一种三舵机定轴变距旋翼模块及直升机的制作方法

本发明涉及直升机领域，特别涉及一种三舵机定轴变距旋翼模块及直升机。

背景技术：

现有的直升机旋翼系统通常包括旋翼动力系统、变距操纵系统。其中，旋翼动力系统包括旋转作动器、连接轴、旋翼机构等。现有方案中的旋翼机构与旋转作动器之间距离通常较远，需要通过细长的连接轴连接，在周期旋转过程中会出现稳定性、振动、摩擦等问题。变距操纵系统包括有变距机构、同步机构等复杂的操纵机构。复杂的操纵机构不仅会使加工制造成本较高，而且会给整个系统装配的装配带来不便。因此，现有的直升机旋翼系统中的旋翼动力系统和变距操纵机构不仅会在设计、制造与装配过程中存在非常大的复杂性，而且会在实际飞行时存在较大的可靠性和安全性隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种三舵机定轴变距旋翼模块及直升机。

为达到上述目的，本发明采用的方法是：一种三舵机定轴变距旋翼模块，包括中心轴，旋转作动器，伺服器安装座，桨毂，桨夹，伺服器，伺服器摇臂，连接杆，倾转盘，旋转倾转盘，变距连杆，桨夹连杆，倾转盘伸出杆，倾转盘限位件。所述的中心轴一端与旋转作动器定子固连或通过连接件固连，另一端与伺服器安装座固连，形成系统基本骨架和旋翼绕转的旋转轴；所述的桨毂与旋转作动器转子固连或通过齿轮连接，所述的桨夹与桨毂铰接；所述的伺服器设置有3个，分别与伺服器安装座固连；所述的伺服器摇臂一端与伺服器输出轴固连，另一端与连接杆一端铰接；所述的连接杆另一端与倾转盘铰接；所述的倾转盘与旋转倾转盘通过轴承连接，倾转盘与轴承内圈固连，旋转倾转盘与轴承外圈固连；所述的倾转盘内圈通过球铰与中心轴滑动连接；所述的变距连杆一端与旋转倾转盘外圈铰接，另一端与桨夹连杆一端铰接；所述的桨夹连杆另一端与桨夹固连。

作为本发明的一种优选，所述的伺服器安装座上设置有倾转盘限位件，倾转盘限位件上设置有滑槽；所述的倾转盘上与3根连接杆铰接处的一处设置有倾转盘伸出杆，倾转盘伸出杆的端伸入滑槽，可沿滑槽上下运动。

作为本发明的一种优选，所述的3个伺服器绕中心轴两两形成120度夹角固定安装在伺服器安装座上。

作为本发明的一种优选，所述的伺服器可以是扭转输出形式的一种伺服器，也可以是推力和拉力输出形式的一种伺服器。

为达到上述目的，本发明采用的另一种方法是：提供一种单旋翼直升机。所述的直升机包括1套旋翼系统，机身，尾桨；所述的旋翼系统与机身固连；所述的尾桨与机身固连；所述的旋翼系统配置为前文所述的三舵机定轴变距旋翼模块。

为达到上述目的，本发明采用的又一种方法是：提供一种共轴单层变距直升机。所述的共轴单层变距直升机包括2套旋翼系统；所述的2套旋翼系统以共轴方式连接；其中1套配置为如前文所述的三舵机定轴变距旋翼模块，另一套旋翼系统为定轴无变距旋翼系统；所述的定轴无变距旋翼系统包括中心轴，旋转作动器，桨毂桨夹一体件，其中，所述的中心轴与旋转作动器定子固连或通过连接件固连；所述的旋转作动器转子与桨毂桨夹一体件固连或通过齿轮传动连接。

作为本发明的一种优选，所述的一种共轴单层变距直升机，其以共轴方式连接方式为以下8种中任意一种：1、两个旋转作动器中置，三舵机定轴变距旋翼模块下置；2、两个旋转作动器中置，三舵机定轴变距旋翼模块上置；3、两个旋转作动器上下端置，三舵机定轴变距旋翼模块下置；4、两个旋转作动器上下端置，三舵机定轴变距旋翼模块上置；5、三舵机定轴变距旋翼模块上置且三舵机定轴变距旋翼模块的旋转作动器上置，定轴无变距旋翼系统下置且定轴无变距旋翼系统的旋转作动器上置；6、三舵机定轴变距旋翼模块下置且三舵机定轴变距旋翼模块的旋转作动器下置，定轴无变距旋翼系统上置且定轴无变距旋翼系统的旋转作动器下置；7、三舵机定轴变距旋翼模块上置且三舵机定轴变距旋翼模块的旋转作动器下置，定轴无变距旋翼系统下置且定轴无变距旋翼系统的旋转作动器下置；8、三舵机定轴变距旋翼模块下置且三舵机定轴变距旋翼模块的旋转作动器上置，定轴无变距旋翼系统上置且定轴无变距旋翼系统的旋转作动器上置。

为达到上述目的，本发明采用的另一种方法是：提供一种共轴双层变距直升机。所述的共轴双层变距直升机配置有2套如前文所述的三舵机定轴变距旋翼模块；所述的2套三舵机定轴变距旋翼模块以共轴方式连接。

作为本发明的一种优选，所述的一种共轴双层变距直升机，其以共轴方式连接方式为以下4种中任意一种：1、两个旋转作动器中置；2、两个旋转作动器上下端置；3、上三舵机定轴变距旋翼模块旋转作动器下置，下三舵机定轴变距旋翼模块旋转作动器下置；4、上三舵机定轴变距旋翼模块旋转作动器上置，下三舵机定轴变距旋翼模块旋转作动器上置。

作为本发明的一种优选，前文所述的三舵机定轴变距旋翼模块、单旋翼直升机、共轴单层变距直升机或共轴双层变距直升机中的旋转作动器可以是直驱或减速作动器、电动或油动作动器、双动力或单动力作动器中的任意一种作动器。

作为本发明的一种优选，前文所述的共轴单层变距直升机、共轴双层变距直升机中，在一套共轴机型中，所述的中心轴可以是两根独立的轴，也可以是一根一体化的轴。

有益效果：

本发明技术方案相比现有方案，采用了结构更加简单的操纵机构，将变距操纵系统中的变距机构和同步机构合二为一，大大简化了变距操纵系统结构。同时，采用定轴方案，缩小了整个旋翼系统的体积，并且避免了细长旋转轴运动时所产生的稳定性、振动、摩擦等问题。本发明技术方案结构简单紧凑，可以作为标准化模块进行组合设计，获得多种不同的直升机构型。

附图说明

图1为三舵机定轴变距旋翼模块结构后侧视示意图；

图2为三舵机定轴变距旋翼模块结构前侧视示意图；

图3为共轴单层变距直升机第一种构型结构示意图；

图4为共轴单层变距直升机第二种构型结构示意图；

图5为共轴单层变距直升机第三种构型结构示意图；

图6为共轴单层变距直升机第四种构型结构示意图；

图7为共轴单层变距直升机第五种构型结构示意图；

图8为共轴单层变距直升机第六种构型结构示意图；

图9为共轴单层变距直升机第七种构型结构示意图；

图10为共轴单层变距直升机第八种构型结构示意图；图11为共轴双层变距直升机第一种构型结构示意图；

图12为共轴双层变距直升机第二种构型结构示意图；

图13为共轴双层变距直升机第三种构型结构示意图；

图14为共轴双层变距直升机第四种构型结构示意图；

图1至图3中所示，1、中心轴，2、旋转作动器，3、伺服器安装座，4、桨毂，5、桨夹，6、伺服器，7、伺服器摇臂，8、连接杆，9、倾转盘，10、旋转倾转盘，11、变距连杆，12、桨夹连杆，13、倾转盘伸出杆，14、倾转盘限位件，15、桨毂桨夹一体件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1：

如图1和图2所示为本实施例公开的一种三舵机定轴变距旋翼模块，包括中心轴1，旋转作动器2，伺服器安装座3，桨毂4，桨夹5，伺服器6，伺服器摇臂7，连接杆8，倾转盘9，旋转倾转盘10，变距连杆11，桨夹连杆12，倾转盘伸出杆13，倾转盘限位件14，其特征在于：所述的中心轴1一端与旋转作动器2定子固连或通过连接件固连，另一端与伺服器安装座3固连，形成系统基本骨架和旋翼绕转的旋转轴；所述的桨毂4与旋转作动器2转子固连或通过齿轮连接，所述的桨夹5设置有2个，分别与桨毂4的两端铰接；所述的伺服器6设置有3个，分别与伺服器安装座3固连；所述的伺服器摇臂7一端与伺服器6输出轴固连，另一端与连接杆8一端铰接；所述的连接杆8另一端与倾转盘9铰接；所述的倾转盘9与旋转倾转盘10通过轴承连接，倾转盘9与轴承内圈固连，旋转倾转盘10与轴承外圈固连；所述的倾转盘9内圈通过球铰与中心轴1滑动连接；所述的变距连杆11一端与旋转倾转盘10外圈铰接，另一端与桨夹连杆12一端铰接；所述的桨夹连杆12另一端与桨夹5固连；

如图1所示，所述的伺服器安装座3上设置有倾转盘限位件14，倾转盘限位件14上设置有滑槽；所述的倾转盘9上与3根连接杆8铰接处的一处设置有倾转盘伸出杆13，倾转盘伸出杆13的一端伸入滑槽，可沿滑槽上下运动。

如图1所示，所述的3个伺服器6绕中心轴1两两形成120度夹角固定安装在伺服器安装座3上。

如图1所示，所述的伺服器6可以是扭转输出形式的一种伺服器，也可以是推力和拉力输出形式的一种伺服器。

实施例2：

本实施例公开了一种单旋翼直升机。所述的直升机包括1套旋翼系统，机身，尾桨；所述的旋翼系统与机身固连；所述的尾桨与机身固连；所述的旋翼系统配置为前文所述的三舵机定轴变距旋翼模块。

实施例3：

本实施例公开了一种共轴单层变距直升机，如图3至图10所示分别为其一种构型。所述的共轴单层变距直升机包括2套旋翼系统；所述的2套旋翼系统以共轴方式连接；其中1套配置为如前文所述的三舵机定轴变距旋翼模块，另一套旋翼系统为定轴无变距旋翼系统；所述的定轴无变距旋翼系统包括中心轴1，旋转作动器2，桨毂桨夹一体件15，其中，所述的中心轴1与旋转作动器2定子固连或通过连接件固连；所述的旋转作动器2转子与桨毂桨夹一体件15固连或通过齿轮传动连接。

本实施例公开的一种共轴单层变距直升机，其以共轴方式连接方式为以下8种中任意一种：1、如图3所示，两个旋转作动器2中置，三舵机定轴变距旋翼模块下置；2、如图4所示，两个旋转作动器2中置，三舵机定轴变距旋翼模块上置；3、如图5所示，两个旋转作动器2上下端置，三舵机定轴变距旋翼模块下置；4、如图6所示，两个旋转作动器2上下端置，三舵机定轴变距旋翼模块上置；5、如图7所示，三舵机定轴变距旋翼模块上置且三舵机定轴变距旋翼模块的旋转作动器2上置，定轴无变距旋翼系统下置且定轴无变距旋翼系统的旋转作动器2上置；6、如图8所示，三舵机定轴变距旋翼模块下置且三舵机定轴变距旋翼模块的旋转作动器2下置，定轴无变距旋翼系统上置且定轴无变距旋翼系统的旋转作动器2下置；7、如图9所示，三舵机定轴变距旋翼模块上置且三舵机定轴变距旋翼模块的旋转作动器2下置，定轴无变距旋翼系统下置且定轴无变距旋翼系统的旋转作动器2下置；8、如图10所示，三舵机定轴变距旋翼模块下置且三舵机定轴变距旋翼模块的旋转作动器2上置，定轴无变距旋翼系统上置且定轴无变距旋翼系统的旋转作动器2上置。

实施例4：

本实施例公开了一种共轴双层变距直升机，如图11至图14所示分别为其一种构型。所述的共轴双层变距直升机配置有2套如前文所述的三舵机定轴变距旋翼模块；所述的2套三舵机定轴变距旋翼模块以共轴方式连接。

本实施例公开的一种共轴双层变距直升机，其以共轴方式连接方式为以下4种中任意一种：1、如图11所示，两个旋转作动器2中置；2、如图12所示，两个旋转作动器2上下端置；3、如图13所示，上三舵机定轴变距旋翼模块旋转作动器2下置，下三舵机定轴变距旋翼模块旋转作动器2下置；4、如图14所示，上三舵机定轴变距旋翼模块旋转作动器2上置，下三舵机定轴变距旋翼模块旋转作动器2上置。

本发明的实施例1-4中公开的三舵机定轴变距旋翼模块、单旋翼直升机、共轴单层变距直升机或共轴双层变距直升机，其中所述的旋转作动器2可以是直驱或减速作动器、电动或油动作动器、双动力或单动力作动器中的任意一种作动器。

本发明实施例3-4中公开的共轴单层变距直升机、共轴双层变距直升机，在一套共轴机型中，所述的中心轴1可以是两根独立的轴，也可以是一根一体化的轴。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。