旋翼控制装置及旋翼飞行器的制造方法_2

文档序号:10069748阅读:来源:国知局
将所述控制指令发送给电机控制器;
[0028]所述电机控制器接收所述姿态控制器的控制指令和所述旋转位置传感器提供的位置信号,并生成驱动所述电机运转的驱动信号,所述驱动信号与所述电机控制器驱动所述电机的固有驱动信号叠加以控制所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨的桨距变化。
[0029]进一步地,所述驱动信号为一正弦驱动信号,匀速转动的所述电机接收到所述正弦驱动信号而发生周期性角加速度变化;所述正弦驱动信号的相位决定了所述桨距变化于所述飞行器坐标系中的位置。
[0030]进一步地,所述旋转位置传感器为磁传感器、霍尔传感器或者光电码盘。
[0031]本实用新型还提供了一种旋翼飞行器,包括旋翼控制装置,所述旋翼控制装置为上述旋翼控制装置。
[0032]本实用新型相对于现有技术的技术效果是:该旋翼控制装置利用所述固定架连接所述动力主轴与所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨,使得所述第一螺旋桨的径向轴线与所述第一螺旋桨的转动轴线平行以及使得所述第二螺旋桨的径向轴线与所述第二螺旋桨的转动轴线平行,且所述第一螺旋桨的转动轴线与所述动力主轴垂直以及所述第二螺旋桨的转动轴线与所述动力主轴垂直,这种连接关系避免了驱动所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨发生桨距变化的力与所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨所受的向心力之间发生耦合现象,保证了该旋翼控制装置可以精确高效地控制所述第一螺旋桨和所述第二螺旋桨的桨距变化,而且也使得具有该旋翼控制装置的旋翼飞行器可以获得更大的俯仰和横滚控制力矩。
【附图说明】
[0033]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]图1是本实用新型一实施例提供的旋翼控制装置的立体图;
[0035]图2是图1中旋翼控制装置的局部分解图;
[0036]图3是图2中动力传递组件的结构图;
[0037]图4是本实用新型另一实施例提供的旋翼控制装置的立体图;
[0038]图5是图4中旋翼控制装置的局部分解图;
[0039]图6本实用新型实施例提供的旋翼控制装置在飞行器坐标系中的俯视图;
[0040]图7是本实用新型实施例提供的第一螺旋桨和旋转起始位置的夹角与飞行器角加速度的关系图;
[0041]图8是本实用新型实施例提供的第一螺旋桨和第二螺旋桨的桨距与夹角A的关系图;
[0042]图9是本实用新型实施例提供的旋翼控制装置的控制部分的框图。
[0043]主要元件符号说明:
[0044]10 伺服装置27 第二齿轮
[0045]12 电机28 第三齿轮
[0046]120 动力主轴30 固定架
[0047]14 旋转位置传感器32 安装圆环
[0048]16 控制系统34 支架部
[0049]162 姿态控制器35 安装孔
[0050]164 电机控制器36 连接环
[0051]20 动力传递组件37 连接杆
[0052]21 动力输入轴40 第一螺旋桨
[0053]22 第一输出轴42 第一传动轴
[0054]23第二输出轴44第一叶片
[0055]24万向节机构50第二螺旋桨
[0056]242动力输入端52第二传动轴
[0057]244动力输出端54第二叶片
[0058]25安装框60柔性元件
[0059]26第一齿轮
【具体实施方式】
[0060]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
[0061]请参照图1至图5,本实用新型实施例提供的旋翼控制装置包括:
[0062]伺服装置10,设有动力主轴120 ;
[0063]动力传递组件20,包括动力输入轴21、第一输出轴22和第二输出轴23,所述第一输出轴22与所述第二输出轴23同轴固定连接,且与所述动力输入轴21相垂直,所述动力输入轴21与所述动力主轴120固定连接;
[0064]固定架30,与所述动力主轴120同轴连接;
[0065]沿所述固定架30的径向同轴设置的第一螺旋桨40和第二螺旋桨50,所述第一螺旋桨40固定于所述固定架30上并与所述第一输出轴22固定连接,所述第二螺旋桨50固定于所述固定架30上并与所述第二输出轴23固定连接;其中,所述第一螺旋桨40的径向轴线与所述第一螺旋桨40的转动轴线平行,所述第一螺旋桨40的转动轴线与所述动力主轴120垂直,所述第二螺旋桨50的径向轴线与所述第二螺旋桨50的转动轴线平行,所述第二螺旋桨50的转动轴线与所述动力主轴120垂直;
[0066]其中,所述伺服装置10产生的周期性旋转角加速度而导致了周期性的转矩变化,该周期性的转矩变化经所述动力传递组件20传递至所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50,通过控制所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50的桨距变化来实现对飞行器俯仰和横滚自由度的控制。
[0067]本实用新型实施例提供的旋翼控制装置利用所述固定架30连接所述动力主轴120与所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50,使得所述第一螺旋桨40的径向轴线与所述第一螺旋桨40的转动轴线平行以及使得所述第二螺旋桨50的径向轴线与所述第二螺旋桨50的转动轴线平行,且所述第一螺旋桨40的转动轴线与所述动力主轴120垂直以及所述第二螺旋桨50的转动轴线与所述动力主轴120垂直,这种连接关系避免了驱动所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50发生桨距变化的力与所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50所受的向心力之间发生耦合现象,保证了该旋翼控制装置可以精确高效地控制所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50的桨距变化,而且也使得具有该旋翼控制装置的旋翼飞行器可以获得更大的俯仰和横滚控制力矩。
[0068]在该实施例中,所述第一输出轴22和所述第二输出轴23可以是同一轴的两部分或者通过连接结构而同轴固定的两段轴,所述第一输出轴22和所述第二输出轴23的连接方式可以为其他任意结构,以同轴固定连接为准即可。
[0069]在该实施例中,所述固定架30成圆环状,所述伺服装置10的动力主轴120沿所述固定架30的轴向设置,所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50沿所述固定架30的径向设置,且所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50的轴线与所述动力主轴120的轴线垂直相交。
[0070]运行过程中,所述伺服装置10产生周期性旋转角加速度变化,并将该角加速度变化导致了周期性的转矩变化,而该周期性的转矩变化经所述动力主轴120通过所述动力传递主机传递至所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50,从而带动所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50绕所述动力主轴120的轴向旋转而发生桨距变化,由此实现对所述飞行器俯仰和横滚两个自由度的控制,结构简单且气动效率高。
[0071]请参照图1、图2、图4和图5,进一步地,所述固定架30包括固定安装所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50的安装圆环32以及设置于所述安装圆环32内并设有安装孔35的支架部34,所述动力主轴120穿过所述安装孔35与所述动力输入轴21固定连接。所述安装圆环32与所述支架部34由一体成型而制成。所述支架部34包括设有所述安装孔35的连接环36以及多个沿所述连接环36外壁突出延伸至所述安装圆环32内壁上的连接杆37,所述安装孔35、所述连接环36与所述安装圆环32同轴设置,且所述安装孔35的孔径远小于所述安装圆环32的孔径。所述动力传递组件20收容于所述安装圆环32的环内以与所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50连接,从而实现动力传递。
[0072]本实用新型实施例提供的旋翼控制装置利用所述伺服装置10的动力主轴120穿过所述安装孔35固定连接于所述动力输入轴21,并由所述动力传递组件20的所述第一输出轴22和所述第二输出轴23分别固定连接于所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50,同时,利用所述安装圆环32固定所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50,以限制所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50之间出现相对转动而发生向心力耦合现象。所述伺服装置10驱动所述动力主轴120转动时,所述动力主轴120通过所述动力传递组件20带动所述第一螺旋桨40和所述第二螺旋桨50旋转,以改变所述第一螺旋桨40和所
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1