CN109649649B - 倾转旋翼飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了倾转旋翼飞行器，包括机身和位于两侧的机翼，所述机翼上设有旋转机构，所述旋转机构包括可沿飞行器飞行方向调节桨距角的螺旋桨，所述机身内还设有与所述旋转机构传动连接的旋转动力机构，所述旋转机构包括外壳体，所述外壳体的开口处设有短舱壳体，所述短舱壳体一侧设有转动轴，所述转动轴上固定设有齿轮B，所述短舱壳体内设有电机B，所述电机B的输出端设有螺旋桨，所述电机B底部设有电机基座，所述电机B固定在电机基座上，所述电机基座一侧还设有电机C，所述短舱壳体上还设有电机固定腔，所述电机C安装在所述电机固定腔内。本发明通过在飞行模式下改变螺旋桨的升力分布，提高了飞行器的机动性和操作可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及小型飞行器技术领域，尤其涉及倾转旋翼飞行器。
背景技术
倾转旋翼飞行器在军事上可以用于人员和物资的运输，也可配合特种作战，同时，倾转旋翼飞行器可进行改装，使其具备对地打击能力，因为其具有垂直起降的能力，在战时飞机跑道被破坏时依旧不影响其作战，此外，其还可以进行海上搜救。民用上，其可以利用其高航速和垂直起降的能力，第一时间为灾区运送物资、救援设备和救援人员，同时也可以将受伤群众快速运到最近的医院进行治疗，且其机舱空间较大，可在机舱内建立一个临时救护站，在飞往医院的时候对患者进行一定程度的治疗；此外，也可进行空中灭火作业。
现在倾转旋翼飞行器的种类并不多，最典型的是V-22“鱼鹰”运输机，其将发动机短舱放置在机翼的末端，由于需要垂直起降，一般通过发动机来驱动尺寸较大的螺旋桨以产生足够的升力，随后通过短舱的姿态变化到水平实现拉力由垂直向上到水平向前的变化，但在过渡过程中存在着升力变化不规则使得该类型飞行器安全上存在一定隐患。
针对上述问题，现有技术条件在大型倾转旋翼机上通过复杂的控制系统来解决，该方案的成本较大，并不适用于小型倾转旋翼机，而现有的小型倾转旋翼机则通过飞行到较高高度，然后在过渡段(即使掉落也会在掉落到地面之前)获得可以水平飞行的速度来解决上述问题，该方式需要飞到较高的高度，否则容易出现坠落或撞到障碍物的现象。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了倾转旋翼飞行器，通过在飞行模式下改变螺旋桨的升力分布，提高了飞行器的机动性和操作可靠性。
本发明提出的倾转旋翼飞行器，包括机身和位于两侧的机翼，所述机翼远离机身的一端设有旋转机构，所述旋转机构包括可沿飞行器飞行方向调节桨距角的螺旋桨，所述机身内还设有与所述旋转机构传动连接的旋转动力机构。
优选地，所述旋转机构包括外壳体，所述外壳体远离机身的一侧设有开口，所述外壳体的开口处设有短舱壳体，所述短舱壳体一侧设有转动轴，所述转动轴与所述短舱壳体转动连接，所述转动轴上固定设有齿轮B，所述转动轴远离短舱壳体的一端与所述外壳体转动连接，所述短舱壳体内设有电机B，所述电机B的输出端设有螺旋桨，所述电机B底部设有电机基座，所述电机B固定在电机基座上，所述电机基座一侧还设有电机C，所述电机C的输出轴贯穿所述电机基座，并与所述短舱壳体转动连接，所述短舱壳体上还设有电机固定腔，所述电机固定腔与所述短舱壳体的内腔连通，所述电机C安装在所述电机固定腔内，所述齿轮B上靠近所述电机固定腔的一侧设有固定轴，所述固定轴一端与所述齿轮B固定连接，所述固定轴另一端与所述电机固定腔固定连接，所述齿轮B与所述旋转动力机构传动连接。
优选地，所述旋转动力机构包括电机A，所述电机的输出轴上设有减速器，所述减速器的输出轴上设有锥齿轮A，所述锥齿轮A上设有与其相配的锥齿轮B，所述锥齿轮B的中心贯穿有传动轴，所述传动轴与所述锥齿轮B固定连接，所述传动轴的两端分别设有贯穿所述外壳体，并固定设有齿轮A，所述齿轮A与所述齿轮B齿轮副连接，所述传动轴与所述外壳体转动连接。
优选地，所述转动轴一端与所述短舱壳体的连接处设有固定卡槽，所述固定卡槽与所述短舱壳体转动连接。
优选地，所述电机C为伺服电机。
优选地，所述传动轴与所述外壳体的连接处设有固定卡槽，且所述传动轴上的固定卡槽与所述外壳体转动连接。
优选地，所述电机A为伺服电机。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过电机C控制电机基座旋转来控制电机旋转从而改变螺旋桨旋转时的迎角，进而改变螺旋桨在运动过程中产生的升力，由于改变了螺旋桨与水平面的夹角，使得螺旋桨的升力分布发生变化，螺旋桨上不均匀的升力分布会产生力矩，利用这个力矩，即可实现倾转旋翼飞行器在悬停时的俯仰方向的力学平衡，提高了飞行器的机动性和操作可靠性。
附图说明
图1为本发明提出的倾转旋翼飞行器的结构示意图；
图2本发明提出的倾转旋翼飞行器内部结构示意图；
图3本发明提出的倾转旋翼飞行器的倾转动力机构的结构示意图；
图4本发明提出的倾转旋翼飞行器的倾转机构的外壳体与齿轮安装示意图；
图5本发明提出的倾转旋翼飞行器的倾转机构的短舱外壳与齿轮安装示意图；
图6本发明提出的倾转旋翼飞行器的短舱外壳内部结构示意图；
图7本发明提出的倾转旋翼飞行器的短舱外壳内部结构安装示意图；
图8本发明提出的倾转旋翼飞行器的倾转机构运动至极限位置示意图；
图9本发明提出的倾转旋翼飞行器的倾转机构运动至极限位置侧视图；
图10本发明提出的倾转旋翼飞行器的倾转机构的爆炸示意图。
图中：1-机身、2-机翼、3-旋转机构、4-旋转动力机构、5-电机A、6-减速器、7-锥齿轮A、8-锥齿轮B、9-传动轴、10-齿轮A、11-齿轮B、12-安装轴、13-短舱壳体、14-螺旋桨、15-外壳体、16-电机B、17-电机基座、18-电机C、19-转动轴、20-固定轴、21-固定卡槽、22-电机固定腔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
参考图1-10，本发明提出的倾转旋翼飞行器，包括机身1和位于两侧的机翼2，所述机翼2远离机身1的一端设有旋转机构3，所述旋转机构3包括可沿飞行器飞行方向调节桨距角的螺旋桨14，所述机身1内还设有与所述旋转机构3传动连接的旋转动力机构4。
优选地，所述旋转机构3包括外壳体，所述外壳体远离机身1的一侧设有开口，所述外壳体的开口处设有短舱壳体13，所述短舱壳体13一侧设有转动轴19，所述转动轴19与所述短舱壳体13转动连接，所述转动轴19上固定设有齿轮B11，齿轮B11和转动轴19可以为一体成型，也可以通过焊接、卡接或螺钉的方式与转动轴19固定连接，所述转动轴19远离短舱壳体13的一端与所述外壳体转动连接，转动轴19一端与所述短舱壳体13的连接处设有固定卡槽21，所述固定卡槽21与所述短舱壳体13转动连接，所述短舱壳体13内设有电机B16，所述电机B16的输出端设有螺旋桨14，所述电机B16底部设有电机基座17，所述电机B16固定在电机基座17上，所述电机基座17一侧还设有电机C18，所述电机C18的输出轴贯穿所述电机基座17，并与所述短舱壳体13转动连接，所述短舱壳体13上还设有电机固定腔22，所述电机固定腔22与所述短舱壳体13的内腔连通，所述电机C18安装在所述电机固定腔22内，所述齿轮B11上靠近所述电机固定腔22的一侧设有固定轴20，所述固定轴20一端与所述齿轮B11固定连接，所述固定轴20另一端与所述电机固定腔22固定连接，固定轴20与齿轮B11之间可以一体成型，也可以通过焊接等方式进行固定，固定轴20与电机固定腔22之间可以通过在电机固定腔22上设一个凸槽，然后将固定轴20的一端插入凸槽内，使得齿轮B11可以带动短舱壳体13转动，且方便齿轮B11的安装与拆卸，也可以将固定轴20一端固定在短舱壳体13上，但是该方法存在固定轴20较长的缺点，所述齿轮B11与所述旋转动力机构4传动连接。
旋转动力机构4包括电机A5，所述电机的输出轴上设有减速器6(减速器的型号为NMRV090，减速比100)，所述减速器6的输出轴上设有锥齿轮A7，所述锥齿轮A7上设有与其相配的锥齿轮B8，锥齿轮A7和锥齿轮B8之间为齿轮副连接，所述锥齿轮B8的中心贯穿有传动轴9，所述传动轴9与所述锥齿轮B8固定连接，所述传动轴9的两端分别设有贯穿所述外壳体，并固定设有齿轮A10，所述齿轮A10与所述齿轮B11齿轮副连接，所述传动轴9与所述外壳体转动连接，传动轴9与所述外壳体的连接处设有固定卡槽21，且所述传动轴9上的固定卡槽21与所述外壳体转动连接。
电机C18和电机A5均为伺服电机，电机B16型号不做要求，只要满足本申请的飞行器的动力需求即可。
工作原理：本发明通过电机C18控制电机基座17旋转来控制电机旋转从而改变螺旋桨14旋转时的迎角，进而改变螺旋桨14在运动过程中产生的升力，由于改变了螺旋桨14与水平面的夹角，使得螺旋桨14的升力分布发生变化，螺旋桨14上不均匀的升力分布会产生力矩，利用这个力矩，即可实现倾转旋翼飞行器在悬停时的俯仰方向的力学平衡，提高了飞行器的机动性和操作可靠性；当飞行器在获得足够的水平速度后将桨距角调节机构恢复至原来的状态，此时飞行器飞行原理与固定翼飞机相同，靠机翼2提供升力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.倾转旋翼飞行器，其特征在于，包括机身和位于两侧的机翼，所述机翼远离机身的一端设有旋转机构，所述旋转机构包括可沿飞行器飞行方向调节桨距角的螺旋桨，所述机身内还设有与所述旋转机构传动连接的旋转动力机构；所述旋转机构包括外壳体，所述外壳体远离机身的一侧设有开口，所述外壳体的开口处设有短舱壳体，所述短舱壳体一侧设有转动轴，所述转动轴与所述短舱壳体转动连接，所述转动轴上固定设有齿轮B，所述转动轴远离短舱壳体的一端与所述外壳体转动连接，所述短舱壳体内设有电机B，所述电机B的输出端设有螺旋桨，所述电机B底部设有电机基座，所述电机B固定在电机基座上，所述电机基座一侧还设有电机C，所述电机C的输出轴贯穿所述电机基座，并与所述短舱壳体转动连接，所述短舱壳体上还设有电机固定腔，所述电机固定腔与所述短舱壳体的内腔连通，所述电机C安装在所述电机固定腔内，所述齿轮B上靠近所述电机固定腔的一侧设有固定轴，所述固定轴一端与所述齿轮B固定连接，所述固定轴另一端与所述电机固定腔固定连接，所述齿轮B与所述旋转动力机构传动连接。
2.根据权利要求1所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述旋转动力机构包括电机A，所述电机的输出轴上设有减速器，所述减速器的输出轴上设有锥齿轮A，所述锥齿轮A上设有与其相配的锥齿轮B，所述锥齿轮B的中心贯穿有传动轴，所述传动轴与所述锥齿轮B固定连接，所述传动轴的两端分别设有贯穿所述外壳体，并固定设有齿轮A，所述齿轮A与所述齿轮B齿轮副连接，所述传动轴与所述外壳体转动连接。
3.根据权利要求1所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述转动轴一端与所述短舱壳体的连接处设有固定卡槽，所述固定卡槽与所述短舱壳体转动连接。
4.根据权利要求1所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述电机C为伺服电机。
5.根据权利要求2所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述传动轴与所述外壳体的连接处设有固定卡槽，且所述传动轴上的固定卡槽与所述外壳体转动连接。
6.根据权利要求2所述的倾转旋翼飞行器，其特征在于，所述电机A为伺服电机。
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