CN113734437B - 一种电动直升机自动倾斜装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及飞行器技术领域，具体为一种电动直升机自动倾斜装置，其包括电机支座(1)、倾斜轴(3)、倾斜球头(4)、固定支架(6)及推拉组件，所述倾斜轴(3)的上部与所述电机支座(1)连接；所述倾斜轴(3)的中部通过所述倾斜球头(4)与所述固定支架(6)连接；倾斜球头(4)套接在所述倾斜轴(3)的外表面，所述倾斜轴(3)的下部与推拉组件连接，本发明提供的装置占用空间小、结构简单、可靠性高、易拆卸、便于维护；整个装置驱动部分安装在直升机机身内部，不受外部干扰，且工作所需伸缩推杆电机只有两个，制造成本低，与当前主流纯电动的大型、小型、微型无人直升机十分契合，可广泛应用于测绘、运输、巡检等领域，本设备结构简单，值得推广。

Description

一种电动直升机自动倾斜装置
技术领域
本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种电动直升机自动倾斜装置。
背景技术
随着技术的进步，纯电动的大型、小型、微型无人直升机发展迅速，广泛应用于测绘、运输、巡检等领域。在直升机飞行器工作过程中，直升机自动倾斜器对自动驾驶仪或驾驶员的控制指令进行响应，调节旋翼倾角，改变升力大小和方向，进而控制直升机的运动方向。传统的倾斜器控制旋翼桨盘的倾转需要三到四个舵机，通过舵机驱动自动倾斜器的不动环倾转，进而带动倾斜器的动环倾转，倾斜器的动环通过变距拉杆和桨叶变距铰相连，从而将倾转运动传递到桨叶上，实现桨叶桨距角的改变。这种传统倾斜器部件多、结构复杂、可靠性低、不利于维护。
传统的直升机自动倾斜器与当前电动无人直升机并不契合，存在结构复杂，不利于安装调试等问题。
发明内容
本发明为解决当前电动无人直升机存在结构复杂，不利于安装调试等问题，提供具备占用空间小、结构简单、可靠性高、便于维护的一种电动直升机自动倾斜装置。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
一种电动直升机自动倾斜装置，包括电机支座、倾斜轴、倾斜球头、固定支架及推拉组件，所述倾斜轴的上部与所述电机支座连接；所述倾斜轴的中部通过所述倾斜球头与所述固定支架连接；倾斜球头套接在所述倾斜轴的外表面，所述倾斜轴的下部与推拉组件连接，推拉组件用于控制倾斜轴的倾斜角度和方向。
进一步的，所述推拉组件包括驱动架支座、两个推拉结构、两个电机法兰、两个电机推杆、第一伸缩推杆电机及所述第二伸缩推杆电机，所述驱动架支座与所述倾斜轴下部固定连接，且所述驱动架支座外侧设有螺纹通孔，所述驱动架支座通过螺纹通孔与所述推拉结构连接；两个所述推拉结构通过两个所述电机法兰分别与所述第一伸缩推杆电机及所述第二伸缩推杆电机固定连接。
进一步的，所述推拉结构包括驱动架、销钉、驱动杆、驱动滑块、驱动杆球头及驱动滑槽，所述驱动架为C型结构，所述驱动架的中部与所述驱动架支座连接；所述驱动架开口的一侧远离所述驱动架支座；所述驱动架的上下两端均设有所述销钉，且所述驱动架远离C型开口一侧与驱动架支座连接；所述驱动杆通过销钉与所述驱动架的两端连接；所述驱动滑块与所述驱动杆球头固定连接；所述驱动杆球头中心设有通孔，所述驱动杆穿过通孔，所述驱动杆球头与驱动杆滑动连接；所述驱动滑槽与所述驱动滑块通过滑槽嵌入式连接。
进一步的，所述推拉结构还包括电机推杆及电机法兰，所述电机推杆与所述驱动滑槽固定连接；所述电机法兰通过所述电机推杆与所述驱动滑槽连接。
进一步的，所述第一伸缩推杆电机、所述第二伸缩推杆电机分别与两个所述推动结构的所述电机法兰固定连接。
进一步的，所述电机法兰上设有多个电机法兰螺孔，所述电机法兰螺孔贯穿电机法兰。
进一步的，所述电机支座为圆柱结构，内部为中空结构；所述电机支座的内壁设有螺纹，所述倾斜轴通过螺纹与电机支座连接。
进一步的，所述电机支座设有多个电机支座螺孔，所述电机支座螺孔垂直贯穿所述电机支座。
进一步的，所述装置还包括支架法兰盘，所述支架法兰盘设置在所述固定支架上表面，所述支架法兰盘以所述倾斜轴为圆心设置，所述固定支架通过支架法兰盘与倾斜球头固定连接。
进一步的，所述固定支架边缘设有多个固定支架螺孔，所述固定支架螺孔垂直贯穿所述固定支架。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明提供的装置占用空间小、结构简单、可靠性高、易拆卸、便于维护；整个装置驱动部分安装在直升机机身内部，不受外部干扰，且工作所需伸缩推杆电机只有两个，制造成本低，与当前主流纯电动的大型、小型、微型无人直升机十分契合，可广泛应用于测绘、运输、巡检等领域。
附图说明：
图1为本发明正视立体结构示意图；
图2为本发明仰视立体结构示意图；
图3为本发明正视图；
图4为本发明的装置部件图；
图中标记：1-电机支座、2-电机支座螺孔、3-倾斜轴、4-倾斜球头、5-支架法兰盘、6-固定支架、7-固定支架螺孔、8-驱动架支座、9-驱动架、10-销钉、11-驱动杆、12-驱动滑块、13-驱动杆球头、14-驱动滑槽、15-第一伸缩推杆电机、16-电机法兰、17-电机法兰螺孔、18-电机推杆、19-第二伸缩推杆电机。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式对本发明作具体的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
一种电动直升机自动倾斜装置，包括电机支座1、倾斜轴3、倾斜球头4、固定支架6及推拉组件，倾斜轴3的上部与电机支座1连接；倾斜轴3的中部通过倾斜球头4与固定支架6连接；倾斜球头4套接在倾斜轴3的外表面，倾斜轴3的下部与推拉组件连接，推拉组件用于控制倾斜轴3的倾斜角度和方向。
电机支座1用于安装直升机动力电机；电机支座1固定连接倾斜轴3，倾斜轴3固定连接驱动机构，两个伸缩推杆电机直接驱动驱动机构，间接驱动倾斜轴3倾斜一定角度，电机支座1产生相应倾斜角度，动力电机工作时，螺旋桨升力就可以分解为垂直方向上的力和水平方向上的力，进而改变直升机的飞行方向和姿态。
具体的，推拉结构包括驱动架9、销钉10、驱动杆11、驱动滑块12、驱动杆球头13及驱动滑槽14，驱动架9为C型结构，驱动架9的中部与驱动架支座8连接；驱动架9开口的一侧远离驱动架支座8；驱动架9的上下两端均设有销钉10，且驱动架9远离C型开口一侧与驱动架支座8连接；驱动杆11通过销钉10与驱动架9的两端连接；驱动滑块12与驱动杆球头13固定连接；驱动杆球头13中心设有通孔，驱动杆11穿过通孔，驱动杆球头13与驱动杆11滑动连接；驱动滑槽14与驱动滑块12通过滑槽嵌入式连接。
具体的，推拉结构包括驱动架9、销钉10、驱动杆11、驱动滑块12、驱动杆球头13及驱动滑槽14，驱动架9为C型结构，C型开口一侧远离驱动架支座8，C型开口上下两端设有销钉10，且驱动架9远离C型开口一侧与驱动架支座8连接；驱动杆11通过销钉10与驱动架9C型开口两端连接；驱动滑块12与驱动杆球头13固定连接；驱动杆球头13中心设有通孔，驱动杆11穿过通孔，驱动杆球头13与驱动杆11滑动连接；驱动滑槽14与驱动滑块12通过滑槽嵌入式连接。驱动滑槽14为矩形结构，且为中空结构。
具体的，推拉结构还包括电机推杆18及电机法兰16，电机推杆18与驱动滑槽14固定连接；电机法兰16通过电机推杆18与驱动滑槽14连接。电机推杆18为圆柱形状，本身不旋转，可以由第一伸缩推杆电机15及第二伸缩推杆电机19控制进行前后运动，最终控制倾斜轴3倾斜。
具体的，第一伸缩推杆电机15、第二伸缩推杆电机19分别与两个推动结构的电机法兰16固定连接。第一伸缩推杆电机15及第二伸缩推杆电机19为水平安装，两个电机之间安装夹角为90°，第一伸缩推杆电机15及第二伸缩推杆电机19通过电机法兰16固定于电动直升机平台，工作时，第一伸缩推杆电机15及第二伸缩推杆电机19驱动两个电机推杆18前后运动。
驱动架9有两处相同的结构，对应第一伸缩推杆电机15及第二伸缩推杆电机19，驱动杆11连接的驱动杆球头13设计与倾斜轴3球头一致，驱动杆球头13与驱动杆11连接方式为套入连接，不固定，驱动杆球头13可延驱动杆11径向滑动，驱动杆11相对于倾斜轴3多一个上下运动的自由度。具体实施时，驱动杆11会有水平移动、上下移动以及小角度的转动，驱动杆球头13则保证驱动杆11的上述自由度。
具体的，电机法兰16上设有多个电机法兰16螺孔，电机法兰16螺孔贯穿电机法兰16。
具体的，电机支座1为圆柱结构，内部为中空结构；电机支座1的内壁设有螺纹，倾斜轴3通过螺纹与电机支座1连接。
倾斜球头4与固定支架6及倾斜轴3连接处的球窝，直径十分接近，接触间隙极小，但不影响倾斜轴3的倾斜运动，支架法兰盘5增大接触面，分散受力，使受力更平衡。
具体的，电机支座1设有多个电机支座1螺孔，电机支座1螺孔垂直贯穿电机支座1，电机支座螺孔2用于电机支座1与电机安装连接。
具体的，装置还包括支架法兰盘5，支架法兰盘5设置在固定支架6上表面，支架法兰盘5以倾斜轴3为圆心设置，固定支架6通过支架法兰盘5与倾斜球头4固定连接，支架法兰盘5内部为球面，外部沿球面凸起，增大与倾斜球头4接触面积，受力更加平衡。
具体的，固定支架6边缘设有多个固定支架6螺孔，固定支架6螺孔垂直贯穿固定支架6，固定支架螺孔7将整个装置固定于电动直升机平台。
如图3所示，工作时，第一伸缩推杆电机15及第二伸缩推杆电机19驱动电机推杆18运动，电机推杆18带动驱动滑槽14及驱动杆11在前后方向运动，驱动杆球头13在上下方向运动，驱动架9与倾斜轴3固定连接，倾斜轴3下端在运动时，倾斜轴3上端就会做与倾斜轴3下端相反的运动；倾斜轴3有了倾斜角度，螺旋桨升力就可以分解为垂直向上的力和水平方向上的力，进而改变直升机的飞行方向和姿态；在水平面内可以将第一伸缩推杆电机15看作X轴，第二伸缩推杆电机19看作Y轴，两个电机同时作用，支撑倾斜轴3下端移动到任意一点，同时控制倾斜轴3倾斜的角度和方向。
本发明提供的装置占用空间小、结构简单、可靠性高、易拆卸、便于维护；整个装置驱动部分安装在直升机机身内部，不受外部干扰，且工作所需伸缩推杆电机只有两个，制造成本低，与当前主流纯电动的大型、小型、微型无人直升机十分契合，可广泛应用于测绘、运输、巡检等领域。
以上仅为本发明的一个实施例而已，并不以本发明实施例为限制，例如固定支架的形状、倾斜轴的上下部分长度比例、驱动杆长度、电机推杆的行程、整个装置体积等都可以根据实际需求灵活变化，凡在本发明的精神和范围之内的任何修改、等同替换和修饰等，均属于本发明的技术保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电动直升机自动倾斜装置，其特征在于：包括电机支座(1)、倾斜轴(3)、倾斜球头(4)、固定支架(6)及推拉组件，所述倾斜轴(3)的上部与所述电机支座(1)连接；所述倾斜轴(3)的中部通过所述倾斜球头(4)与所述固定支架(6)连接；倾斜球头(4)套接在所述倾斜轴(3)的外表面，所述倾斜轴(3)的下部与推拉组件连接，推拉组件用于控制倾斜轴(3)的倾斜角度和方向；
所述推拉组件包括驱动架支座(8)、两个推拉结构、两个电机法兰(16)、两个电机推杆(18)、第一伸缩推杆电机(15)及第二伸缩推杆电机(19)，所述驱动架支座(8)与所述倾斜轴(3)下部固定连接，且所述驱动架支座(8)外侧设有螺纹通孔，所述驱动架支座(8)通过螺纹通孔与所述推拉结构连接；两个所述推拉结构通过两个所述电机法兰(16)分别与所述第一伸缩推杆电机(15)及所述第二伸缩推杆电机(19)固定连接；
所述推拉结构包括驱动架(9)、销钉(10)、驱动杆(11)、驱动滑块(12)、驱动杆球头(13)及驱动滑槽(14)；
所述驱动架(9)为C型结构，所述驱动架(9)的中部与所述驱动架支座(8)连接；所述驱动架(9)开口的一侧远离所述驱动架支座(8)；所述驱动架(9)的上下两端均设有所述销钉(10)，且所述驱动架(9)远离C型开口一侧与驱动架支座(8)连接；所述驱动杆(11)通过销钉(10)与所述驱动架(9)的两端连接；所述驱动滑块(12)与所述驱动杆球头(13)固定连接；所述驱动杆球头(13)中心设有通孔，所述驱动杆(11)穿过通孔，所述驱动杆球头(13)与驱动杆(11)滑动连接；所述驱动滑槽(14)与所述驱动滑块(12)通过滑槽嵌入式连接；
所述电机推杆(18)与驱动滑槽(14)固定连接；所述电机法兰(16)通过所述电机推杆(18)与所述驱动滑槽(14)连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动直升机自动倾斜装置，其特征在于：所述第一伸缩推杆电机(15)、所述第二伸缩推杆电机(19)分别与两个所述推拉结构的所述电机法兰(16)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种电动直升机自动倾斜装置，其特征在于：所述电机法兰(16)设有多个电机法兰螺孔(17)，所述电机法兰螺孔(17)贯穿电机法兰(16)。
4.根据权利要求1所述的一种电动直升机自动倾斜装置，其特征在于：所述电机支座(1)为圆柱结构，内部为中空结构；所述电机支座(1)的内壁设有螺纹，所述倾斜轴(3)通过螺纹与电机支座(1)连接。
5.根据权利要求4所述的一种电动直升机自动倾斜装置，其特征在于：所述电机支座(1)上设有多个电机支座螺孔(2)，所述电机支座螺孔(2)垂直贯穿所述电机支座(1)。
6.根据权利要求1所述的一种电动直升机自动倾斜装置，其特征在于：所述装置还包括支架法兰盘(5)，所述支架法兰盘(5)设置在所述固定支架(6)上表面，所述支架法兰盘(5)以所述倾斜轴(3)为圆心设置，所述固定支架(6)通过支架法兰盘(5)与倾斜球头(4)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种电动直升机自动倾斜装置，其特征在于：所述固定支架(6)边缘设有多个固定支架螺孔(7)，所述固定支架螺孔(7)垂直贯穿所述固定支架(6)。
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