圆周边缘上的连杆、位于连杆末端的舵机。

需要说明的是，本发明中的支架3等弧度间距安装在驾驶舱2的圆周边缘上，即相隔120°安装在驾驶舱2的圆周边缘上。

本发明中的旋翼安装孔4上下通透，且旋翼安装孔4的形状为圆形，与旋翼转轴5相适配。

本发明中的调心轴承8的内圈套设在直升机的主旋翼轴20上，并可沿主旋翼轴20上下滑动。

同时，为了避免下倾斜圆盘9跟随调心轴承8的外圈一起转动，同时对第一舵机17、第二舵机18和第三舵机19进行有效保护，本发明还包括一个限制下倾斜圆盘10跟随调心轴承8的外圈一起转动的限位机构，该限位机构安装在机身1上。

本发明所提到的限位结构的组成为现有技术，具体参见申请号为CN201510051603.9，专利名称为用于大型无人直升机或载人直升机的周期螺距混控系统。

本发明中所提到的动力传动系统为现有技术，已在申请号为CN 201110426789.3，专利名称为多驱动内嵌式旋翼载人直升机中公开，该动力传动系统为旋翼转轴5提供动力，已使旋翼6正常运转。

为了进一步优化上述技术方案，支架3上安装有光伏发电装置11。

本发明在支架3上安装光伏发电装置11，通过太阳直射储存能量，以克服现有直升机因电池能量密度的不足，使其飞行观光时间受到极大限制的缺陷。

为了进一步优化上述技术方案，机身1上安装有探照灯12，且探照灯12位于驾驶舱2的前端。

本发明中探照灯12的设计目的，一是在夜间行驶过程中，指引飞行员操控直升机飞行，避免因触碰而引发事故；二是在夜间警戒对方，避免碰撞。

为了进一步优化上述技术方案，周期变距器还包括：与旋翼6数量相同的拉杆13。

本发明中，拉杆13的下端通过球头轴承安装在上倾斜圆盘9的圆周边缘处，拉杆13的上端通过球头轴承安装在旋翼6上。

为了进一步优化上述技术方案，驾驶舱2包括座椅、依次位于座椅一端的方向盘和操控系统、分别设置于座椅两侧的机门13。

为了进一步优化上述技术方案，机身1为碟形，且驾驶舱2设置在机身1的中央。

将本发明中的机身1设计为碟新，能够减少直升机在空中飞行时的阻力，避免因飞行过程中高频震动，直接影响观光过程中拍摄画面效果。

为了进一步优化上述技术方案，上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10上下同心且盘面相平行。

为了进一步优化上述技术方案，连杆包括第一连杆14、第二连杆15和第三连杆16；舵机包括第一舵机17、第二舵机18和第三舵机19。

为了进一步优化上述技术方案，第一连杆14、第二连杆15和第三连杆16的上端均通过球头轴承等弧度间距安装在下倾斜圆盘10的圆周边缘上，即相隔120°安装在下倾斜圆盘10的圆周边缘上。

为了进一步优化上述技术方案，第一连杆14的下端通过球头轴承安装在第一舵机17的驱动臂上；第二连杆15的下端通过球头轴承安装在第二舵机18的驱动臂上；第三连杆16的下端通过球头轴承安装在第三舵机19的驱动臂上。

以上叙述的上倾斜圆盘9、下倾斜圆盘10、连杆和舵机的具体结构位置关系参见说明书附图2。

本发明所要保护的一种多旋翼观光载人直升机在空中飞行时的工作原理，具体如下，当确定第一舵机17方向为机头方向时。

第一舵机17向下驱动第一连杆14，第二舵机15和第三舵机16向上驱动第二连杆15和第三连杆16，从而使上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10向前倾斜，旋翼6前半部分升力减小，后半部分升力增大，产生向前滚转的力矩，直升机向前倾斜，从而产生前向的升力分量，直升机向前飞行；反之第一舵机17向上驱动第一连杆14，第二舵机18和第三舵机19向下驱动第二连杆15和第三连杆16，从而使上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10向后倾斜，旋翼6前半部分升力增大，后半部分升力减小，产生向后滚转的力矩，直升机向后倾斜，从而产生后向的升力分量，直升机向后飞行。

第一舵机17保持第一连杆14位置不动，第二舵机18向下驱动第二连杆15，第三舵机19向上驱动第三连杆16，在保持第二舵机18和第三舵机19驱动第二连杆15和第三连杆16位移相同情况下，使上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10向左倾斜，旋翼6左半部分升力减小，右半部分升力增大，产生向左滚转的力矩，直升机向左倾斜，从而产生左向的升力分量，直升机向左飞行；反之第一舵机17保持第一连杆14位置不动，第二舵机18向上驱动第二连杆15，第三舵机19向下驱动第三连杆16，在保持第二舵机18和第三舵机19驱动第二连杆15和第三连杆16位移相同情况下，使上倾斜圆盘9和下倾斜圆盘10向右倾斜，旋翼6右半部分升力减小，左半部分升力增大，产生向右滚转的力矩，直升机向右倾斜，从而产生右向的升力分量，直升机向右飞行。

为了进一步优化上述技术方案，机身1内部安装有控制器；第一舵机17、第二舵机18以及第三舵机19的信号输入端分别与所述控制器的信号输出端相连。

本发明中，通过控制器分别控制第一舵机17、第二舵机18和第三舵机19分别带动第一连杆14、第二连杆15和第三连杆16，进而驱动上倾斜圆盘和下倾斜圆盘延主旋翼轴方向平移，并通过拉杆使旋翼的总螺距发生变化，从而改变直升机总体升力的大小，最终调节直升机飞行姿态，以使该直升机运作平稳，机舱内人员拍摄照片画面效果佳。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种多旋翼观光载人直升机，包括：机身（1）；设置于所述机身（1）上的驾驶舱（2）；安装于所述机身（1）上的起落架（7）；其特征在于，还包括：均匀分布在所述驾驶舱（2）的四周，并安装在所述机身（1）上的支架（3）；在所述支架（3）的一端设置的多个旋翼安装孔（4）；穿插于所述旋翼安装孔（4）内部，且与所述载人直升机的动力传动系统连接的旋翼转轴（5）；分别安装于所述旋翼转轴（5）两端的旋翼（6）；安装于所述机身（1）内部，且与所述旋翼（6）连接的周期变距器；

所述周期变距器包括主旋翼轴（20）、套接在所述主旋翼轴（20）外部的调心轴承（8）、通过滚动轴承转动式安装在所述调心轴承（8）外圈上的上倾斜圆盘（9）和下倾斜圆盘（10）、安装在所述下倾斜圆盘（10）的圆周边缘上的连杆、位于所述连杆末端的舵机。

2.根据权利要求1所述的一种多旋翼观光载人直升机，其特征在于，所述支架（3）上安装有光伏发电装置（11）。

3.根据权利要求1所述的一种多旋翼观光载人直升机，其特征在于，所述机身（1）上安装有探照灯（12），且所述探照灯（12）位于所述驾驶舱（2）的前端。

4.根据权利要求1所述的一种多旋翼观光载人直升机，其特征在于，所述周期变距器还包括：与所述旋翼（6）数量相同的拉杆（13）；所述拉杆（13）的下端通过球头轴承安装在所述上倾斜圆盘（9）的圆周边缘处，所述拉杆（13）的上端通过球头轴承安装在所述旋翼（6）上。

5.根据权利要求1所述的一种多旋翼观光载人直升机，其特征在于，所述机身（1）为碟形，且所述驾驶舱（2）设置在所述机身（1）的中央。

6.根据权利要求1所述的一种多旋翼观光载人直升机，其特征在于，所述上倾斜圆盘（9）和所述下倾斜圆盘（10）上下同心且盘面相平行。

7.根据权利要求4所述的一种多旋翼观光载人直升机，其特征在于，所述连杆包括第一连杆（14）、第二连杆（15）和第三连杆（16）；所述舵机包括第一舵机（17）、第二舵机（18）和第三舵机（19）。

8.根据权利要求5所述的一种多旋翼观光载人直升机，其特征在于，所述第一连杆（14）、所述第二连杆（15）和所述第三连杆（16）的上端均通过球头轴承等弧度间距安装在所述下倾斜圆盘（10）的圆周边缘上，即相隔120°安装在所述下倾斜圆盘（10）的圆周边缘上。

9.根据权利要求6所述的一种多旋翼观光载人直升机，其特征在于，所述第一连杆（14）的下端通过球头轴承安装在所述第一舵机（17）的驱动臂上；所述第二连杆（15）的下端通过球头轴承安装在所述第二舵机（18）的驱动臂上；所述第三连杆（16）的下端通过球头轴承安装在所述第三舵机（19）的驱动臂上。

10.根据权利要求1所述的一种多旋翼观光载人直升机，其特征在于，所述机身（1）内部安装有控制器；所述第一舵机（17）、所述第二舵机（18）以及所述第三舵机（19）的信号输入端分别与所述控制器的信号输出端相连。