一种基于环路结构的新型减振旋翼

摘要

本发明公开了一种基于环路结构的新型减振旋翼，该旋翼包括有翼片、外环体、内环体、传动轴、连接架以及支撑架；连接架的两端安装在内环体的外壁面板上，连接架的中部通过滚珠轴承实现与传动轴的安装，传动轴安装在支撑架上，外环体与内环体之间相对安装有角度传感器和力矩传感器。由于外环体跟随内环体的旋转，一方面通过角度传感器采集外环体跟随内环体在旋转过程中的偏移角度，另一方面通过力矩传感器采集外环体跟随内环体在旋转过程中的偏移力矩量，然后将采集的偏移角度和偏移力矩量在控制端进行控制输出，从而达到旋翼减振的效果。

说明书

技术领域

本发明涉及旋翼式飞行器中的旋翼，更特别地说，是指一种基于环 路结构的新型减振旋翼。

背景技术

飞行器按飞行方式可以分为：固定翼式、旋翼式、扑翼式，目前广 泛应用的有固定翼式、旋翼式。固定翼式微型飞行器具有飞行速度快， 操控简单等优点，但是固定翼式飞行器必须具有一定的速度才能产生足 够升力。这将使其不适合在低速情况下飞行，也不适合在室内等狭小空 间中飞行，起飞、回收必须使用专用设备，这不符合当代战争条件复杂、 环境多变的特点。以旋翼作为升力系统的微型旋翼飞行器可以很好的解 决上面所提到的问题，它可以长时间在空中盘旋，空中悬停或低速、缓 慢飞行,可以对目标区域进行定点定时监控，可以缓慢绕过或穿过障碍物 甚至是运动着的障碍物，发射、回收简单，这些都是固定翼微型飞行器 所无法比拟的优点。

旋翼式飞行器由于尺寸小、速度低，其飞行雷诺数远小于普通的飞 行器，由此对旋翼式飞行器的气动性能带来了不利影响。

发明内容

为了改善现有旋翼式飞行器中旋翼颤振问题，本发明设计了一种基 于环路结构的新型减振旋翼。本发明通过角度传感器和力矩传感器采集 外环体与内环体之间运动时的偏移角度、偏移力矩量，并由旋翼式飞行 器的控制中心来调节，从而抵消了两个翼片运动过程的颤振。

本发明设计的一种基于环路结构的新型减振旋翼，适用于旋翼式飞 行器中的旋翼；该基于环路结构的新型减振旋翼包括有A翼片(1A)、B 翼片(1B)、外环体(2)、内环体(3)、支撑架(6)、连接架(7)、传动 轴(8)、以及角度传感器(4)和力矩传感器(5)；其中，支撑架(6) 和传动轴(8)是相对不动部分；A翼片(1A)、B翼片(1B)、外环体(2)、 内环体(3)和连接架(7)是相对运动部分；

外环体(2)的环体上对称设有用于安装A翼片(1A)的A矩形通孔 (2A)、用于安装B翼片(1B)的B矩形通孔(2B)；外环体(2)的内壁 面板(2D)上对称设有用于放置角度传感器(4)一端的A盲孔(2C)、 用于放置力矩传感器(5)一端的B盲孔；

内环体(3)的环体上对称设有A通孔(3A)、B通孔(3B)；内环体 (3)的外壁面板(3D)上对称设有用于放置角度传感器(4)另一端的C 盲孔、用于放置力矩传感器(5)另一端的D盲孔(3C)；

支撑架(6)由圆盘(6A)和四根立柱(6B)组成，四根立柱(6B) 均匀分布安装在圆盘(6A)的下方；圆盘(6A)上设有B轴承孔(6A1)， 该B轴承孔(6A1)内安装有B滚珠轴承(82)；

连接架(7)上设有A支臂(7A)、B支臂(7B)和连接臂(7C)；A 支臂(7A)上设有C通孔(7A1)，B支臂(7B)上设有D通孔(7B1)。连 接臂(7C)上设有A轴承孔(7C1)，该A轴承孔(7C1)内安装有A滚珠 轴承(81)。

传动轴(8)上设有A轴承段(8A)、B轴承段(8B)和凸圆柱段(8C)； A轴承段(8A)上套接有A滚珠轴承(81)；B轴承段(8B)上套接有B 滚珠轴承(82)。

为了抵消翼片运动过程中的颤振，外环体(2)与内环体(3)保持 同轴。

本发明设计的一种基于环路结构的新型减振旋翼的优点在于：通过 同轴安装有两个圆环体、并在两个圆环之间安装两个传感器，实现了环 路结构的颤振抵消。另一方面通过连接架将旋翼式飞行器输出的驱动力 传递至两个圆环上，完成了结构的简单替换。

附图说明

图1是本发明的基于环路结构的新型减振旋翼的结构图。

图2是本发明的基于环路结构的新型减振旋翼的分解图。

1A.A翼片 1B.B翼片 2.外环体 2A.A矩形通孔 2B.B矩形通孔 2C.A盲孔 2D.内壁面板 3.内环体 3A.A通孔 3B.B通孔 3C.D盲孔 3D.外壁面板 4.角度传感器 5.力矩传感器 6.支撑架 6A.圆盘 6A1.B轴承孔 6A2.减重孔 6B.立柱 7.连接架 7A.A支臂 7A1.C通孔 7B.B支臂 7B1.D通孔 7C.连接臂 7C1.A轴承孔 8.传动轴 8A.A轴承段 8B.B轴承段 8C.凸圆柱段 81.A滚珠轴承 82.B滚珠轴承 9.螺母

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1、图2所示，本发明公开了一种基于环路结构的新型减振旋 翼，该旋翼包括有A翼片1A、B翼片1B、外环体2、内环体3、支撑架6、 连接架7、传动轴8、以及角度传感器4和力矩传感器5；其中，支撑架 6和传动轴8是相对不动部分；A翼片1A、B翼片1B、外环体2、内环体 3和连接架7是相对运动部分。当有驱动动力输出给传动轴8时，传动轴 8转动，在传动轴8转动的条件下，带动连接架7运动，因连接架7与内 环体3为固定连接，外环体2与内环体3通过两个传感器(角度传感器4 和力矩传感器5)的柔性连接，进而内环体3和外环体2旋转，外环体2 的旋转使得两个翼片随动。由于外环体2跟随内环体3的旋转，一方面 通过角度传感器4采集外环体2跟随内环体3在旋转过程中的偏移角度， 另一方面通过力矩传感器5采集外环体2跟随内环体3在旋转过程中的 偏移力矩量，然后将采集的偏移角度和偏移力矩量在控制端进行控制输 出，从而达到旋翼减振的效果。

外环体2

参见图1、图2所示，外环体2的环体上对称设有用于安装A翼片 1A的A矩形通孔2A、用于安装B翼片1B的B矩形通孔2B；外环体2的 内壁面板2D上对称设有用于放置角度传感器4一端的A盲孔2C、用于放 置力矩传感器5一端的B盲孔(图2中未示出)。

在本发明中，A翼片1A、B翼片1B与外环体2的连接为焊接方式。

内环体3

参见图1、图2所示，内环体3的环体上对称设有A通孔3A、B通孔 3B；内环体3的外壁面板3D上对称设有用于放置角度传感器4另一端的 C盲孔(图2中未示出)、用于放置力矩传感器5另一端的D盲孔3C。

在本发明中，外环体2与内环体3保持同轴安装。通过在同轴的两 个圆环结构体之间布局两个传感器，通过传感器采集到的偏移量来调节 传动轴的输出，使用简单零件便克服了旋翼运动过程中的颤振。

支撑架6

参见图1、图2所示，支撑架6由圆盘6A和四根立柱6B组成，四根 立柱6B均匀分布安装在圆盘6A的下方；圆盘6A上设有B轴承孔6A1， 该B轴承孔6A1内安装有B滚珠轴承82。

为了减轻支撑架6的整体重量，支撑架6采用铝加工，且圆盘6A上 设有多个减重孔6A2。

连接架7

参见图1、图2所示，连接架7上设有A支臂7A、B支臂7B和连接 臂7C。

A支臂7A上设有C通孔7A1，该C通孔7A1与A通孔3A(设在内环 体3上)配合对齐后，使用一螺钉、螺母实现将连接架7的一端与内环 体3的固定。

B支臂7B上设有D通孔7B1，该D通孔7B1与B通孔3B(设在内环 体3上)配合对齐后，使用另一螺钉、螺母实现将连接架7的另一端与 内环体3的固定。

连接臂7C上设有A轴承孔7C1，该A轴承孔7C1内安装有A滚珠轴 承81。

传动轴8

参见图1、图2所示，传动轴8上设有A轴承段8A、B轴承段8B和 凸圆柱段8C；A轴承段8A上套接有A滚珠轴承81；B轴承段8B上套接 有B滚珠轴承82。凸圆柱段8C作为A滚珠轴承81与B滚珠轴承82的轴 肩。

A翼片1A和B翼片1B

参见图1、图2所示，A翼片1A和B翼片1B为现有旋翼式飞行器常 用的翼片构型。

本发明设计的基于环路结构的新型减振旋翼，其他连接关系为：连 接架7的两端对称安装在内环体3的外壁面板3D上，连接架7的中部安 装有传动轴8的一端，传动轴8的另一端安装在支撑架6上，外环体2 与内环体3之间相对安装有角度传感器4和力矩传感器5，A翼片1A和B 翼片1B对称安装在外环体2上。

本发明设计的基于环路结构的新型减振旋翼，改善了现有使用旋翼 式飞行器中旋翼颤振问题。