CN113830279A - 一种调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，电动机两侧分别具有左输出端和右输出端，左螺旋桨通过左超越离合器与所述左输出端连接，左超越离合器用于控制左螺旋桨单向转动，右螺旋桨通过右超越离合器与所述右输出端连接，右超越离合器用于控制右螺旋桨在与左螺旋桨相反方向上单向转动。本发明针对高空飞行环境设计了一种螺旋桨电推进装置用于调整飞艇高空飞行的姿态，整体结构采用一直线筒状结构，易于安装，且仅采用一套电动机驱动装置即可实现螺旋桨换向工作且换向容易，采用全电推进模式无需氧气动力，能够实现飞艇的偏航推进。
Description
技术领域
本发明涉及飞艇姿态调整技术领域，尤其涉及一种调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置。
背景技术
高空飞艇平台要求长时间在平流层以上高空定点悬停和机动飞行，其间最大抗风超过20m/s，为实现飞艇平台对指定区域连续不间断地执行任务，需要研制一种适应于高空环境且满足飞艇定点悬停和机动飞行动力推进需求的高空动力系统。
由于平流层以上高空气体稀薄、气温低，而飞艇高空飞行，低空气密度使得燃油发动机进气量减少，降低了需要氧气的传统动力系统的有效性，这就决定了最有效的高空动力源应当是不需要氧气的动力装置(例如太阳能动力装置)，目前业已成熟的涡轮螺旋桨和活塞发动机等低空动力推进装置并不完全适用于飞艇高空推进。出于对推进效率和工作稳定性的技术要求，高空飞艇需要研制一套轻质、高效、长寿命、适应性强和稳定性高的全新体制的螺旋桨电推进模式，以验证平流层以上高空环境下动力推进和偏航的可行性。
发明内容
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置。
本发明提出的一种调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，包括：电动机、左超越离合器、左螺旋桨、右超越离合器和右螺旋桨；
电动机两侧分别具有左输出端和右输出端，左螺旋桨通过左超越离合器与所述左输出端连接，左超越离合器用于控制左螺旋桨单向转动，右螺旋桨通过右超越离合器与所述右输出端连接，右超越离合器用于控制右螺旋桨在与左螺旋桨相反方向上单向转动。
优选地，还包括左行星齿轮减速器，左行星齿轮减速器连接在左超越离合器和左螺旋桨之间；
和/或，还包括右行星齿轮减速器，右行星齿轮减速器安装在右超越离合器和右螺旋桨之间。
优选地，左行星齿轮减速器和/或右行星齿轮减速器采用行星斜齿轮减速器。
优选地，还包括左风扇，左风扇安装在左超越离合器和左行星齿轮减速器之间；
和/或，还包括右风扇，右风扇安装在右超越离合器和右行星齿轮减速器之间。
优选地，还包括套筒，左超越离合器、左风扇、左行星齿轮减速器、电动机、右超越离合器、右行星齿轮减速器和右风扇依次设置在套筒内，在套筒内形成围绕电动机的环形散热通道。
优选地，左风扇和右风扇的外壁支撑套筒内壁。
优选地，还包括多级旋转变压器，多级旋转变压器安装在电动机和左超越离合器之间。
优选地，多级旋转变压器采用无刷旋转变压器。
优选地，左超越离合器和/或右超越离合器采用楔块超越离合器。
优选地，左螺旋桨和/或右螺旋桨采用定距拉力桨。
本发明中，所提出的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，电动机两侧分别具有左输出端和右输出端，左螺旋桨通过左超越离合器与所述左输出端连接，左超越离合器用于控制左螺旋桨单向转动，右螺旋桨通过右超越离合器与所述右输出端连接，右超越离合器用于控制右螺旋桨在与左螺旋桨相反方向上单向转动。本发明针对高空飞行环境设计了一种螺旋桨电推进装置用于调整飞艇高空飞行的姿态，整体结构采用一直线筒状结构，易于安装，且仅采用一套电动机驱动装置即可实现螺旋桨换向工作且换向容易，采用全电推进模式无需氧气动力，能够实现飞艇的偏航推进。
附图说明
图1为本发明提出的一种调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置的结构示意图。
图2为本实施例的行星齿轮减速器的结构示意图。
图3为本实施例的超越离合器的结构示意图。
具体实施方式
如图1至3所示，图1为本发明提出的一种调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置的结构示意图，图2为本实施例的行星齿轮减速器的结构示意图，图3为本实施例的超越离合器的结构示意图。
参照图1，本发明提出的一种调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，包括：电动机1、左超越离合器21、左螺旋桨31、右超越离合器22和右螺旋桨32；
电动机1两侧分别具有左输出端和右输出端，左螺旋桨31通过左超越离合器21与所述左输出端连接，左超越离合器21用于控制左螺旋桨31单向转动，右螺旋桨32通过右超越离合器22与所述右输出端连接，右超越离合器22用于控制右螺旋桨32在与左螺旋桨31相反方向上单向转动。
本实施例的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置的具体工作过程中，当电动机正转时，右侧超越离合器脱离结合，右螺旋桨不工作，左侧超越离合器联接左螺旋轴，此时左螺旋桨旋转工作实现飞艇的向右偏航；反之，当电动机反转时，左侧超越离合器脱离结合，左螺旋桨不工作，右侧超越离合器联接右螺旋轴，此时右螺旋桨旋转工作实现飞艇的向左偏航。
在本实施例中，所提出的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，电动机两侧分别具有左输出端和右输出端，左螺旋桨通过左超越离合器与所述左输出端连接，左超越离合器用于控制左螺旋桨单向转动，右螺旋桨通过右超越离合器与所述右输出端连接，右超越离合器用于控制右螺旋桨在与左螺旋桨相反方向上单向转动。本发明针对高空飞行环境设计了一种螺旋桨电推进装置用于调整飞艇高空飞行的姿态，整体结构采用一直线筒状结构，易于安装，且仅采用一套电动机驱动装置即可实现螺旋桨换向工作且换向容易，采用全电推进模式无需氧气动力，能够实现飞艇的偏航推进。
在具体实施方式中，还包括左行星齿轮减速器41，左行星齿轮减速器41连接在左超越离合器21和左螺旋桨31之间；还包括右行星齿轮减速器42，右行星齿轮减速器42安装在右超越离合器22和右螺旋桨32之间。
具体地，左行星齿轮减速器41和/或右行星齿轮减速器42采用大转矩、低重量的行星斜齿轮减速器。其减速比大于5，具有运行平稳，冲击、振动和噪声低等特点，冷却方式采用自然风冷及辐射散热。其中减速器轴伸动密封采用双唇型橡胶动密封圈，用于防水和密封润滑油，可满足高的线速度和长寿命要求。具体地，参照图2所示，行星齿轮减速器包括减速器轴伸动密封111，采用双唇型橡胶动密封圈，用于防水和密封润滑油，可满足高的线速度和长寿命要求；行星支架112，采用整体式两端支撑结构使其具有高的扭转刚度和对大直径的螺旋桨具有高的稳定的支撑性能；第一减速器轴承113为角接触球轴承，可承载行星斜齿轮减速器所增加的轴向力；第二减速器轴承117为角接触球轴承；润滑油118为齿轮润滑油。在具体设计方式中，行星轮114、太阳轮116采用滚齿后磨齿加工，以提高其高承载能力和运行的平稳性。并且，为保证减速器与电动机1的结构紧凑，减速器的内齿轮115与电动机1的前轴承室设计成一体，通过减短轴向长度尺寸来有效地减轻重量。
为了保证电动机和行星齿轮减速器的散热，本实施例还包括左风扇51，左风扇51安装在左超越离合器21和左行星齿轮减速器41之间，还包括右风扇52，右风扇52安装在右超越离合器22和右行星齿轮减速器42之间。
进一步地，还包括套筒6，左超越离合器21、左风扇51、左行星齿轮减速器41、电动机1、右超越离合器22、右行星齿轮减速器42和右风扇52依次设置在套筒6内，在套筒6内形成围绕电动机1的环形散热通道；套筒在外部对超越离合器、左风扇、左行星齿轮减速器、电动机、右超越离合器、右行星齿轮减速器和右风扇进行保护，同时，通过套筒和风扇的设计在电动机和行星齿轮减速器外部形成环形通风通道，保证二者的散热。套筒两端用旋转动密封与螺旋桨轴配合，旋转动密封可采用双唇型橡胶动密封圈，用于防水和密封润滑油，可满足高的线速度和长寿命要求。
在套体的具体安装方式中，左风扇51和右风扇52的外壁支撑套筒6内壁。
此外，本实施还包括多级旋转变压器7，多级旋转变压器7安装在电动机1和左超越离合器21之间；作为位置传感器，采用高精度、高可靠性、抗干扰能力强的无刷旋转变压器，精度达到10分，用于电机旋转的位置检测，特别适用于是高温、严寒、潮湿、高速、高振动等旋转编码器无法正常工作的场合。
参照图3，在超越离合器的具体选择方式中，左超越离合器21和/或右超越离合器22采用楔块超越离合器，其反向解锁轻便、结构紧凑、操作方便。如图3所示，利用主、从动部分旋转方向的变换,超越离合器具有自行离合功能。在内环221和外环223滚道间放置一定数量的楔紧元件—楔块222，由于楔块222工作圆弧的偏心作用,当内环221正向旋转时,可以将转矩传递给外环223以带动螺旋桨旋转，而当内环221反向旋转时,则不能将转矩传递给外环223，具有相对的空转性能，大端盖224通过柱销225与行星齿轮减速器连接。
在螺旋桨的具体设计方式中，左螺旋桨31和/或右螺旋桨32采用定距拉力桨，主要组成包括桨叶、桨毂和紧固件，为减轻重量，两叶桨桨毂与桨叶一体化设计，最大抗风风速达20m/s。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，包括：电动机(1)、左超越离合器(21)、左螺旋桨(31)、右超越离合器(22)和右螺旋桨(32)；
电动机(1)两侧分别具有左输出端和右输出端，左螺旋桨(31)通过左超越离合器(21)与所述左输出端连接，左超越离合器(21)用于控制左螺旋桨(31)单向转动，右螺旋桨(32)通过右超越离合器(22)与所述右输出端连接，右超越离合器(22)用于控制右螺旋桨(32)在与左螺旋桨(31)相反方向上单向转动。
2.根据权利要求1所述的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，还包括左行星齿轮减速器(41)，左行星齿轮减速器(41)连接在左超越离合器(21)和左螺旋桨(31)之间；
和/或，还包括右行星齿轮减速器(42)，右行星齿轮减速器(42)安装在右超越离合器(22)和右螺旋桨(32)之间。
3.根据权利要求2所述的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，左行星齿轮减速器(41)和/或右行星齿轮减速器(42)采用行星斜齿轮减速器。
4.根据权利要求2所述的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，还包括左风扇(51)，左风扇(51)安装在左超越离合器(21)和左行星齿轮减速器(41)之间；
和/或，还包括右风扇(52)，右风扇(52)安装在右超越离合器(22)和右行星齿轮减速器(42)之间。
5.根据权利要求4所述的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，还包括套筒(6)，左超越离合器(21)、左风扇(51)、左行星齿轮减速器(41)、电动机(1)、右超越离合器(22)、右行星齿轮减速器(42)和右风扇(52)依次设置在套筒(6)内，在套筒(6)内形成围绕电动机(1)的环形散热通道。
6.根据权利要求5所述的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，左风扇(51)和右风扇(52)的外壁支撑套筒(6)内壁。
7.根据权利要求1所述的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，还包括多级旋转变压器(7)，多级旋转变压器(7)安装在电动机(1)和左超越离合器(21)之间。
8.根据权利要求7所述的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，多级旋转变压器(7)采用无刷旋转变压器。
9.根据权利要求1所述的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，左超越离合器(21)和/或右超越离合器(22)采用楔块超越离合器。
10.根据权利要求1所述的调整飞艇姿态用的螺旋桨电推进装置，其特征在于，左螺旋桨(31)和/或右螺旋桨(32)采用定距拉力桨。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20211224 |