一种具有地面电行驶功能的直升飞机的制作方法

专利名称：一种具有地面电行驶功能的直升飞机的制作方法
技术领域：
本发明涉及直升飞机技术领域，特别涉及一种具有地面电行驶功能的直
升飞机。
背景技术：
用于飞行轻型直升飞机以及不具有直升飞机陀翼机构特点的直升机飞行 器，都不具有地面行驶功能，限制了产品的使用性和地面机动性。

发明内容
本发明提供了一种具有地面电行驶功能的直升飞机，扩大直升飞机的使 用范围。
为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案
一种具有地面电行驶功能的直升飞机，所述地面行驶系统、驾驶控制系 统和朽-驶电能电源系统，其中
所述驾驶控制系统，用于控制地面行驶系统的车轮的速度和方向；
所述地面行驶系统，用于根据所述驾驶控制系统的控制操作所述车轮的 速度和方向；
所述行驶电能电源系统，用于为所述驾驶控制系统、所述地面行驶系统 提供电能电源。
其中，所述地面行驶系统包括设置在机身前端下方第一主动车轮装置和 第二主动车轮装置，以及设置在机身前端下方的方向车轮装置。
其中，所述主动车轮装置包括减震器、用于驱动所述主动车轮的传动机 器、用于制动电动机的电磁刹车器、以及用于控制该传动机器传动以使该主 动车轮为电驱动转动或者非电动滑行的转换器；
所述方向车轮装置包括方向车轮、减震器和车轮架，所述减震器连接在 所述机身前方下端与车轮架之间，所述车轮架连接在所述减震器下端之间且用于使车轮向左或向右做360度的自由转向，所述方向车轮设置车轮架下方 且用于滑行和导向直升飞机行进方向。
其中，所述驾驶控制系统，安装在机身内，包括用于电动行驶控制的 控制器装置和用于向所述控制器装置输入控制信号的手操纵杆，通过所述手 操纵杆操纵所述控制器装置对所述主动车轮装置进行控制，以驱动直升飞机 在地面产生方向行驶、动力行驶、刹车制动各种电行驶动作形式。
其中，所述控制器装置包括操纵信号判断单元、行驶方向控制单元、 行驶动力控制单元、剎车控制单元，其中
操纵信号判断单元，用于判断手操纵杆操纵信号的X/Y坐标比变化以及 XY坐标变化、行驶方向控制的操纵信号以及判断判断刹车制动操纵和判断操 纵行驶动力大小变化；
刹车控制单元，用于控制两个电》兹刹车器产生制动动作；
行驶动力控制单元，用于通过控制两个电动机中的各个电动机正转动力 运行变化或者倒转动力运行变化，而实现控制直升飞机地面行驶的动力变化 以及速度变化；
行驶方向控制单元，用于通过控制两个电动机中的各个电动机而实现控 制直升飞机地面行驶的方向变化。
其中，所述行驶电能电源系统，设置在机身内，包括电源装置和电源控 制装置，通过电源控制装置将电源装置的电能转变为控制器装置工作电能、 转变为两个电动机运行电能和两个电磁刹车器工作电能
通过以上技术方案可以看出，本发明提供的具有地面电行驶功能的直升 飞机，通过地面行驶系统、驾驶控制系统和行驶电能电源系统实现了地面电 动行驶功能，扩大了直升飞机的使用范围。


图1为本发明实施例提供的直升飞机结构示意图2为本发明实施例提供的主动车轮装置结构示意图3为本发明实施例提供的主动车轮装置行驶形式转换结构示意5图4为本发明实施例提供的直升飞机驾驶控制工作流程图5为本发明实施例提供的直升飞机驾驶控制8种组合运行形式线性变 化的交会点示意图6为本发明实施例提供的直升飞机四种同向运转差动组合运行的线性 变化示意图7为本发明实施例提供的直升飞机地面电行驶方向控制流程图8为本发明实施例提供的直升飞机地面电行驶动力控制流程图9为本发明实施例提供的直升飞机的操纵信号判断单元控制流程图9 (1)为本发明实施例提供的直升飞机的手操纵杆的整个操纵面示意
图9 (2)为本发明实施例提供的直升飞机的8种方向4亍驶形式操纵面示 意图10为本发明实施例提供的直升飞机的手杆操纵功能模拟图； 图11为本发明实施例提供的直升飞机在地面电行驶的控制流程图。
具体实施例方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供 的实施例。
本发明实施例提供一种能电动行驶又能滑行行驶的直升飞机，该直升飞 机包括地面行驶装置，该装置既是直升飞机起飞降落起落架又是直升飞机在 地面行驶的机构，如图1所示，该装置包括车轮结构为直升飞机轮的地面行 驶系统、车轮驱动行驶的驾驶控制系铳、行驶电能电源系统。下面分别对这 三个系统进行详细的描述。
1、直升飞机轮起落架机构的地面行驶系统
直升飞机飞行起落架的地面行驶系统包括设置在机身110前端下方第一 主动车轮装置140和第二主动车轮装置141，以及设置在机身IIO前端下方的 方向车轮装置142,其中1.1、 如图2所示，主动车轮装置210 (包括第一主动车轮装置140和第 二主动车轮装置141)，包括作用于驱动一个主动车轮(驱动车轮)210转动 的一个电动机230，包括传动该电动机230驱动的一个传动机器、制动该电动 机230转动的一个电磁刹车器280、控制该传动机器281传动使到该主动车轮 210为电驱动转动或者非电动滑行转动的一个转换器240,所述主动车轮210 装置为一个整体机构，通过该传动机器281与减震器连接，成为直升飞机起 落架的一部分装置，也为直升飞机地面行驶机构的一部分装置，该所述主动 车轮210装置包括在机身一端并且机身左右侧各一个主动车轮210装置。
1.2、 所述转换器240由一个被动齿轮和一个主动齿轮组成，被动齿轮用 于推动车轮轮毂，主动齿轮与电动机230的动力轴连接，为滑动形式,主动传 递电动力的齿轮，①当主动滑动齿轮与被动齿轮接合时，传递电动机230驱 动主动车4仑210转动动力，以及电;兹刹车器280制止电动才几230转动时传递 机械阻力使到主动车轮210停止转动，见图3(1),②当主动滑动齿轮与被动 齿轮脱离时，主动齿轮跟随电动机230转动、被动齿轮跟随主动车轮210转 动，使到主动车轮210处于滑动状态，电磁刹车器280不能制动主动车轮210 转动。
所述 当转换器240齿轮接合主动车轮210转动为电驱动形式时，电 动机230的运行状态为主动车轮210转动状态，直升飞机地面行驶条件为电 控行驶状态，当电磁刹车器280电磁力制动电动机230转动时，停止转动的 传动机器使到主动车轮210也受制动，直升飞机地面电行驶产生电刹车，② 当转换器240齿轮脱离主动车轮210为滑动形式时，传动机器281的传动功 能不存在、电动机230运行为空转状态、主动车轮210为自由滑行状态，此 时电磁刹车器280不产生电刹车作用，见图3(2)。
机身一端左右侧两个主动车轮210必须同样地用^f故为电驱动车轮或者同 样不电驱动用做为滑行车轮，其各一个车轮的转动形式不得相反；当在电驱 动行驶的时候，两个电磁刹车器280制动两个电动机230使到两个主动车轮 210刹车，电^f兹刹车器280的制动动作也必须同步。
1.3、 方向车轮装置142，包括属于滑行性质和用做导向直升飞机行进方
7向的方向车轮143，包括使到方向车轮143能够向左或向右360度自由转向和 一个车4仑架144,该车轮架144连接方向车轮143，所述方向车轮装置142为 一个整体机构，通过该车轮架144与减震器连接，成为直升飞机起落架另一 部分装置，也为直升飞机地面行驶机构另一部分装置，系在机身前端下方。
本发明实施例中，直升飞才几降落地面时方向车4仑143装置和主动车轮210 装置在机身前后端承受整个机身重量，当直升飞机在地面电动行驶时，机身 前端方向车轮143的转向受机身另一端机身且位于该才几身左右侧^^一个主动 车轮210驱动情况所控制，电行驶产生的机身运动力向决定方向车轮143转 向，当直升飞机地面滑行行驶时，方向车轮143的转向系受推动机身运动的 其它推力力向所决定，所述为直升飞机地面电行驶或滑行行驶的方向车轮143 导向直升飞机方向行驶情况。
2、直升飞机在地面电驱动行驶的驾驶控制系统
直升飞机在地面电驱动行驶的驾驶控制系统，安装在机身内，包括专用 于电动行驶控制的一个控制器150装置，控制器150装置包括手操纵杆120， 该手操纵杆120为控制信号输入装置，当手操纵杆120在圓平面以圓心为中 心做各种斜向操纵移动时，圆面上各个点为传感操纵信息点。
产生XY坐标点变化电控信号的装置，为直升飞机地面电行驶驾驶操纵 的手操纵杆120,各种操纵信息的电信号传递到控制器150,控制器150装置 还包括操纵信号判断单元、行驶方向控制单元、行驶动力控制单元、刹车 控制单元、保护电机运行控制单元控制器的其他判断控制单元等自动控制单 元，这些单元通过现有技术的软硬件来实现的，控制器150中预置了手操纵 杆120信号判断参数、机身运动组合力控制参数、两个电动机230各独立受 控运行控制参数、判断两个电磁刹车器280同步动作等功能，实现手操纵杆 120控制两个主动车轮210装置驱动直升飞机在地面产生各种电行驶动作形 式，如方向行驶、动力行驶、刹车制动，见周4;其中
2.1、行驶方向控制单元 、
电动机230正转、倒转、停机情况，使到行驶方向控制单元控制两个电 动机230有八种形式的组合运行，包括依照正转变化运行和倒转变化运行的两个情况组合为O)两个电动机230都为同向转动、同等转速的都为正转或 者都为倒转的二种的组合运行，O另外四种組合运行两个电动机230中有 一个是差转速差动力电动机，但两个电动机230都正转的二种组合形式或者 两个电动才几230都倒转的二种组合形式，总共为四种形式，G)电动片几以差转 速差动力性质运行，而且为当两个电动机230中的第一电动才几动力变大第二 电动机动力变小或者当第一电动机动力变小第二电动机动力变大的关系，所 述是第 一 电动机正转第二电动机倒转以及第 一 电动机倒转第二电动机正转的 二种组合运行；所述行驶方向控制单元中的①0 G)的相互转变是线性变化 控制关系两个电动机230之中 一个电动机停机的差动组合运行的点，为0形 式组合运行控制与G)形式组合运行控制的相互变化的交会点，交会点为四个， 在Q)形式中属于两个电动机正转性质的第一电动机停机两个电动机差动、 第二电动机停机两个电动机差动的两个点，属于两个电动机倒转性质的第一 电动才几停机两个电动机差动、第二电动机停机两个电动冲几差动的两个点，在3> 形式属于第一电动机停机正准备倒转而第二电动机仍然为正转两个电动机 差动、第二电动机停机正准备倒转而第一电动机仍然为正转两个电动机差动 的两个点，属于第一电动机停机正准备正转而第二电动机仍然为倒转两个电 动机差动、第二电动机停机正准备正转而第 一 电动机仍然为倒转两个电动机 差动的两个点，另外，(P形式组合运行控制与G)形式组合运行控制的相互变 化的交会点，交会点也为四个属于两个电动机都正转，同向非差动运行性 质与第一电动机转变为同向差动运行的同向差动运行性质，或者第二电动机 转变为同向差动运行的同向差动运行性质，所述二种性质变化的两个点，属 于两个电动机都倒转，同向非差动运行性质与第 一电动机转变为同向差动运 行的同向差动运行性质，或者第二电动机转变为同向差动运行的同向差动运 行性质，所述二种性质变化的两个点见图5; 1交会点两个电动机同向正 转第一电动机最小差动；8交会点两个电动机同向正转第二电动机最小差 动；2交会点第一电动机变化为停止正转；7交会点第二电动机逐步变 化为停止正转；第 一 电动机转变为最慢速倒转和第二电动机转变 第二电动机转变为最慢速倒转和第 一 电动机转变为开始减慢正转转速 为开始减慢正转转速；3交会点第二电动机变化为停止正转;6交会点第一电动机变化为停止正转第二电动机转变为最慢速倒转和第一电动机转变 第 一 电动机转变为最慢速倒转和第二电动机转变为最高速倒转
为最高速倒转；4交会点两个电动机同向倒转第一电动机最小差动；5交会 点两个电动机同向倒转第二电动机最小差动。
图示6:四种同向运转差动组合运行的线性变化所述行驶方向控制单元
预置有控制0形式两个电动机230四种同向差动运行从最小差动到最大差动 的线性变化控制单元。实线箭头为第一电动机转速变化的起点和终点，实线 箭头指向为转速变化方向，指向点为停机点和该电机运行改变原运转方向的 转变点；虚线箭头为另 一 电动机转速变化的起点 和终点，该虚线箭头指向系为转速变化方向，指向点系停机点和该电才几运行 改变原运转方向的转变点。
所述两个电动机二种反向运转、二种逆向对应变化转速的Q)形式(见图 6)，两个电动机的变化次数相同而且每次变化的变化指数相同，当有一个电 动机转速变化到停机时候即是组合运行变化到末点，在3)形式之内两个电动 机变化各个点连接即是1条变化曲线，曲线性的中间点为两个电动机反向非 差动运行点，所述，行驶方向控制单元预置有控制G)形式的各1电动机各有 二种从停机到最大转速、两个电动机为反向状态从停机到最大转速(见图6) 控制两个电动机230组合运行控制单元；
以上所述，手操纵杆120操纵、行驶方向控制单元控制两个电动机230 线性变化组合运行，其八种方式即是两个主动车轮210组合转动八种方式， 是直升飞机电行驶从0转弯半径到最大半径转弯到直向行驶的方向驾驶方式 (见图7)。
2.2、行驶动力控制单元(见图8):
行驶动力控制单元，为除了停机刹车形式之外的任何一个行驶形式的行 驶动力控制机构，通过控制两个电动机230各一个电动机正转动力运行变化 或者倒转动力运行变化，而实现控制直升飞机地面行驶的动力变化以及速度 变化
第一种情况，在行驶方向控制单元控制两个电动机230都为同向、非差动组合运行的条件下，行驶动力控制单元控制两个电动机230同等情况变化 运行动力，是为了在前进直向行驶(电动机运转正向)和后退直向行驶(电 动机运转倒向)的一个方向行4史中，控制各电动才/U 230依照组合运行条件而 进行动力运行变化，实现直线行驶驱动力变化或者行驶速度变化。
第二种情况，在行驶方向控制单元控制两个电动机230都为同向运行、 但一个电动机运行为差动运转的组合运行情况，当以某一差动比(一个指数) 运转时，行马史动力控制单元控制在该差动比数条件下两个电动;f几230同比变 化运行动力，共有四种形式O)形式，两个电动机正向运转左差动，不改变 该差动指数的两个电动机同比变化动力控制，用于前进向左转弯行驶某一转 弯角度中的行驶动力变化或者行驶速度变化，0形式，两个电动机230正向 运转右差动，不改变该差动指数的两个电动机230同比变化动力控制，用于 前进向右转弯行驶某一转弯角度中的行驶动力变化或者行驶速度变化，G)形 式，两个电动机230倒向运转右差动，不改变该差动指数的两个电动才几230 同比变化动力控制，用于后退向右转弯行驶某一转弯角度中的行驶动力变化 或者行驶速度变化，<3>形式，两个电动机230倒向运转左差动，不改变该差 动指数的两个电动机230同比变化动力控制，用于后退向左转弯行驶某一转 弯角度中的行驶动力变化或者行驶速度变化；所述，不论两个电动机为任何 一种同向差动运行的转弯行驶，行驶动力控制单元的控制，都是在一个转弯 角度行驶条件下，控制行驶动力变化或者控制行驶速度变化。
第3种情况，在行驶方向控制单元控制第一电动机正向运转(向前驱动) 第二电动机倒向运转(向后驱动)、第一电动机倒向运转(向后驱动)第二电 动机正向运转(向前驱动)的二种反向动力驱动的直升飞机机身110向右方 向转向和向左方向转向的转弯行驶，在向左转向或者向右转向的任何一个转 向角度行驶中，行驶动力控制单元不改变第 一 电动机和第二电动机之间的反 向运转情况、不改变第一电动机运转和第二电动机运转2者之间的差动程度 情况，(P在向右方向转向的形式，行驶动力控制单元控制正向运转第一电动 机和倒向运转第二电动机两个电动机230同比变化运行动力，用于机身向右 方向转向各种转向角度的行驶动力变化或者行驶速度变化，①在向左方向转 向的形式，行驶动力控制单元控制倒向运转第一电动机和正向运转第二电动机两个电动机同比变化运行动力，用于机身向左方向转向各种转向角度的行
驶动力变化或者行驶速度变化，所述，不论两个电动机230为差动状态反向
运行或是非差动状态反向运行的任何一种原地转弯行驶，行驶动力控制单元 的控制，都是在一个转弯角度行驶条件下，控制行驶动力变化或者控制行驶
速度变化。
2.3、 刹车控制单元
当两个电动机230受控为都停机情况，此刹车控制单元用于刹车控制单 元控制电磁刹车器280产生制动动作；
2.4、 操纵信号判断单元
手操纵杆120系由磁铁和磁电传感器组成的机器，该手操纵杆120操纵 圓面的圆心点对应磁铁中心点，摆动手操纵杆120时传感器产生不同信号， 一种为手操纵杆120圆周转动X/Y坐标比变化的规律变化信号，另一种为手 操纵杆120半径距离变化的X/Y坐标比不变化但X和Y同比变化的少见律变化 信号，所述操纵信号判断单元，判断手操纵杆120操纵信号的X/Y坐标比变 化以及XY坐标变化，所述X/Y坐标比变化用于行驶方向控制单元控制直升 飞机地面电行驶方向，所述XY坐标变化用手刹车控制单元控制直升飞机地 面电行驶减速制动和用于行驶动力控制单元控制直升飞机地面电行驶动力变 化(见图9);
手搡纵杆120的XY坐标操纵面分为九种功能操控的九个操纵区，是通 过行马史方向控制单元控制两个电动机230八种组合运行八个才喿纵区，通过刹 车制动控制单元控制两个电动机230都停机及制止转动的另一个搡纵区，所 述八种组合运行操控为八个扇形面积搡纵区，该八个区连接成为操纵圓平面 上的圆环，圆环上各个坐标点即是手操纵杆120操控行驶方向和行驶动力的 各个点，其各操控点(P操纵信号判断单元计算X/Y坐标比的判断信号用于 行驶方向控制，0操纵信号判断单元计算某一个X/Y坐标比的XY值的判断 信号用于动力行驶控制，包括0动力的刹车制动控制和各种行驶动力大小变 化的控制，而刹车制动控制操纵区，为各个X/Y坐标比的XY值都为一个规 定值、包括XY坐标中心点在内的一个小圆面，该小圆与所述操控行驶方向
12和行驶动力的圆环操纵区连接成为手操纵杆120的整个操纵面(见图9-1), 该小圆上各种X/Y坐标比的各个变化XY坐标点都为同等作用功能的刹车制 动操纵点，在所述圆环操纵区，属于直线方向行驶操纵区，不论区内X/Y坐 标比情况，任何一种坐标比上的XY值同比变化，其变化指数都为直线行驶 操纵行驶动力变化的控制指数，属于转弯行驶操纵区，不论何种方向的转弯 行驶，在一个X/Y坐标比上XY值的同比变化指数，都为该种转弯角度或该 种转弯半径的操纵行驶动力变化的控制指数。
2.4.1 、操纵信号判断单元用于行驶方向控制的操纵信号判断
非停机刹车操纵区的所述八个扇形操纵区，以X坐标轴和Y坐标轴用做 设置操纵功能区，采用Y轴作为直线行驶操控区中心线的方法，采用将X轴 各个点用做最大转弯功能操控点的方法(见图9-l、 2):
第一种方法，在Y坐标轴(XK))上，Y坐标值为正值和负值的Y轴两 个位置，用做操控两个电动机230都非差动正转和都非差动倒转，用于手操 纵杆120操控前进后退二种直线行驶的两个中心操纵位置，并以Y轴做为扇 形面积的中心线，正负Y值成为两个扇形区，成为前进直线行驶和后退直线 行驶的二种操纵区，两个操纵区面积相同外型一样，在1操纵区内，手操纵 杆120操纵各X/Y坐标点的各个操纵信号，衧驶方向控制单元都判断为是一 种直线4于马史方向才喿控；
第二种方法，在X坐标轴(Y-O)上，X坐标值为正值和负值的X轴两 个位置，用做操控两个电动机230反向转动并非差动运行，是第一电动机 正转第二电动机倒转的0半径原地转向一种转向(机身右转向)操控位置、 第一电动机倒转第二电动机正转的O半径原地转向另一种转向(机身左转向) 操控位置，并在Y轴左右坐标面积的与X轴连接的四个坐标面积，用做四种 转弯方向的行驶操控，其方向控制单元控制两个电动机230运行的四种情况 如下
0)第一电动机正转第二电动机倒转、两个电动机为非差动、机身0半径 原地右转向，当采用第一电动机正转转速变大第二电动机倒转转速变小(差 动)情况变化时，变化第二电动机为最小差动时原地右转向机身向前最小距离移动，变化第二电动机为最大差动(第二电动机停止转动)时原地右转向 机身向前最大距离移动，这时第一电动机正转转速变得最大而第二电动机为 停机状态，采用第二电动初a从停机状态变化为正向转动，变化为第一电动才几 正转转速不变化而第二电动机正转转速从最大差动不断变化为最小差动，为 第 一 电动机第二电动机正向转动第二电动机差动变化的直升飞机前进行驶右 转弯。
G>第一电动机正转第二电动机倒转、第一电动机第二电动机为非差动、 机身0半径原地右转向，当采用第一电动机正转转速变小(差动)第二电动 机倒转转速变大情况变化时，变化第一电动机为最小差动时原地右转向机身 向后最小距离移动，变化第一电动机最大差动(第一电动机停止转动)时原 地右转向机身向后最大距离移动，这时第一电动机为停机状态而第二电动机 倒转转速变得最大，釆用第一电动机从停机状态变化为倒向转动，变化为第 一电动机倒转转速从最大差动不断变化为最小差动而第二电动机倒转转速不 变化，是第一电动机第二电动机倒向转动第一电动机差动变化的直升飞机后 退行驶左转弯。
G)第一电动机倒转第二电动机正转、第一电动机第二电动机为非差动、 机身0半径原地左转向，当采用第一电动机倒转转速变小(差动)第二电动 机正转转速变大情况变化时，变化第一电动机为最小差动时原地左转向机身 向前最小距离移动，变化第一电动机为最大差动(第一电动机停止转动)时 原地左转向机身向前最大距离移动，这时第一电动机为停机状态而第二电动 机正转转速变得最大，采用第一电动机从停机状态变化为正向转动，变化为 第一电动机正转转速从最大差动不断变化为最小差动而第二电动机正转转速 不变化，是第一电动机第二电动机正向转动第一电动机差动变化的直升飞机 前进行驶左转弯。
@第一电动机倒转第二电动机正转、第一电动机第二电动机为非差动、 机身0半径原地左转向，当采用第一电动机倒转转速变大第二电动机正转转 速变小(差动)情况变化时，变化第二电动机为最小差动时原地左转向机身 向前最小距离移动，变化第二电动机为最大差动(第二电动机停止转动)时 原地左转向机身向后最大距离移动，这时第二电动机为停机状态而第一电动机倒转转速变得最大，采用第二电动机从停机状态变化为倒向转动，变化为 第二电动机倒转转速从最大差动不断变化为最小差动而第 一 电动机倒转转速 不变化，是第一电动机第二电动机倒向转动第二电动机差动变化的直升飞机 后退行驶右转弯。
所述操控的四个坐标面积，在坐标圆面上属X轴同一方(如上方)，其所 述四个坐标面积的两个坐标面积位置，各与一种直线行,驶(如前进直线行马史) 操控位置相连接，其四个坐标面积的另两个位置，与另一种直线行驶(如后 退直线行驶)操控位置相连接，所述为四种方向转弯行驶操控与前进后退直
线行驶操控的四个相连接情况(见图9-1、 2),其每个连接情形，都为X/Y坐 标点其Y值从O开始变化、 一直变化到直线行驶操纵区末端某个Y数值，四 种连接都为所同样情况，该四种情况系以圆心点为中心、在X轴上下方位置 在Y轴左右方位置，为二组相同坐标参数的二种X/Y坐标曲线，且为操纵面 Y轴左面和右面手操纵杆120操纵二种同样线性变化的二种信号，其每一线 性变化信号，是行驶方向控制单元控制各个电动机各自"最高速正转一正转 变小一停机一倒转变大一最高速倒转"为线性变化的运行变化，系以两个电 动机同向非差动组合运行转变为 一 电动机转速不变化另 一电动机转速差动同 向组合运行的该个信号点作为开始，两个电动机该差动性质线性变化的差动 变化，其一差动电动机(设为第一电动机)转速变慢到停机的状态则另一非 差动电动机(设为第二电动机)转变为开始变慢转速，这时既是两个电动机 同向非差动组合运行变化止点又是两个电动机反向运转差动运行组合运行变 化的起点，所述的两个电动机反向运转差动运行，是第一电动机从停机转变 为反方向转动并且最慢速转动，反方向转动第一电动^L增加转速时原正方向 转动第二电动机减少转速， 一直变化到第一电动机第二电动机反向转速为非
差动状态，该操控信号点预置在X轴上，当反方向转动第一电动机增加到最 大转速时原正方向转动第二电动机转变为停机的状态，当第二电动机从停机 转变为反向转动时，则转变成为另外一种同向羞动组合运行，该种同向差动 变化一直变化到两个电动机另种同转向的非差动组合运行；所述情况，每一 线性变化信号系行驶方向控制单元控制各个电动机独立运行，并且各电动机 运行的停机点各不相同，但是坐标X/Y值相同。所述两个电动机230各电动机各二种不同的"最高速正转一正转变小一 停机一倒转变大一最高速倒转"的线性变化，两个电动机230组合运行线性 变化全程，为以上所述六种转弯行驶六个操纵区与二种直线行驶两个操纵区 相连接的手操纵杆120操纵圆环面(见图9-l、 2),其全部信号用于驾驶直升 飞枳J也面^v驶方向。
操纵信号判断单元判断八种方向行驶形式的八个操纵区，是在手操纵杆 操纵面上除去刹车制动操纵区坐标点之后其余全部坐标点，该全部坐标点以 一种数字模式区分为八部分坐标点，其对应的八部分信号用于行驶方向控制 单元控制直线前进方向、直线后退方向以及各种转弯方向各种转弯角度方向 的行驶，所述各种转弯方向各种转弯角度方向，区别为各种左转角度方向 的前进行驶、各种转弯半径左转方向的向左原地转弯行驶、各种右转角度方 向的后退行驶、各种右转弯角度方向的前进行驶、各种转弯半径右转方向的 向右原地转弯行驶、各种左转角度方向的后退行驶；
系采用数模拟(简称模数)办法分辨八个操纵区位置计算八种操纵信号， 系将手操纵杆120操纵圆面上用于行驶方向控制的全部面积，分为360个扇 形面，将360个扇形面变为八个扇形面，为以上所述八个操纵区，将其模拟 为360个整数和八个整数，并且，(P控制直线方向的前进行驶后退行驶的二 种操纵区，采用两个相同数字数的模数，0控制前进转弯方向的左转弯右转 弯、控制后退转弯方向的右转弯左转弯，其四种转弯操纵区采用四个相同数 字数的模数，G)控制原地转弯的机身左转向和机身右转向的二种操纵区，采 用两个相同数字数的模数一一
举例(见图9-2) 7、 70、 33、 70、 7、 70、 33、 70相加为360度的八种模 数，①其两个7字模数，模拟为前进后退二种直线行驶两个操纵区(见图10), 在X坐标点为O值、对应在Y轴上的7个数字数中间的一个数，是各操纵区 中间线的数，在Y轴左侧X/Y为1/卯、2/89、 3/88坐标比的3种坐标点，各 对应3个数字数，在Y轴右侧X/Y为1/90、 2/89、 3/88坐标比的3种坐标点， 各对应3个数字数，形成手操纵杆120操纵圆面上采用7模数的扇形操纵面 积，每个面积用于一种直线行驶操纵的一个区域，以所述方法运算手操纵杆 120操纵所在位置的X/Y坐标比，其各坐标比传感的各信号，用于测定判断直线行驶方式，其正负Y坐标用于判断前进或后退行驶方向；2>另外的两个 33字模数，模拟为原地转弯行驶机身左转向右转向二种形式两个操纵区(见 图IO),在Y坐标点为0值、对应在X轴上的33个凄t字数中间的一个数字， 是各操纵区中间线的数，该线上各个点为两个电动机反向运行非差动0转弯 半径原地转向操控的信号点，在X轴上方X/Y为90/1、 89/2、 88/3......77/14、
76/15、 75/16坐标比的1六种坐标点，各对应1六个数字数，在X轴向下X/Y 为90/1、 89/2、 88/3......77/14、 76/15、 75/16的1六种坐标点，各对应1六个
数字数，该33种坐标比的扇形面积，为原地转弯行驶的机身左转向或机身右 转向的一种行驶形式一个操纵区，其X轴正负坐标方法，用于判断原地转弯 行驶机身右转向操纵区及原地转弯行驶机身左转向操纵区，其Y轴正负坐标 方法，用于判断机身前进的转向方式操纵或机身后退的转向方式操纵，在一 种X轴方向(如正值X坐标点)和一种Y轴方向(如正值Y坐标点)是坐标 点相连接的操纵区，其所运算的X/Y坐标比，该操纵区内各坐标比传感的各 信号，用于测定判断某种原地转弯行驶操纵的转弯行驶半径，用于行驶方向 控制单元对两个电动机230反向运转、组合运转比变化、各自转速变化的控 制；Q)将0原地转弯行驶操纵区1末端与(P直线行驶操纵区1末端连接，是 X/Y的74/17坐标比一种坐标点开始到X/Y的4/87为70个坐标比的70个数 字数，是手操纵杆120操纵圆面上下左右采用四种70模数方法的四个扇形面 积(见图10),在X轴上方圆面左右位置的两个扇形区，是前进左转方向各 种转弯角度行驶和前进右转方向各种转弯角度行驶的两个操纵区，在X轴下 方圆面左右位置的两个扇形区，是后退右转方向各种转弯角度行驶和后退左 转方向各种转弯角度行驶的两个操纵区(见图10),判断某一操纵区测定手操 纵杆120操纵点传感信号，运算其X/Y坐标比，用于行驶方向控制单元控制 两个电动机230同向差动运行、差动比变化的各个电动机运行变化。
2.4.2、操纵信号判断单元用于行驶动力控制的操纵信号判断
所述操纵信号判断单元判断刹车制动操纵和判断操纵行驶动力大小变 化，①属于刹车制动控制操纵区的刹车制动控制判断，系从XY坐标中心点 开始、X轴距和Y轴距都采用同样某一设定数的小圆，运算该小圆面各种操 纵坐标点对应各个信号(见图9-2)，该各个信号用于刹车制动信号，0属于
17直线行驶操纵区的行驶动力控制判断，在直线方向行驶操纵区(见图10)系
不论X/Y坐标比如何变化，任何一种坐标比上的XY值同比变化指数，都为 该坐标比控制该种直线行驶方向(前进或后退)操控行驶动力变化指数，③属 于转弯行驶操纵区的行驶动力控制判断，不论何种方向的转弯行驶，在一种
坐标比上的XY值同比变化指数，都为该坐标比控制转弯形式(转弯角度或 转弯半径)的操控行驶动力变化指数。
所述2.4.2中的(P 0 Q)手操纵杆120圆半径操纵，都为在圆半径之内操控 变化操纵半径距离，手操纵杆每次半径全程操纵情况，是从圆心位置刹车 制动操控到手操纵杆离开圆心位置逐步半径移动时，所操控的行驶动力逐步 增大，当移动到手操纵杆止推位置时，所操控的行驶动力最大，所述为电行 驶从0动力变化到最大动力的全程，在电行驶过程中其行驶动力变化，是圆 心至手操纵杆止推位置大半径的距离减去刹车制动小半径距离，该种差值由 一个整数平均，其变化每一平均数的变化信号值用于1级动力变化，系采用 占空比方法用于手操纵杆120半径操纵^兹感信号变化以及测定动力信号变化 的方法。
2.4.3、操纵信号判断单元用于方向行驶和动力(速度)行驶都为同时控 制，除了刹车制动操纵的其它各坐标点各种操纵信号，都为同时控制行驶方 向和行驶动力，即是非刹车制动的信号，其一个信号同时用于行驶方向控制 单元及行驶动力控制单元。
3、直升飞机在地面电行驶的电能电源系统
直升飞机地面电行驶，使用机身内电源的电能，电源控制装置将直升飞 机上电能转变为控制器150工作电能、转变为两个电动机230运行电能和两 个电磁刹车器280工作电能。
图11为飞机在地面电行驶的控制图，本实施例提供的直升飞机具有
1、将直升飞机起飞降落起落架上的直升飞机轮，改用为直升飞机地面电 动行驶的车轮装置，包括安装在机身一端、自由转向的方向车轮装置，包括 安装在机身另一端、在机身左右侧、各带电驱动机构各带刹车机构各带行驶 形式转换器的两个驱动车轮；2、 直升飞机在地面上电行驶时，使用直升飞机引擎电源，使用机身内手 操纵杆，手操纵杆驾驶直升飞机地面行驶的方向、速度、动力和刹车制动， 包括原地转弯驾驶和快速变换行进方向驾驶，飞行降落地面之后直升飞机能 够快速机动电行驶移动；
3、 可以使用直升飞机飞行操纵杆用做地面电动驾驶，直升飞机起飞时关
闭地面电动行驶控制开关，和消除操纵杆电动行驶驾驶功能之后，飞行操纵
杆恢复用于直升飞机飞行驾驶；
4、 在地面，当起落架上直升飞机轮转变为滑行形式之后，滑行功能有利 直升飞机起飞离地，另外直升飞机轮滑行特点也适合飞行员不在场时的地勤 工作；
所述，直升飞机飞行起落架增加小重量的电动机等装置，弥补直升飞机 地面移动等待拖动的机动性缺陷，尤其线性变化操控地面电行驶方向，增强 了直升机的地面环境适应性。
以上对本发明实施例所提供的一种直升飞机进行了详细介绍，对于本领 域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围 上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
权利要求
1、一种具有地面电行驶功能的直升飞机，其特征在于，所述地面行驶系统、驾驶控制系统和行驶电能电源系统，其中所述驾驶控制系统，用于控制地面行驶系统的车轮的速度和方向；所述地面行驶系统，用于根据所述驾驶控制系统的控制操作所述车轮的速度和方向；所述行驶电能电源系统，用于为所述驾驶控制系统、所述地面行驶系统提供电能电源。
2、 如权利要求1所述具有地面电行驶功能的直升飞机，其特征在于， 所述地面行驶系统包括设置在机身前端下方第一主动车轮装置和第二主动车 轮装置，以及设置在机身前端下方的方向车轮装置。
3、 如权利要求2所述具有地面电行驶功能的直升飞机，其特征在于， 所述主动车轮装置包括减震器、用于驱动所述主动车轮的传动机器、用于制 动电动机的电磁刹车器、以及用于控制该传动机器传动以使该主动车轮为电 驱动转动或者非电动滑行的转换器；所述方向车轮装置包括方向车轮、减震器和车轮架，所述减震器连接在 所述机身前方下端与车轮架之间，所述车轮架连接在所述减震器下端之间且 用于使车轮向左或向右做360度的自由转向，所述方向车轮设置车轮架下方 且用于滑行和导向直升飞机行进方向。
4、 如权利要求1所述具有地面电行驶功能的直升飞机，其特征在于， 所述驾驶控制系统，安装在机身内，包括用于电动行驶控制的控制器装置 和用于向所述控制器装置输入控制信号的手操纵杆，通过所述手操纵杆操纵 所述控制器装置对所述主动车轮装置进行控制，以驱动直升飞机在地面产生 方向行驶、动力行驶、刹车制动各种电行驶动作形式。
5、 如权利要求4所述具有地面电行驶功能的直升飞机，其特征在于， 所述控制器装置包括操纵信号判断单元、行驶方向控制单元、行驶动力控 制单元、刹车控制单元，其中操纵信号判断单元，用于判断手操纵杆操纵信号的X/Y坐标比变化以及XY坐标变化、行驶方向控制的操纵信号以及判断判断刹车制动操纵和判断操纵行驶动力大小变化；刹车控制单元，用于控制两个电^t刹车器产生制动动作；行驶动力控制单元，用于通过控制两个电动机中的各个电动机正转动力 运行变化或者倒转动力运行变化，而实现控制直升飞机地面行驶的动力变化 以及速度变化；行驶方向控制单元，用于通过控制两个电动机中的各个电动机而实现控 制直升飞机地面行驶的方向变化。
6、如权利要求1所述具有地面电行驶功能的直升飞机，其特征在于， 行驶电能电源系统，设置在机身内，包括电源装置和电源控制装置，通过电 源控制装置将电源装置的电能转变为控制器装置工作电能、转变为两个电动 机运行电能和两个电^f兹刹车器工作电能。
全文摘要
本发明提供一种具有地面电行驶功能的直升飞机，其特征在于，所述地面行驶系统、驾驶控制系统和行驶电能电源系统，其中所述驾驶控制系统，用于控制地面行驶系统的车轮的速度和方向；所述地面行驶系统，用于根据所述驾驶控制系统的控制操作所述车轮的速度和方向；所述行驶电能电源系统，用于为所述驾驶控制系统、所述地面行驶系统提供电能电源。直升飞机飞行起落架增加小重量的电动机等装置，弥补直升飞机地面移动等待拖动的机动性缺陷，尤其线性变化操控地面电行驶方向，增强了直升机的地面环境适应性。
文档编号B60F5/00GK101638041SQ20091010677
公开日2010年2月3日 申请日期2009年4月24日 优先权日2009年4月24日
发明者吴长泰, 华 苏, 黄建君 申请人:苏 华;吴长泰;黄建君