CN205872443U - 一种适用于垂直起降无人机90度矢量喷管的旋转机构 - Google Patents
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Abstract
一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其结构包括外层喷管主体(1、2、3、4)、含有外啮合齿轮的回转轴承(6、7、8、9、19、20)、驱动马达(15、20)、齿轮(12、23、24、26、27)、内层喷管(16、17、18)、喷嘴(5)，驱动轴(11、27、28)，轴支座(13、14、22、25)。其特征在于，所述的外层喷管(2、4)和内层喷管(16、18)具有一个倾斜23°的截面，所述的外层喷管(3)和内层喷管(17)两侧为倾斜面，其横截面倾斜角度为23°；所述的喷管各段通过回转轴承进行连接，通过驱动马达带动含有外齿的回转轴承旋转完成喷管0～92°角度的变换。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种在航空业中固定翼无人机的推力矢量技术领域，特别适用于能够实现无人机垂直起降的90度矢量喷管的旋转机构。
背景技术
现有的舰载战斗机或固定翼无人机大都采用弹射起飞的方式，而在脱离航母时，舰载机的起飞和着陆空间都无法满足，因此固定翼飞机垂直起降技术一直以来都是航空业中研究的热点。固定翼无人机相较其他形式无人机航程和航时优势明显，因此被广泛用于侦察等任务。具有垂直起降功能的舰载无人机将极大的拓展海上防卫力量。目前舰载机主要采用的垂直起降方式有AB-8形式的前后旋转喷口方式和F-35B形式的升力风扇加矢量喷管的形式。而在国内，垂直起降的技术还处于空白，F35-B所采用的旋转喷管国内已有学者对其实现原理和运动规律进行了研究，但由于喷气式发动机尾喷管温度较高，因此对旋转矢量喷管的旋转机构较高，需要保证良好的散热和可靠性。
发明内容
本实用新型的目的是为喷气式固定翼垂直起降无人机提供一套切实可行的90度矢量喷管的旋转机构，通过旋转机构控制推力方向，实现无人机垂直起降。
本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
新型的90度矢量喷管包括外层喷管主体(1、2、3、4)、含有外啮合齿轮的回转轴承(6、7、8、9、19、20)、驱动马达(15、20)、齿轮(12、23、24、26、27)、内层喷管(16、17、18)、喷嘴(5)，驱动轴(11、27、28)，轴支座(13、14、22、25)。其特征在于，所述的外层喷管(2、4)和内层喷管(16、18)具有一个倾斜23°的截面，所述的外层喷管(3)和内层喷管(17)两侧为倾斜面，其横截面倾斜角度为23°；所述的喷管各段通过回转轴承进行连接，通过驱动马达带动含有外齿的回转轴承旋转完成喷管0～92°角度的变换。三段具有倾斜端面的喷管通过含有外啮合齿轮的回转轴承连接，在第一段轴承和第二段喷管上分别安放步进电机驱动齿轮组，带动喷管旋转，从而实现喷管角度0～90度的变换。
本实用新型技术方案的实质性特点和进步主要体现在：
1.本实用新型设计独特、结构可靠，回转轴承能够抵抗较高的抗倾覆力矩，可以保证喷管在旋转后具有较高的稳定性；
2.双层喷管的设计可以诱导气流进入喷管之间的空腔，降低工作时外层喷管和轴承的温度，防止轴承因为温度过高而出现故障。
3.通过2个步进电机驱动，降低控制的复杂难度，提高系统可靠性；
4.成本低、功能卓越，使用方便，经济效益和社会效应显著。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意侧视图。
图2为为本实用新型的结构示意剖视图。
图3为本实用新型的第一旋转驱动机构结构局部剖视图。
图4为本实用新型的第二旋转驱动机构结构局部剖视图。
具体实施方式
为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明。
请参阅图1、图2、图3、图4。
90度矢量喷管，包括新型的90度矢量喷管包括外层喷管主体(1、2、3、4)、含有外啮合齿轮的回转轴承(6、7、8、9、19、20)、驱动马达(15、20)、齿轮(12、23、24、26、27)、内层喷管(16、17、18)、喷嘴(5)，驱动轴(11、27、28)，轴支座(13、14、22、25)。
喷管(1)和回转轴承(9)连接，回转轴承(6)和齿轮(11)相啮合，且回转轴承(6)与喷管(2)相连接，电机(15)驱动齿轮(11)旋转，从而带动回转轴承(6)和喷管(2)旋转。喷管(2)和喷管(3)通过回转轴承(7、19)连接，喷管(3)和喷管(4)通过回转轴承(8、20)相连，齿轮(23、24、26)同轴，齿轮(23)与回转轴承(7)外圈齿轮啮合，齿轮(24)与回转轴承(8)外圈齿轮啮合，锥齿轮(26、27)相啮合，电机(21)驱动锥齿轮(27)旋转，从而带动齿轮(23、24、26)旋转，进而驱动与喷管(2)相连接的回转轴承(7)旋转以及与喷管(4)相连接的回转轴承(8)旋转。
为保证喷管旋转时喷管的4段喷管的轴线始终处于一平面内，喷管(2、3、4)的旋转速度在喷管偏转角度为0～90°范围内喷管(2)相对喷管(1)的旋转速度ω1，喷管(3)相对喷管(2)的旋转速度ω2，喷管4相对喷管(3)的旋转速度ω3存在如下关系：2ω1＝-ω2,ω2＝-ω3,从而可知喷管(2)相对喷管(3)的旋转速度为-ω2，由于ω2和ω3大小相等，因此可以通过一个电机(21)进行驱动，相对于每个回转轴承单独驱动的方式，本发明中的驱动结构能够明显降低结构重量、简化及机构的复杂程度。
Claims (11)
1.一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其结构包括外层喷管主体(1、2、3、4)、含有外啮合齿轮的回转轴承(6、7、8、9、19、20)、驱动马达(15、20)、齿轮(12、23、24、26、27)、内层喷管(16、17、18)、喷嘴(5)，驱动轴(11、27、28)，轴支座(13、14、22、25)，其特征在于，所述的外层喷管(2、4)和内层喷管(16、18)具有一个倾斜23°的截面，所述的外层喷管(3)和内层喷管(17)两侧为倾斜面，其横截面倾斜角度为23°；所述的喷管各段通过回转轴承进行连接，通过驱动马达带动含有外齿的回转轴承旋转完成喷管0～92°角度的变换。
2.根据权利要求1所述的一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于所述矢量喷管外喷管是通过回转轴承进行连接。
3.根据权利要求1所述的一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于，各段内层喷管和外层喷管之间通过4段L型支架利用自攻螺钉进行固定连接。
4.根据权利要求2所述的一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于，回转轴承(7、8)的外齿为锥形直齿，节锥角度数与喷管斜截面度数一致。
5.根据权利要求2所述的一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于，内层、外层喷管回转轴承的转动是通过同一马达(21)进行驱动。
6.根据权利要求5所述一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于，所述马达驱动一组锥齿轮，带动与锥齿轮(26)同轴的两个齿轮(23、24)旋转驱动回转轴承。
7.根据权利要求2所述一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于，喷嘴通过螺钉与喷管(4)进行连接。
8.根据权利要求1所述一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于，喷管(2、3、4)的斜端面通过一段扩口完成椭圆至圆形的过渡。
9.根据权利要求6所述一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于，所述齿轮组结构通过齿轮箱固定于喷管(3)上。
10.根据权利要求1所述的一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于所述矢量喷管内层喷管横截面为椭圆形，喷管末端斜截面为标准圆形，保证各段喷管的接触面缝隙均匀。
11.根据权利要求10所述的一种适用于垂直起降无人机的90度矢量喷管的旋转机构，其特征在于所述矢量喷管内层喷管(16、18)末端具有法兰状折边，内层喷管(17)具有较大角度的折边。
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2016
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: Rotary mechanism suitable for VTOL unmanned aerial vehicle 90 degree thrust vectoring nozzle Effective date of registration: 20190611 Granted publication date: 20170111 Pledgee: Chongqing Liangjiang Frontier Power Technology Co., Ltd. Pledgor: CHENGDU ADVANCED DYNAMICS TECHNOLOGY CO., LTD. Registration number: 2019990000539 |