CN111038693A - 一种多旋翼飞行器机械操纵系统 - Google Patents

一种多旋翼飞行器机械操纵系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111038693A
CN111038693A CN201911225204.4A CN201911225204A CN111038693A CN 111038693 A CN111038693 A CN 111038693A CN 201911225204 A CN201911225204 A CN 201911225204A CN 111038693 A CN111038693 A CN 111038693A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control
controller
hydraulic
cable
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911225204.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111038693B (zh
Inventor
王挺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201911225204.4A priority Critical patent/CN111038693B/zh
Publication of CN111038693A publication Critical patent/CN111038693A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111038693B publication Critical patent/CN111038693B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/32Rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/04Helicopters
    • B64C27/08Helicopters with two or more rotors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/58Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
    • B64C27/59Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades mechanical
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C27/00Rotorcraft; Rotors peculiar thereto
    • B64C27/54Mechanisms for controlling blade adjustment or movement relative to rotor head, e.g. lag-lead movement
    • B64C27/58Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades
    • B64C27/64Transmitting means, e.g. interrelated with initiating means or means acting on blades using fluid pressure, e.g. having fluid power amplification
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/40Weight reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种多旋翼飞行器机械操纵系统,包括俯仰/滚转控制器、偏航控制器和总距/升降控制器,所述俯仰/滚转控制器、偏航控制器和总距/升降控制器之间均通过控制通道连接,每个所述控制通道对应连接有控制输出机构,所述控制通道的输出机构直接与对应旋翼的控制机构连接,或通过传动装置与对应旋翼的控制机构连接,每个所述控制通道包括若干控制回路,所述控制回路包括操纵索或液压管路;使用操纵索的控制回路,包括所述操纵索、3个操纵索收紧装置、操纵索连接器;使用液压管路的控制回路,包括所述液压管路、3个液压缸、驱动缸。

Description

一种多旋翼飞行器机械操纵系统
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域,具体来说,涉及一种多旋翼飞行器机械操纵系统。
背景技术
目前市面上的多旋翼飞行器,大部分都通过电子飞行操纵系统实现飞行控制,在无人机和部分载人飞行器上已有大量的应用案例,电子飞行操纵系统通过对各种基本操纵,例如俯仰、滚转、偏航、升降,的输入量或值的处理,为多旋翼飞行器的每个旋翼提供对应的控制讯号,如功率、桨距或两者皆有,以实现多旋翼飞行器的控制。
但是,电子飞行控制系统的问题在于,常见的电子控制系统可靠性难以满足载人飞行器的安全性要求,由此也间接限制了载人多旋翼飞行器的发展。载人航空器需要确保机上飞行员在包括极端情况的绝大多数情况下保持对飞行器的控制,因此无论飞行器采用机械操纵系统还是电子操纵系统都必须有能够经受检验的可靠性。相比于易于验证可靠性的机械操纵系统,电子飞行操纵系统的可靠性相对难以验证,且周期较长,很容易影响相应飞行器的研发周期和是否能够取得相关许可。
同时,采用电子飞行控制系统另一方面也一定程度上限制了相关飞行器使用传统内燃机的应用,基于现有的电子飞行操纵系统对以内燃机为动力的多旋翼飞行器进行控制,则不可避免地涉及多次电子讯号和机械动作的相互转换,相比于电力驱动的设计,其可靠性更加难以保证。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题,本发明提出一种多旋翼飞行器机械操纵系统,能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种多旋翼飞行器机械操纵系统,包括俯仰/滚转控制器、偏航控制器和总距/升降控制器,所述俯仰/滚转控制器、偏航控制器和总距/升降控制器之间均通过控制通道连接,每个所述控制通道对应连接有控制输出机构, 所述控制通道的输出机构直接与对应旋翼的控制机构连接,或通过传动装置与对应旋翼的控制机构连接,每个所述控制通道包括若干控制回路,所述控制回路包括操纵索或液压管路;
使用操纵索的控制回路,包括所述操纵索、3个操纵索收紧装置、操纵索连接器,3个所述操纵索收紧装置分别设置于俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器上,所述操纵索连接器设置于所属控制通道的控制输出机构上,所述操纵索串连连接各控制器的操纵索收紧装置和所属控制通道的控制输出机构上的操纵索连接器;
使用液压管路的控制回路,包括所述液压管路、3个液压缸、驱动缸,3个所述液压缸分别设置于俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器上,所述液压缸设置于所属控制通道的控制输出机构上,所述液压管路并联连接各控制器的液压缸和所属控制通道的控制输出机构上的驱动缸。
进一步的,同一控制通道中选择使用一种或混合使用不同的控制回路设计。
其中,同一个控制通道内设有多个控制回路的,各回路中采用的操纵方向相同或相反。
其中,所述操纵方向相同为,俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器中的某一个控制器进行一个动作时,所产生的效果均为收紧相应回路的操纵索或向液压管路中输送液压液体,额外的控制回路提供操纵备份冗余。
其中,所述操纵方向相反为,控制回路的动作为放松操纵锁或从液压管路中抽取液压液体,操纵索连接器或液压缸以相反的方式与所属通道的控制输出机构连接,额外的控制回路与其他控制回路配合改善操纵性能并提供有有限的操纵冗余能力。
进一步的,使用操纵索的控制回路中,操纵索收紧装置选择使用滑轮、导环或导柱设计,以动滑轮的方式对所述操纵索进行操作。
进一步的,使用操纵索的控制回路,各回路的控制输出机构中设有复位装置,以保持各回路操纵索的张力;使用液压管路的控制回路,各回路的控制输出机构中设有复位装置,以保持各回路液压管路中的压力。
进一步的,所述控制通道的输出机构直接与对应旋翼的控制机构连接,或通过传动装置与对应旋翼的控制机构连接。
其中,所述旋翼控制机构为旋翼的桨距调节机构或转速调节机构。
本发明的有益效果:本发明提供一种多旋翼飞行器的机械操纵系统,依托相对简单且可靠性易于验证的机械结构,实现对多旋翼飞行器的飞行控制,使多旋翼飞行器或应用多旋翼飞行器控制原理的其他飞行器能够将本机械操纵系统可靠且低成本的应用于载人航空中。
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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的控制回路示意图;
图2是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的设有复位机构的基于操纵索的控制回路示意图;
图3是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于液压管路的控制回路示意图;
图4是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的设有复位机构的基于液压管路的控制回路示意图;
图5是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的同一控制通道内多个控制回路相同动作方向示意图;
图6是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于液压管路的同一控制通道内多个控制回路相同动作方向示意图;
图7是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的同一控制通道内多个控制回路相反动作方向示意图;
图8是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于液压管路的同一控制通道内多个控制回路相反动作方向示意图;
图9是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于液压管路的使用复式液压缸的同一控制通道内多个控制回路相反动作方向示意图;
图10是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的包括基座和矩形滑块的总距/升降控制器实例图;
图11是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于液压管路的使用复式液压缸的包括基座和矩形滑块的总距/升降控制器实例图;
图12是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的包括基座和摇臂的总距/升降控制器俯视实例图;
图13是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的包括基座和摇臂的总距/升降控制器侧视实例图;
图14是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的包括基座和矩形滑块的偏航控制器实例图;
图15是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于液压管路的包括基座和矩形滑块的偏航控制器实例图;
图16是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的包括基座和摇臂的偏航控制器俯视实例图;
图17是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的包括基座和摇臂的偏航控制器侧视实例图;
图18是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于液压管路的包括基座和摇臂的偏航控制器实例图;
图19是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于液压管路的使用复式液压缸的包括基座和摇臂的俯仰/滚转控制器实例图;
图20是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于操纵索的包括基座和摇臂的俯仰/滚转控制器实例图;
图21是根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统的基于液压管路的使用复式液压缸的包括基座和多边形滑块的俯仰/滚转控制器实例图。
图中:
1、操纵索;2、操纵索套管;3、滑轮;4、固定点;5、导槽;6、矩形滑块;7、摇臂;8、复位弹簧;9、动滑轮;10、液压缸;11、液压管路;12、联动件;13、操纵索套管固定器兼操纵索导环;14、基座;15、导轨;16、连接器;17、铰接轴;18、液压缸安装座;19、操纵索固定座;20、伸缩连接器;21、多边形滑块,22、复式液压缸。
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所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统,包括俯仰/滚转控制器、偏航控制器和总距/升降控制器,所述俯仰/滚转控制器、偏航控制器和总距/升降控制器之间均通过控制通道连接,每个所述控制通道对应连接有控制输出机构, 所述控制通道的输出机构直接与对应旋翼的控制机构连接,或通过传动装置与对应旋翼的控制机构连接,每个所述控制通道包括若干控制回路,所述控制回路包括操纵索1或液压管路11;
使用操纵索1的控制回路,包括所述操纵索1、3个操纵索收紧装置、操纵索连接器,3个所述操纵索收紧装置分别设置于俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器上,所述操纵索连接器设置于所属控制通道的控制输出机构上,所述操纵索1串连连接各控制器的操纵索收紧装置和所属控制通道的控制输出机构上的操纵索连接器;
使用液压管路11的控制回路,包括所述液压管路11、3个液压缸10、驱动缸,3个所述液压缸10分别设置于俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器上,所述液压缸10设置于所属控制通道的控制输出机构上,所述液压管路11并联连接各控制器的液压缸10和所属控制通道的控制输出机构上的驱动缸。
在一具体实施例中,本机械操纵系统适用于设有4、6、8、10、12只参与姿态控制的旋翼的多旋翼飞行器。
优选的,所述控制通道的数量与所应用飞行器参与姿态控制的旋翼对应,为4、6、8、10、12个。
在一具体实施例中,如图1和图3所示,同一控制通道中选择使用一种或混合使用不同的控制回路设计。
优选的,同一个控制通道内设有多个控制回路的,各回路中采用的操纵方向可以相同或相反。
优选的,如图5-6所示,所述操纵方向相同为,俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器中的某一个控制器进行一个动作时,所产生的效果均为收紧相应回路的操纵索1或向液压管路11中输送液压液体,额外的控制回路提供操纵备份冗余。
优选的,如图7-8所示,所述操纵方向相反为,控制回路的动作为放松操纵索1或从液压管路11中抽取液压液体,操纵索连接器或液压缸10以相反的方式与所属通道的控制输出机构连接,额外的控制回路与其他控制回路配合改善操纵性能并提供有限的操纵冗余能力。
在一具体实施例中,使用操纵索1的控制回路中,所属通道的控制输出机构的操纵索连接器通常设置于所述操纵索1的一个末端,操纵索收紧装置可使用滑轮3、导环或导柱设计,以动滑轮方式对所述操纵索1进行操作。
优选的,如某个操纵索收紧装置位于操纵索1的一个末端,则既可以使用传统的收紧机构直接对操纵索1进行操作,也可以使用所述动滑轮方式的操纵索收紧装置操作,操纵索1的末端固定于其他不可动结构上。
优选的,设计中的动滑轮9和滑轮3实际中均可以替换为操纵索导环或导柱等结构,功能并不发生变化,且实际应用中基座14和导槽5可被其他已有结构替代。
在一具体实施例中,如图9所述,使用液压管路11的控制回路中,同一控制通道内互为相反运作方向的两个液压管路控制回路,可使用一组3支的复式液压缸22和双作用驱动缸组成。
在一具体实施例中,如图2和图4所示,使用操纵索1的控制回路,各回路的控制输出机构中设有复位装置,以保持各回路操纵索1的张力;使用液压管路11的控制回路,各回路的控制输出机构中设有复位装置,以保持各回路液压管路11中的压力。
在一具体实施例中,所述控制通道的输出机构直接与对应旋翼的控制机构连接,或通过传动装置与对应旋翼的控制机构连接。
优选的,所述旋翼控制机构为旋翼的桨距调节机构或转速调节机构。
优选的,所述转速调节机构为驱动该旋翼的动力装置的节流阀或电子调速器等功率控制机构。
在一具体实施例中,如图10-13所示,所述总距/升降控制器有多种实施方式,根据操作的输入量同步的压缩或放松各控制通道中各控制回路设置于总距/升降控制器的操纵索收紧机构或液压缸10,通过操纵索1或液压管路11的传动最终使各控制通道的控制输出机构对旋翼进行控制,同步增加或减小各旋翼的实际输出功率,以实现飞行器的上升或下降。
优选的,所述总距/升降控制器其中一种实施方式为,包括基座14和可在基座上轴向运动的矩形滑块6,各控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10的一端连接至矩形滑块6的同一侧,另一端与基座14连接,各操纵索收紧机构或液压缸10的布置与矩形滑块6运动轴向成平行关系。
优选的,当操纵力驱动矩形滑块6沿轴向运动时,矩形滑块6同步带动各操纵索收紧机构或液压缸10运动,实现飞行器的总距/升降控制,单独操作总距/升降控制器时,其他控制器在各控制通道中力的相互作用和操纵力的保持下保持不动,当操纵系统中设有反向的控制回路时,反向控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10可对称设置于矩形滑块6的另一侧,当矩形滑块向一侧运动时,一侧的操纵索收紧机构被放松和压缩,或液压缸10被收紧和拉伸,矩形滑块6另一侧的操纵索收紧机构或液压缸10被收紧和拉伸。
优选的,所述总距/升降控制器另一种实施方式为,包括基座14和一端铰接于基座14的摇臂7,各控制通道中各控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10的两端分别与基座14和安装于摇臂7的连接器16连接。
优选的,当操纵力驱动摇臂7摆动时,摇臂7能够同步拉伸各控制回路的操纵索收紧机构,或同步压缩各控制回路的液压缸10,实现飞行器的总距/升降控制。
在一具体实施例中,如图14-18所示,所述偏航控制器有多种实施方式,根据操作的输入量,调节对应各正向旋转旋翼和反向旋转旋翼控制通道间的输出,使向一个方向旋转的旋翼输出更多的功率,改变飞行器的扭力平衡,实现飞行器的偏航控制。
优选的,所述偏航控制器其中一种实施方式为,包括基座14和可在基座上轴向运动的矩形滑块6,各正向旋转旋翼的控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10的一端连接至矩形滑块6的同一侧,另一端与基座14连接,各反向旋转旋翼的控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10呈镜像布置于矩形滑块6的另一侧,各操纵索收紧机构或液压缸10的布置与矩形滑块6运动轴向成平行关系。
优选的,当操纵力驱动当矩形滑块6向一侧运动时,一侧的操纵索收紧机构或液压缸10被放松和压缩,矩形滑块6另一侧的操纵索收紧机构或液压缸10被收紧和拉伸,向各控制回路提供相反的输入量,实现调节对应各正向旋转旋翼和反向旋转旋翼控制通道间的输出,实现飞行器的偏航控制,反向的控制回路可布置于矩形滑块6的另一侧。
优选的,所述偏航控制器另一种实施方式为,包括基座14和中部铰接于基座14的摇臂7,各正向旋转旋翼的控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10的一端连接至铰接轴17的同一侧,另一端与基座14连接,各反向旋转旋翼的控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10呈镜像布置于铰接轴17的另一侧。
优选的,当操纵力驱动摇臂向一侧摆动时,铰接轴17一侧的操纵索收紧机构或液压缸10被放松和压缩,摇臂7另一侧的操纵索收紧机构或液压缸10被收紧和拉伸,向各控制回路提供相反的输入量,实现调节对应各正向旋转旋翼和反向旋转旋翼控制通道间的输出,实现飞行器的偏航控制。
在一具体实施例中,如图19-21所示,所述俯仰/滚转控制器有多种实施方式,根据操作的输入量调节对应各旋翼控制通道间的输出,进而改变各旋翼间的功率输出,以实现飞行器的俯仰或滚转。
优选的,所述俯仰/滚转控制器其中一种实施方式为,包括基座14和固定于基座的可在两轴摆动的摇臂7,各旋翼的控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10的一端连接至摇臂7,另一端与基座14连接,布置的方向均与各控制通道所对应旋翼与飞行器重心的位置关系相同或相反,实际中可根据设计需求在±30°范围内调整。
优选的,为保证各通道中的各控制回路同步运作,可由伸缩连接器20连接基座14与摇臂7,各回路操纵索收紧机构或液压缸10安装于对应的伸缩连接器20上,且基座14的方向与飞行器方向相同。
优选的,当操纵力驱动摆杆向某一方向摆动时,各控制通道回路的操纵索收紧机构或液压缸10根据与摆动方向的位置关系产生对应比例的运动或不发生运动,同步调整各旋翼的实际输出功率,实现飞行器的俯仰/滚转控制。
优选的,所述俯仰/滚转控制器另一种实施方式为,包括基座14和设置在基座14上可在平面内两轴滑动的多边形滑块21,多边形滑块21的每一边的布置位置与所应用飞行器与各控制通道所对应旋翼与飞行器重心的位置关系相同或相反,实际中可根据设计需求在±30°范围内调整。
优选的,所述多边形滑块21的边数与设计的控制通道数量对应,且该多边形滑块21不一定为正多边形。
优选的,多边形滑块21的每一边均设有导槽5,多边形滑块21通过垂直连接于导槽5且另一端固定于基座14的伸缩装置与基座14连接并实现平面内移动,各控制通道中各控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10安装于多边形滑块21对应边的伸缩装置上。
优选的,当操纵力驱动多边形滑块21在平面内移动时,多边形滑块21带动各边的伸缩装置运动并带动安装于伸缩装置的各控制回路的操纵索收紧机构或液压缸10运动,实现飞行器的俯仰滚转控制。
在一具体实施例中,各控制器及控制输出机构可以分别设置在飞行器内部,或某几个组成一组设置,也可以集中设置于同一结构中,当控制回路采用操纵索1运作时,各机构间的操纵索1可设置操纵索套管2和/或滑轮3,以保证控制回路的正常工作。
为了方便理解本发明的上述技术方案,以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
根据本发明所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统,包括俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器、与所应用飞行器参与姿态控制的旋翼对应的4、6、8、10、12个控制通道、各控制通道的控制输出机构。所述俯仰/滚转控制器控制飞行器的俯仰或滚转姿态;所述总距/升降控制器实现飞行器的上升或下降;所述偏航控制器实现飞行器的偏航控制;每个所述控制通道由一个或多个控制回路构成,额外的控制回路用于改善操纵性能或提供冗余,每个控制回路可由操纵索1或液压管路11构成;各控制通道的输出机构直接或通过传动装置与对应旋翼的控制机构连接并实现对对应旋翼的控制。
在具体使用时,首先将每个控制通道分别与各自的控制输出机构、俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器相连接,若使用操纵索1的控制回路,则每个回路的操纵索1串连连接各控制器的操纵索收紧装置和所属通道的控制输出机构的操纵索连接器;若使用液压管路11的控制回路,则每个回路的液压管路11并联连接各控制器的液压缸和所属通道的控制输出机构的驱动缸。然后对各控制通道选择控制回路的设计方式,若选择使用操纵索1的控制回路,通常将所属通道的控制输出机构至于操纵索1的一个末端,然后设置在各控制器的操纵索收紧装置,在某一个控制器的操纵索收紧装置动作时,操纵索1的运动可顺利通过未动作的操纵索收紧装置传递至所属通道的控制输出机构,当多个操纵索收紧装置动作时,输入的控制量可通过每个操纵索收紧装置中的滑轮3、导环或导柱叠加或差动后传递到控制输出机构;若选择使用液压管路11的控制回路,则设置于各控制器的10,可根据所属控制器的动作向液压管路11输送或从液压管路11抽取液压液体,并通过液压管路11将相应的动作传递至属通道的控制输出机构,当同一个控制回路中多个液压缸10同时动作时,各液压缸10产生的液压液体流量在液压管路11中汇总后传递到所属通道的控制输出机构,实现操纵量的叠加或差动;若选择使用同一个控制通道内设有多个控制回路,各回路中采用的操纵方向可以相同,或相反,操纵方向相同时,额外的控制回路提供操纵备份冗余,操纵方向相反时,则与其他控制回路配合改善操纵性能并提供有有限的操纵冗余能力。当需要实现飞行器的上升或下降操作时,机械操纵系统中的总距/升降控制器可根据操作的输入量同步的压缩或放松各控制通道中各控制回路设置于总距/升降控制器的操纵索收紧机构或液压缸10,通过操纵索1或液压管路11的传动最终使各控制通道的控制输出机构对旋翼进行控制,同步增加或减小各旋翼的实际输出功率,以实现飞行器的上升或下降;当需要实现飞行器的偏航操作时,机械操纵系统中的偏航控制器可根据操作的输入量,调节对应各正向旋转旋翼和反向旋转旋翼控制通道间的输出,使向一个方向旋转的旋翼输出更多的功率,改变飞行器的扭力平衡,实现飞行器的偏航控制;当需要实现飞行器的俯仰滚转操作时,机械操纵系统中的俯仰/滚转控制器根据操作的输入量调节对应各旋翼控制通道间的输出,进而改变各旋翼间的功率输出,以实现飞行器的俯仰或滚转,以实现飞行器的俯仰或滚转。
综上所述,本发明通过依托相对简单且可靠性易于验证的机械结构实现对多旋翼飞行器的飞行控制,使多旋翼飞行器或包含多旋翼飞行器结构的其他飞行器能够可靠和低成本的应用于载人航空中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多旋翼飞行器机械操纵系统,其特征在于,包括俯仰/滚转控制器、偏航控制器和总距/升降控制器,所述俯仰/滚转控制器、偏航控制器和总距/升降控制器之间均通过控制通道连接,每个所述控制通道对应连接有控制输出机构, 所述控制通道的输出机构直接与对应旋翼的控制机构连接,或通过传动装置与对应旋翼的控制机构连接,每个所述控制通道包括若干控制回路,所述控制回路包括操纵索或液压管路;
使用操纵索的控制回路,包括所述操纵索、3个操纵索收紧装置、操纵索连接器,3个所述操纵索收紧装置分别设置于俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器上,所述操纵索连接器设置于所属控制通道的控制输出机构上,所述操纵索串连连接各控制器的操纵索收紧装置和所属控制通道的控制输出机构上的操纵索连接器;
使用液压管路的控制回路,包括所述液压管路、3个液压缸、驱动缸,3个所述液压缸分别设置于俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器上,所述液压缸设置于所属控制通道的控制输出机构上,所述液压管路并联连接各控制器的液压缸和所属控制通道的控制输出机构上的驱动缸。
2.根据权利要求1所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统,其特征在于,同一控制通道中选择使用一种或混合使用不同的控制回路设计。
3.根据权利要求2所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统,其特征在于,同一个控制通道内设有多个控制回路的,各回路中采用的操纵方向相同或相反。
4.根据权利要求3所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统,其特征在于,所述操纵方向相同为,俯仰/滚转控制器、总距/升降控制器、偏航控制器中的某一个控制器进行一个动作时,所产生的效果均为收紧相应回路的操纵索或向液压管路中输送液压液体,额外的控制回路提供操纵备份冗余。
5.根据权利要求3所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统,其特征在于,所述操纵方向相反为,控制回路的动作为放松操纵锁或从液压管路中抽取液压液体,操纵索连接器或液压缸以相反的方式与所属通道的控制输出机构连接,额外的控制回路与其他控制回路配合改善操纵性能并提供有有限的操纵冗余能力。
6.根据权利要求1所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统,其特征在于,使用操纵索的控制回路中,操纵索收紧装置选择使用滑轮、导环或导柱设计,以动滑轮的方式对所述操纵索进行操作。
7.根据权利要求1所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统,其特征在于,使用操纵索的控制回路,各回路的控制输出机构中设有复位装置,以保持各回路操纵索的张力;使用液压管路的控制回路,各回路的控制输出机构中设有复位装置,以保持各回路液压管路中的压力。
8.根据权利要求1所述的一种多旋翼飞行器机械操纵系统,其特征在于,所述旋翼控制机构为旋翼的桨距调节机构或转速调节机构。
CN201911225204.4A 2019-12-04 2019-12-04 一种多旋翼飞行器机械操纵系统 Active CN111038693B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911225204.4A CN111038693B (zh) 2019-12-04 2019-12-04 一种多旋翼飞行器机械操纵系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911225204.4A CN111038693B (zh) 2019-12-04 2019-12-04 一种多旋翼飞行器机械操纵系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111038693A true CN111038693A (zh) 2020-04-21
CN111038693B CN111038693B (zh) 2023-04-18

Family

ID=70233580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911225204.4A Active CN111038693B (zh) 2019-12-04 2019-12-04 一种多旋翼飞行器机械操纵系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111038693B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB634865A (en) * 1946-07-30 1950-03-29 Autogiro Co Of America Improvements in rotative-winged aircraft
US7147182B1 (en) * 2004-02-23 2006-12-12 Kenneth Warren Flanigan Gas-powered tip-jet-driven tilt-rotor compound VTOL aircraft
US20100264256A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Counter-rotational inertial control of rotorcraft
CN104960666A (zh) * 2015-05-26 2015-10-07 北京理工大学 一种纵列双涵道飞行车辆的可倾转矢量控制辅助系统
EP3162706A1 (fr) * 2015-10-15 2017-05-03 Airbus Helicopters Combinateur des commandes vol en lacet et de poussee pour un helicoptere hybride
US20170355448A1 (en) * 2013-12-20 2017-12-14 Bell Helicopter Textron Inc. Collective Pitch Integration with Control Power Management System
WO2018163156A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Colugo Systems Ltd A free wing multirotor with vertical and horizontal rotors
CN108528692A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 南京航空航天大学 一种折叠机翼双旋翼飞行器及其控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB634865A (en) * 1946-07-30 1950-03-29 Autogiro Co Of America Improvements in rotative-winged aircraft
US7147182B1 (en) * 2004-02-23 2006-12-12 Kenneth Warren Flanigan Gas-powered tip-jet-driven tilt-rotor compound VTOL aircraft
US20100264256A1 (en) * 2009-04-16 2010-10-21 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Counter-rotational inertial control of rotorcraft
US20170355448A1 (en) * 2013-12-20 2017-12-14 Bell Helicopter Textron Inc. Collective Pitch Integration with Control Power Management System
CN104960666A (zh) * 2015-05-26 2015-10-07 北京理工大学 一种纵列双涵道飞行车辆的可倾转矢量控制辅助系统
EP3162706A1 (fr) * 2015-10-15 2017-05-03 Airbus Helicopters Combinateur des commandes vol en lacet et de poussee pour un helicoptere hybride
WO2018163156A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Colugo Systems Ltd A free wing multirotor with vertical and horizontal rotors
CN108528692A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 南京航空航天大学 一种折叠机翼双旋翼飞行器及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111038693B (zh) 2023-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10538310B2 (en) Near synchronous distributed hydraulic motor driven actuation system
US9567070B2 (en) Tiltrotor control system with two rise/fall actuators
US7828245B2 (en) Dual motor dual concentric valve
EP2074026B1 (en) Jam-tolerant redundant differential-type actuators
US7549605B2 (en) Electric flight control surface actuation system for aircraft flaps and slats
US4936746A (en) Counter-rotation pitch change system
RU2520850C2 (ru) Система повышения управляемости для летательного аппарата
US7984880B2 (en) Mechanisms and methods for providing rudder control assist during symmetrical and asymmetrical thrust conditions
US20100116929A1 (en) Hybrid electromechanical/hydromechanical actuator and actuation control system
US6257528B1 (en) Vehicle control system and method employing control surface and geared tab
RU2561159C1 (ru) Электромеханический исполнительный механизм для поверхности управления воздушным летательным аппаратом и воздушный летательный аппарат, оборудованный таким исполнительным механизмом
US7063292B2 (en) Actuation apparatus for a control flap arranged on a trailing edge of an aircraft airfoil
CN109850126B (zh) 一种飞机操纵模块化综合控制装置
CN111038693B (zh) 一种多旋翼飞行器机械操纵系统
CN104290901A (zh) 一种适用于飞行器活动舵面的双摇臂传动机构
JP6782257B2 (ja) ターボプロップエンジンの、可変ピッチブレードを有するプロペラを制御するための装置
CN106168531A (zh) 一种风洞试验旋翼操纵机构
US4555978A (en) Multiple displacement motor driven power drive unit
US7028602B2 (en) Linear, hydraulic pivot drive
US2699687A (en) Mechanical movement
CN108082502A (zh) 一种发动机油门操纵装置
CN206318013U (zh) 一种用于飞机前缘襟翼操纵系统的钢索机构
CN208993922U (zh) 用于共轴双桨直升机的倾斜盘联合控制装置
RU2217352C2 (ru) Механизм поворота крыла летательного аппарата с балансирным управлением
CN118323429A (zh) 控制舵面对角联动装置及其方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant