CN110040240B - 单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统 - Google Patents

Abstract

单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统，包括主轴，所述的主轴为空心轴，在主轴中滑动穿设有传动杆，传动杆的外端穿出主轴，传动杆的外端与桨夹轴之间设置有连杆机构，在主轴转动连接有支架，弹簧的上端固定连接在支架，弹簧的下端固定连接在离合器座上，离合器座上还固定连接有防回弹片，在离合器座下的主轴上套设有离合器爪，离合爪可顺利进出回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间，在传动杆靠近上部的环形凸环处具有一中颈部，过渡套通过孔套设且上下限位在中径部上，过渡套与离合器爪之间至少通过两根连接杆固定连接。本系统能够实现飞行器减重。

Description

单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统

技术领域

本发明涉及飞行桨控制系统，特别涉及螺旋桨变距等功能的控制系统，属于飞行器技术领域。

背景技术

变桨距以及顺桨系统在目前的飞行器上具有成熟的应用，但其在飞行器上是通过两套动力分别取得实现的，对于一些要求轻量化的小型飞行器（如电动飞行器、太阳能飞行器）来说，多套驱动装置意味着其重量的增加，会导致耗能增加，而为了提高能量使用效率，在这些小型飞行器上配置变距及顺桨系统还是很必要的，还有目前的顺桨系统虽然可以实现螺旋桨的顺桨，但最后其停桨位（螺旋桨停止时在水平面上的角度）在360度范围内是随意的，也是不可控的，对于一些螺旋桨较长安装位置比较低的飞行器（如起落架很低），如果降落时螺旋桨处于某些角度（如与机翼之间垂直或夹角较大）的情况下，其着陆时会导致螺旋桨与地面之间发生碰撞从而导致其损坏，目前对于螺旋桨停止位置所处的角度还不能进行有效的控制，从而无法避免上述情况的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服目前的飞行器中螺旋桨调节控制中存在的上述问题，提供一种单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统。

为实现本发明的目的，采用了下述的技术方案：单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统，包括主轴，主轴固定连接有驱动轮，驱动轮通过电机驱动，主轴的外端两侧分别固定连接有桨夹轴，两侧的桨夹分别转动连接在桨夹轴上，所述的主轴为空心轴，在主轴中滑动穿设有传动杆，传动杆的外端穿出主轴，传动杆的外端与桨夹轴之间设置有连杆机构，所述的连接机构包括连杆一，所述的传动杆靠近外端具有一外颈部，外颈部穿设在连杆一的中部的孔中，连杆一轴向限位在外颈部中，连杆一的两端分别铰接有连杆二、连杆三，两个桨夹轴分别固定连接有转臂一、转臂二，转臂一、转臂二的方向相反，连杆二、连杆三的另一端分别与转臂一、转臂二铰接，在传动杆的下端具有径向上凸起的两个环形凸环，两个环形凸起之间形成一下颈部，下径部上转动设置有推拉套，推杆套的下端与直线舵机的推杆端部铰接；

在主轴转动连接有支架，弹簧的上端固定连接在支架上，弹簧的下端固定连接在离合器座上，所述的离合器座通过轴承与主轴转动连接，离合器座具有径向外凸的啮合接触部，位于与弹簧接触的面的离合器座上还固定连接有防回弹片，所述的防回弹片具有开口，开口端的一段儿斜向下扭曲，在离合器座下的主轴上套设有离合器爪，所述的离合器爪轴向滑动、周向限位在主轴上，离合器爪上具有与离合器座上的啮合接触部相匹配的离合爪，回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间的间隙大于离合爪的尺寸，离合爪可顺利进出回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间，在传动杆靠近上部的环形凸环处具有一中颈部，过渡套通过孔套设且上下限位在中径部上，过渡套与离合器爪之间至少通过两根连接杆固定连接。

进一步的；所述的传动杆靠近外端具有一外颈部，外颈部穿设在连杆一的中部的孔中，连杆一卡在外颈部中实现沿传动杆轴向限位。

进一步的；所述的电机固定连接在支架上。

进一步的；所述的离合器爪及过渡套上均具有上下对应的两个耳部，离合器爪和过渡套上相对应的耳部之间通过连接杆固定连接。

进一步的；所述的推拉套为U型，U形的两边上连接有铰接轴，直线舵机的推杆端部连接有关节轴承，铰接轴穿设在关节轴承中。

进一步的；所述的啮合接触部的一个面及离合爪一侧的面均为斜面或部分斜面。

进一步的；所述的离合器座下部的主轴外周上具有两个相隔180度的平面，离合器爪的内孔上具有与两个平面相配合的平面，主轴穿设在离合器爪的内孔中，两者的平面部分相对应，使离合器爪轴向滑动、周向限位在主轴上。

本发明的积极有益技术效果在于：本系统采用一个直线舵机作为驱动，即可实现螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定，在实现上述功能的基础上还实现了轻量化，能够很好的应用在对能量效率要求高的小型飞行器上，还能够实现在螺旋桨较长、而安装位较低情况下的安全着陆。

附图说明

图1是本发明的整体示意图。

图2是本去掉直线舵机后的示意图。

图3是本发明的一个部位局部放大示意图。

图4是上部的示意图。

图5是本发明另一个部位的局部放大示意图。

具体实施方式

为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是对本发明的阐述，不限制本发明的范围。

结合附图对本发明进一步详细的解释，附图中各标记为：1：主轴；2：驱动轮；3：电机；4：支架；5：桨夹轴；6：桨夹；7：连杆一；8：连杆二；9：转臂一；10：弹簧；11：离合器座；12：防回弹片；13：斜向下扭曲部；14：啮合接触部；15：啮合接触部的斜面；16：啮合接触部的斜面；17：回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间的间隙；18：离合器爪；19：离合爪；20:离合爪上的斜面；21：离合爪上的斜面；22：离合器爪上的耳部；23：过渡套；24：连接杆；25：上环形凸环；26：下环形凸环；27：推拉套；28：铰接轴；29：关节轴承；30：直线舵机；31:传动杆；32：主轴外周上的平面；33：连杆三；34：转臂二。

本申请中的上下仅为了便于说明，并不代表使用中的实际方位。

如附图所示，单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统，包括主轴1，主轴固定连接有驱动轮2，驱动轮通过电机3驱动，所述的电机3固定连接在支架4上，主轴与支架之间转动连接，可通过轴承实现转动连接，主轴的外端两侧分别固定连接有桨夹轴，5所示为桨夹轴，两侧的桨夹分别转动转动连接在桨夹轴上，6所示为桨夹，螺旋桨连接在桨夹上，以上为目前的螺旋桨连接常用的结构，所述的主轴为空心轴，在主轴中滑动穿设有传动杆31，传动杆的外端穿出主轴，传动杆的外端与桨夹轴之间设置有连杆机构，所述的连接机构包括连杆一7，传动杆的外端具有一外颈部，外颈部穿设在连杆一的中部的孔中，连杆一上下限位在外颈部中，连杆一的两端分别铰接有连杆二8、连杆三33，两个桨夹轴分别固定连接有转臂一9、转臂二34，转臂一、转臂二的方向相反，连杆二、连杆三的另一端分别与转臂一、转臂二铰接，如图1、图4所示，在传动杆31的下端具有径向上凸起的两个环形凸环，图中25、26所示的上环形凸环、下环形凸环即为两个环形凸环，两个环形凸起之间形成一下颈部，下径部上转动设置有推拉套27，推杆套的下端与直线舵机的推杆端部铰接；更为详细的，所述的推拉套为U型，U形的两边上连接有铰接轴28，直线舵机的推杆端部连接有关节轴承29，铰接轴穿设在关节轴承中。

弹簧10的上端部固定连接在支架4上，弹簧的下端固定连接在离合器座11上，所述的离合器座通过轴承与主轴转动连接，离合器座具有径向外凸的啮合接触部，14所示为啮合接触部；位于与弹簧接触的面的离合器座上还固定连接有防回弹片12，防回弹片采用弹性钢片，所述的防回弹片具有开口，开口端的一段儿斜向下扭曲，13所示为斜向下扭曲部，在离合器座下的主轴上套设有离合器爪18，所述的离合器爪轴向滑动、周向限位在主轴上，所述的离合器座下部的主轴外周上具有两个相隔180度的平面，32所示主轴外周上的平面，离合器爪的内孔上具有与两个平面相配合的平面，主轴穿设在离合器爪的内孔中，两者的平面部分相对应，使离合器爪轴向滑动、周向限位在主轴上，离合器爪上具有与离合器座上的啮合接触部相匹配的离合爪，19所示为离合爪，所述的啮合接触部的一个面及离合爪一侧的面均为斜面或部分斜面；15所示为啮合接触部的斜面、16所示为啮合接触部的斜面、20所示为离合爪上的斜面、21所示为离合爪上的斜面，回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间的间隙大于离合爪的尺寸，17所示为回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间的间隙，离合爪可顺利进出回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间，在传动杆靠近上部的环形凸环处具有一中颈部，过渡套23通过孔套设且上下限位在中径部上，过渡套23与离合器爪之间至少通过两根连接杆固定连接，所述的离合器爪及过渡套上均具有上下对应的两个耳部，离合器爪和过渡套上相对应的耳部之间通过连接杆固定连接，图中22所示为离合器爪上的耳部； 24所示为连接杆；连接杆的下端连接在过渡套的耳部上。

本申请中的各颈部是指在该处变细，各颈部的形成即可以通过在传动杆上一体加工实现，也可以通过在传动杆上固定径向套来实现。

本系统在工作时，电机带动螺旋桨正常旋转时，直线舵机在一个较短行程中直线运动，离合器爪与离合器之间不接触，推拉套通过两个环形凸环带动传动杆直线运动，传动杆直线运动通过连杆机构带动桨夹转动从而实现调节桨距。

当需要降落时，电机停止运动，直线舵机向上运行一个较长的行程，上环形凸环向上推动离合器爪向离合器座部位移动，离合爪与啮合接触部会接触到，由于啮合接触部的一个面及离合爪一侧的面均为斜面或部分斜面，所有两者非常容易接触，由于防回弹片为弹性钢片，所以离合爪可以顶着扭曲部位进入回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间的间隙中，在转动惯性的作用下，离合爪和啮合接触部啮合后会带着离合器座正向旋转（正向指电机驱动主轴转动的方向，），由于弹簧与离合器座及之间之间均为固定连接，所以离合器座旋转会使弹簧扭曲蓄能，当惯性力降到一定程度时，离合器座无法在正向旋转，这是由于弹簧蓄有能量，会使离合器座反向转动，由于防回弹片的阻拦，离合爪无法脱离回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间的间隙，所以主轴会随着离合器座反向转到弹簧恢复到自然状态为至，到这个位置后螺旋桨的方向被锁定，同时顺桨。

在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。

Claims (6)

1.单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统，包括主轴，主轴固定连接有驱动轮，驱动轮通过电机驱动，主轴的外端两侧分别固定连接有桨夹轴，两侧的桨夹分别转动连接在桨夹轴上，其特征在于：所述的主轴为空心轴，在主轴中滑动穿设有传动杆，传动杆的外端穿出主轴，传动杆的外端与桨夹轴之间设置有连杆机构，所述的连杆机构包括连杆一，所述的传动杆靠近外端具有一外颈部，外颈部穿设在连杆一的中部的孔中，连杆一轴向限位在外颈部中，连杆一的两端分别铰接有连杆二、连杆三，两个桨夹轴分别固定连接有转臂一、转臂二，转臂一、转臂二的方向相反，连杆二、连杆三的另一端分别与转臂一、转臂二铰接，在传动杆的下端具有径向上凸起的两个环形凸环，两个环形凸起之间形成一下颈部，下径部上转动设置有推拉套，推杆套的下端与直线舵机的推杆端部铰接；

在主轴转动连接有支架，弹簧的上端固定连接在支架上，弹簧的下端固定连接在离合器座上，所述的离合器座通过轴承与主轴转动连接，离合器座具有径向外凸的啮合接触部，位于与弹簧接触的面的离合器座上还固定连接有防回弹片，所述的防回弹片具有开口，开口端的一段儿斜向下扭曲，在离合器座下的主轴上套设有离合器爪，所述的离合器爪轴向滑动、周向限位在主轴上，离合器爪上具有与离合器座上的啮合接触部相匹配的离合爪，回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间的间隙大于离合爪的尺寸，离合爪可顺利进出回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间，在传动杆靠近上部的环形凸环处具有一中颈部，过渡套通过孔套设且上下限位在中径部上，过渡套与离合器爪之间至少通过两根连接杆固定连接；

本系统在工作时，电机带动螺旋桨正常旋转时，直线舵机在第一行程中直线运动，离合器爪与离合器之间不接触，推拉套通过两个环形凸环带动传动杆直线运动，传动杆直线运动通过连杆机构带动桨夹转动从而实现调节桨距；

当需要降落时，电机停止运动，直线舵机向上运行第二行程，第二行程比第一行程长，上环形凸环向上推动离合器爪向离合器座部位移动，离合爪与啮合接触部接触到，离合爪顶着扭曲部位进入回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间的间隙中，在转动惯性的作用下，离合爪和啮合接触部啮合后会带着离合器座正向旋转，正向指电机驱动主轴转动的方向，离合器座旋转会使弹簧扭曲蓄能，当惯性力降到一定程度时，离合器座反向转动，离合爪无法脱离回弹片扭曲的端部与啮合接触部之间的间隙，主轴会随着离合器座反向转到弹簧恢复到自然状态为止，到这个位置后螺旋桨的方向被锁定，同时顺桨。

2.根据权利要求1所述的单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统，其特征在于：所述的电机固定连接在支架上。

3.根据权利要求1所述的单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统，其特征在于：所述的离合器爪及过渡套上均具有上下对应的两个耳部，离合器爪和过渡套上相对应的耳部之间通过连接杆固定连接。

4.根据权利要求1所述的单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统，其特征在于：所述的推拉套为U型，U形的两边上连接有铰接轴，直线舵机的推杆端部连接有关节轴承，铰接轴穿设在关节轴承中。

5.根据权利要求1所述的单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统，其特征在于：所述的啮合接触部的一个面及离合爪一侧的面均为斜面或部分斜面。

6.根据权利要求1所述的单驱动螺旋桨变距、顺桨、停桨位锁定系统，其特征在于：所述的离合器座下部的主轴外周上具有两个相隔180度的平面，离合器爪的内孔上具有与两个平面相配合的平面，主轴穿设在离合器爪的内孔中其两者的平面部分相对应，使离合器爪轴向滑动、周向限位在主轴上。