一种旋翼实验用桨叶后缘小翼驱动装置的制作方法

本发明属于试验驱动设备技术领域，具体涉及一种旋翼实验用桨叶后缘小翼驱动装置。

背景技术：

目前在对直升机旋翼振动抑制研究中，主要通过在桨叶后缘安装可偏转的小翼，旋翼旋转时小翼也产生高频的偏转运动，从而抵消旋翼上部分的振动载荷，从而达到降低旋翼振动的目的，而目前研究主要通过风洞试验，风洞实验是指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法，因此在直升机旋翼振动抑制手段研究中，开展风洞模拟实验是重要实验手段之一。

目前驱动后缘小翼的方式多采用在桨叶内部安装驱动机构如压电驱动器的驱动方式，实现后缘小翼的高频偏转，但由于直升机旋翼桨叶为细长体形状，其桨叶厚度有限，为了容纳驱动机构不得不适用大尺寸的桨叶，这样不仅增加了桨叶的制造成本和实验成本，而且不利于在较小的直升机旋翼上开展实验，难以满足实验需要。

技术实现要素：

本发明的目的是：旨在提供一种旋翼实验用桨叶后缘小翼驱动装置，能够在对直升机旋翼振动抑制研究过程中，实现在小尺寸桨叶上的后缘小翼驱动，节约实验成本的同时更加满足于实验需要。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种旋翼实验用桨叶后缘小翼驱动装置，包括设于驱动装置上的桨翼机构，所述桨翼机构包括中心连接件、桨叶和小翼，所述驱动装置包括连接机构、传动机构和两个小翼摆动机构；

所述连接机构包括法兰盘、旋翼轴和固定齿轮，所述固定齿轮可拆卸固定设于所述法兰盘上端，所述旋翼轴贯穿所述法兰盘和所述固定齿轮与所述桨翼机构连接，并通过轴承与所述法兰盘转动连接；

所述传动机构包括齿轮箱和两组传动齿轮组，所述旋翼轴贯穿所述齿轮箱，且所述旋翼轴与所述齿轮箱固定连接，两组所述传动齿轮组以所述旋翼轴为轴线呈中心对称设置，并均与所述固定齿轮啮合匹配；

两个所述小翼摆动机构中心对称设于所述齿轮箱两侧，所述小翼摆动机构包括偏心摆动组件、摆杆、稳定杆和转杆，所述偏心摆动组件连接有与所述通槽相匹配的偏心轴，所述偏心轴伸入所述摆杆的所述通槽，所述摆杆一端设有通槽，所述摆杆通过所述通槽与所述偏心摆动组件连接，所述稳定杆与所述中心连接件固定连接，所述转杆与所述稳定杆通过轴承转动连接，且所述转杆转动贯穿所述桨叶并与所述小翼连接，所述摆杆另一端与所述转杆固定连接。

所述传动齿轮组包括传动齿、传动轴、连接轴和第一锥齿，所述传动轴和连接轴均通过轴承转动设于所述齿轮箱内，且所述传动轴与所述连接轴可拆卸传动连接，所述传动齿固定设于所述传动轴下端并与所述固定齿轮啮合匹配，所述第一锥齿设于所述连接轴上端，所述第一锥齿与所述偏心摆动组件传动连接；传动齿轮组在随着齿轮箱运动时，传动齿能够与固定齿轮啮合，并将动力通过传动轴和连接轴驱动第一锥齿。

所述偏心摆动组件包括第二锥齿、输出轴和偏心连接件，所述输出轴通过轴承转动设于所述齿轮箱，所述第二锥齿与所述输出轴连接且与所述第一锥齿啮合匹配，所述偏心连接件通过螺栓与所述输出轴另一端连接，所述偏心连接件与所述摆杆的所述通槽滑动匹配；第二锥齿能够与第一锥齿配合从而驱动输出轴，偏心连接件能够随着输出轴产生偏心转动进而带动摆杆往复摆动。

所述偏心连接件包括连接板，所述偏心轴与所述连接板可拆卸固定连接，且相对于所述连接板与所述输出轴的同心连接点处偏心设置，所述偏心轴与所述通槽相匹配，且与所述输出轴不同心；连接板用于与输出轴进行连接，偏心轴能够配合通槽带动摆杆进行摆动，同时偏心轴与连接板可拆卸固定连接，这样能够根据需要改变与输出轴距输出轴轴心的距离，进而改变摆杆的摆动幅度。

所述连接轴和输出轴均设有螺纹插孔，所述第一锥齿和所述第二锥齿圆心处均设有与所述螺纹插孔相匹配的连接孔，所述第一锥齿和第二锥齿均通过螺栓分别与所述连接轴和所述输出轴连接；螺纹插孔配合螺栓，能够更加便于部件的安装和生产，同时能够根据实验需求进行部件的替换。

所述齿轮箱由两个矩形壳体通过螺栓左右拼接而成；这样便于齿轮箱的安装和对内部部件的检修。

1.由于小翼摆动机构的设置，能够直接通过转杆驱动小翼往复偏摆，进而无需在桨叶上增设驱动机构造成实验成本的增加，并且这样能够更加满足于小尺寸桨叶的实验需求；

2.通过固定齿轮、旋翼轴、法兰盘、齿轮箱和传动齿轮组的配合，在实验设备通过旋翼轴带动桨翼机构旋转时，直接通过传动齿轮组吸收旋翼轴的旋转动力，并用于驱动小翼摆动机构，充分利用动力减少驱动机构的使用，降低的实验设备成本的增加；

3.由于连接机构、传动机构和小翼摆动机构的传动方式为纯机械式传动，这样的传动结构能够避免压电结构在离心力下运动能力衰减的影响，提高实验数据的准确性。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。

图1为本发明一种旋翼实验用桨叶后缘小翼驱动装置实施例的结构示意图一。

图2为图1中a处的放大示意图。

图3为本发明的整体结构剖视图。

图4为图3中b处的放大示意图。

图5为本发明齿轮箱及内部结构剖视图一。

图6为本发明齿轮箱及内部结构剖视图二。

桨翼机构1、中心连接件11、桨叶12、小翼13、连接机构2、法兰盘21、旋翼轴22、固定齿轮23、齿轮箱3、传动齿轮组31、传动齿311、传动轴312、连接轴313、第一锥齿314、偏心摆动组件4、第二锥齿41、连接孔411、输出轴42、螺纹插孔421、偏心连接件43、连接板431、偏心轴432、摆杆44、通槽441、稳定杆45、转杆46。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

如图1-6所示，一种旋翼实验用桨叶后缘小翼驱动装置，包括设于驱动装置上的桨翼机构1，桨翼机构1包括中心连接件11、桨叶12和小翼13，驱动装置包括连接机构2、传动机构和两个小翼摆动机构；

连接机构2包括法兰盘21、旋翼轴22和固定齿轮23，固定齿轮23可拆卸固定设于法兰盘21上端，旋翼轴22贯穿法兰盘21和固定齿轮23与桨翼机构1连接，并通过轴承与法兰盘21转动连接；

传动机构包括齿轮箱3和两组传动齿轮组31，旋翼轴22贯穿齿轮箱3，且旋翼轴22与齿轮箱3固定连接，两组传动齿轮组31以旋翼轴22为轴线呈中心对称设置，并均与固定齿轮23啮合匹配；

两个小翼摆动机构中心对称设于齿轮箱3两侧，小翼摆动机构包括偏心摆动组件4、摆杆44、稳定杆45和转杆46，偏心摆动组件4与对应的传动齿轮组31传动连接，摆杆44一端设有通槽441，偏心摆动组件4连接有与通槽441相匹配的偏心轴432，偏心轴432伸入摆杆44的通槽441，，稳定杆45与中心连接件11固定连接，转杆46与稳定杆45通过轴承转动连接，且转杆46转动贯穿桨叶12并与小翼13连接，摆杆44另一端与转杆46固定连接。

在进行实验时，法兰盘21用于支撑整个驱动装置和桨翼机构1，旋翼轴22与实验设备的动力系统连接，由于齿轮箱3与旋翼轴22固定连接，因此在旋翼轴22带动桨翼机构1转动时，齿轮箱3也会同步旋转；

由于固定齿轮23与法兰盘21连接，法兰盘21相对于齿轮箱3是不转动的，因此齿轮箱3和内部的两组传动齿轮组31将绕着固定齿轮23公转，同时由于两组传动齿轮组31又与固定齿轮23啮合匹配，因此两组传动齿轮组31将在公转过程中，因与固定齿轮23的啮合产生自转动，从而将自转动力传递给偏心摆动组件4；

当偏心摆动组件4受到传动齿轮组31的驱动时，其自身将开始旋转，由于摆杆44通过通槽441和偏心轴432与偏心摆动组件4连接，且摆杆44另一端与转杆46固定连接，转杆46又通过稳定杆45的支撑与小翼13连接，因此在偏心摆动组件4转动时，摆杆44将受到偏心摆动组件4的偏心转动而相对于转杆46与稳定杆45的转动连接点往复左右摆动，摆杆44摆动时将作用于转杆46，使其自身产生往复转动，进而驱动小翼13往复上下偏转，进而达到降低桨叶12振动的实验目的，稳定杆45能够起到进一步支撑稳定转杆46的作用，同时通过固定齿轮23、传动机构和小翼摆动机构这样纯机械结构的传动方式，能够有效避免传统压电结构在离心力下运动能力衰减的影响，实现了小翼13偏转运动频率恒定于旋翼旋转频率的倍数关系，降低了实验数据偏差，使得实验更加准确；

这样通过传动齿轮组31和固定齿轮23的配合，能够在驱动桨翼机构1转动时，直接利用桨翼机构1的旋转动力，并通过传动齿轮组31和小翼摆动机构的配合，直接对小翼13产生持续的往复偏转，进而无需额外在桨叶12上设置驱动机构来驱动小翼13偏转，进而大幅降低桨叶12的生产制造成本和实验成本，且这样更加满足于小尺寸桨叶12的实验需要，同时这样的传动结构能够避免压电结构在离心力下运动能力衰减的影响，提高实验数据的准确性。

如图3、图5-图6所示，传动齿轮组31包括传动齿311、传动轴312、连接轴313和第一锥齿314，传动轴312和连接轴313均通过轴承转动设于齿轮箱3内，且传动轴312与连接轴313可拆卸传动连接，传动齿311固定设于传动轴312下端并与固定齿轮23啮合匹配，第一锥齿314设于连接轴313上端，第一锥齿314与偏心摆动组件4传动连接；当旋翼轴22带动齿轮箱3转动时，传动齿轮组31将随着齿轮箱3同步转动，由于传动齿311与固定齿轮23啮合匹配，且固定齿轮23相对于传动齿311固定，因此传动齿311将在随着齿轮箱3运动时发生自转，进而带动传动轴312转动，传动轴312再通过连接轴313带动第一锥齿314转动，进而带动偏心摆动组件4产生转动，这样即可直接利用桨翼机构1的旋转力产生驱动小翼摆动机构的动力，由于传动轴312和连接轴313为可拆卸传动连接，这样将整个轴体分为两端，不仅更加便于将部件区分开，而且由于传动轴312与连接轴313为单独个体，传动齿311和第一锥齿314又与传动轴312和连接轴313分别连接，因此这样不仅更加利于部件的生产，而且便于后期对不同部件的快速维护更换。

如图2-6所示，偏心摆动组件4包括第二锥齿41、输出轴42和偏心连接件43，输出轴42通过轴承转动设于齿轮箱3，第二锥齿41与输出轴42连接且与第一锥齿314啮合匹配，偏心连接件43通过螺栓与输出轴42另一端连接，偏心连接件43与摆杆44的通槽441滑动匹配；当第一锥齿314转动时，第二锥齿41也将同步转动，从而带动输出轴42转动，进而驱动偏心连接件43转动，这样直接利用桨翼机构1的旋转力产生驱动偏心连接件43的旋转力，并通过摆杆44和转杆46带动小翼13往复偏转，避免了额外设置驱动机构造成实验的不便。

如图2和图6所示，偏心连接件43包括连接板431，偏心轴432与连接板431可拆卸固定连接，且相对于连接板431与输出轴42的同心连接点处偏心设置，偏心轴432与通槽441相匹配，且与输出轴42不同心；偏心轴432设于连接板431且与输出轴42不同心，这样能够在连接板431随着输出轴42转动时，通过偏心轴432与通槽441的配合，将在输出轴42旋转过程中，带动摆杆44往复摆动，进而带动转杆46往复转动实现小翼13的往复偏转，从而无需额外增设驱动机构，同时由于偏心轴432与连接板431可拆卸固定连接，因此可根据实验需要，灵活改变偏心轴432在连接板431上的位置，即改变偏心轴432距传动轴312的距离，从而实现改变摆杆44摆动幅度的效果，进而改变小翼13的偏转角度幅值，更加满足于不同实验需求。

如图5-图6所示，连接轴313和输出轴42均设有螺纹插孔421，第一锥齿314和第二锥齿41圆心处均设有与螺纹插孔421相匹配的连接孔411，第一锥齿314和第二锥齿41均通过螺栓分别与连接轴313和输出轴42连接；通过螺纹插孔421和螺栓的配合，更加便于第一锥齿314和第二锥齿41的安装更换，这样不仅更加利于部件的生产和装配，而且可根据实验需要，灵活改变第一锥齿314和第二锥齿41的齿轮减速比，从而改变小翼13偏转频率相对于桨翼机构1旋转频率的倍数关系，更加满足于实验需要。

如图1所示，齿轮箱3由两个矩形壳体通过螺栓左右拼接而成；这样能够更加便于齿轮箱3的组合与部件的安装，利于后期对部件的检修维护以及部件根据实验需要的更换。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。