CN206384149U - 变桨距传动机构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种变桨距传动机构，包括：可旋转的主轴；可绕桨叶转动轴旋转地连接至所述主轴的桨叶夹，所述桨叶夹固定有桨叶；桨叶转动轴与主轴的轴线垂直；套设在所述主轴上并可沿所述主轴轴向运动且随所述主轴旋转的套筒；固定连接至所述套筒的连杆总成，所述连杆总成与所述桨叶夹的一侧通过第一连杆连接；通过轴承设置在所述套筒上的滑块；以及依次通过舵机连杆和直角连杆与所述滑块连接的舵机，舵机带动桨叶夹绕桨叶转动轴转动。本实用新型的目的在于提供一种通过改变桨叶的桨翼角来控制旋翼产生的升力的变桨距传动机构。

Description

变桨距传动机构
技术领域
本实用新型涉及变桨距传动机构。
背景技术
现有技术提出一种用于风力发电教学实训的变距传动机构，该机构零件数量多、机构复杂，而且该机构面向风力发电，并没有考虑到重量这一关键因素，因此该机构不适用于飞行器。现有技术还提出一种变距多旋翼飞行器中的变距机构，所承受的载荷较小，不能应用于需要的升力较大的飞行器上，例如固定翼、飞艇等。
而且，现有技术主要是通过改变电机转速来控制旋翼产生的升力大小。由此产生的问题是在电机转速已达到最大的情况下，不能通过电机提供更多的升力。
因此，现有技术需要一种不单通过改变电机转速来控制旋翼产生的升力大小的技术。
实用新型内容
针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种通过改变桨叶的桨翼角来控制旋翼产生的升力的变桨距传动机构。
本实用新型的提供了一种变桨距传动机构，包括：可旋转的主轴；可绕桨叶转动轴旋转地连接至所述主轴的桨叶夹，所述桨叶夹固定有桨叶；桨叶转动轴与主轴的轴线垂直；套设在所述主轴上并可沿所述主轴轴向运动且随所述主轴旋转的套筒；固定连接至所述套筒的连杆总成，所述连杆总成与所述桨叶夹的一侧通过第一连杆连接；通过轴承设置在所述套筒上的滑块；以及依次通过舵机连杆和直角连杆与所述滑块连接的舵机，舵机带动桨叶夹绕桨叶转动轴转动。
根据本实用新型，变桨距传动机构还包括主轴安装箱以及固定在所述主轴安装箱的顶面的连杆安装座，所述主轴穿过所述连杆安装座可旋转地安装于所述主轴安装箱，所述舵机固定设置在所述主轴安装箱的一侧，所述直角连杆的直角部通过第二连杆可枢转地连接至所述连杆安装座。
根据本实用新型，所述主轴的自由端固定有旋翼头，所述桨叶夹通过沿所述桨叶转动轴延伸的横轴连接至所述旋翼头。
根据本实用新型，所述套筒与所述主轴设置有轴向延伸的平键结构。
根据本实用新型，沿所述主轴的周向设置有多个桨叶夹，所述多个桨叶夹通过多个所述第一连杆连接至所述连杆总成。
根据本实用新型，所述套筒固定连接至所述轴承的内圈，所述滑块固定连接至所述轴承的外圈。
根据本实用新型，所述舵机连杆通过关节轴承连接在所述直角连杆与所述舵机之间。
根据本实用新型，所述舵机连杆的两端分别螺纹连接有两个关节轴承，所述两个关节轴承之间的距离可通过所述舵机连杆的旋转而改变。
根据本实用新型，所述桨叶转动轴垂直于所述主轴的轴线。
根据本实用新型，桨叶的桨翼角大于0度时，连接第一连杆和桨叶夹的枢轴低于旋翼头的顶部。
根据本实用新型，桨叶的桨翼角小于0度时，连接第一连杆和桨叶夹的枢轴高于旋翼头的顶部。本实用新型的有益技术效果在于：
本实用新型的变桨距传动机构通过舵机驱动舵机连杆和直角连杆，从而驱动滑块作轴向运动，进而通过连杆总成及第一连杆控制桨叶夹上的桨叶的桨翼角来改变飞行器升力的大小，相对于原有技术，通过另外的途径调整飞行器的升力，调整时间缩短了很多。
附图说明
图1是本实用新型的变桨距传动机构的立体示意图。
图2是本实用新型的变桨距传动机构的侧视图。
图3是本实用新型的变桨距传动机构的局部剖面图。
图4是本实用新型的变桨距传动机构的另一局部剖面图。
图5是本实用新型的变桨距传动机构的一实施例的立体图。
图6是本实用新型的变桨距传动机构的另一实施例的立体图。
具体实施方式
参考图1至图3，本实用新型的变桨距传动机构，包括：可旋转的主轴7；可绕桨叶转动轴16旋转地连接至主轴7的桨叶夹1，桨叶夹1固定有桨叶17；桨叶转动轴16与主轴7的轴线垂直；套设在主轴7上并可沿主轴7轴向运动且随主轴7旋转的套筒15；固定连接至套筒15的连杆总成4，连杆总成4与桨叶夹1的一侧通过第一连杆2连接；通过轴承18设置在套筒15上的滑块5；以及依次通过舵机连杆12和直角连杆6与滑块5连接的舵机10，舵机10带动桨叶夹1绕桨叶转动轴16转动。桨叶转动轴16垂直于主轴7的轴线。桨翼角是指桨叶所在的平面相对于与主轴垂直的平面的夹角。
参照图1及图2，本实用新型的变桨距传动机构还包括主轴安装箱11以及固定在主轴安装箱11的顶面的连杆安装座8，主轴7穿过连杆安装座8可旋转地安装于主轴安装箱11，舵机10固定设置在主轴安装箱11的一侧，直角连杆6的直角部通过第二连杆13可枢转地连接至连杆安装座11。
参照图2和图4，主轴7的自由端固定有旋翼头3，桨叶夹1通过沿桨叶转动轴16延伸的横轴14连接至旋翼头3。
参照图3，套筒15与主轴7设置有轴向延伸的平键结构(未示出)。
参照图1及图2，沿主轴7的周向设置有多个桨叶夹1，多个桨叶夹1通过多个第一连杆2连接至连杆总成4。
参照图3，套筒15固定连接至轴承18的内圈，滑块5固定连接至轴承18的外圈。
参照图2，舵机连杆12通过关节轴承9连接在直角连杆6与舵机10之间。舵机连杆12的两端分别螺纹连接有两个关节轴承9，两个关节轴承9之间的距离可通过舵机连杆12的旋转而改变。
该装置工作方式如下：电机输入的动力通过主轴安装箱11内的联轴器或法兰与主轴7连接，主轴7为旋翼提供旋转地动力。同时舵机10通过舵机连杆12控制直角连杆6的转动进而控制滑块5的轴向运动。舵机连杆12的长短可调，可控制轴向滑块5的行程。舵机连杆12两头装有关节轴承9以适应不同型号的舵机。轴向滑块5内部有轴承18，连杆总成4通过套筒15安装于轴承的内圈，使得连杆总成4在主轴7的带动下能绕轴承18内圈旋转，轴承18外圈固定于滑块5，通过调节滑块5能实现轴向运动与轴向滑块5保持相同的轴向运动的同时能与主轴7以相同的转速旋转。连杆总成4通过轴向滑动来控制第一连杆2的运动，进而控制桨叶夹1的旋转角度。该装置的响应时间取决于舵机的响应时间，可达毫秒级别。同时轴向滑块5的行程可以通过连杆12长短来调整，使得旋翼可调的角度相当宽泛。
以下以图2中的舵机10的转动方式为例，解析如何实现桨叶的角度调整：在一个可实现例子中，舵机10按照图2中的a箭头方向逆时针转动，产生推力，推动舵机连杆12按照b箭头方向移动；直角连杆6的一端受到连杆12的推动按照c箭头的方向转动；在转动的直角连杆6的带动下，轴向滑块5向下滑动，同时带动整个连杆总成4按照d箭头的移动；而由于连杆总成4的移动，使得第一连杆2产生如图2中e箭头的运动趋势，最终拉动桨叶夹1，实现如图5中的工作状态。
同理，当舵机10的转动方式翻转，则上述各个箭头一并反向，最终实现如图6所示的工作状态。
参照图5至图6，本实用新型可应用于固定翼飞机，配合垂直起降机构，在电机转速已达到最大的情况下，能通过改变旋翼的角度提供更多的升力，将飞机直接拉起。
本实用新型可应用于飞艇。由于本实用新型的变桨距传动机构能提供正升力和负升力。如图5所示，提供正升力时，桨叶的桨翼角大于0度，此时，连接第一连杆2和桨叶夹1的枢轴19低于旋翼头3的顶部。如图6所示，提供负升力时，桨叶的桨翼角小于0度，此时，连接第一连杆2和桨叶夹1的枢轴19高于旋翼头3的顶部，如此能使飞艇在不掉头的情况下使飞艇迅速返航。
本实用新型可应用于大型多旋翼飞行器，通过调整旋翼的角度调整升力的大小，进而提高大型多旋翼飞行器的抗风能力。也可以用于多旋翼飞行器的特技飞行。
本实用新型可应用于飞行器的动力系统，能够在一定的转速条件下快速调整旋翼产生的升力大小，甚至能实现负升力。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变桨距传动机构，其特征在于，包括：
可旋转的主轴；
可绕桨叶转动轴旋转地连接至所述主轴的桨叶夹，所述桨叶夹固定有桨叶；所述桨叶转动轴与所述主轴的轴线垂直；
套设在所述主轴上并可沿所述主轴轴向运动且随所述主轴旋转的套筒；
固定连接至所述套筒的连杆总成，所述连杆总成与所述桨叶夹的一侧通过第一连杆连接；
通过轴承设置在所述套筒上的滑块；以及
依次通过舵机连杆和直角连杆与所述滑块连接的舵机；
所述舵机带动所述桨叶夹绕桨叶转动轴转动。
2.根据权利要求1所述的变桨距传动机构，其特征在于，还包括主轴安装箱以及固定在所述主轴安装箱的顶面的连杆安装座，所述主轴穿过所述连杆安装座可旋转地安装于所述主轴安装箱，所述舵机固定设置在所述主轴安装箱的一侧，所述直角连杆的直角部通过第二连杆可枢转地连接至所述连杆安装座。
3.根据权利要求1所述的变桨距传动机构，其特征在于，所述主轴的自由端固定有旋翼头，所述桨叶夹通过沿所述桨叶转动轴延伸的横轴连接至所述旋翼头。
4.根据权利要求1所述的变桨距传动机构，其特征在于，所述套筒与所述主轴设置有轴向延伸的平键结构。
5.根据权利要求1所述的变桨距传动机构，其特征在于，沿所述主轴的周向设置有多个桨叶夹，所述多个桨叶夹通过多个所述第一连杆连接至所述连杆总成。
6.根据权利要求1所述的变桨距传动机构，其特征在于，所述套筒固定连接至所述轴承的内圈，所述滑块固定连接至所述轴承的外圈。
7.根据权利要求1所述的变桨距传动机构，其特征在于，所述舵机连杆通过关节轴承连接在所述直角连杆与所述舵机之间。
8.根据权利要求7所述的变桨距传动机构，其特征在于，所述舵机连杆的两端分别螺纹连接有两个关节轴承，所述两个关节轴承之间的距离通过所述舵机连杆的旋转而改变。
9.根据权利要求3所述的变桨距传动机构，其特征在于，所述桨叶的桨翼角大于0度时，连接所述第一连杆和所述桨叶夹的枢轴低于所述旋翼头的顶部。
10.根据权利要求3所述的变桨距传动机构，其特征在于，所述桨叶的桨翼角小于0度时，连接所述第一连杆和所述桨叶夹的枢轴高于所述旋翼头的顶部。
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