一種可實現螺旋槳周期傾斜變距的自動傾斜器的制作方法

本發明屬于無人機技術領域，具體涉及一種可實現螺旋槳周期傾斜變距的自動傾斜器。

背景技術：

自動傾斜器是將經直升機飛行操縱系統傳遞過來的駕駛員或自動駕駛儀的指令轉換為旋翼槳葉受控運動的一種裝置。

旋翼是圓周運動，由于半徑的關系，翼尖處線速度已經接近音速時，圓心處線速度為零。所以旋翼靠近圓周的地方產生最大的升力，而靠近圓心的地方只產生微不足道的升力。一個槳葉向前劃行時，槳葉和空氣的相對速度高于旋轉本身所帶來的線速度；反之，另一個槳葉向后劃行時，槳葉和空氣的相對速度就低于旋轉本身所帶來的線速度，該側槳葉會呈下降趨勢，中心的輪轂呈上升的趨勢。這樣，旋翼兩側產生的升力還不均勻，不做任何補償的話，升力差可以達到5：1。這個周期性的升力變化不僅使機身向一側傾斜，而且每片槳葉在圓周中不同方位產生不同的升力和阻力，周期性地對槳葉產生強烈的扭曲，既大大加速材料的疲勞，又引起很大的振動。所以旋翼的氣動設計可以比高性能固定翼飛機的機翼設計更為復雜。

具體來說，為了補償左右的升力不均勻，和減少槳葉的疲勞，槳葉在翼根要采用一個容許槳葉載回轉過程中上下揮舞的鉸鏈，這個鉸鏈稱為揮舞鉸(flappinghinge，也稱垂直鉸)。槳葉在前行時，升力增加，槳葉自然向上揮舞。

因為旋翼是旋轉的，自動傾斜器被用于將發送的指令從不旋轉的機身傳遞到旋轉的槳葉，目前市面上的傾斜器結構只有一種通過三到四個舵機來控制傾斜盤，結構非常復雜，可靠性降低。

同時旋翼的揮舞是非常重要的環節，通常的旋翼揮舞是依靠槳轂來實現，結構上又增加了難度。

技術實現要素：

本發明的目的是克服現有技術存在的缺陷，提供一種通過周期性傾斜的托盤驅動槳夾進行周期變距，結構簡單可靠；不需借助外部結構，可達到靜止飛行時的旋翼平穩揮舞的可實現螺旋槳周期傾斜變距的自動傾斜器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種可實現螺旋槳周期傾斜變距的自動傾斜器，其包括舵機固定座和托盤,舵機固定座中穿設且轉動連接有主軸，主軸的頂端通過中聯轉動連接有兩個槳夾，每個槳夾上均固定有螺旋槳；主軸上同軸固定有外球面關節副，托盤上貫穿設置有內球面關節孔，外球面關節副配合于內球面關節孔中，且構成關節軸承；托盤包括層疊設置的轉盤和定盤，舵機固定座上固定有前舵機和右舵機，前舵機和右舵機設于定盤和舵機固定座之間；前舵機和右舵機的輸出軸中心線垂直，前舵機和右舵機的輸出軸上均固定有擺臂，每個擺臂上均轉動連接有第一連桿，第一連桿遠離擺臂的一端鉸接于定盤的下盤面上，轉盤的上盤面上鉸接有兩個第二連桿，兩個第二連桿關于轉盤的中心對稱設置，且設于轉盤和槳夾之間；各個第二連桿遠離轉盤的一端一一對應地鉸接在槳夾的下面的中間位置。

本發明中，隨著兩副螺旋槳的旋轉，前舵機和右舵機的輸出軸也實現同步驟地周期性地旋轉，從而通過擺臂帶動第一連桿升降。其中，定盤并不轉動，而轉盤能夠通過第二連桿隨槳夾轉動；從而實現托盤在前后和左右兩個方向上進行傾斜。當兩副螺旋槳在前后方向上分別呈升降趨勢時，兩副槳夾中心線速度為零，而本發明的托盤在傾斜的狀態下，從而能夠通過托盤傾斜，帶動兩個第二連桿分別上升或下降，從而抵消槳夾和螺旋槳的扭曲趨勢。此時，兩個第二連桿正好位于主軸和活動的第一連桿的中心軸線所在平面上，以便于緩解兩副槳夾升降的趨勢。。當兩副螺旋槳旋轉至左右方向上，且分別呈升降趨勢時，作用原理及效果同理。

因為本發明僅有兩個舵機，在無人機空中靜止狀態上下，托盤本身的螺距就是螺旋槳保持在5度左右的正螺距，高轉速下提供升降力用來抵消槳夾的上下拉力，保持空中懸停，在當右舵機上下拉動托盤時，右側螺距瞬時變大或者變小，來控制直升機的向左向右飛行，同樣當前舵機上下拉動托盤時，前后側螺距瞬時變大或者變小，來控制直升機的向前向后飛行。同時托盤又為一個揮舞盤，在旋翼高速轉動的情況下，通過傾斜盤的揮舞來滿足靜止飛行時的旋翼的平穩揮舞。

本發明可通過不斷的周期性傾斜的托盤驅動兩副槳夾進行周期變距調整，結構簡單，性能可靠；解決了旋翼揮舞的問題，且不需借助外部結構，本發明可通過前舵機和右舵機驅動托盤傾斜，從而使托盤驅動兩副槳夾進行周期變距調整，以滿足靜止飛行時的旋翼的平穩揮舞。

具體地，舵機固定座包括舵機盤和多個固定支腿，舵機盤固定于各個固定支腿的上端，前舵機和右舵機安裝于舵機盤上，主軸穿設且轉動連接于舵機盤中；結構簡單，舵機固定座固定效果好，且結構穩定，便于安裝主軸。

進一步地，擺臂的擺動角度為360°，兩個第一連桿的升降范圍更大，便于托盤更大范圍的調整。

本發明的一種可實現螺旋槳周期傾斜變距的自動傾斜器的有益效果是：

1.因為本發明僅有兩個舵機，在無人機空中靜止狀態上下，托盤本身的螺距就是螺旋槳保持在5度左右的正螺距，高轉速下提供升降力用來抵消槳夾的上下拉力，保持空中懸停，在當右舵機上下拉動托盤時，右側螺距瞬時變大或者變小，來控制直升機的向左向右飛行，同樣當前舵機上下拉動托盤時，前后側螺距瞬時變大或者變小，來控制直升機的向前向后飛行；同時托盤又為一個揮舞盤，在旋翼高速轉動的情況下，通過傾斜盤的揮舞來滿足靜止飛行時的旋翼的平穩揮舞。

2.本發明可通過不斷的周期性傾斜的托盤驅動兩副槳夾進行周期變距調整，結構簡單，性能可靠；

3.解決了旋翼揮舞的問題，且不需借助外部結構，本發明可通過前舵機和右舵機驅動托盤傾斜，從而使托盤驅動兩副槳夾進行周期變距調整，以滿足靜止飛行時的旋翼的平穩揮舞。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

圖1是本發明的一種可實現螺旋槳周期傾斜變距的自動傾斜器的三維結構圖；

圖2是圖1中a部分的局部放大圖。

其中:1.右舵機；2.舵機固定座；3.擺臂；4.主軸；501.轉盤,502.定盤；6.外球面關節副；7.第二連桿；8.螺旋槳；9.前舵機；10.槳夾；11.第一連桿；12.中聯。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1-圖2所示的本發明的一種可實現螺旋槳周期傾斜變距的自動傾斜器的具體實施例，其包括舵機固定座2和托盤,舵機固定座2中穿設且轉動連接有主軸4，主軸4的頂端通過中聯12轉動連接有兩個槳夾10，每個槳夾10上均固定有螺旋槳8；主軸4上同軸固定有外球面關節副6，托盤上貫穿設置有內球面關節孔，外球面關節副6配合于內球面關節孔中，且構成關節軸承；托盤包括層疊設置的轉盤501和定盤502，舵機固定座2上固定有前舵機9和右舵機1，前舵機9和右舵機1設于定盤502和舵機固定座2之間；前舵機9和右舵機1的輸出軸中心線垂直，前舵機9和右舵機1的輸出軸上均固定有擺臂3，每個擺臂3上均轉動連接有第一連桿11，第一連桿11遠離擺臂3的一端鉸接于定盤502的下盤面上，轉盤501的上盤面上鉸接有兩個第二連桿7，兩個第二連桿7關于轉盤501的中心對稱設置，且設于轉盤501和槳夾10之間；各個第二連桿7遠離轉盤501的一端一一對應地鉸接在槳夾10的下面的中間位置。

本實施例中，隨著兩副螺旋槳8的旋轉，前舵機9和右舵機1的輸出軸也實現同步驟地周期性地旋轉，從而通過擺臂3帶動第一連桿11升降。其中，定盤502并不轉動，而轉盤501能夠通過第二連桿7隨槳夾10轉動；從而實現托盤在前后和左右兩個方向上進行傾斜。當兩副螺旋槳8在前后方向上分別呈升降趨勢時，兩副槳夾10中心線速度為零，而本實施例的托盤在傾斜的狀態下，從而能夠通過托盤傾斜，帶動兩個第二連桿7分別上升或下降，從而抵消槳夾10和螺旋槳8的扭曲趨勢。此時，兩個第二連桿7正好位于主軸4和活動的第一連桿11的中心軸線所在平面上，以便于緩解兩副槳夾10升降的趨勢。當兩副螺旋槳8旋轉至左右方向上，且分別呈升降趨勢時，作用原理及效果同理。

因為本實施例僅有兩個舵機，在無人機空中靜止狀態上下，托盤本身的螺距就是螺旋槳8保持在5度左右的正螺距，高轉速下提供升降力用來抵消槳夾10的上下拉力，保持空中懸停，在當右舵機1上下拉動托盤時，右側螺距瞬時變大或者變小，來控制直升機的向左向右飛行，同樣當前舵機9上下拉動托盤時，前后側螺距瞬時變大或者變小，來控制直升機的向前向后飛行。同時托盤又為一個揮舞盤，在旋翼高速轉動的情況下，通過傾斜盤的揮舞來滿足靜止飛行時的旋翼的平穩揮舞。

本實施例可通過不斷的周期性傾斜的托盤驅動兩副槳夾10進行周期變距調整，結構簡單，性能可靠；解決了旋翼揮舞的問題，且不需借助外部結構，本實施例可通過前舵機9和右舵機1驅動托盤傾斜，從而使托盤驅動兩副槳夾10進行周期變距調整，以滿足靜止飛行時的旋翼的平穩揮舞。

具體地，舵機固定座2包括舵機盤201和多個固定支腿202，舵機盤201固定于各個固定支腿202的上端，前舵機9和右舵機1安裝于舵機盤201上，主軸4穿設且轉動連接于舵機盤201中；結構簡單，舵機固定座2固定效果好，且結構穩定，便于安裝主軸4。

進一步地，擺臂3的擺動角度為360°，兩個第一連桿11的升降范圍更大，便于托盤更大范圍的調整。

應當理解，以上所描述的具體實施例僅用于解釋本發明，并不用于限定本發明。由本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。