CN202161807U - 能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构 - Google Patents

Abstract

一种能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，包括机身、螺旋桨组件、螺旋桨转轴，在机身上还安装倾斜盘、操控倾斜盘的动力机构，所述动力机构为磁力机构，该磁力机构包括有永磁铁、线圈、磁吸部件，其中永磁铁利用一转轴可转动地安装在机身上；线圈固定安装在机身上并靠近永磁铁，线圈连接有控制其电流大小及方向的电流控制电路；磁吸部件固定安装在机身上并对永磁铁的磁极形成吸力；永磁铁连缀有附件，永磁铁与附件固定连为一体而形成磁铁总成，所述主拉杆的一端连接在磁铁总成的附件上。本实用新型结构简单巧妙，且能自动归中，操控方便，部件少，故障率低，成本低，归中位置精准而不会偏差。

Description

能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构

技术领域

本实用新型属于遥控直升机的技术领域，具体涉及一种应用于玩具直升机或航模直升机等遥控直升机的倾斜盘控制结构。

背景技术

遥控直升机的前进、后退、左右侧飞是通过控制倾斜盘来实现的，其结构原理与载人直升机相同。倾斜盘都设有可相对机身活动倾斜的旋转环和不旋转环，且旋转环和不旋转环之间形成可相对转动连接，旋转环与螺旋桨组件之间利用连杆连接，螺旋桨组件包括螺旋桨叶和旋翼头。控制倾斜盘的动力机构直接与主拉杆的一端连接，主拉杆的另一端(通过传动构件)可推动不旋转环向前、或向后、或向左、或向右倾斜，旋转环跟随着倾斜，旋转环倾斜会引起螺旋桨叶绕纵轴做周期性转动，即每一桨叶的桨距将进行周期性变化，使遥控直升机产生向前、向后或侧飞的动力，产生水平移动。而在垂直上升、垂直下降或悬停的飞行状态下，则要求倾斜盘能刚好回复到水平状态，即归中状态。上述旋转环的倾斜方向将决定飞机水平移动的方向(向前还是向后，向左还是向右)，而旋转面倾斜度将决定了水平移动的速度。

为了控制倾斜盘旋转环的倾斜状态，并使倾斜盘在需要时能自动归中，现有遥控直升机操控倾斜盘的动力机构主要有以下两种方式：第一种是采用伺服电机进行控制。伺服电机能定点或定量地控制主拉杆的位移，但伺服电机的控制系统复杂，制造精度要求高，价格昂贵，体积以及重量较大，不适合遥控直升机微型化小巧化的要求，另外其控制电路也较复杂，元器件数量多，对发射接收回路要求高。第二种是采用普通电机加两个扭簧的控制形式，两个扭簧扭力方向相反，在普通电机未通电时，扭簧会将主拉杆推动到中间平衡点的位置，实现倾斜盘归中状态；当需要使旋转环的旋转面倾斜时，由电机克服扭簧的扭力推动主拉杆移动。但这种形式存在以下缺点：1、在调节倾斜盘的倾斜角度的过程中，弹簧的扭力形成对抗电机的阻力，随着倾斜角度的变化，弹簧形成的阻碍力矩大小也大幅度变化，使调节过程不平稳；特别当旋转面需要的倾斜度较大时，主拉杆位移量较大，电机需要克服的扭力很大，而这类电机由于重量、体积所限，能提供的推力有限，所以当需要的倾斜度较大时，电机往往不堪重负而出现抖动等现象，使飞行过程更不平稳；2、在弹簧使用一段时间以后，会由于金属疲劳而使弹性系数改变，使平衡点的位置偏离原始设计位置，当主拉杆处于力的平衡点位置时，倾斜盘并不一定对应处于归中状态，这更加影响飞行的可靠性。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述缺点而提供一种能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，它结构简单巧妙，且能自动归中。

其目的可以按以下方案实现：该能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构包括机身、螺旋桨组件、螺旋桨转轴，在机身上还安装有可相对机身活动倾斜的倾斜盘、操控倾斜盘的动力机构，倾斜盘设有旋转环和不旋转环，旋转环和不旋转环形成可相对转动连接，旋转环利用连杆连接到螺旋桨组件，动力机构和不旋转环之间连接有主拉杆，其主要特点在于，所述动力机构为磁力机构，该磁力机构包括有永磁铁、线圈、磁吸部件，其中永磁铁利用一转轴可转动地安装在机身上，永磁铁的磁极位于偏离转轴的偏心位置；线圈固定安装在机身上并靠近永磁铁，线圈连接有控制其电流大小及方向的电流控制电路，线圈通电时产生的磁场对永磁铁产生绕转轴转动的力矩；磁吸部件固定安装在机身上并对永磁铁的磁极形成吸力；永磁铁连缀有附件，永磁铁与附件固定连为一体而形成磁铁总成，所述主拉杆的一端连接在磁铁总成的附件上；磁吸部件、磁铁总成、主拉杆、倾斜盘这四者构成以下配合关系：当磁吸部件的吸力使永磁铁稳定在中间平衡点位置时，磁铁总成刚好带动主拉杆将倾斜盘牵引到水平状态。

永磁铁的两个磁极对称位于转轴两侧。

永磁铁的两个磁极旁边分别对应设有磁吸部件，每个磁吸部件分别与对应的永磁铁磁极形成吸引。

永磁铁在其中一个磁极旁边设有磁吸部件。

所述磁吸部件可以为固定磁铁。固定磁铁也是磁铁，由于其位置固定，因此称为“固定磁铁”，以区别于上述活动的永磁铁。

所述磁吸部件也可以为电磁铁。当该电磁铁的线圈通电时，即产生磁场。

所述磁吸部件还可以为铁块。铁块放置在磁吸部件旁边可以被磁化，可以对永磁铁产生吸力，因此也可以称为“磁吸部件”。

主拉杆和不旋转环之间还连接有传动杆件。

本实用新型具有以下优点和效果：

1、本实用新型在线圈没有通电时，永磁铁的磁极只受到磁吸部件的吸引作用力，因此永磁铁的磁极将自动稳定在靠近磁吸部件的中间平衡点位置，磁铁总成带动主拉杆将倾斜盘牵制回复到水平状态(归中)，并在该归中状态保持稳定，直升机便可进行垂直上升、下降或悬停的飞行动作；当直升机需要产生水平移动时，只需使线圈通电，线圈产生的磁场便可对永磁铁的磁极产生转动力矩，使永磁铁的磁极绕转轴转动，永磁铁的附件随之转动，带动主拉杆移动，主拉杆牵动倾斜盘的不旋转环倾斜，旋转环跟随着同步倾斜，引起螺旋桨组件绕纵轴做周期性摆动，每一桨叶的桨距将进行周期性变化，由此使直升机产生向前、向后或侧飞的动力。线圈电流的方向可决定永磁铁磁极摆动方向，从而决定直升机的水平运动方向(向前还是向后，向左还是向右)；调节线圈电流的大小，可改变永磁铁磁极偏离中间平衡点的幅度，进而改变倾斜盘倾斜幅度，实现对水平运动速度的控制。

2、动力机构结构简单巧妙，操控方便，部件少，故障率低，成本低，归中位置精准而不会偏差。

3、在线圈通电控制倾斜盘倾斜幅度的过程中，磁吸部件的阻力力矩小而且比较稳定，不会发生较大变化：(1)、当倾斜盘倾斜幅度较小时，虽然磁吸部件比较靠近永磁铁的磁极，吸力较大(阻力较大)，但此时吸力的力臂较小，因此阻力形成的阻力矩小；(2)、当倾斜盘倾斜幅度较大时，虽然此时吸力的力臂较大，但磁吸部件已经远离永磁铁的磁极，吸力较小(阻力较小)，因此阻力形成的阻力矩也小。上述(1)(2)点综合起来的结论是：在调节过程中，磁吸部件的阻力力矩小而且比较稳定，不会发生大幅度变化，加上磁力本身比电机驱动力更加柔和稳定、没有周期性振动等特点，使本实用新型的调节动作精确、柔和、稳定，进而使直升机飞行动作稳定柔和。

4、永磁铁的两个磁极对称位于转轴两侧，可消除永磁铁自身重量产生的力矩，避免重量因素对调控产生干扰影响，使调控更加精准。线圈电流的大小与倾斜盘倾斜幅度呈正相关关系，因此调控信号简单。

附图说明

图1是本实用新型第一种具体实施例的立体结构示意图。

图2是图1所示实施例中的主视结构示意图。

图3是图2中的局部结构示意图。

图4是图3中磁力驱动机构结构原理示意图。

图5是图4中各电磁部件从侧视角度表达的位置关系示意图。

图6是永磁铁处于中间平衡点位置的状态示意图。

图7是本实用新型第二种具体实施例的动力机构原理示意图。

图8是本实用新型第三种具体实施例的动力机构原理示意图。

具体实施方式

实施例一

图1、图2所示，该能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构包括机身1、螺旋桨组件、螺旋桨转轴21，螺旋桨组件具有上下两层，每层螺旋桨组件均包括螺旋桨叶2和旋翼头22。在机身上还安装有可相对机身活动倾斜的倾斜盘，倾斜盘包括旋转环31和不旋转环32，旋转环31和不旋转环32形成可相对转动连接，旋转环32利用连杆4连接下层螺旋桨组件的旋翼头22，动力机构连接有主拉杆5，主拉杆5的上端通过传动杆件9连接不旋转环32。上述结构属于普通遥控直升机的结构。

图1、图2、图3所示，本实施例操控倾斜盘的动力机构为磁力机构，该磁力机构安装在机身上，磁力机构包括有永磁铁6、线圈7、上下两个固定磁铁8，其中永磁铁6利用一转轴62可转动地安装在机身1上，永磁铁6的两个磁极对称位于转轴62上下两侧的偏心位置，两固定磁铁8固定安装在机身上，且两固定磁铁8分别对应位于永磁铁6的上下两个磁极旁边，每个固定磁铁8分别与对应的永磁铁磁极形成吸引，如图4所示。图1、图2、图3、图4、图5所示，线圈7固定安装在机身上并靠近永磁铁6，线圈7通电时产生的磁场对永磁铁6产生绕转轴转动的力矩，线圈连接有控制其电流大小及方向的电流控制电路；永磁铁6连缀有附件61，永磁铁与附件61固定连为一体而形成磁铁总成，附件61的作用是使永磁铁能够与主拉杆联系起来，所述主拉杆5的下端连接在磁铁总成的附件上61；固定磁铁、磁铁总成、主拉杆、倾斜盘这四者构成以下配合关系：当固定磁铁8的吸力使永磁铁6稳定在中间平衡点位置时，磁铁总成刚好带动主拉杆5将倾斜盘牵引到水平状态，即旋转环32的旋转面为水平状态，螺旋桨叶的桨距不会发生周期性变化，直升机不会产生水平移动。图6所示中间平衡点的位置，是指永磁铁绕其转轴沿箭头c摆动过程中，受固定磁铁8的吸力而稳定下来时的的位置。当永磁铁位于图6所示的中间平衡点时，永磁铁6的S磁极最靠近相应固定磁铁8(下方的磁吸部件)，同样的，永磁铁6的N磁极最靠近相应固定磁铁8(上方的磁吸部件)，来自固定磁铁8的吸力方向所在直线刚好通过永磁铁转轴62，因此对永磁铁6形成的力臂为零，力矩为零，使永磁铁6得以稳定，此时永磁铁6牵制的主拉杆5刚好使旋转环32的旋转面处于水平状态；直至线圈7通电，才会导致永磁铁6再绕其转轴摆动，摆动形式如图4中箭头a、图6中箭头c所示；当永磁铁6如图4中箭头a所示摆动时，主拉杆5将进行图4中箭头b所示的上下移动，从而牵动旋转环32倾斜。旋转环32倾斜引起直升机水平移动的结构原理与普通遥控直升机相同。

实施例二

图7所示，在该实施例中，永磁铁6只在转轴下方的磁极旁边设有磁吸部件，且该磁吸部件为铁块8。铁块8放置在磁吸部件旁边可以被磁化，可以对永磁铁6产生吸力，因此也可以称为“磁吸部件”。铁块的吸力同样可以使永磁铁稳定在中间平衡点的位置。其余与实施例一相同。

实施例三

图8所示，在该实施例中，永磁铁6只在转轴上方的磁极旁边设有磁吸部件，且该磁吸部件8为电磁铁，即带有铁芯的电磁线圈。该电磁铁的线圈通电时，即产生磁场，对永磁铁产生吸力，使永磁铁6稳定在中间平衡点的位置。

另外，在该实施例中，旋转环通过连杆连接在下层螺旋桨组件的螺旋桨叶，而非连接在旋翼头。其余与实施例一相同。

Claims (8)

1.一种能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，包括机身、螺旋桨组件、螺旋桨转轴，在机身上还安装有可相对机身活动倾斜的倾斜盘、操控倾斜盘的动力机构，倾斜盘设有旋转环和不旋转环，旋转环和不旋转环形成可相对转动连接，旋转环利用连杆连接到螺旋桨组件，动力机构和不旋转环之间连接有主拉杆，其特征在于：所述动力机构为磁力机构，该磁力机构包括有永磁铁、线圈、磁吸部件，其中永磁铁利用一转轴可转动地安装在机身上，永磁铁的磁极位于偏离转轴的偏心位置；线圈固定安装在机身上并靠近永磁铁，线圈连接有控制其电流大小及方向的电流控制电路，线圈通电时产生的磁场对永磁铁产生绕转轴转动的力矩；磁吸部件固定安装在机身上并对永磁铁的磁极形成吸力；永磁铁连缀有附件，永磁铁与附件固定连为一体而形成磁铁总成，所述主拉杆的一端连接在磁铁总成的附件上；磁吸部件、磁铁总成、主拉杆、倾斜盘这四者构成以下配合关系：当磁吸部件的吸力使永磁铁稳定在中间平衡点位置时，磁铁总成刚好带动主拉杆将倾斜盘牵引到水平状态。

2.根据权利要求1所述的能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，其特征在于：永磁铁的两个磁极对称位于转轴两侧。

3.根据权利要求2所述的能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，其特征在于：永磁铁的两个磁极旁边分别对应设有磁吸部件，每个磁吸部件分别与对应的永磁铁磁极形成吸引。

4.根据权利要求1所述的能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，其特征在于：永磁铁在其中一个磁极旁边设有磁吸部件。

5.根据权利要求1至4任何一项所述的能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，其特征在于：所述磁吸部件为固定磁铁。

6.根据权利要求1至4任何一项所述的能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，其特征在于：所述磁吸部件为电磁铁。

7.根据权利要求1至4任何一项所述的能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，其特征在于：所述磁吸部件为铁块。

8.根据权利要求1至4任何一项所述的能自动归中的遥控直升机倾斜盘控制结构，其特征在于：主拉杆和不旋转环之间还连接有传动杆件。

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