CN206243473U - 多旋翼直升机动力分配系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种多旋翼直升机动力分配系统，包括：动力单元、分配单元、传动单元、旋翼单元，其中动力单元与分配单元传动连接，分配单元与传动单元传动连接，传动单元与旋翼单元传动连接。本动力分配系统为多旋翼飞行器提供动力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多旋翼直升机动力分配系统。
背景技术
目前市场上的垂直起降飞行器主要有电动多旋翼、油动直驱多旋翼、单旋翼直升机及共轴双桨直升机等。其中单旋翼直升机需要尾旋翼抵消主旋翼产生的反扭力，且飞机前进主桨升力会偏离飞机轴心，较难控制。共轴双桨直升机解决了单旋翼直升机的缺点但是由于两个旋翼重叠会损失气动效率且航向控制较迟缓；另外由于旋翼旋转直径较大，旋翼翼根速度与旋翼翼尖速度(相对于空气运动速度)差别较大，为避免翼尖超声速通常会采用低转速设计，发动机驱动螺旋桨需要较大的减速齿轮，增加飞机整体结构重量，且由于音速及材料限制不利于制造超重型直升机。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于提供一种能够为多旋翼直升机的各旋翼提供动力的多旋翼直升机动力分配系统，解决现有多旋翼直升机的上述不足。
为解决上述问题，本实用新型的多旋翼直升机动力分配系统包括动力单元、分配单元、传动单元、旋翼单元，其中动力单元与分配单元传动连接，分配单元与传动单元传动连接，传动单元与旋翼单元传动连接。
优选的，所述多旋翼直升机动力分配系统中动力单元包括主动轴，主动轴上设有第一主动装置；分配单元包括与第一主动装置啮合的第一从动装置，与第一从动装置通过分配轴同轴转动的第二主动装置；传动单元包括与第二主动装置啮合的第二从动装置，用于安装第二从动装置的传动轴，传动轴另一端设有第三主动装置；旋翼单元包括与第三主动装置啮合的第三从动装置，用于安装第三从动装置的旋翼轴。
本实用新型的多旋翼直升机动力分配系统中旋翼单元可用于安装螺旋桨，动力单元提供的动力经分配单元分配至传动单元最终传递至旋翼单元，螺旋桨旋转带动直升机飞行，通过变距系统实现对多旋翼飞行器进行操控；三旋翼可通过变距系统及倾转系统进行航向及俯仰控制。本实用新型可广泛应用于军事、民用、农业、商载、无人机及模型飞机领域。
附图说明
图1是本实用新型整体示意图。
图2是本实用新型第一实施例中动力单元与分配单元的示意图。
图3是本实用新型第一实施例中分配单元与传动单元的示意图。
图4是本实用新型第一实施例的动力分配系统中一个旋翼的示意图。
图5是本实用新型第一实施例的动力分配系统中两个旋翼的安装示意图。
图6是本实用新型第一实施例的动力分配系统中的剖视图。
图7是本实用新型第二实施例中动力单元与分配单元的示意图。
图8是本实用新型第三实施例中动力单元与分配单元的示意图。
具体实施方式
下文参照附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
如图1所示，本实用新型的直升机动力分配系统包括动力单元1、分配单元2、传动单元3、旋翼单元4，其中动力单元1与分配单元2传动连接，分配单元2与传动单元3传动连接，传动单元3与旋翼单元4传动连接，动力单元提供的动力经分配单元分配至传动单元最终传递至旋翼单元，旋翼单元安装螺旋桨。
如图2所示，动力单元1包括主动轴A0，主动轴上设有第一主动轮A1，第一主动轮A1为齿轮；
分配单元2包括与第一主动轮A1啮合的第一从动轮A2，与第一从动轮A2通过分配轴B0同轴转动的第二主动轮B1，分配轴B0与主动轴A0平行，本实施例中第二主动轮B1为锥齿轮。
如图3所示，传动单元3包括与第二主动轮B1啮合的三个第二从动轮B2，用于安装第二从动轮B2的传动轴C0，传动轴另一端设有第三主动轮C1。本实施例中第二从动轮有三个，根据需要也可以为其它数量，比如一个或多个。
如图4所示，旋翼单元4包括与第三主动轮C1啮合的第三从动轮C2，第三从动轮C2通过旋翼轴D0带动旋翼头旋转。
如图1所示，本实用新型第一实施例中有三组传动单元、旋翼单元，即第一实施例属于三旋翼直升机动力分配系统，其中如图5所示，第一旋翼单元41的第三从动轮C2设于第一传动单元31的第三主动轮C1的上方，第二旋翼单元42的第三从动轮C2设于第二传动单元32的第三主动轮C1的下方，实现旋翼以相反方向旋转，从而抵销旋翼即螺旋桨反扭力。本实施例的三旋翼中有两个旋翼的旋转方向相同，旋转方向相同的其中一个旋翼可设计倾转系统，通过倾斜螺旋桨旋转面可抵消其旋翼产生的反扭力同时实现航向控制，从而实现飞行器自稳定。
如图6所示，本实用新型第一实施例中主动轴A0通过弹性联轴离合器L与动力单元输出轴Y连接，弹性联轴离合器包括弹性联轴器主动端L1、弹性联轴器被动端及离合器主动端L2、离合器被动端L3，其中弹性联轴器主动端L1与动力单元输出轴Y连接，离合器被动端L3与主动轴A0连接，主动轴A0延长至弹性联轴器被动端及离合器主动端L2并通过第一轴承与弹性联轴器被动端及离合器主动端L2连接，这样动力单元输出轴Y不与传动系统硬连接实现离合器功能并降低震动；当然，还可根据不同使用需求调整弹性联轴器与离合器安装次序。传动单元还包括旋翼臂X，旋翼臂X连接于旋翼单元与机体K之间，将螺旋桨产生的升力传递给机体K，旋翼臂X与机体K之间设有固定座M，旋翼臂X通过固定座M与机体K连接；传动轴C0设于旋翼臂X内部，传动轴C0上靠近第二从动轮B2的一端设有安装于传动轴与机体K之间的第二轴承Z2，传动轴C0上靠近第三主动轮C1的一端设有安装于传动轴与旋翼臂X之间的第三轴承Z3；旋翼单元还包括旋翼头外壳H，旋翼头外壳H与旋翼臂X连接，旋翼头外壳和旋翼臂之间设有第四轴承Z4。旋翼单元上安装的螺旋桨产生的上升力通过旋翼臂传递至机体。
如图7所示，在本实用新型的第二实施例中，第一主动轮A1为蜗杆，第一从动轮A2为蜗轮，分配轴B0一端设有第一从动轮A2和第二主动轮B1，分配轴B0另一端设有第三主动轮C1，即分配轴B0还做传动轴使用，直接带动旋翼单元。在本实施例中，两传动轴C0的旋转方向相反，不需要采用实施例1图5中的类似设计即可相互抵消反扭力。
如图8所示，本实用新型的第三实施例中，第二从动轮B2设有两组，每组均包括直接第二从动轮B21和间接第二从动轮B22，其中直接第二从动轮B21与第二主动轮B1啮合，间接第二从动轮B22与直接第二从动轮B21啮合，即间接第二从动轮B22与第二主动轮B1间接啮合。在本实施例中，分配轴B0用于连接和固定，无传动轴的用途，本实施例动力分配系统的设计使其无需如第一实施例一般倾斜螺旋桨旋转面抵消其产生的反扭力即可实现自稳定，而且可通过调整桨距实现姿态控制，还可根据需求采用旋翼相对于前进方向进行“十”字型或“X”型排列飞行，采用“十”字型排列飞行时可将左右旋翼设计为绕其旋臂倾转提高前进力，而且无需采用图5所示的将从动轮分别设于主动轮的上方、下方的方案即可实现旋翼以相反方向旋转，抵销旋翼即螺旋桨反扭力，更加简单可靠。
在本实用新型的第四实施例中，使用皮带轮代替第一主动轮和第一从动轮，这样可根据需要取消弹性联轴离合器。
上面结合附图对本实用新型优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型构思的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种多旋翼直升机动力分配系统，其特征在于包括：
动力单元、分配单元、传动单元、旋翼单元，其中动力单元与分配单元传动连接，分配单元与传动单元传动连接，传动单元与旋翼单元传动连接。
2.根据权利要求1所述的多旋翼直升机动力分配系统，其特征在于
动力单元包括主动轴(A0)，主动轴上设有第一主动装置(A1)；
分配单元包括与第一主动装置(A1)啮合的第一从动装置(A2)，与第一从动装置(A2)通过分配轴(B0)同轴转动的第二主动装置(B1)；
传动单元包括与第二主动装置(B1)啮合的第二从动装置(B2)，用于安装第二从动装置(B2)的传动轴(C0)，传动轴另一端设有第三主动装置(C1)；
旋翼单元包括与第三主动装置(C1)啮合的第三从动装置(C2)，用于安装第三从动装置(C2)的旋翼轴(D0)。
3.根据权利要求2所述的多旋翼直升机动力分配系统，其特征在于
第一主动装置(A1)为齿轮或皮带轮或蜗杆。
4.根据权利要求2所述的多旋翼直升机动力分配系统，其特征在于
第二主动装置(B1)为锥齿轮。
5.根据权利要求2所述的多旋翼直升机动力分配系统，其特征在于
包括三组传动单元、旋翼单元，其中第一旋翼单元中旋翼的旋转方向与第二、第三旋翼单元中旋翼的旋转方向相反。
6.根据权利要求5所述的多旋翼直升机动力分配系统，其特征在于
第二旋翼单元设有能够倾斜螺旋桨旋转面的倾转系统。
7.根据权利要求1至6任一项权利要求所述的多旋翼直升机动力分配系统，其特征在于
主动轴(A0)通过弹性联轴离合器(L)与动力单元输出轴(Y)连接，弹性联轴离合器包括弹性联轴器主动端(L1)、弹性联轴器被动端及离合器主动端(L2)、离合器被动端(L3)，其中弹性联轴器主动端(L1)与动力单元输出轴(Y)连接，离合器被动端(L3)与主动轴(A0)连接，主动轴(A0)延长至弹性联轴器被动端及离合器主动端(L2)并通过第一轴承与弹性联轴器被动端及离合器主动端(L2)连接；
传动单元还包括旋翼臂(X)，旋翼臂(X)连接于旋翼单元与机体(K)之间，旋翼臂(X)与机体(K)之间设有固定座(M)，旋翼臂(X)通过固定座(M)与机体(K)连接；传动轴(C0)设于旋翼臂(X)内部，传动轴(C0)上靠近第二从动装置(B2)的一端设有安装于传动轴与机体(K)之间的第二轴承(Z2)，传动轴(C0)上靠近第三主动装置(C1)的一端设有安装于传动轴与旋翼臂(X)之间的第三轴承(Z3)；
旋翼单元还包括旋翼头外壳(H)，旋翼头外壳(H)与旋翼臂(X)连接，旋翼头外壳和旋翼臂之间设有第四轴承(Z4)。
8.根据权利要求2所述的多旋翼直升机动力分配系统，其特征在于
分配轴(B0)一端设有第一从动装置(A2)和第二主动装置(B1)，分配轴(B0)上还设有第三主动装置(C1)。
9.根据权利要求2所述的多旋翼直升机动力分配系统，其特征在于
分配轴(B0)一端设有第一从动装置(A2)和第二主动装置(B1)，第二从动装置(B2)包括直接第二从动装置(B21)和间接第二从动装置(B22)，其中直接第二从动装置(B21)与第二主动装置(B1)啮合，间接第二从动装置(B22)与第二主动装置(B1)间接啮合。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019154064A1 (zh) * | 2018-02-11 | 2019-08-15 | 桂艳春 | 一种油电混合动力主动旋翼垂直起降飞行器 |
| CN111003164A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-04-14 | 吴佳艺 | 一种共轴倾转三旋翼桨叶直升机 |
| CN111204466A (zh) * | 2020-04-22 | 2020-05-29 | 北京清航紫荆装备科技有限公司 | 交叉双旋翼无人直升机及其齿轮传动系统 |
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