一种内外环嵌套共轴机构的制作方法
【专利摘要】一种内外环嵌套共轴机构其主要包括有套在中轴上部的并联机构和下部的混联机构，其中并联机构与混联机构之间有一中间平台，该中间平台的固定环通过球铰套在中轴上。并联机构三个相同的SPS分支和一个RRS分支上下两端分别与上平台和中间平台的上外环相连；混联机构的内并联机构三个相同的SPS分支和一个RRS分支上下两端分别与中间平台固定环和下平台内环相连；混联机构的外并联机构三个相同的SPS分支和一个RRS分支上下两端分别与中间平台下外环和下平台外环相连。上述三个相同的SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上。本发明耗能低，机构高速旋转时的稳定性高。
【专利说明】一种内外环嵌套共轴机构
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种内外环嵌套共轴机构。
【背景技术】
[0002]共轴机构用途广泛，其中比较重要的是应用于共轴直升机领域。传统的共轴机构主要包括:上下两个自动倾斜器、防扭力臂、变距拉杆等。操纵机构复杂，主要通过操纵下自动倾斜器的不动环再通过拉杆机构改变上自动倾斜器从而是上下运动平台保持平行运动。上下部分在同一个轴线上反向旋转，存在旋转方向相反的动环，磨损较大，寿命短。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种低磨损、低耗能且稳定性较高的内外环嵌套共轴机构。该共轴机构主要包括有套在中轴上部的并联机构和下部的混联机构，其中，并联机构的下平台又是混联机构的上平台，两者共用一个平台，为叙述方便，将该平台称为中间平台。该中间平台有一个中心通孔通过球铰轴承套在球铰上而球铰又套在中轴上的圆环即固定环，其不参与旋转，只用来协调偏转角度。该固定环的上下端面中部均设有与其同轴线的凸台，设在固定环上端面凸台上的圆环为上外环，设在固定环下端面凸台上的圆环为下外环，上述上外环和下外环两者与固定环之间均设有滚动轴承，最好采用薄壁轴承。在上外环上通过球副分别与一个RRS (防扭力臂等效支链)分支和三个相同的SPS (变距拉杆等效支链)分支下端相连。每个SPS分支都是双连杆，其自连接端之间均通过移动副连接，RRS分支的两连杆之间通过转动副连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支上端分别通过球副与上平台连接，该上平台为一环形板，其中心通孔套在球铰上，该球铰又套在中轴上。上述三个SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上，它们的夹角为90°，并且RRS分支位于平台上任意两个SPS分支中间，用于保持上平台和上外环之间的同步转动。
[0004]混联机构是由内外两个并联机构通过内外环嵌套的方式混联而成，内环是不可旋转的，外环是可以旋转的。其中，内并联机构上平台即上述固定环下端面通过球副分别与三个相同的SPS分支和一个RRS分支上端相连，每个SPS分支都是单连杆，其自连接端之间均通过移动副连接，RRS分支的两连杆之间通过转动副连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支下端分别通过球副与下平台内环连接。下平台有一个内环和外环，中轴下端固定在下平台内环中心通孔内，该下平台内环的外周面套有下平台外环，两者之间均设有滚动轴承，最好采用薄壁轴承。上述三个SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上，它们的夹角为90°，并且RRS分支位于平台上任意两个SPS分支中间。外并联机构的上平台即中间平台下外环，通过球副分别与一个RRS分支和三个相同的SPS分支上端相连，每个SPS分支都是双连杆，其自连接端之间均通过移动副连接，RRS分支的两连杆之间通过转动副连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支下端分别通过球副与下平台外环连接。上述三个SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上，它们的夹角为90°，并且RRS分支位于平台上任意两个SPS分支中间。[0005]本发明与现有技术相比具有如下优点:磨损低、耗能低、且不存在逆向旋转的两个动环，从而可以延长机构的寿命，机构高速旋转时的稳定性高，减少了自动倾斜器的数量，降低了复杂度便于控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1是本发明的主视示意图。
[0007]图2是图1的剖面视图。
[0008]图3是图1的俯视示意图。
[0009]图4是图1去掉并联机构上平台时的俯视示意图。
[0010]图5是图1去掉混联机构上平台及其以上部分的俯视示意图。
[0011]图中:1-球副、2-双联杆SPS分支、3-球副、4-球副、5_混联机构的RRS分支、6_转动副、7-固定环下平台、8-固定环上平台、9-球副、10-双联杆SPS分支、11-球副、12-球副、13-转动副、14-转动副、15-外环下平台、16-外环上平台、17-球铰轴承、18-球副、19-单联杆SPS分支、20-球副、21-球副、22-转动副、23-转动副、24-并联机构下平台、25-并联机构上平台、26-球铰轴承、27-转动副、28-并联机构的RRS分支、29-混联机构的RRS分支、30-中轴。
【具体实施方式】
[0012]在图1、图2、图3、图4和图5所示的内外环嵌套共轴机构的示意图中，该共轴机构主要包括有套在中轴上部的并联机构和下部的混联机构，其中，中间平台有一个中心通孔通过球铰轴承套在球铰上而球铰又套在中轴上的固定环，该固定环的上、下端面中部均设有与其同轴线的凸台，设在固定环上端面凸台上的圆环为上外环，设在固定环下端面凸台上的圆环为下外环，上述上外环和下外环两者与固定环之间均设有薄壁滚动轴承。在外环上通过球副分别与一个RRS分支和三个相同的SPS分支下端相连。每个SPS分支都是双连杆，其自连接端之间均通过移动副连接，RRS分支的两连杆之间通过转动副连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支上端分别通过球副与上平台连接，该上平台为一环形板，其中心通孔套在球铰上，该球铰又套在中轴上。上述三个SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上，它们的夹角为90°，并且RRS分支位于平台上任意两个SPS分支中间。混联机构是由内外两个并联机构通过内外环嵌套的方式混联而成。其中，内并联机构上平台即上述固定环下端面通过球副分别与三个相同的SPS分支和一个RRS分支上端相连，每个SPS分支都是单连杆，其自连接端之间均通过移动副连接，RRS分支的两连杆之间通过转动副连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支下端分别通过球副与下平台内环连接。下平台有一个内环和外环，中轴下端固定在下平台内环中心通孔内，该下平台内环的外周面套有下平台外环，两者之间均设有薄壁滚动轴承。上述三个SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上，它们的夹角为90°，并且RRS分支位于平台上任意两个SPS分支中间。外并联机构的上平台即中间平台下外环，通过球副分别与一个RRS分支和三个相同的SPS分支上端相连，每个SPS分支都是双连杆，其自连接端之间均通过移动副连接，RRS分支的两连杆之间通过转动副连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支下端分别通过球副与下平台外环连接。上述三个SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上，它们的夹角为90°，并且RRS分支位于平台上任意两个SPS分支中间。
【权利要求】
1.一种内外环嵌套共轴机构，其特征在于:该共轴机构主要包括有套在中轴上部的并联机构和下部的混联机构，混联机构是由内外两个并联机构通过内外环嵌套的方式混联而成。
2.根据权利要求1所述的内外环嵌套共轴机构，其特征在于:中间平台有一个中心通孔通过球铰轴承套在球铰上而球铰又套在中轴上的圆环即固定环，该固定环的上下端面中部均设有与其同轴线的凸台，设在固定环上端面凸台上的圆环为上外环，设在固定环下端面凸台上的圆环为下外环，上述上外环和下外环两者与固定环之间均设有滚动轴承，在外环上通过球副分别与一个RRS分支和三个相同的SPS分支下端相连，每个SPS分支都是双连杆，其自连接端之间均通过移动副连接，RRS分支的两连杆之间通过转动副连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支上端分别通过球副与上平台连接，该上平台为一环形板，其中心通孔套在球铰上，该球铰又套在中轴上，上述三个SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上，它们的夹角为90°，并且RRS分支位于平台上任意两个SPS分支中间。
3.根据权利要求1所述的内外环嵌套共轴机构，其特征在于:混联机构的内并联机构上平台即上述固定环下端面通过球副分别与三个相同的SPS分支和一个RRS分支上端相连，每个SPS分支都是单连杆，其自连接端之间均通过移动副连接，RRS分支的两连杆之间通过转动副连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支下端分别通过球副与下平台内环连接，下平台有一个内环和外环，中轴下端固定在下平台内环中心通孔内，该下平台内环的外周面套有下平台外环，两者之间均设有滚动轴承，上述三个SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上，它们的夹角为90°，并且RRS分支位于平台上任意两个SPS分支中间，外并联机构的上平台即中间平台下外环，通过球副分别与一个RRS分支和三个相同的SPS分支上端相连，每个SPS分支都是双连杆，其自连接端之间均通过移动副连接，RRS分支的两连杆之间通过转动副连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支下端分别通过球副与下平台外环连接，上述三个SPS分支和一个RRS分支均布在同一圆周上，它们的夹角为90°，并且RRS分支位于平台上任意两个SPS分支中间。
4.根据权利要求1或2所述的内外环嵌套共轴机构，其特征在于:上外环和下外环两者与固定环之间均设有薄壁滚动轴承。
5.根据权利要求1或3所述的内外环嵌套共轴机构，其特征在于:下平台内环的外周面套有下平台外环，两者之间均设有薄壁滚动轴承。
【文档编号】B64C27/10GK103723271SQ201310671618
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】郭希娟, 黄天宇 申请人:燕山大学