CN216916275U - 顶部直驱的旋翼装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种顶部直驱的旋翼装置，包括桨叶、电机、桨毂组件、自动倾斜器动环、操纵拉杆、旋翼轴，伺服舵机、自动倾斜器不动环，其中桨毂组件两端桨夹处安装有桨叶，桨毂组件上方安装有电机下端旋翼轴相连；所述的旋翼轴上安装有自动倾斜器动环，自动倾斜器不动环与自动倾斜器动环相连，安装于自动倾斜器动环内的球铰上，与球铰之间灵活相对转动，伺服舵机安装与旋翼轴下方。本实用新型通过发动机置于旋翼顶部直驱旋翼，最大限度的节省传动系统部分的重量。同时还设计了与之相匹配的自动倾斜器和操纵舵机，使得整个旋翼系统结构更加紧凑，传力合理。

Description

顶部直驱的旋翼装置

技术领域

本实用新型涉及直升机领域，具体是一种顶部直驱的旋翼装置。

背景技术

目前直升机已经在很多领域得到了广泛的应用，目前除了在军事应用领域外，在民用领域也有不错的发展空间。目前民用领域直升机主要以小型的无人机为主，小型无人直升机具有与大型直升机相差无几的桨尖速度，然而其较小的旋翼直径使得其旋翼转速要求较高。因此目前不少的小型直升机都采用了电机不减速驱动旋翼的传动策略。但虽然不减速，还是需要传动系统来实现变相，因此浪费了不少重量。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种顶部直驱的旋翼装置，通过发动机置于旋翼顶部直驱旋翼，最大限度的节省传动系统部分的重量。同时还设计了与之相匹配的自动倾斜器和操纵舵机，使得整个旋翼系统结构更加紧凑，传力合理。

本实用新型包括桨叶、电机、桨毂组件、自动倾斜器动环、操纵拉杆、旋翼轴，伺服舵机、自动倾斜器不动环，其中桨毂组件两端桨夹处安装有桨叶，桨毂组件上方安装有电机，电机定子在内，转子在外，外圈转子与桨毂组件相连，带动桨毂组件旋转，定子穿过桨毂组件重心与下端旋翼轴相连；所述的旋翼轴上安装有自动倾斜器动环，自动倾斜器不动环与自动倾斜器动环相连，安装于自动倾斜器动环内的球铰上，与球铰之间灵活相对转动；自动倾斜器不动环具有若干操纵臂和一根防扭臂，防扭臂与机身相连，每根操纵臂均通过一根操纵拉杆与伺服舵机相连，伺服舵机安装与旋翼轴下方。

进一步改进，所述的桨毂组件包括旋翼桨毂、变距拉杆、轴承、自动倾斜器动环、带轴承球铰、旋翼轴连接头，其中旋翼桨毂与电机转子相连，轴承上连旋翼桨毂，下连旋翼轴连接头，旋翼轴连接头安装于旋翼轴上端，变距拉杆上连旋翼桨毂两侧的变距摇臂，下接自动倾斜器动环，带轴承球铰安装于自动倾斜器动环中心自由转动，带轴承球铰中间的滚动轴承内圈与旋翼轴相连。

进一步改进，所述的自动倾斜器动环与桨毂组件留有间距，使桨毂组件在±20°内改变总距。

进一步改进，所述的电机的输电线路从电机定子经由空心旋翼轴连到机身内部供电系统。

本实用新型有益效果在于：

1. 电机顶部直驱：采用顶部电机直驱旋翼的方法有效的节省传动系统重量，同时还更加适合小型直升机的无减速传动要求。

2. 针对电机顶部直驱的传动方式，设计了与之适配的旋翼桨毂、自动倾斜器。使之能实现旋翼系统的传力和操纵。

3. 舵机采用集成式设计，结构紧凑。

附图说明

图1为顶部直驱旋翼装置整体结构示意图

图2为顶部直驱旋翼装置爆炸图。

图3为桨毂组件结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

本实用新型提供了一种顶部直驱的旋翼装置，其结构如图1和图2所示，包括桨叶1、电机2、桨毂组件3、自动倾斜器动环4、操纵拉杆5、旋翼轴6，伺服舵机7、自动倾斜器不动环8。其中桨叶1安装于桨毂组件3两端桨夹处，电机2安装于桨毂组件3的上方，电机定子在内，转子在外，外圈转子用螺栓于桨毂相连，带动桨毂旋转，电机2的输电线路从电机定子经由空心旋翼轴6连到机身内部供电系统。定子穿过桨毂重心与下端旋翼轴6相连。旋翼轴6为不旋转件，桨毂组件3安装于旋翼轴6的上端。自动倾斜器动环4安装于旋翼轴6，位于桨毂组件3的下方，与桨毂组件留开足够的距离，使得上方桨毂可以在±20°内改变总距。自动倾斜器不动环8与自动倾斜器动环4相连，安装于动环内的球铰上，与球铰之间可灵活相对转动，外伸一根防扭臂与机身相连。三根操纵拉杆5上端与自动倾斜器不动环8的三个操纵臂相连，下端连接伺服舵机7。伺服舵机7安装与旋翼轴下方。

上述桨毂组件3包括：旋翼桨毂9、变距拉杆10、轴承11、自动倾斜器动环12、带轴承球铰13、旋翼轴连接头14。旋翼桨毂9与电机2外转子相连，在其带动下转动。轴承11上连旋翼桨毂9，下连旋翼轴连接头14。旋翼轴连接头14安装于旋翼轴6上端，用螺栓固连。变距拉杆10上连旋翼桨毂9两侧的变距摇臂，下接自动倾斜器动环12。带轴承球铰13安装于自动倾斜器动环12中心可自由转动，中间的滚动轴承内圈与旋翼轴6相连。

上述的顶部直驱的旋翼装置可通过旋翼轴6与所用机型的机架固连，实现传力。

进一步地，上述的伺服舵机为集成式设计，有三个转动轴，可带动操纵拉杆牵引自动倾斜器倾斜，进而通过变距拉杆带动桨毂变距铰实现旋翼周期变距。

本实用新型工作原理如下：

1、通过顶部电机2的外转子带动旋翼桨毂9，进而带动桨叶1旋转，以此来产生升力。桨叶产生的升力传过桨毂桨夹，经由轴承11将旋转件力传到非旋转件旋翼轴连接头14上，再传到固联的旋翼轴和机身机架上。

2、通过伺服舵机7三个转动轴的差动转动，带动操纵连杆，使自动倾斜器不动环发生倾斜。倾斜的自动倾斜器不动环使得自动倾斜器动环发生倾斜，此时动环同时绕中心处的带轴承球铰与旋翼同步转动。自动倾斜器动环8的倾斜通过变距拉杆使桨毂变距铰产生周期变距。

3、通过伺服舵机7三个转动轴的同步转动，带动操纵连杆，使自动倾斜器不动环发生上下移动。同步带动自动倾斜器动环移动，此时动环同时绕中心处的带轴承球铰与旋翼同步转动。自动倾斜器动环8的移动通过变距拉杆使桨毂变距铰产生总距改变。

本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种顶部直驱的旋翼装置，其特征在于：包括桨叶、电机、桨毂组件、自动倾斜器动环、操纵拉杆、旋翼轴，伺服舵机、自动倾斜器不动环，其中桨毂组件两端桨夹处安装有桨叶，桨毂组件上方安装有电机，电机定子在内，转子在外，外圈转子与桨毂组件相连，带动桨毂组件旋转，定子穿过桨毂组件重心与下端旋翼轴相连；所述的旋翼轴上安装有自动倾斜器动环，自动倾斜器不动环与自动倾斜器动环相连，安装于自动倾斜器动环内的球铰上，与球铰之间相对转动；自动倾斜器不动环具有若干操纵臂和一根防扭臂，防扭臂与机身相连，每根操纵臂均通过一根操纵拉杆与伺服舵机相连，伺服舵机安装与旋翼轴下方。

2.根据权利要求1所述的顶部直驱的旋翼装置，其特征在于：所述的桨毂组件包括旋翼桨毂、变距拉杆、轴承、自动倾斜器动环、带轴承球铰、旋翼轴连接头，其中旋翼桨毂与电机转子相连，轴承上连旋翼桨毂，下连旋翼轴连接头，旋翼轴连接头安装于旋翼轴上端，变距拉杆上连旋翼桨毂两侧的变距摇臂，下接自动倾斜器动环，带轴承球铰安装于自动倾斜器动环中心自由转动，带轴承球铰中间的滚动轴承内圈与旋翼轴相连。

3.根据权利要求1或2所述的顶部直驱的旋翼装置，其特征在于：所述的自动倾斜器动环与桨毂组件留有间距，使桨毂组件在±20°内改变总距。

4.根据权利要求1或2所述的顶部直驱的旋翼装置，其特征在于：所述的电机的输电线路从电机定子经由空心旋翼轴连到机身内部供电系统。

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