CN110015416A

CN110015416A - 变距滑移周向双旋翼

Info

Publication number: CN110015416A
Application number: CN201910273883.6A
Authority: CN
Inventors: 罗灿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-04-07
Filing date: 2019-04-07
Publication date: 2019-07-16

Abstract

本发明变距滑移周向双旋翼用于直升机，包括输入端、花键毂、单路换向器、俯仰控制器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端。输入端连接动力装置，单路换向器含同向轴、前锥齿轮、换向锥齿轮、后锥齿轮、共轴反转套筒轴，双路折向器含折向主动内锥齿轮、折向主动外锥齿轮、被动内锥齿轮、被动外锥齿轮、输出套筒轴，转向支座含定轴轴承、转向支架、动轴轴承、蜗轮、蜗杆。内总距控制器连接内总距控制机构，外总距控制器连接外总距控制机构。花键毂、单路换向器也可采用双路旁轴滑动齿轮传动机构代替。航向控制、升降控制、俯仰控制、横滚控制的控制机构基本相互独立，消除交叉耦合。

Description

变距滑移周向双旋翼

技术领域

本发明涉及一种共轴反转双旋翼的传动与控制结构，具体是由输入端、花键毂、单路换向器、俯仰控制器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端组成的共轴反转双旋翼的传动与控制结构，简称变距滑移周向双旋翼。

背景技术

传统双旋翼直升机在共轴反转双旋翼传动与控制结构中，采用双层周期变桨机构实现俯仰控制、横滚控制，采用双旋翼差异化调节总距来实现航向控制、同步化调节总距来实现升降控制。双层周期变桨机构的控制结构非常复杂，存在着严重的气动耦合，俯仰与横滚交叉耦合、俯仰与升降交叉耦合、航向与升降交叉耦合，成为影响直升机操纵品质的主要因素。本人发明了可控滑移百向传动旋翼，提出了双旋翼的新结构，能够消除交叉耦合，但其传动与控制结构较复杂。双旋翼直升机需要能够消除交叉耦合的结构简单的双旋翼传动与控制结构，提升操纵品质。本发明变距滑移周向双旋翼就是基本消除交叉耦合的结构简单的双旋翼传动与控制结构。

发明内容

本发明变距滑移周向双旋翼，用于共轴反转双旋翼直升机，前方连接动力装置，连接俯仰控制机构、横滚控制机构、内总距控制机构、外总距控制机构；后方连接共轴反转双旋翼；由输入端、花键毂、单路换向器、俯仰控制器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端组成。参见图1。

输入端前方连接动力装置，受动力装置带动转动；后方连接内花键。

花键毂包括内花键、外花键。内花键与输入端直接连接，内花键带动外花键转动。外花键与内花键之间可以沿轴向方向相对滑移，内花键与直升机机身沿轴向相对位置不变，外花键与直升机机身沿轴向相对位置可变。所述花键毂即花键连接，是业内成熟技术。

单路换向器包括同向轴、前锥齿轮、换向锥齿轮、换向锥齿轮轴承、后锥齿轮、共轴反转套筒轴。同向轴与外花键直接连接，同向轴上设置前锥齿轮，设置其轴承与滑移拨叉保持同步的换向锥齿轮与前锥齿轮啮合。在共轴反转套筒轴的外轴设置后锥齿轮与换向锥齿轮啮合。同向轴与共轴反转套筒轴的内轴直接连接，前锥齿轮与后锥齿轮通过换向锥齿轮形成间接连接，使该间接连接的传动比为-1.0，例如：前锥齿轮齿数＝后锥齿轮齿数＝N。换向锥齿轮使后锥齿轮与前锥齿轮的转速相等、转动方向相反，最终共轴反转套筒轴中内轴、外轴这两个部件的转速相等、转动方向相反。

俯仰控制器包括滑移拨叉、滑移拨环、滑移移动副。在定轴轴承上设置滑移拨环，滑移拨环与定轴轴承保持同步，设置与滑移拨环配套的滑移拨叉与滑移拨环啮合。使滑移拨叉与换向锥齿轮轴承与同向轴轴承与滑移移动副的移动部件直接连接，它们的移动方向受滑移移动副制约，设置滑移移动副的移动方向平行于花键毂滑移方向。使滑移拨叉与俯仰控制机构连接，当俯仰控制器运动时，直接带动滑移拨叉滑移，间接带动外花键、单路换向器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端滑移。滑移移动副的基座、俯仰控制机构的基座与直升机机身保持同步。

双路折向器包括折向内锥齿轮、折向外锥齿轮、被动内锥齿轮、被动外锥齿轮、输出套筒轴。其中输出套筒轴自内而外包括内总距杆、内轴、外轴、外总距套杆，内总距杆与内轴是花键连接关系，即同步转动、可以相互轴向滑移；外轴与外总距套杆是花键连接关系，即同步转动、可以相互轴向滑移；内轴与外轴各自独立转动、相互无轴向滑移。折向内锥齿轮与共轴反转套筒轴的内轴直接连接，折向外锥齿轮与共轴反转套筒轴的外轴直接连接；在输出套筒轴的内轴上设置被动内锥齿轮，在输出套筒轴的外轴上设置被动外锥齿轮；被动内锥齿轮、输出套筒轴的内轴与内输出端直接连接，被动外锥齿轮、输出套筒轴的外轴与外输出端直接连接。使输出套筒轴轴线与共轴反转套筒轴轴线处于同一平面形成夹角，该夹角就是折向角，按实际需要确定折向角值。使折向内锥齿轮与被动内锥齿轮啮合，使折向外锥齿轮与被动外锥齿轮啮合。使共轴反转套筒轴内轴到输出套筒轴内轴的传动比等于共轴反转套筒轴外轴到输出套筒轴外轴的传动比，例如：折向内锥齿轮齿数＝被动内锥齿轮齿数，且折向外锥齿轮齿数＝被动外锥齿轮齿数。

转向支座包括定轴轴承、转向支架、动轴轴承、蜗轮、蜗杆。在共轴反转套筒轴上设置定轴轴承，共轴反转套筒轴穿过定轴轴承，以输出套筒轴的轴承作为动轴轴承，用转向支架直接连接定轴轴承与动轴轴承，使整个转向支座可以围绕定轴轴承的轴线转动，即周向转动。所述定轴轴承给共轴反转套筒轴提供径向支承和轴向支承，所述动轴轴承给输出套筒轴提供径向支承与轴向支承，使输出套筒轴围绕定轴轴承的轴线转动时，折向内锥齿轮与被动内锥齿轮保持啮合、折向外锥齿轮与被动外锥齿轮保持啮合。在定轴轴承上设置蜗轮，蜗轮与定轴轴承保持同步，设置配套蜗杆与蜗轮啮合形成蜗轮蜗杆机构。蜗杆与横滚控制机构连接。所述横滚控制机构的基座、蜗杆的轴承与滑移拨叉保持同步。

参见图3。内总距控制器包括内总距移动副、内总距拨叉、内总距拨环、内总距盘、内总距盘铰、内总距拉杆、上层桨叶铰等。在内总距杆的下端设置内总距拨环，设置配套的内总距拨叉与内总距拨环啮合，内总距拨叉与内总距控制机构连接，设置内总距移动副使内总距拨叉的运动方向平行于输出套筒轴轴线方向，内总距拨叉的移动方向受内总距移动副制约。在内总距杆的上端设置内总距盘，按上层旋翼的上层桨叶数量设置内总距盘铰，通过每个内总距盘铰铰链连接一个内总距拉杆，在内总距拉杆的另一端设置上层桨叶铰与上层桨叶形成铰链连接。通过内总距拨叉上下移动，带动内总距拨环、内总距杆、内总距盘、内总距盘铰、内总距拉杆、上层桨叶铰，使每个上层桨叶围绕其上层桨叶轴向铰转动，调节上层桨叶的总距和仰角。

外总距控制器包括外总距移动副、外总距拨叉、外总距拨环、外总距盘、外总距盘铰、外总距拉杆、下层桨叶铰等。在外总距套杆的下端设置外总距拨环，设置配套的外总距拨叉与外总距拨环啮合，外总距拨叉与外总距控制机构连接，设置外总距移动副使外总距拨叉的运动方向平行于输出套筒轴轴线方向，外总距拨叉的移动方向受外总距移动副制约。在外总距套杆的上端设置外总距盘，按下层旋翼的下层桨叶数量设置外总距盘铰，通过每个外总距盘铰铰链连接一个外总距拉杆，在外总距拉杆的另一端设置下层桨叶铰与下层桨叶形成铰链连接。通过外总距拨叉上下移动，带动外总距拨环、外总距套杆、外总距盘、外总距盘铰、外总距拉杆、下层桨叶铰，使每个下层桨叶围绕其下层桨叶轴向铰转动，调节下层桨叶的总距和仰角。

所述内总距控制机构的基座、外总距控制机构的基座、内总距移动副的基座、外总距移动副的基座与动轴轴承保持同步。桨叶的轴向铰也称变距铰。所述在杆上设置拨环、盘，设置的拨环、盘与该杆保持同步。

两个输出端，内输出端在后方与共轴反转双旋翼的上层(内)旋翼连接，外输出端在后方与共轴反转双旋翼的下层(外)旋翼连接。所述共轴反转双旋翼指双旋翼的两个旋翼的转动轴轴线相同，转动方向相反。

在直升机机身顶部安装本发明变距滑移周向双旋翼，输入端连接动力装置；按前述方法连接俯仰控制机构、横滚控制机构、内总距控制机构、外总距控制机构；内输出端与共轴反转双旋翼的上层旋翼连接，外输出端与共轴反转双旋翼的下层旋翼连接。使共轴反转套筒轴轴线平行于直升机纵轴。通过内总距控制机构、外总距控制机构实现升降控制与航向控制：当内总距拨叉与外总距拨叉同步移动时，双旋翼中上层旋翼桨叶、下层旋翼桨叶的总距及仰角同步变化，实现升降控制；当内总距拨叉与外总距拨叉差异化移动时，双旋翼中上层旋翼桨叶、下层旋翼桨叶的总距及仰角不同，实现航向控制。例如图4直升机俯视示意图中，上层旋翼桨叶顺时针旋转、下层旋翼桨叶逆时针旋转，当上层旋翼桨叶仰角大、下层旋翼桨叶仰角小时，上层旋翼的阻力扭矩大于下层旋翼的阻力扭矩，直升机航向转动方向为(4)，直升机实现逆时针转动航向。当俯仰控制机构带动共滑移拨叉滑移、最终带动输出套筒轴滑移，调节双旋翼的轴与直升机重心的前后相对位置，实现俯仰控制。例如图5直升机侧视示意图中，俯仰控制机构带动双旋翼的轴相对直升机重心向前滑移，旋翼升力与直升机自重重力形成的力矩使直升机后仰；例如图6直升机侧视示意图中，俯仰控制机构带动双旋翼的轴相对直升机重心向后滑移，旋翼升力与直升机自重重力形成的力矩使直升机前俯。当横滚控制机构通过蜗轮蜗杆机构带动转向支座、输出套筒轴、内总距控制器、外总距控制器围绕定轴轴承的轴线转动，可转动双旋翼的轴，实现横滚控制。例如图7直升机正面示意图中，横滚控制机构带动蜗杆最终带动双旋翼的轴顺时针转动，旋翼升力与直升机自重重力形成的力矩使直升机顺时针横滚。横滚控制时正转与反转所需的转动力矩基本相同，基本均衡。横滚控制会使被动内锥齿轮与被动外锥齿轮中的一个转速略增、另一个转速略减，所以共轴反转双旋翼中的一个旋翼转速略增、另一个旋翼转速略减。如此，直升机的航向控制、升降控制、俯仰控制、横滚控制的控制机构基本相互独立，消除交叉耦合。

所述动力装置采用业内成熟技术，比如电动力装置或燃油动力装置。所述俯仰控制机构、横滚控制机构、内总距控制机构、外总距控制机构采用业内成熟技术，比如手动控制机构、电动机构或液压机构等。所述共轴反转双旋翼采用业内成熟技术。所述共轴反转套筒轴、输出套筒轴中的套筒轴使用业内成熟技术，其内轴、外轴的嵌套支承结构包括径向支承和轴向支承，使内轴与外轴可以相对转动、但沿轴向相对不滑移，具体就不陈述了。各轴承与轴之间可以相对转动、但沿轴向相对不滑移，具体也不再陈述。所述直接连接即通过机械使被连接的对象转速相同，所述间接连接即通过机械使被连接的对象转速相互建立确定关系。所述在轴上设置齿轮、锥齿轮，设置的齿轮、锥齿轮与该轴保持同步。所述滑移移动副、内总距移动副、外总距移动副中的移动副是现有成熟技术，可以使移动部件沿直线移动，例如直轨道与滑块组成移动副，内花键与外花键组成移动副。所述蜗轮蜗杆机构的作用是把横滚控制机构的控制运动转化为转向支座围绕定轴轴承轴心的转动即周向转动，也可以采用多连杆机构、齿轮齿条机构等成熟技术来完成这种运动转化。

所述花键毂与单路换向器的这部分机构组合，可采用双路旁轴滑动齿轮传动机构代替。采用代替机构结构时，本发明由输入端、双路旁轴滑动齿轮传动机构、俯仰控制器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端组成。参见图2。输入端前方连接动力装置，受动力装置带动转动，后方连接内旁轴。双路旁轴滑动齿轮传动机构包括内旁轴、内旁轴长齿轮、内旁轴前齿轮、外旁轴前齿轮、外旁轴长齿轮、内短齿轮、外短齿轮、共轴反转套筒轴。设置共轴反转套筒轴，其内轴直接连接内短齿轮、其外轴直接连接外短齿轮。在共轴反转套筒轴轴线外设置轴承分别固定的一根内旁轴、一根外旁轴。内旁轴一端连接输入端，中间设置内旁轴前齿轮，另一端设置内旁轴长齿轮；使内旁轴长齿轮与内短齿轮啮合。外旁轴一端设置外旁轴前齿轮，另一端设置外旁轴长齿轮；使外旁轴前齿轮与内旁轴前齿轮啮合，使外旁轴长齿轮与外短齿轮啮合；内旁轴长齿轮、外旁轴长齿轮、内短齿轮、外短齿轮均为直齿、齿形非斜齿轮，内旁轴长齿轮与内短齿轮之间、外旁轴长齿轮与外短齿轮之间可以沿平行于共轴反转套筒轴轴线的方向相互滑动。使输入端到共轴反转套筒轴内轴的传动比与输入端到共轴反转套筒轴外轴的传动比的负值相等，例如：内旁轴长齿轮齿数＝内短齿轮齿数＝外短齿轮齿数＝外旁轴长齿轮齿数＝N，内旁轴前齿轮齿数＝外旁轴前齿轮齿轮＝2*N。最终共轴反转套筒轴中内轴、外轴这两个部件的转速相等、转动方向相反。俯仰控制器略有调整：俯仰控制器包括滑移拨叉、滑移拨环、滑移移动副。在定轴轴承上设置滑移拨环，滑移拨环与定轴轴承保持同步，设置与滑移拨环配套的滑移拨叉与滑移拨环啮合。使滑移拨叉与滑移移动副的移动部件直接连接，它们的移动方向受滑移移动副制约，设置滑移移动副的移动方向平行于共轴反转套筒轴轴线方向。使滑移拨叉与俯仰控制机构连接，当俯仰控制器运动时，直接带动滑移拨叉滑移，间接带动内短齿轮、外短齿轮、共轴反转套筒轴、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端滑移。滑移移动副的基座、俯仰控制机构的基座与直升机机身保持同步。采用代替结构时，本发明中的双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端结构与前述结构相同；在直升机的安装方法及升降控制、航向控制、俯仰控制、横滚控制相同。

直升机的俯仰控制目的是实现前行后行控制：在直升机上设置独立的前行后行推进器负责控制直升机前行、后行，以前行后行控制取代俯仰控制。当采用前行后行控制不需要执行俯仰控制时，本发明可以省略花键毂、俯仰控制器，只保留输入端、单路换向器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端，可以实现滚转控制、航向控制、升降控制，这样省略版的本发明结构也应属于本发明的保护范围；在直升机的安装方法及升降控制、航向控制、横滚控制与前面所述相同，无俯仰控制。

本发明变距滑移周向双旋翼，其有益之处在于：提出共轴反转双旋翼的传动与控制结构。本发明比可控滑移百向传动旋翼的传动与控制结构简单，可以实现俯仰控制、横滚控制、航向控制、升降控制相互独立、消除交叉耦合，提升操纵品质，在共轴反转双旋翼直升机中可以替代传统的双层周期变桨传动与控制结构。

附图说明

图1为变距滑移周向双旋翼总示意图一，也是本发明实施例1的总示意图。图中1为输入端，2为外花键，3为同向轴，4为共轴反转套筒轴，5为折向内锥齿轮，6为折向外锥齿轮，7为被动内锥齿轮，8为被动外锥齿轮，9为定轴轴承，10为动轴轴承，11为转向支架，12为输出套筒轴，13为内输出端，14为外输出端，15为前锥齿轮，16为换向锥齿轮，17为后锥齿轮，18为同向轴轴承，19为滑移拨叉，20为蜗轮，21为蜗杆，22为内总距移动副和外总距移动副的基座，23为内总距拨叉，24为内总距拨环，25为内总距杆，26为内总距盘，27为外总距拨叉，28为外总距拨环，29为外总距套杆，30为外总距盘，31为滑移拨环，32为内花键。

图2为变距滑移周向双旋翼总示意图二，也是本发明实施例2的总示意图。图中1输入端，2为内旁轴长齿轮，3为内旁轴，4为共轴反转套筒轴，5为折向内锥齿轮，6为折向外锥齿轮，7为被动内锥齿轮，8为被动外锥齿轮，9为定轴轴承，10为动轴轴承，11为转向支架，12为输出套筒轴，13为内输出端，14为外输出端，15为外旁轴前齿轮，16为外旁轴长齿轮，17为内短齿轮，18为外短齿轮，19为滑移拨叉，20为蜗轮，21为蜗杆，22为内总距移动副和外总距移动副的基座，23为内总距拨叉，24为内总距拨环，25为内总距杆，26为内总距盘，27为外总距拨叉，28为外总距拨环，29为外总距套杆，30为外总距盘，31为滑移拨环，32为内旁轴前齿轮。

图3为变距滑移周向双旋翼示意图内总距外总距控制详图，也是本发明实施例1、实施例2的内总距外总距控制详图。图中25为内总距杆，26为内总距盘，28为外总距拨环，29为外总距套杆，30为外总距盘，33为内总距盘铰，34为内总距拉杆，35为上层桨叶铰，36为上层桨叶轴向铰，37为外总距盘铰，38为外总距拉杆，39为下层桨叶铰，40为下层桨叶轴向铰。

图4为安装变距滑移周向双旋翼的直升机俯视示意图。图中1为直升机双旋翼轴，2为上层旋翼的阻力扭矩，3为下层旋翼的阻力扭矩，4为直升机航向转动方向。

图5为安装变距滑移周向双旋翼的直升机侧视示意图之一，后仰示意图。图中1为机身，2为双旋翼，3为直升机自重重力，4为旋翼升力。

图6为安装变距滑移周向双旋翼的直升机侧视示意图之二，前俯示意图。图中1为机身，2为双旋翼，3为直升机自重重力，4为旋翼升力。

图7为安装变距滑移周向双旋翼的直升机正面示意图，横滚示意图。图中1为机身，2为双旋翼，3为直升机自重重力，4为旋翼升力。

各图中输入端以输入箭头示意，两个输出端以输出箭头示意，与输入端连接的动力装置未画出，俯仰控制机构、横滚控制机构、内总距控制机构、外总距控制机构未画出，蜗杆轴承未画出。各部件只示意相互关系，未反映实际尺寸。

具体实施方式

实施例1：本发明变距滑移周向双旋翼的实施例1，前方连接燃油发动机，连接俯仰控制机构、横滚控制机构、内总距控制机构、外总距控制机构，后方连接共轴反转双旋翼；由输入端(1)、花键毂、单路换向器、俯仰控制器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端组成。参见图1与图3。

输入端(1)前方连接动力装置，受动力装置带动转动；后方直接连接内花键(32)。

花键毂包括内花键(32)、外花键(2)。内花键(32)与输入端(1)直接连接，内花键(32)带动外花键(2)转动。外花键(2)与内花键(32)之间可以沿轴向方向相对滑移，内花键(32)与直升机机身沿轴向相对位置不变，外花键(2)与直升机机身沿轴向相对位置可变。

单路换向器包括同向轴(3)、前锥齿轮(15)、换向锥齿轮(16)、换向锥齿轮轴承、后锥齿轮(17)、共轴反转套筒轴(4)。同向轴(3)与外花键(2)直接连接，同向轴(3)上设置前锥齿轮(15)，设置其轴承与滑移拨叉(19)保持同步的换向锥齿轮(16)与前锥齿轮(15)啮合。在共轴反转套筒轴(4)的外轴设置后锥齿轮(17)与换向锥齿轮(16)啮合。同向轴(3)与共轴反转套筒轴(4)的内轴直接连接，前锥齿轮(15)与后锥齿轮(17)通过换向锥齿轮(16)形成间接连接，使该间接连接的传动比为-1.0，实取：前锥齿轮齿数＝＝换向锥齿轮齿数＝后锥齿轮齿数＝17。换向锥齿轮(16)使后锥齿轮(17)与前锥齿轮(15)的转速相等、转动方向相反，最终共轴反转套筒轴(4)中内轴、外轴这两个部件的转速相等、转动方向相反。

俯仰控制器包括滑移拨叉(19)、滑移拨环(31)、滑移移动副。在定轴轴承(9)上设置滑移拨环(31)，滑移拨环(31)与定轴轴承(9)保持同步，设置与滑移拨环(31)配套的滑移拨叉(19)与滑移拨环(31)啮合。使滑移拨叉(19)与换向锥齿轮(16)轴承与同向轴(3)轴承与滑移移动副的移动部件直接连接，它们的移动方向受滑移移动副制约，设置滑移移动副的移动方向平行于花键毂滑移方向。使滑移拨叉(19)与俯仰控制机构连接，当俯仰控制器运动时，直接带动滑移拨叉(31)滑移，间接带动外花键(2)、单路换向器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端滑移。滑移移动副的基座、俯仰控制机构的基座与直升机机身保持同步，俯仰控制机构采用电动机构。

双路折向器包括折向内锥齿轮(5)、折向外锥齿轮(6)、被动内锥齿轮(7)、被动外锥齿轮(8)、输出套筒轴(12)。其中输出套筒轴自内而外包括内总距杆(25)、内轴、外轴、外总距套杆(29)，内总距杆(25)与内轴是花键连接关系，即同步转动、可以相互轴向滑移；外轴与外总距套杆(29)是花键连接关系，即同步转动、可以相互轴向滑移；内轴与外轴各自独立转动、相互无轴向滑移。折向内锥齿轮(5)与共轴反转套筒轴(4)的内轴直接连接，折向外锥齿轮(6)与共轴反转套筒轴(4)的外轴直接连接；在输出套筒轴(12)的内轴上设置被动内锥齿轮(7)，在输出套筒轴(12)的外轴上设置被动外锥齿轮(8)；被动内锥齿轮(7)、输出套筒轴(12)的内轴与内输出端(13)直接连接，被动外锥齿轮(8)、输出套筒轴(12)的外轴与外输出端(14)直接连接。使输出套筒轴轴线与共轴反转套筒轴轴线处于同一平面形成夹角，该夹角就是折向角，本实施例折向角90度；使折向内锥齿轮(5)与被动内锥齿轮(7)啮合，使折向外锥齿轮(6)与被动外锥齿轮(8)啮合。使共轴反转套筒轴(4)内轴到输出套筒轴(12)内轴的传动比等于共轴反转套筒轴(4)外轴到输出套筒轴(12)外轴的传动比，实取：折向内锥齿轮齿数＝被动内锥齿轮齿数＝17，折向外锥齿轮齿数＝被动外锥齿轮齿数＝29。

转向支座包括定轴轴承(9)、转向支架(11)、动轴轴承(10)、蜗轮(20)、蜗杆(21)。在共轴反转套筒轴(4)上设置定轴轴承(9)，共轴反转套筒轴(4)穿过定轴轴承(9)，以输出套筒轴(12)的轴承作为动轴轴承(10)，用转向支架(11)直接连接定轴轴承(9)与动轴轴承(10)，使整个转向支座可以围绕定轴轴承(9)的轴线转动。所述定轴轴承(9)给共轴反转套筒轴(4)提供径向支承和轴向支承，所述动轴轴承(10)给输出套筒轴(12)提供径向支承与轴向支承，使输出套筒轴(12)围绕定轴轴承(9)的轴线转动时，折向内锥齿轮(5)与被动内锥齿轮(7)保持啮合、折向外锥齿轮(6)与被动外锥齿轮(8)保持啮合。在定轴轴承(9)上设置蜗轮(20)，蜗轮(20)与定轴轴承(9)保持同步，设置配套蜗杆(21)与蜗轮(20)啮合形成蜗轮蜗杆机构。蜗杆(21)与横滚控制机构连接。所述横滚控制机构的基座、蜗杆(21)的轴承与滑移拨叉(19)保持同步。本实施例中，蜗杆(20)头数为2，蜗轮(19)齿数为30，蜗轮蜗杆机构传动比15；横滚控制机构采用电动机构。

内总距控制器包括内总距移动副、内总距拨叉(23)、内总距拨环(24)、内总距盘(26)、内总距盘铰(33)、内总距拉杆(34)、上层桨叶铰(35)等。在内总距杆(25)的下端设置内总距拨环(24)，设置配套的内总距拨叉(23)与内总距拨环(24)啮合，内总距拨叉(23)与内总距控制机构连接，设置内总距移动副使内总距拨叉(23)的运动方向平行于输出套筒轴(12)轴线方向，内总距拨叉(23)的移动方向受内总距移动副制约。在内总距杆(25)的上端设置内总距盘(26)，按上层旋翼的上层桨叶数量设置内总距盘铰(33)，通过每个内总距盘铰(33)铰链连接一个内总距拉杆(34)，在内总距拉杆(34)的另一端设置上层桨叶铰(35)与上层桨叶形成铰链连接。通过内总距拨叉(23)上下移动，带动内总距拨环(24)、内总距杆(25)、内总距盘(26)、内总距盘铰(33)、内总距拉杆(34)、上层桨叶铰(35)，使每个上层桨叶围绕其上层桨叶轴向铰(36)转动，调节上层桨叶的总距和仰角。

外总距控制器包括外总距移动副、外总距拨叉(27)、外总距拨环(28)、外总距盘(30)、外总距盘铰(37)、外总距拉杆(38)、下层桨叶铰(39)等。在外总距套杆(29)的下端设置外总距拨环(28)，设置配套的外总距拨叉(27)与外总距拨环(28)啮合，外总距拨叉(27)与外总距控制机构连接，设置外总距移动副使外总距拨叉(27)的运动方向平行于输出套筒轴(12)轴线方向，外总距拨叉(27)的移动方向受外总距移动副制约。在外总距套杆(29)的上端设置外总距盘(30)，按下层旋翼的下层桨叶数量设置外总距盘铰(37)，通过每个外总距盘铰(37)铰链连接一个外总距拉杆(38)，在外总距拉杆(38)的另一端设置下层桨叶铰(39)与下层桨叶形成铰链连接。通过外总距拨叉(27)上下移动，带动外总距拨环(28)、外总距套杆(29)、外总距盘(30)、外总距盘铰(37)、外总距拉杆(38)、下层桨叶铰(39)，使每个下层桨叶围绕其下层桨叶轴向铰(40)转动，调节下层桨叶的总距和仰角。

所述内总距控制机构的基座、外总距控制机构的基座、内总距移动副的基座、外总距移动副的基座与动轴轴承(10)保持同步。所述在杆上设置拨环、总距盘，设置的拨环、总距盘与该杆保持同步。内总距控制机构、外总距控制机构采用电动机构。

内输出端(13)与共轴反转双旋翼的上层旋翼连接，外输出端(14)与共轴反转双旋翼的下层旋翼连接。

在直升机机身顶部安装本实施例1变距滑移周向双旋翼，输入端(1)连接动力装置；按前述方法连接俯仰控制机构、横滚控制机构、内总距控制机构、外总距控制机构；内输出端(13)、外输出端(14)分别连接共轴反转双旋翼的上层旋翼、下层旋翼。使共轴反转套筒轴(4)轴线平行于直升机纵轴。通过内总距控制机构、外总距控制机构实现升降控制与航向控制：当内总距拨叉(23)与外总距拨叉(27)同步移动时，双旋翼中上层旋翼桨叶、下层旋翼桨叶的总距及仰角同步变化，实现升降控制；当内总距拨叉(23)与外总距拨叉(27)差异化移动时，双旋翼中上层旋翼桨叶、下层旋翼桨叶的总距及仰角不同，实现航向控制。例如图4直升机俯视示意图中，上层旋翼桨叶顺时针旋转、下层旋翼桨叶逆时针旋转，当上层旋翼桨叶仰角大、下层旋翼桨叶仰角小时，上层旋翼的阻力扭矩(2)大于下层旋翼的阻力扭矩(3)，直升机航向转动方向(4)，直升机实现逆时针转动航向。当俯仰控制机构带动共滑移拨叉(19)滑移、最终带动输出套筒轴(12)滑移，调节双旋翼的轴与直升机重心的前后相对位置，实现俯仰控制。例如图5直升机侧视示意图中，俯仰控制机构带动双旋翼的轴相对直升机重心向前滑移，旋翼升力(4)与直升机自重重力(3)形成的力矩使直升机后仰；例如图6直升机侧视示意图中，俯仰控制机构带动双旋翼的轴相对直升机重心向后滑移，旋翼升力(4)与直升机自重重力(3)形成的力矩使直升机前俯。当横滚控制机构通过蜗轮蜗杆机构带动转向支座、输出套筒轴(12)、内总距控制器、外总距控制器围绕定轴轴承(9)的轴线转动，可转动双旋翼的轴，实现横滚控制。例如图7直升机正面示意图中，横滚控制机构带动蜗杆(20)最终带动双旋翼的轴顺时针转动，旋翼升力(4)与直升机自重重力(3)形成的力矩使直升机顺时针横滚。横滚控制时正转与反转所需的转动力矩基本相同，基本均衡。横滚控制会使被动内锥齿轮(7)与被动外锥齿轮(8)中的一个转速略增、另一个转速略减，所以共轴反转双旋翼中的一个旋翼转速略增、另一个旋翼转速略减。如上所述，直升机的航向控制、升降控制、俯仰控制、横滚控制的控制机构基本相互独立，消除交叉耦合。

实施例2：本发明变距滑移周向双旋翼的实施例1，前方连接燃油发动机，连接俯仰控制机构、横滚控制机构、内总距控制机构、外总距控制机构，后方连接共轴反转双旋翼；由输入端(1)、双路旁轴滑动齿轮传动机构、俯仰控制器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端组成。参见图2与图3。

输入端(1)前方连接动力装置，受动力装置带动转动；后方直接连接内旁轴(3)。

双路旁轴滑动齿轮传动机构包括内旁轴(3)、内旁轴长齿轮(2)、内旁轴前齿轮(32)、外旁轴前齿轮(15)、外旁轴长齿轮(16)、内短齿轮(17)、外短齿轮(18)、共轴反转套筒轴(4)。设置共轴反转套筒轴(4)，其内轴直接连接内短齿轮(17)、其外轴直接连接外短齿轮(18)。在共轴反转套筒轴轴线外设置轴承分别固定的一根内旁轴(3)、一根外旁轴。内旁轴(3)一端连接输入端(1)，中间设置内旁轴前齿轮(32)，另一端设置内旁轴长齿轮(2)；使内旁轴长齿轮(2)与内短齿轮(17)啮合。外旁轴一端设置外旁轴前齿轮(15)，另一端设置外旁轴长齿轮(16)；使外旁轴前齿轮(15)与内旁轴前齿轮(32)啮合，使外旁轴长齿轮(16)与外短齿轮(18)啮合；内旁轴长齿轮(2)、外旁轴长齿轮(16)、内短齿轮(17)、外短齿轮(18)均为直齿、齿形非斜齿轮，内旁轴长齿轮(2)与内短齿轮(17)之间、外旁轴长齿轮(16)与外短齿轮(18)之间可以沿平行于共轴反转套筒轴(4)轴线的方向相互滑动。使输入端(1)到共轴反转套筒轴(4)内轴的传动比与输入端(1)到共轴反转套筒轴(4)外轴的传动比的负值相等，实取：内旁轴长齿轮齿数＝内短齿轮齿数＝外短齿轮齿数＝外旁轴长齿轮齿数＝17，内旁轴前齿轮齿数＝外旁轴前齿轮齿轮＝34。最终共轴反转套筒轴(4)中内轴、外轴这两个部件的转速相等、转动方向相反。

与实施例1相比，本实施例2的俯仰控制器略有调整：俯仰控制器包括滑移拨叉(19)、滑移拨环(31)、滑移移动副。在定轴轴承(9)上设置滑移拨环(31)，滑移拨环(31)与定轴轴承(9)保持同步，设置与滑移拨环(31)配套的滑移拨叉(19)与滑移拨环(31)啮合。使滑移拨叉(19)与滑移移动副的移动部件直接连接，它们的移动方向受滑移移动副制约，设置滑移移动副的移动方向平行于共轴反转套筒轴(4)轴线方向。使滑移拨叉(19)与俯仰控制机构连接，当俯仰控制器运动时，直接带动滑移拨叉(19)滑移，间接带动内短齿轮(17)、外短齿轮(18)、共轴反转套筒轴(4)、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端滑移。滑移移动副的基座、俯仰控制机构的基座与直升机机身保持同步，俯仰控制机构采用电动机构。

与实施例1相比，本实施例2中的双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端结构相同；在直升机上的安装及升降控制、航向控制、俯仰控制、横滚控制相同。

在直升机机身顶部安装本实施例2变距滑移周向双旋翼，输入端(1)连接动力装置；按前述方法连接俯仰控制机构、横滚控制机构、内总距控制机构、外总距控制机构；内输出端(13)、外输出端(14)分别连接共轴反转双旋翼的上层旋翼、下层旋翼。使共轴反转套筒轴(4)轴线平行于直升机纵轴。通过内总距控制机构、外总距控制机构实现升降控制与航向控制：当内总距拨叉(23)与外总距拨叉(27)同步移动时，双旋翼中上层旋翼桨叶、下层旋翼桨叶的总距及仰角同步变化，实现升降控制；当内总距拨叉(23)与外总距拨叉(27)差异化移动时，双旋翼中上层旋翼桨叶、下层旋翼桨叶的总距及仰角不同，实现航向控制。例如图4直升机俯视示意图中，上层旋翼桨叶顺时针旋转、下层旋翼桨叶逆时针旋转，当上层旋翼桨叶仰角大、下层旋翼桨叶仰角小时，上层旋翼的阻力扭矩(2)大于下层旋翼的阻力扭矩(3)，直升机航向转动方向(4)，直升机实现逆时针转动航向。当俯仰控制机构带动共滑移拨叉(19)滑移、最终带动输出套筒轴(12)滑移，调节双旋翼的轴与直升机重心的前后相对位置，实现俯仰控制。例如图5直升机侧视示意图中，俯仰控制机构带动双旋翼的轴相对直升机重心向前滑移，旋翼升力(4)与直升机自重重力(3)形成的力矩使直升机后仰；例如图6直升机侧视示意图中，俯仰控制机构带动双旋翼的轴相对直升机重心向后滑移，旋翼升力(4)与直升机自重重力(3)形成的力矩使直升机前俯。当横滚控制机构通过蜗轮蜗杆机构带动转向支座、输出套筒轴(12)、内总距控制器、外总距控制器围绕定轴轴承(9)的轴线转动，可转动双旋翼的轴，实现横滚控制。例如图7直升机正面示意图中，横滚控制机构带动蜗杆(20)最终带动双旋翼的轴顺时针转动，旋翼升力(4)与直升机自重重力(3)形成的力矩使直升机顺时针横滚。横滚控制时正转与反转所需的转动力矩基本相同，基本均衡。横滚控制会使被动内锥齿轮(7)与被动外锥齿轮(8)中的一个转速略增、另一个转速略减，所以共轴反转双旋翼中的一个旋翼转速略增、另一个旋翼转速略减。如上所述，直升机的航向控制、升降控制、俯仰控制、横滚控制的控制机构基本相互独立，消除交叉耦合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化与改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求及同等物界定。

Claims

1.变距滑移周向双旋翼，由输入端、花键毂、单路换向器、俯仰控制器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端组成；输入端前方连接动力装置，后方连接内花键；花键毂包括内花键、外花键，内花键与输入端直接连接，内花键带动外花键转动；单路换向器包括同向轴、前锥齿轮、换向锥齿轮、换向锥齿轮轴承、后锥齿轮、共轴反转套筒轴；同向轴与外花键直接连接，同向轴上设置前锥齿轮，设置其轴承与滑移拨叉保持同步的换向锥齿轮与前锥齿轮啮合，在共轴反转套筒轴的外轴设置后锥齿轮与换向锥齿轮啮合，同向轴与共轴反转套筒轴的内轴直接连接，前锥齿轮与后锥齿轮通过换向锥齿轮形成间接连接，使该间接连接的传动比为-1.0，最终共轴反转套筒轴中内轴、外轴这两个部件的转速相等、转动方向相反；俯仰控制器包括滑移拨叉、滑移拨环、滑移移动副，在定轴轴承上设置滑移拨环，滑移拨环与定轴轴承保持同步，设置与滑移拨环配套的滑移拨叉与滑移拨环啮合，使滑移拨叉与换向锥齿轮轴承与同向轴轴承与滑移移动副的移动部件直接连接，设置滑移移动副的移动方向平行于花键毂滑移方向，使滑移拨叉与俯仰控制机构连接，滑移移动副的基座、俯仰控制机构的基座与直升机机身保持同步；双路折向器包括折向内锥齿轮、折向外锥齿轮、被动内锥齿轮、被动外锥齿轮、输出套筒轴，其中输出套筒轴自内而外包括内总距杆、内轴、外轴、外总距套杆，内总距杆与内轴是花键连接关系，同步转动、可以相互轴向滑移，外轴与外总距套杆是花键连接关系，同步转动、可以相互轴向滑移，内轴与外轴各自独立转动、相互无轴向滑移，折向内锥齿轮与共轴反转套筒轴的内轴直接连接，折向外锥齿轮与共轴反转套筒轴的外轴直接连接，在输出套筒轴的内轴上设置被动内锥齿轮，在输出套筒轴的外轴上设置被动外锥齿轮，被动内锥齿轮、输出套筒轴的内轴与内输出端直接连接，被动外锥齿轮、输出套筒轴的外轴与外输出端直接连接，使输出套筒轴轴线与共轴反转套筒轴轴线处于同一平面形成夹角，该夹角就是折向角，使折向内锥齿轮与被动内锥齿轮啮合，使折向外锥齿轮与被动外锥齿轮啮合，使共轴反转套筒轴内轴到输出套筒轴内轴的传动比等于共轴反转套筒轴外轴到输出套筒轴外轴的传动比；转向支座包括定轴轴承、转向支架、动轴轴承、蜗轮、蜗杆，在共轴反转套筒轴上设置定轴轴承，共轴反转套筒轴穿过定轴轴承，以输出套筒轴的轴承作为动轴轴承，用转向支架直接连接定轴轴承与动轴轴承，使整个转向支座可以围绕定轴轴承的轴线转动，所述定轴轴承、动轴轴承使输出套筒轴围绕定轴轴承的轴线转动时，折向内锥齿轮与被动内锥齿轮保持啮合、折向外锥齿轮与被动外锥齿轮保持啮合，在定轴轴承上设置蜗轮，蜗轮与定轴轴承保持同步，设置配套蜗杆与蜗轮啮合形成蜗轮蜗杆机构，蜗杆与横滚控制机构连接，所述横滚控制机构的基座、蜗杆的轴承与滑移拨叉保持同步；内总距控制器包括内总距移动副、内总距拨叉、内总距拨环、内总距盘、内总距盘铰、内总距拉杆、上层桨叶铰等，在内总距杆的下端设置内总距拨环，设置配套的内总距拨叉与内总距拨环啮合，内总距拨叉与内总距控制机构连接，设置内总距移动副使内总距拨叉的运动方向平行于输出套筒轴轴线方向，在内总距杆的上端设置内总距盘，按上层旋翼的上层桨叶数量设置内总距盘铰，通过每个内总距盘铰铰链连接一个内总距拉杆，在内总距拉杆的另一端设置上层桨叶铰与上层桨叶形成铰链连接，通过内总距拨叉上下移动，带动内总距拨环、内总距杆、内总距盘、内总距盘铰、内总距拉杆、上层桨叶铰，使每个上层桨叶围绕其上层桨叶轴向铰转动，调节上层桨叶的总距和仰角；外总距控制器包括外总距移动副、外总距拨叉、外总距拨环、外总距盘、外总距盘铰、外总距拉杆、下层桨叶铰等，在外总距套杆的下端设置外总距拨环，设置配套的外总距拨叉与外总距拨环啮合，外总距拨叉与外总距控制机构连接，设置外总距移动副使外总距拨叉的运动方向平行于输出套筒轴轴线方向，在外总距套杆的上端设置外总距盘，按下层旋翼的下层桨叶数量设置外总距盘铰，通过每个外总距盘铰铰链连接一个外总距拉杆，在外总距拉杆的另一端设置下层桨叶铰与下层桨叶形成铰链连接，通过外总距拨叉上下移动，带动外总距拨环、外总距套杆、外总距盘、外总距盘铰、外总距拉杆、下层桨叶铰，使每个下层桨叶围绕其下层桨叶轴向铰转动，调节下层桨叶的总距和仰角；所述内总距控制机构的基座、外总距控制机构的基座、内总距移动副的基座、外总距移动副的基座与动轴轴承保持同步；内输出端在后方与共轴反转双旋翼的上层旋翼连接，外输出端在后方与共轴反转双旋翼的下层旋翼连接；所述变距滑移周向双旋翼，在直升机机身顶部安装，使共轴反转套筒轴轴线平行于直升机纵轴；通过内总距控制机构、外总距控制机构实现升降控制与航向控制：当内总距拨叉与外总距拨叉同步移动时，上层旋翼桨叶、下层旋翼桨叶的总距及仰角同步变化，实现升降控制；当内总距拨叉与外总距拨叉差异化移动时，双旋翼中上层旋翼桨叶、下层旋翼桨叶的总距及仰角不同，实现航向控制；当俯仰控制机构带动共滑移拨叉滑移、最终带动输出套筒轴滑移，调节双旋翼的轴与直升机重心的前后相对位置，实现俯仰控制；当横滚控制机构通过蜗轮蜗杆机构带动转向支座、输出套筒轴围绕定轴轴承的轴线周向转动，可转动双旋翼的轴，实现横滚控制；横滚控制会使共轴反转双旋翼中的一个旋翼转速略增、另一个旋翼转速略减；如此，直升机的航向控制、升降控制、俯仰控制、横滚控制的控制机构基本相互独立，消除交叉耦合。

2.如权利要求1所述的变距滑移周向双旋翼，其中花键毂、单路换向器也可以采用双路旁轴滑动齿轮传动机构代替，采用代替时，本发明由输入端、双路旁轴滑动齿轮传动机构、俯仰控制器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端组成；输入端前方连接动力装置，受动力装置带动转动，后方连接内旁轴；双路旁轴滑动齿轮传动机构包括内旁轴、内旁轴长齿轮、内旁轴前齿轮、外旁轴前齿轮、外旁轴长齿轮、内短齿轮、外短齿轮、共轴反转套筒轴；设置共轴反转套筒轴，其内轴直接连接内短齿轮、其外轴直接连接外短齿轮；在共轴反转套筒轴轴线外设置轴承分别固定的一根内旁轴、一根外旁轴；内旁轴一端连接输入端，中间设置内旁轴前齿轮，另一端设置内旁轴长齿轮；使内旁轴长齿轮与内短齿轮啮合；外旁轴一端设置外旁轴前齿轮，另一端设置外旁轴长齿轮；使外旁轴前齿轮与内旁轴前齿轮啮合，使外旁轴长齿轮与外短齿轮啮合；内旁轴长齿轮、外旁轴长齿轮、内短齿轮、外短齿轮均为直齿，内旁轴长齿轮与内短齿轮之间、外旁轴长齿轮与外短齿轮之间可以沿平行于共轴反转套筒轴轴线的方向相互滑动；使输入端到共轴反转套筒轴内轴的传动比与输入端到共轴反转套筒轴外轴的传动比的负值相等，最终共轴反转套筒轴中内轴、外轴这两个部件的转速相等、转动方向相反；俯仰控制器略有调整，俯仰控制器包括滑移拨叉、滑移拨环、滑移移动副；在定轴轴承上设置滑移拨环，滑移拨环与定轴轴承保持同步，设置与滑移拨环配套的滑移拨叉与滑移拨环啮合；使滑移拨叉与滑移移动副的移动部件直接连接，设置滑移移动副的移动方向平行于共轴反转套筒轴轴线方向；使滑移拨叉与俯仰控制机构连接，当俯仰控制器运动时，直接带动滑移拨叉滑移，间接带动内短齿轮、外短齿轮、共轴反转套筒轴、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端滑移；滑移移动副的基座、俯仰控制机构的基座与直升机机身保持同步；代替时，本发明中的双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端的结构与权利要求1所述结构相同；在直升机上的安装方法及升降控制、航向控制、俯仰控制、横滚控制与权利要求1所述相同。

3.如权利要求1所述的变距滑移周向双旋翼，可以省略花键毂、俯仰控制器，只包括输入端、单路换向器、双路折向器、转向支座、内总距控制器、外总距控制器、两个输出端，这样省略版的本发明结构也应属于本发明的保护范围；在直升机上的安装方法及升降控制、航向控制、横滚控制与权利要求1所述类同，无俯仰控制。