CN218055614U - 一种连杆机构式动力系统倾转机构及航空器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种连杆机构式动力系统倾转机构包括驱动机构、安装架与连杆机构；驱动机构包括驱动装置与动力摇臂，动力摇臂两端形成第一端部与第二端部，第一端部与驱动装置输出端连接；安装架一侧形成浆毂固定部，另一侧形成安装部，安装部两端形成第一安装部与第二安装部；连杆机构包括第一连杆、第二连杆与第三连杆；第一连杆一端形成与航空器机身连接的第一固定端，另一端与第二连杆铰接；第二连杆另一端与第一安装部铰接；第三连杆中段与第一连杆铰接，两端分别与第二安装部、第四端部铰接。本实用新型还公开了一种航空器。本实用新型具有控制精度高、控制稳定性好的特点。

Description

一种连杆机构式动力系统倾转机构及航空器

技术领域

本实用新型涉及航空器技术领域，尤其涉及一种连杆机构式动力系统倾转机构及航空器

背景技术

倾转旋翼是一种介于固定翼和直升机的航空器，具备固定翼的速度快、载荷大、航程远和直升机的垂直起降等优点。电动倾转旋翼航空器是在机翼或是尾部安装多个可转向的电动推进动力装置，能产生前向的拉力和向上的升力。

作为一种新型航空器，倾转旋翼具备飞行效率高、噪声低、载重量大、机动性好等优点，目前国内外对于倾转旋翼的研究也越来越多。倾转旋翼之所以同时兼并固定翼与直升机的性能优势，倾转机构在其中起到了重要的作用。倾转机构的优劣决定了其倾转过程的可靠性，目前市面上成熟的倾转机构产品几乎处于市场空白，因此，一个控制精度高、控制稳定性好的倾转机构对于倾转旋翼的研究与发展具有巨大的积极作用。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种连杆机构式动力系统倾转机构及航空器，具有控制精度高、控制稳定性好的特点。

本实用新型第一方面在于提供一种连杆机构式动力系统倾转机构，包括：

驱动机构，所述驱动机构包括驱动装置与动力摇臂，所述动力摇臂两端分别形成第一端部与第二端部，所述第一端部与所述驱动装置输出端连接；

安装架，所述安装架一侧形成浆毂固定部，另一侧形成安装部，所述浆毂固定部用于安装浆毂，所述安装部两端分别形成第一安装部与第二安装部；

连杆机构，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆与第三连杆；所述第一连杆一端形成第一固定端，所述第一固定端用于与航空器机身铰接，从而使所述第一连杆可绕所述第一固定端转动，所述第一连杆另一端与所述第二连杆铰接；所述第二连杆远离所述第一连杆的一端与所述第一安装部铰接；所述第三连杆中段与所述第一连杆中段铰接，所述第三连杆两端分别形成第三端部与第四端部，所述第三端部与所述第二安装部铰接，所述第四端部与所述第二端部铰接；

由所述驱动机构驱动所述动力摇臂转动，所述动力摇臂通过所述连杆机构带动所述安装架转动，由第一安装部与第二安装部的旋转角度差实现所述浆毂固定部的倾转。

在本实用新型第一方面中，作为一种优选的实施例，所述连杆机构还包括有第四连杆，所述第四连杆一端与所述第三端部铰接，另一端形成第二固定端，所述第二固定端用于与航空器机身连接。

在本实用新型第一方面中，作为一种优选的实施例，所述连杆机构还包括有调节装置，所述调节装置为具有锁定功能的可伸缩杆；所述调节装置设置于所述第三连杆与所述动力摇臂之间，所述调节装置一端与所述第三端部铰接，所述调节装置另一端与第二端部铰接。

在本实用新型第一方面中，作为一种优选的实施例，所述调节装置为伸缩调节螺杆。

在本实用新型第一方面中，作为一种优选的实施例，所述动力摇臂相对于所述驱动装置具有第一角度与第二角度；当所述动力摇臂转动至所述第一角度时，所述安装架的倾转角度为0°，适用于航空器的平飞姿态；当所述动力摇臂转动至所述第二角度时，所述安装架的倾转角度为90°，适用于航空器的垂起姿态。

在本实用新型第一方面中，作为一种优选的实施例，所述驱动装置上设置有限位装置，当所述动力摇臂转动至所述第一角度或所述第二角度时，所述限位装置限制所述动力摇臂的进一步转动。

在本实用新型第一方面中，作为一种优选的实施例，所述限位装置包括第一限位件与第二限位件；但所述动力摇臂转动至所述第一角度时，所述第一限位件与所述动力摇臂抵持，当所述动力摇臂转动至所述第二角度时，所述第二限位件与所述动力摇臂抵持。

在本实用新型第一方面中，作为一种优选的实施例，所述驱动装置包括伺服电机与减速器，所述伺服电机输出扭矩通过所述减速器传递至所述动力摇臂。

在本实用新型第一方面中，作为一种优选的实施例，所述动力摇臂包括相对设置的第一摇臂与第二摇臂；所述连杆机构数量为2，所述第一摇臂与所述第二摇臂分别通过所述连杆机构与所述安装架联动。

本实用新型第二方面提供一种航空器，包括如本实用新型第一方面中任一项所述的倾转机构，还包括螺旋桨组件与机身，所述机身具有机翼；所述驱动机构与所述机翼固定，所述第一固定端与所述机翼铰接，所述螺旋桨组件安装于所述浆毂固定部。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型的连杆机构式动力系统倾转机构在倾转过程中，通过在驱动机构与安装架之间设置连杆机构，延长倾转控制距离，有利于倾转机构在航空器上的安装控制；在连杆机构与驱动机构传动结构之间，设置有与航空器机身连接的第一固定端，加强了倾转机构在工作过程中的稳定性，有效避免由于控制距离过长而引起的摇晃振动；通过连杆机构各连杆之间的相对旋转进行传动，其传动接触表面的圆柱面接触，通过各转动副之间的配合实现浆毂固定部的倾转，并且面接触实现低副传动，具有制造简便，易于获得较高的制造精度的特点，耐磨损，使用寿命长。

2.本实用新型的连杆机构式动力系统倾转机构通过在第三连杆与动力摇臂之间设置调节装置，在动力摇臂角度固定的情况下，通过调节装置的伸长或缩短，便可实现对浆毂固定部倾斜角度的调节，也即通过对调节装置长度的设定，就能实现浆毂固定部倾转范围的设定；通过调节装置长度微调，进一步满足倾转机构对角度的精准调节，实现倾转角度的高精度要求。

附图说明

图1为本实用新型连杆机构式动力系统倾转机构的结构示意图；

图2为本实用新型连杆机构式动力系统倾转机构的主视图；

图3为本实用新型连杆机构式动力系统倾转机构的A部局部放大图；

图4为本实用新型连杆机构式动力系统倾转机构的立体图；

图5为本实用新型连杆机构式动力系统倾转机构处于第二角度的结构示意图；

图6为本实用新型连杆机构式动力系统倾转机构处于第二角度的立体图。

图中：100、驱动机构；110、驱动装置；120、动力摇臂；121、第一摇臂；122、第二摇臂；200、连杆机构；211、第一连杆；212、第二连杆；213、第三连杆；214、第四连杆；215、调节装置；300、安装架；310、浆毂固定部；320、安装部；321、第一安装部；322、第二安装部。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。实施例的实例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

参考图1-6所示的连杆机构式动力系统倾转机构，包括驱动机构100、连杆机构200与安装架300；

驱动机构100包括驱动装置110与动力摇臂120；动力摇臂120两端分别形成第一端部与第二端部，第一端部与驱动装置110输出端连接，通过驱动装置110驱动动力摇臂120在一定角度范围内来回转动；

安装架300，安装架300一侧形成浆毂固定部310，另一侧形成安装部320，浆毂固定部310用于安装浆毂，安装部320两端形成第一安装部321与第二安装部322；

连杆机构200，连杆机构200包括第一连杆211、第二连杆212与第三连杆213，第一连杆211一端形成第一固定端，第一固定端用于与航空器机身铰接，第一连杆211另一端与第二连杆212铰接，第二连杆212远离第一连杆211的一端与第一安装部321铰接；第三连杆213中段与第一连杆211铰接，第三连杆213两端分别形成第三端部与第四端部，第三端部与第二安装部322铰接，第四端部与第二端部铰接；

驱动机构100驱动动力摇臂120，通过第二端部与第四端部的铰接推动第三连杆213，从而带动铰接于第三连杆213中段的第一连杆211绕第一固定端转动，同时带动铰接于第三端部的第二安装部322旋转；第一连杆211转动通过第二连杆212带动第一安装部321旋转，通过第一安装部321与第二安装部322的旋转角度差实现浆毂固定部310的倾转。

以上实施例中的倾转机构在倾转过程中，通过在驱动机构100与安装架300之间设置连杆机构200，延长倾转控制距离，有利于倾转机构于航空器的安装控制；在连杆机构200与驱动机构100传动结构之间，设置有与航空器机身连接的第一固定端，加强了倾转机构在工作过程中的稳定性，有效避免由于控制距离过长而引起的摇晃振动；通过连杆机构200各连杆之间的相对旋转进行传动，其传动接触表面的圆柱面接触，通过各转动副之间的配合实现浆毂固定部310的倾转，并且面接触实现低副传动，具有制造简便，易于获得较高的制造精度的特点，耐磨损，使用寿命长。

进一步地，第三连杆213靠近第三端部，还连接有第四连杆214，第四连杆214一端与第三端部铰接，另一端形成第二固定端，第二固定端用于与航空器机身铰接；通过设置第四连杆214，第四连杆214具有跟机身连接的第二固定端，进一步加强倾转机构在使用过程中的稳定性，减小连接架的摇晃振动幅度。

第三连杆213的第三端部与动力摇臂120的第二端部之间还设置有调节装置215，调节装置215为具有锁定功能的可伸缩杆。在动力摇臂120角度固定的情况下，通过调节装置215的伸长或缩短，即可对实现对浆毂固定部310倾斜角度的调节，也即通过对调节装置215长度的设定，就能实现浆毂固定部310倾转范围的设定；通过调节装置215长度微调，进一步满足倾转机构对角度的精准调节，实现倾转角度的高精度要求。

调节装置215可以通过液压油缸、气缸、锁紧卡扣、伸缩调节螺杆等结构实现，通过液压油缸、气缸结构还可以实现其动态调节；伸缩调节螺杆自带锁定功能，并且具有连接稳定，结果简单，调节方便的好处。

动力摇臂120相对于驱动装置110具有第一角度与第二角度，当动力摇臂120转动至第一角度时，安装架300的倾转角度为0°，适用于航空器的平飞姿态；当动力摇臂120转动至第二角度时，安装架300的倾转角度为90°，适用于航空器的垂起姿态；通过驱动装置110带动动力摇臂120在第一角度或第二角度之间切换，实现倾转机构的0°-90°的倾转角度，以此实现航空器平飞姿态与垂起状态之间的倾转。

驱动装置110上设置有限位装置，当动力摇臂120转动至第一角度或第二角度时，限位装置限制动力摇臂120的进一步转动，由此避免过度位移造成损坏。具体地，限位装置包括第一限位件与第二限位件，当动力摇臂120转动至第一角度时，第一限位件与动力摇臂120抵持，由此限制动力摇臂120进一步转动，同时利于动力摇臂120在第一角度上的快速定位；当动力摇臂120转动至第二角度时，第二限位件与动力摇臂120抵持，由此限制动力摇臂120进一步转动，同时利于动力摇臂120在第二角度上的快速定位；

驱动装置110包括伺服电机与减速器，伺服电机输出扭矩通过减速器的换向与转速调整后传递至动力摇臂120，减速器可以是锥齿轮或蜗轮蜗杆减速器实现，其输出端与动力摇臂120通过键连接并传递扭矩。

在一些优选的实施例中，动力摇臂120包括相对设置的第一摇臂121与第二摇臂122，连杆机构200数量为2，第一摇臂121与第二摇臂122分别通过连杆机构200与安装架300联动。通过相对设置的两组连杆机构200，进一步增强倾转机构的稳定性与承压能力。

实施例2：

一种航空器，包括实施例1所述的倾转机构、螺旋桨组件与机身，机身具有机翼。通过将驱动机构100安装于机翼，并且第一固定端铰接于机翼，从而将倾转机构固定于机身，螺旋桨组件安装于浆毂固定部310，从而实现由倾转机构带动螺旋桨组件相对于机身倾转。

本实施例的航空器航空器通过在机翼或是尾部安装多个可倾转的螺旋桨组件，实现能产生前向的拉力和向上的升力，从而使航空器具备固定翼的速度快、载荷大、航程远和直升机的垂直起降等优点。本实施例的航空器具有优良的气动性能与垂直\短距起降和悬停性能，能够实现空中高、低速前飞；克服了传统无人直升机飞行控制耦合严重的问题，有效保障了飞控系统的可靠性和稳定性；复杂环境下飞行安全可靠。

在军用领域，我国对能自由起降且飞行速度快的无人机的需求相当迫切；在民用领域，我国还没有专门应用于城市、山区、森林等复杂环境下的无人机，因此，该无人机的市场前景非常广阔，经济效益可观。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种连杆机构式动力系统倾转机构，其特征在于，包括，

驱动机构，所述驱动机构包括驱动装置与动力摇臂，所述动力摇臂两端分别形成第一端部与第二端部，所述第一端部与所述驱动装置输出端连接；

安装架，所述安装架一侧形成浆毂固定部，另一侧形成安装部，所述浆毂固定部用于安装浆毂，所述安装部两端分别形成第一安装部与第二安装部；

连杆机构，所述连杆机构包括第一连杆、第二连杆与第三连杆；所述第一连杆一端形成第一固定端，所述第一固定端用于与航空器机身铰接，从而使所述第一连杆可绕所述第一固定端转动，所述第一连杆另一端与所述第二连杆铰接；所述第二连杆远离所述第一连杆的一端与所述第一安装部铰接；所述第三连杆中段与所述第一连杆中段铰接，所述第三连杆两端分别形成第三端部与第四端部，所述第三端部与所述第二安装部铰接，所述第四端部与所述第二端部铰接；

由所述驱动机构驱动所述动力摇臂转动，所述动力摇臂通过所述连杆机构带动所述安装架转动，由第一安装部与第二安装部的旋转角度差实现所述浆毂固定部的倾转。

2.根据权利要求1所述的连杆机构式动力系统倾转机构，其特征在于，所述连杆机构还包括有第四连杆，所述第四连杆一端与所述第三端部铰接，另一端形成第二固定端，所述第二固定端用于与航空器机身连接。

3.根据权利要求2所述的连杆机构式动力系统倾转机构，其特征在于，所述连杆机构还包括有调节装置，所述调节装置为具有锁定功能的可伸缩杆；所述调节装置设置于所述第三连杆与所述动力摇臂之间，所述调节装置一端与所述第三端部铰接，所述调节装置另一端与第二端部铰接。

4.根据权利要求3所述的连杆机构式动力系统倾转机构，其特征在于，所述调节装置为伸缩调节螺杆。

5.根据权利要求1所述的连杆机构式动力系统倾转机构，其特征在于，所述动力摇臂相对于所述驱动装置具有第一角度与第二角度；当所述动力摇臂转动至所述第一角度时，所述安装架的倾转角度为0°，适用于航空器的平飞姿态；当所述动力摇臂转动至所述第二角度时，所述安装架的倾转角度为90°，适用于航空器的垂起姿态。

6.根据权利要求5所述的连杆机构式动力系统倾转机构，其特征在于，所述驱动装置上设置有限位装置，当所述动力摇臂转动至所述第一角度或所述第二角度时，所述限位装置限制所述动力摇臂的进一步转动。

7.根据权利要求6所述的连杆机构式动力系统倾转机构，其特征在于，所述限位装置包括第一限位件与第二限位件；但所述动力摇臂转动至所述第一角度时，所述第一限位件与所述动力摇臂抵持，当所述动力摇臂转动至所述第二角度时，所述第二限位件与所述动力摇臂抵持。

8.根据权利要求1所述的连杆机构式动力系统倾转机构，其特征在于，所述驱动装置包括伺服电机与减速器，所述伺服电机输出扭矩通过所述减速器传递至所述动力摇臂。

9.根据权利要求1所述的连杆机构式动力系统倾转机构，其特征在于，所述动力摇臂包括相对设置的第一摇臂与第二摇臂；所述连杆机构数量为2，所述第一摇臂与所述第二摇臂分别通过所述连杆机构与所述安装架联动。

10.一种航空器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的倾转机构，还包括螺旋桨组件与机身，所述机身具有机翼；所述驱动机构与所述机翼固定，所述第一固定端与所述机翼铰接，所述螺旋桨组件安装于所述浆毂固定部。

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