CN110869281B - 旋翼飞行器 - Google Patents

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Abstract

一种旋翼飞行器(1)，包括：第一旋翼(2)、动力单元(3)、从动力单元(3)传动到第一旋翼(2)的传动装置(50)，其中，所述传动装置(50)包括至少一个皮带(4)、一组旋转轴线(Y‑Y、X‑X)、连接到动力单元(3)的至少一个动力输出轴(5)、以及连接到所述第一旋翼(2)的至少一个旋翼轴(10)，皮带(4)是具有长度和宽度的环形皮带，皮带(4)应用到动力输出轴(5)，动力输出轴(5)与旋转轴线(X‑X)同心，皮带(4)将动力传递到旋翼轴(10)，旋翼轴(10)与旋转轴线(Y‑Y)同心，其中，这组旋转轴线的连续旋转轴线相对于彼此延伸，使得其之间的角度在80‑100度的范围内，优选地基本上是90度，其中，在传动装置(50)中应用的皮带(4)在这组旋转轴线的两个相应连续旋转轴线之间的皮带(4)的过渡中具有80‑100度的最大扭转，优选地基本上是90度。

Description

旋翼飞行器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的旋翼飞行器。
背景技术
旋翼飞行器已经为人所知很长时间了。通常，旋翼飞行器具有对飞行器增加升力的动力旋翼。已经提出了旋翼的不同推进系统。近年来，无人驾驶飞机已经应用了每个旋翼使用一个电机的系统。通常，此电机是电动的，其提供了对旋翼旋转速度的良好控制，并且因此提供了一种易于控制的旋翼飞行器。
发明内容
本发明涉及一种旋翼飞行器，包括第一旋翼、动力单元、从动力单元到第一旋翼的传动装置，其中，所述传动装置包括至少一个皮带、一组旋转轴线、连接到动力单元的至少一个动力输出轴以及连接到所述第一旋翼的至少一个旋翼轴，皮带是具有长度和宽度的环形皮带，将皮带应用到动力输出轴，动力输出轴与旋转轴线同心，皮带将动力传输到旋翼轴，旋翼轴与旋转轴线同心，其中，这组旋转轴线的连续旋转轴线相对于彼此延伸，使得其之间的角度在80-100度的范围内，优选地基本上是90度，其中，在传动装置中应用的皮带在这组旋转轴线的两个相应连续旋转轴线之间的皮带的过渡中具有80-100度的最大扭转，优选地基本上是90度。
根据上述内容布置旋翼飞行器的效果是简化了维护。而且，减小了传动装置的磨损。并且由于简化了旋翼飞行器以增加传动装置的冗余，所以可改进旋翼飞行器的安全性。通过此布置，皮带将不会磨损得那么快。特别地，皮带不仅在一个方向上具有扭转，而且在向左和向右的方向上都具有扭转。此设计也使得可能只有一个电机用于旋翼飞行器。
根据旋翼飞行器的另一方面，传动装置(皮带)围绕这组旋转轴线中的所有旋转轴线延伸。
此情况的效果是，使用单个皮带来从动力输出轴传递到旋翼轴。这简化了结构，并且因此增加了安全性。
根据上述旋翼飞行器的另一方面，皮带具有第一侧和第二侧，其中，皮带以这样的方式安装，使得其总是将同一侧转向相应的旋转轴线。
通过这样布置皮带，皮带的内侧可改进为用于摩擦等，并且外侧仍然不需要这样。
根据上述旋翼飞行器的另一方面，这组旋转轴线中的旋转轴线彼此都不平行。
如果动力单元不需要直接与旋翼的旋转轴线相关联，则旋翼飞行器在其设计和维护方面被简化。
根据上述旋翼飞行器的另一方面，皮带是正时皮带，其在内侧包括齿并且优选地包括可围绕相应的旋转轴线旋转的传动滑轮，传动滑轮包括用于容纳所述齿的凹槽。
这是特别有利的，因为皮带将不会轻易地滑动。这又提供了将降低振动等的非常安全的传动装置。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，皮带和旋翼的相应旋转轴线之间的连接包括至少一个单向轴承，例如斜撑离合器(sprag clutch，楔块离合器)，使得皮带仅可在一个方向上对旋翼提供动力。
这大大提高了旋翼飞行器的安全性，因为如果功率降低，则可允许旋翼暂时比旋翼轴旋转得更快。当动力单元不再运行时，其还提供了自转的可能性。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，动力输出轴包括两个传动滑轮，还包括与旋翼轴连接的两个传动滑轮，其中，皮带从动力输出轴围绕第一传动滑轮延伸且围绕所述动力输出轴延伸回，并且在返回到所述动力输出轴之前延伸回第二传动滑轮，使得第一传动滑轮和第二传动滑轮在相反的方向上旋转，并且仅第一传动滑轮为旋翼轴的旋转提供动力，优选地，旋翼轴的第一传动滑轮具有单向轴承附件，例如斜撑离合器，并且第二传动滑轮具有附接到旋翼轴的双向旋转轴承附件。
通过将传动装置布置为这种方式，具有特别的优点，因为皮带的磨损将比不使用此双环布置时要小得多。因此，单环的优点要差得多。特别地，皮带不仅在一个方向上具有扭转，而且在左侧和右侧都具有扭转。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，动力单元包括内燃机或电动机。
内燃机是一种经过充分验证的概念，其对于飞行器是安全的。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，旋翼飞行器包括第二旋翼和对第二旋翼提供动力的第二传动装置，其中，第二传动装置以与第一传动装置相同的方式构成，第二传动装置包括应用于动力输出轴的第二皮带，优选地，第二旋翼应用于布置为在第一旋翼的旋翼轴的相反方向上旋转的旋翼轴，该相反的旋转通过适配第二皮带的路径来实现，使得第二皮带的路径与第一旋翼的皮带的路径相比基本上是镜像布置，从而尽管在动力输出轴处具有相同的旋转方向，但仍提供旋翼轴的相反旋转方向。
为两个旋翼布置相同的传动装置提供了与所讨论的第一传动装置相同的优点，也提供了与第二传动装置相同的优点。另一个优点是使用了单个动力输出轴。动力输出轴的旋转是单向的。这简化了动力输出轴的布置。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，传动装置的这组旋转轴线包括三个连续的旋转轴线。
由于动力单元可定位在飞行器中的较低位置，所以通过三个连续的旋转轴线，容易实现良好平衡的旋翼飞行器。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，至少一个(优选地所有)旋翼具有总距和/或周期距，优选地，周期距通过包括旋翼轴来布置，旋翼轴包括用于控制旋翼的叶片的斜盘，优选地，斜盘的控制通过一组动力装置来实现，这组动力装置是连接到所述斜盘的至少三个动力装置。
旋翼飞行器的控制可仅通过总距来实现，特别是对于四旋翼飞行器方面。这允许精确控制每个旋翼的推力。这是所实现的一个特别的优点，因为输入到每个旋翼的旋转动力可保持恒定，并且每个旋翼因此可接收基本上相同的旋转输入动力。增加了周期距，并且可实现先进的操纵，这特别是提供了与两个主旋翼变型一起使用的操纵。由于通过此布置以直线向前的方式实现周期距，所以通过斜盘布置，极大地改进了旋翼飞行器的操纵性。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，其包括至少三个旋翼，其中每个旋翼具有其自己的传动装置。
每个旋翼然后将具有容易的维护，因为所有传动装置都不需要同时处理。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，同一动力单元为飞行器的所有旋翼提供动力。
这提供了简化动力单元的维护的简单结构。
根据上述之前方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，旋翼飞行器包括另一动力单元，其通过将动力传递到与第一动力单元相同的驱动轴而并行地作用，因此可冗余地替换第一动力单元作为用于为旋翼飞行器提供动力的单个动力单元。
这允许实现飞行器中需要冗余动力单元的复杂空中规则，例如用于在习惯区域上飞行。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，旋翼飞行器是无人机。
以上关于所有方面讨论的细节最好在没有飞行中的飞行员的情况下操作的专业无人机中使用。如果不需要为飞行员占据控制器和座位的空间，则最好应用安全传动装置。
根据上述任一方面的旋翼飞行器的另一方面，其中，旋翼飞行器具有通过包括第二皮带的完整的第二传动装置而连接到每个所包括的旋翼的冗余传动装置，第二传动装置从动力输出轴延伸到旋翼轴。
根据旋翼飞行器的另一方面，动力输出轴包括两个传动滑轮，其中，第一旋翼轴包括第一传动滑轮，并且第二旋翼轴包括第二传动滑轮，其中，皮带从动力输出轴围绕第一传动滑轮延伸且围绕所述动力输出轴延伸回，并且在返回到所述动力输出轴之前延伸回第二传动滑轮，使得第一传动滑轮和第二传动滑轮在相反的方向上旋转并且相应的传动滑轮各自为同轴且反向旋转的专用旋翼轴提供动力，优选地，包括两个单向轴承，其作为相应的传动滑轮到旋翼轴的附接和/或在传动滑轮处到动力输出轴的附接。
这样的优点是，可能仅使用一个动力源和单个皮带来形成同轴旋翼飞行器。
附图说明
图1公开了根据本发明的旋翼飞行器。
图2公开了根据图1的具有两个旋翼的旋翼飞行器。
图2a公开了根据图1的具有三个旋翼的旋翼飞行器。
图2b公开了根据图1的具有四个旋翼的旋翼飞行器。
图3公开了用于本发明的旋翼飞行器的一个旋翼的动力单元和传动装置。
图4公开了本发明的实例性动力单元。
图5公开了根据本公开的一个方面的旋翼飞行器的同轴变型。
图6公开了与图3公开内容一起使用的具有传动装置的第二旋翼。
图6a公开了与图3公开内容一起使用的具有传动装置的第二旋翼和双动力单元。
图6b公开了与图3公开内容一起使用的具有传动装置的第二旋翼、双动力单元和第三传动装置。
图7公开了包括斜盘的旋翼，其可能与图1至图6、图6a、图6b和图8至图10的公开内容一起使用。
图8公开了根据本发明的旋翼飞行器的完整视图。
图9公开了根据本发明的旋翼飞行器的传动装置的替代变型。
图10公开了具有冗余传动装置的传动装置。可应用于包括图3、图6a、图6b以及图9的所有方面，并且具有修改。
具体实施方式
本公开涉及例如在图1至图2、图2a和图2b中的任何一个中公开的旋翼飞行器。旋翼飞行器通常具有旋翼。其可称为直升机。一般的公开内容是其在没有飞行中的飞行员的情况下操作，即无人驾驶飞机，例如三翼机、四翼机或多翼机。同样，如所公开的具有两个提供升力的旋翼的双旋翼无人机也在此概念内。旋翼通过皮带传动装置从动力单元提供动力。皮带在旋转轴线之间具有80度和100度之间的扭转，优选地基本上是90度。旋翼飞行器通常具有两个反向旋转的旋翼。为了控制旋翼飞行器，可在旋翼轴上布置斜盘。斜盘控制旋翼的叶片，使得可控制旋翼飞行器，这不改变输入到相应旋翼的动力。动力单元可以是适于传递旋转动力的任何动力单元。然而，倾斜不是唯一的控制方式。通过具有多旋翼，即多于两个主旋翼，可能仅通过单独改变每个旋翼的推力来控制旋翼飞行器。这可例如通过改变叶片角度来实现，例如通过每个单独旋翼的总距来改变叶片角度。还可想到将总距和周期距组合以控制车辆。如果有多于两个的旋翼，则总是有两个旋翼在相同的方向上旋转。
旋翼飞行器的传动装置具有动力输出轴。此轴为皮带提供动力，然后该皮带以环的形式延伸到旋翼轴。在皮带到达旋翼轴之前，在动力输出轴之间可以有另外的轴。优选地，皮带的路径由传动滑轮控制。优选地，传动滑轮具有相同的尺寸，至少是动力单元的动力输出轴上的传动滑轮和旋翼轴上的传动滑轮。
定义旋转轴线，在本公开中是表述旋转轴线，并不意味着自身旋转的轴线，其仅描述元件或轴围绕其旋转的轴线的方向，有时在相同方向上，但是有时在不同方向上，但是仍在相同的旋转轴线上。
图1和图2描述了根据本公开的旋翼飞行器1。其具有两个旋翼2、2'。旋翼可具有任意数量的叶片。旋翼2、2'位于相应的旋翼轴10、10'上，见图3和图6。优选地，旋翼2、2'通过单向轴承，例如斜撑离合器，围绕旋翼轴10、10'连接，使得旋翼如果具有比由提供给旋翼的动力提供的惯性更大的惯性，则可比旋翼轴10、10'旋转得更快。这将发生在例如当减小提供给旋翼2、2'的动力时。旋翼轴10和10'围绕旋转轴线Y-Y和Y-Y'旋转。然而，对于任何所描述的方面，可能在动力输出轴5处仅使用一个单向轴承，例如如图4所示，在用于传动滑轮3b或3c的位置。并且进一步地，如果动力单元包括燃气轮机，则可以可选地省去单向轴承。第一旋翼的第一皮带4的路径和第二皮带4'的路径基本上是彼此的镜像，因此实现了相反旋转的旋翼2、2'。通过两个旋翼，优选地通过同距和周期距来控制旋翼飞行器。
图2a和图2b公开了图1的旋翼飞行器1，但是具有三个和四个旋翼2、2'、2”和2、2'、2”'。对于增加的其他旋翼，基本技术是相同的。每个旋翼优选地具有其自己的传动装置50、51、52等。对于三个和更多的旋翼，总距优选地作为单独控制每个旋翼的推力的方式。这允许控制整个旋翼飞行器。因此，对于增加的三个或更多的旋翼，周期距不是强制性的。
图3公开了来自动力单元3的一个旋翼2的旋转动力的传动装置50的一部分，进一步增加了传动装置和旋翼，实现了本公开的旋翼飞行器。动力单元3在动力输出轴5上提供旋转输出。动力输出轴5从动力单元3延伸，然而，应理解，动力输出轴5可在动力单元3的两侧延伸，而不是如图3所公开的那样仅在一侧延伸。轴5围绕旋转轴线X-X旋转，两者彼此同心。在轴5上是位于轴的固定附件中的传动滑轮9。与传动滑轮9相关联的是皮带4。传动滑轮9可替换为直接附接到轴5。该直接附接可以是围绕轴5的圆形圆周凸起，例如其具有与传动滑轮9相同的外径。皮带4围绕传动滑轮9延伸，直到可围绕公共轴6旋转的传动滑轮对6a、6b。然而，沿着皮带的路径，其首先围绕传动滑轮6a延伸，然后在向旋翼轴10提供动力之后，皮带4在传动滑轮6b上返回延伸。因此，传动滑轮6a和6b围绕公共旋转轴线Z-Z反向旋转。此布置优选地通过使轴6作为固定轴并且相应的传动滑轮6a和6b具有与轴6分离的轴承7a、7b而成为可能。皮带4的单个部分，其公开为内部4a或4d，具有从轴5到轴6的基本上90度的扭转，但是其可以是相对于轴6的80度到100度之间的任何角度。皮带4从此轴6延续到旋翼轴10，皮带的扭转与从轴5到轴6的扭转相同，但是当然是在不同的平面中。旋翼轴10围绕轴线Y-Y旋转。皮带4的相同侧总是朝向相应的轴5、6、10转动。对于皮带4的单个部分在每个连续的轴5、6和10之间的单个过渡。内侧是相同的，但是在图3中用4a、4b、4c和4d表示。在最后的旋翼轴10上具有传动滑轮8。传动滑轮8附接到与第一旋翼2相关联的轴。此传动滑轮8可附接有单向轴承，例如如上讨论的斜撑离合器。但是如前所述，此单向轴承可附接到动力输出轴5。而且如果动力单元包括燃气轮机，则可以可选地省去单向轴承。传动滑轮9、8、6a、6b优选地应具有相同的直径。
皮带4可以是任何适于该目的皮带，例如正时皮带、平带、圆带、三角带、多槽带、多肋带。然而，优选地，具有与传动滑轮9、6a、6b、8一起的正时皮带，该传动滑轮具有与皮带4的齿对应的凹槽图案。这提供了对旋翼轴10的旋转速度的精确控制，而且还提供了将足够的动力传递到旋翼轴10的能力。这对于本公开内容的以下所有方面也是有效的。
如图3、图6、图6a、图6b、图10所示的动力单元3优选地是内燃机，其可以是利用汽油或柴油运行的电机，但是其也可以是燃气轮机或电动机，例如无刷电动机。通常，燃气轮机具有的优点是，其在传动装置中将不需要单向离合器。从动力单元输出的动力可以是直接从发动机或电机3a延伸的轴，但是优选地使用传动齿轮3a、3b、3c、3d。传动齿轮的一个实例可在图4中看到。较小的传动滑轮3b具有围绕其附接的驱动皮带3d，然后皮带3d围绕较大的皮带传动滑轮3c延伸。因此传动齿轮优选地降低动力单元3a到动力输出轴5的转速，以从动力单元3输出动力。
图1和图2公开了旋翼飞行器1，其具有两个旋翼2和2'，旋翼2'与第一旋翼2相比在相反的方向上旋转。这通过皮带4'的反向螺纹连接第二传动装置51来实现，如图6所示。所有重复但相同的细节用“'”命名。然而动力单元3优选地与图3中公开的相同。动力输出轴5也与图3中的相同。但是应理解，动力输出轴5可伸出到动力单元3的左侧，用于附接第二传动装置51的皮带4'。
图6a基本上公开了图3的传动装置和可能的旋翼飞行器，并且还公开了可能具有第二动力单元3'。如图6a中定位的，一起对动力输出轴5和动力单元3提供动力。通过应用两个动力单元3、3'，可单独对旋翼飞行器1提供动力以使其飞行，可能具有旋翼飞行器的冗余动力系统。
图6b公开了用于为如图2a中所示的另一旋翼2”提供动力的额外的第三传动装置52。传动装置52与前面的传动装置50和51保持相同。图6b还公开了可选的第二动力单元3'。其基本上是根据图3的具有添加的旋翼和传动装置的方面。
图6、图6a、图6b都可布置有延伸穿过一个或两个动力单元3、3'的动力输出轴5，用于在动力单元3、3'的两侧附接传动装置。
图7公开了斜盘(swash plate，旋转斜盘)11，其可与本申请的任何旋翼2、2'、2”、2”'一起使用，用于经由斜盘进行所谓的周期距控制。斜盘11由动力装置14和15、17控制。动力装置通常至少为三个。动力装置14、15、17通过传动杆12和13、18接合并控制斜盘11。动力装置14、15、17优选地是伺服装置。
对于图2的双旋翼飞行器，斜盘11是强制性的。然而，对于如图2a、图2b所示的具有多于两个旋翼的旋翼飞行器1'、1”、1”'，可省去斜盘11。但是旋翼2、2'、2”的总距(collective pitch)仍是强制性的，以控制旋翼飞行器。总距还可与斜盘一起用于任何构造的多个旋翼等。
图8公开了本公开的旋翼飞行器1的完整的传动装置。动力单元将如图4所示安装，并且传动滑轮3d将对应于图8中的相同的传动滑轮3。然而，必须理解，动力单元可以任何合适的方式安装。第一皮带4和第二皮带4'也可接收来自动力单元的相对侧的其各自的动力输出。图8的公开内容基本上是图3结合图6的公开内容，但是不存在动力单元。图8还公开了在相应的旋翼轴10、10'处的斜盘11、11'。
图9公开了传动装置500。传动装置本身与例如图8的传动装置相同，但是也与图3、图6、图6a、图6b、图10的传动装置相同，即，皮带在旋转轴线之间仍具有80-100度的扭转，优选地是90度。但是，不同之处在于，动力输出轴55在图8中对应于图3的轴6。皮带4m和皮带4n都为专用旋翼2、2'提供动力。通过使皮带在双环中延伸，皮带的扭转从不大于80-100度，或者优选地基本上从不大于90度。通过两个传动滑轮80a、80b实现与旋翼轴100的联接。第一传动滑轮80a具有单向轴承，例如斜撑离合器。因此，皮带4m通过传动滑轮80a为旋翼轴10提供动力。另一传动滑轮80b通过轴承附接到旋翼轴100。然而，由于第二传动滑轮80b的轴承在两个方向上提供旋转，所以传动滑轮80实际上不随着轴100旋转。而是，传动滑轮80b以与第一传动滑轮80a相同的旋转速度反向旋转。对于动力输出轴55处的传动滑轮60a、60b提供相同的布置。传动滑轮60a随着轴55旋转，可能具有或不具有单向轴承，并且传动滑轮60b以与传动滑轮60a相同的速度(但是该速度是负的)反向旋转。为了使该布置起到满意的作用，传动滑轮80a、80b和60a、60b应具有相同的直径。
如图9公开的方面优选地包括在图2b的四翼机1”的布置中，其中，有四个皮带以与图9中相同的配置连接到主动力输出轴55。因此，四翼机1”由此布置提供动力。然后通过每个旋翼的相应旋翼叶片的同距来执行对四翼机的控制。与以上前述方面一样，动力单元可以是相同的，旋翼的单向轴承可以是相同的，来自动力单元的任何齿轮可以是相同的。换句话说，图3、图6的轴5可对应于动力输出轴55。
对于任何公开内容，应理解，通常可能采用双冗余。特别地，可能提供具有双动力输出和连接到每个旋翼的双传动装置的双动力单元。这意味着，例如通过对轴5提供第二动力单元3a(图6a、图6b)，具有或不具有齿轮3a、b、3c、3d，不仅动力单元可以加倍。而且，通过提供具有另外的传动滑轮的另外的皮带，从轴5到旋翼的传动装置可以加倍。但是每个皮带的主要构造保持相同。这将通过在轴5上设置双传动滑轮9，在轴6上设置双传动滑轮，在旋翼轴10上设置双传动滑轮来实现。对于图9的所讨论的公开内容，这还将意味着在旋翼轴10上设置四个传动滑轮80a、80b，并且在轴50和两个皮带4上设置四个传动滑轮60a、60b。该构造是加倍的，并且每个单一的传动装置将具有与上面结合图3、图6、图6a、图6b、图9所讨论的传动装置相同的构造。例如见图10，其中公开了另一个皮带4a和传动滑轮9a、6aa、6ab、8a。这在第一传动装置失效时提供了安全性。这也可应用于图9的传动装置500以及所有其他传动装置。在图10中，第二中间旋转轴线Za-Za标记为与Z-Z分开的轴线，但是当然其可以是相同的旋转轴线。并且即使传动装置是冗余的，所标记的额外动力单元3'也是可选的，并且可仅存在一个动力单元3。应理解，皮带可以是在横向方向上具有两个部分的皮带。使得实际上是两个皮带，但是这两个皮带在一侧连接。在一个皮带断裂的情况下，两个皮带之间的接合部不影响其余的完全功能性的皮带。
一个优选的解决方案是在每个位置应用宽的皮带，并且使用在传动滑轮之间具有脊的双传动滑轮，然后将宽的皮带分成两个较薄的皮带，或者几乎将宽的皮带分开。于是这提供了一种双皮带系统，其中两个皮带中的一个可以断裂而不会危害另一个皮带。此解决方案适用于旋翼飞行器的任何所述方面。
对于斜盘解决方案11，也可能增加冗余动力装置14、15和17。即每个动力装置具有备份，如果第一动力装置失去功能或完全损坏，则该备份可单独控制其斜盘的部分。
图5公开了本公开的同轴变型1”'。两个同轴的轴10aa和10bb为每个专用旋翼2aa和2bb提供动力，出于可见性的原因，尚未将旋翼叶片添加到图5。两个旋翼2aa、2bb通过专用皮带4而可反向旋转。对于此模型，在动力输出轴55上也具有传动滑轮9aa、9bb。在图5的旋翼飞行器1”'中，在动力输出轴55和动力单元之间优选地附接有一个单向轴承。然而，和上述方面一样，如果动力单元是燃气轮机，则可以可选地省去单向轴承。优选地，应用一种用于同轴旋翼飞行器的斜盘系统。此外，应理解，仅存在一个单一的为两个旋翼提供动力的皮带4。传动滑轮8aa、8bb因此反向旋转。图5的旋翼飞行器基本上是如图9中公开的旋翼飞行器的一半，但是增加了同轴布置。
还可想到制造图8和图9方面的混合的三翼机(图2a)。图8的传动装置的一半用于一个旋翼。在轴5上(是图9的轴55)布置有两个旋翼2'、2和图9的所有其他组成部件。这将导致也可能仅通过一个动力源来提供动力的三翼机布置。
本公开对于任何类型的旋翼飞行器、直升机、三翼机、四翼机也是有效的，甚至并非旨在将其应用于载人旋翼飞行器。
在多翼机构造中，优选的是旋翼成对地相关联，在相同的方向上旋转，并且对应的旋翼对反向旋转。如果仅使用一个动力单元，并且因此所有旋翼以相同的每分钟转数旋转，则每个旋翼应具有叶片或斜盘或两者的可变旋转角，以控制旋翼飞行器。

Claims (26)

1.一种旋翼飞行器(1)，包括：第一旋翼(2)、动力单元(3)、从所述动力单元(3)到所述第一旋翼(2)的传动装置(500)，其中，所述传动装置(500)包括至少一个皮带(4)、限定轴所围绕旋转的轴线的一组旋转轴线(Y-Y、X-X、Z-Z)、连接到所述动力单元(3)的至少一个动力输出轴(55)、以及连接到所述第一旋翼(2)的至少一个旋翼轴(100)，所述皮带(4)是具有长度和宽度的环形皮带，所述皮带(4)被应用到所述动力输出轴(55)与所述旋翼轴(100)，所述动力输出轴(55)与所述一组旋转轴线中的部分的旋转轴线(X-X)同心，并且将动力从所述动力输出轴(55)传递到所述旋翼轴(100)，所述旋翼轴(10)与所述一组旋转轴线中的部分的旋转轴线(Y-Y)同心，
其特征在于，
至少一个动力输出轴(55)与至少一个旋翼轴(100)相对于彼此延伸，使得彼此之间的角度在80-100度的范围内，其中，在所述传动装置(500)中应用的所述皮带(4)在该至少一个动力输出轴(55)与至少一个旋翼轴(100)之间的皮带(4)的过渡中具有80-100度的扭转，其中，所述动力输出轴(55)包括两个传动滑轮(9aa、9bb、60a、60b)，还包括连接到所述旋翼轴(100)的第一传动滑轮(8aa、80a)和第二传动滑轮(8bb、80b)，其中，所述皮带(4)从所述动力输出轴(55)围绕所述第一传动滑轮(8aa、80a)延伸且围绕所述动力输出轴(55)延伸回，并且在再返回到所述动力输出轴(55)之前延伸回所述第二传动滑轮(8bb、80b)，使得所述第一传动滑轮(8aa、80a)和所述第二传动滑轮(8bb、80b)在相反的方向上旋转，并且仅所述第一传动滑轮(8aa、80a)为所述旋翼轴(100)的旋转提供动力，所述旋翼轴(100)的第一传动滑轮(8aa、80a)具有单向轴承附件，并且所述第二传动滑轮(8bb、80b)具有连接到所述旋翼轴(100)的双向旋转轴承附件。
2.根据权利要求1所述的旋翼飞行器(1)，其中，在所述传动装置(500)中，所述皮带(4)围绕所述至少一个动力输出轴(55)与所述至少一个旋翼轴(100)延伸。
3.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述皮带(4)具有第一侧和第二侧(4a、4b、4c、4d)，其中，所述皮带(4)以总是使同一侧朝向所述至少一个动力输出轴(55)与所述至少一个旋翼轴(100)转动的方式安装。
4.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述至少一个动力输出轴(55)中每个与所述至少一个旋翼轴(100)中每个彼此都不平行。
5.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述皮带(4)是正时皮带，并包括位于内侧(4a、4b、4c、4d)的齿。
6.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述皮带(4)和所述旋翼轴(100)之间的连接包括至少一个单向轴承，使得所述皮带(4)能够仅在一个方向上为所述旋翼(2)提供动力。
7.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述动力单元(3)包括内燃机或电动机。
8.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述旋翼飞行器(1)包括第二旋翼(2')和为第二旋翼(2')提供动力的第二传动装置(510)，其中，所述第二传动装置(510)以与第一传动装置相同的方式构成，所述第二传动装置包括应用于所述动力输出轴(55)的第二皮带(4')。
9.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述传动装置(50)的所述一组旋转轴线包括三个连续的旋转轴线(X-X、Z-Z、Y-Y)。
10.根据权利要求8所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述第一旋翼和所述第二旋翼中的至少一个旋翼具有总距和/或周期距。
11.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述旋翼飞行器包括至少三个旋翼(2、2'、2”)，其中每个旋翼具有其自己的传动装置(500、510)。
12.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述动力单元(3)作为第一动力单元为所述旋翼飞行器(1)的所有旋翼(2)提供动力。
13.根据权利要求12所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述旋翼飞行器(1)包括另一动力单元(3')，该另一动力单元通过将动力传递到与所述第一动力单元相同的驱动轴而并行地作用，因此能够冗余地替换所述第一动力单元作为用于为所述旋翼飞行器(1)提供动力的单个动力单元。
14.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述旋翼飞行器(1)是无人机。
15.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述旋翼飞行器(1)具有通过包括第二皮带(4)的完整的第二传动装置而连接到每个所包括的旋翼(2)的冗余传动装置(500)，所述第二传动装置从所述动力输出轴(55)延伸到所述旋翼轴(100)。
16.根据权利要求1或2所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述动力输出轴(55)包括所述两个传动滑轮(9aa、9bb)，其中，所述旋翼轴(100)作为第一旋翼轴包括所述第一传动滑轮(8aa)，并且第二旋翼轴(10bb)包括所述第二传动滑轮(8bb)，其中，所述皮带(4)从动力输出轴(55)围绕所述第一传动滑轮(8aa)延伸且围绕所述动力输出轴(55)延伸回，并且在再返回到所述动力输出轴(55)之前延伸回所述第二传动滑轮(8bb)，使得所述第一传动滑轮(8aa)和所述第二传动滑轮(8bb)在相反的方向上旋转并且相应的传动滑轮(8aa、8bb)各自为同轴且反向旋转的所述第一旋翼轴和所述第二旋翼轴(10bb)中的专用旋翼轴提供动力。
17.根据权利要求1所述旋翼飞行器(1)，其中，所述角度基本上是90度。
18.根据权利要求1所述旋翼飞行器(1)，其中，所述扭转基本上是90度。
19.根据权利要求1所述旋翼飞行器(1)，其中，所述单向轴承附件是斜撑离合器。
20.根据权利要求5所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述两个传动滑轮(9aa、9bb、60a、60b)和所述第一传动滑轮(8aa、80a)和所述第二传动滑轮(8bb、80b)均包括用于容纳所述齿的凹槽。
21.根据权利要求6所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述单向轴承是斜撑离合器。
22.根据权利要求8所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述第二旋翼(2')应用于布置为在所述第一旋翼(2)的旋翼轴(100)的相反方向上旋转的旋翼轴(100')，相反旋转通过适配所述第二皮带(4')的路径来实现，使得所述第二皮带的路径与所述第一旋翼(2)的皮带(4)的路径相比基本上是镜像布置，从而尽管在所述动力输出轴(55)处具有相同的旋转方向，但仍提供所述第二旋翼(2')的相反旋转方向。
23.根据权利要求10所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述第一旋翼和所述第二旋翼中的所有旋翼具有总距和/或周期距。
24.根据权利要求10所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述周期距通过包括带有斜盘(11)的所述旋翼轴(100)来设置，所述斜盘用于控制所述第一旋翼和所述第二旋翼中的旋翼的叶片。
25.根据权利要求24所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述斜盘(11)的控制通过一组动力装置(14、15、17)来实现，这组动力装置是连接到所述斜盘(11)的至少三个动力装置。
26.根据权利要求16所述的旋翼飞行器(1)，其中，所述旋翼飞行器包括两个单向轴承，作为相应的第一传动滑轮和第二传动滑轮到所述第一旋翼轴和所述第二旋翼轴(10bb)的附接和/或在所述两个传动滑轮(9aa、9bb)处到所述动力输出轴(55)的附接。
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