一種油動(dòng)變距四旋翼無(wú)人機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種油動(dòng)變距四旋翼無(wú)人機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]常見(jiàn)的垂直起降無(wú)人機(jī)主要有油動(dòng)直升機(jī)(如圖1所示)、電動(dòng)直升機(jī)(如圖2所示)以及電動(dòng)多旋翼(如圖4所示)等類型。
[0003]如圖1和圖2，常規(guī)直升機(jī)按動(dòng)力系統(tǒng)的不同可分為油動(dòng)直升機(jī)和電動(dòng)直升機(jī)，其機(jī)械系統(tǒng)主要包含動(dòng)力子系統(tǒng)、傳動(dòng)子系統(tǒng)、操縱子系統(tǒng)和旋翼子系統(tǒng)，其機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尤其是傳動(dòng)子系統(tǒng)和操縱子系統(tǒng)。傳動(dòng)子系統(tǒng)通常包含復(fù)雜的閉式齒輪系以及密封裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且加工制造成本高，裝配工藝要求高。操縱子系統(tǒng)中最重要的部件為自動(dòng)傾斜器(如圖3所示)，自動(dòng)傾斜器主要包含外環(huán)(不動(dòng)環(huán))、內(nèi)環(huán)(動(dòng)環(huán))和關(guān)節(jié)軸承，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且加工制造成本高，裝配工藝要求高。一般來(lái)說(shuō)，直升機(jī)靠1個(gè)自動(dòng)傾斜器進(jìn)行旋翼的總距和周期變距等各通道的操縱，以實(shí)現(xiàn)其飛行的控制，因而其飛行動(dòng)力學(xué)耦合嚴(yán)重，帶來(lái)的直升機(jī)的手動(dòng)飛行操縱和飛行控制系統(tǒng)技術(shù)門檻均較高。
[0004]如圖4，常規(guī)電動(dòng)多旋翼主要機(jī)械結(jié)構(gòu)為機(jī)架(或機(jī)架加可折疊機(jī)臂)，主要元器件為電池、電調(diào)、電機(jī)、飛控和螺旋槳等，通過(guò)改變各螺旋槳的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)飛行器的控制。其最大的優(yōu)勢(shì)為系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低廉，手動(dòng)飛行操縱和飛行控制系統(tǒng)技術(shù)門檻均較低。但是由于受電池能量密度的限制，其航時(shí)一般僅為10-30分鐘，且通過(guò)單純?cè)黾与姵財(cái)?shù)量來(lái)增長(zhǎng)其航時(shí)的方式會(huì)大大降低其負(fù)載能力。因而，相對(duì)于油動(dòng)直升機(jī)，電動(dòng)多旋翼(也包括電動(dòng)直升機(jī))，其最大的問(wèn)題是續(xù)航性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種油動(dòng)變距四旋翼無(wú)人機(jī)，它具有大載荷、長(zhǎng)航時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低采購(gòu)、使用和維護(hù)成本以及使用維護(hù)技術(shù)門檻。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種油動(dòng)變距四旋翼無(wú)人機(jī)，它主要包括旋翼-操縱系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)-傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)架系統(tǒng)。它們之間的位置連接關(guān)系是:旋翼-操縱系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)-傳動(dòng)系統(tǒng)都固定在機(jī)架系統(tǒng)上。
[0007]所述旋翼-操縱系統(tǒng)，包括扭力臂，連接旋翼軸和槳夾的旋翼頭，連接變距搖臂和槳葉的槳夾，連接變距外環(huán)、變距滑環(huán)、變距內(nèi)環(huán)和變距搖臂的變距拉桿，以及連接變距外環(huán)和舵機(jī)盤的舵機(jī)操縱拉桿。它們之間的位置連接關(guān)系是:扭力臂固定于旋翼軸上，其作用為，撥動(dòng)變距搖臂和變距內(nèi)環(huán)隨旋翼軸一起旋轉(zhuǎn)。舵機(jī)連接舵機(jī)盤和舵機(jī)支架，舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)操縱通過(guò)舵機(jī)盤、舵機(jī)操縱拉桿、變距外環(huán)、變距滑環(huán)、變距內(nèi)環(huán)、變距拉桿、變距搖臂以及槳夾傳到槳葉上，從而使槳葉迎角改變，槳葉升力大小改變，實(shí)現(xiàn)了旋翼的操縱。旋翼軸通過(guò)軸承連接于旋翼軸支座上，旋翼軸支座的作用為支撐旋翼系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，安裝固定舵機(jī)支架，同時(shí)也起到扭力臂的作用，避免舵機(jī)操縱拉桿以及變距外環(huán)隨旋翼一起旋轉(zhuǎn)。
[0008]所述動(dòng)力-傳動(dòng)系統(tǒng)，包括動(dòng)力子系統(tǒng)和與動(dòng)力子系統(tǒng)相連的傳動(dòng)子系統(tǒng)，動(dòng)力子系統(tǒng)與傳動(dòng)子系統(tǒng)通過(guò)傳動(dòng)子系統(tǒng)的同步帶連接。該動(dòng)力子系統(tǒng)包括:發(fā)動(dòng)機(jī)本體及其相關(guān)附屬系統(tǒng)(散熱系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng))；該傳動(dòng)子系統(tǒng)包括:一級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)、二級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)以及連接一級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)和二級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的主傳動(dòng)軸、從傳動(dòng)軸和換向齒輪。一級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)包含一級(jí)小帶輪、一級(jí)大帶輪，以及連接一級(jí)小帶輪和一級(jí)大帶輪的一級(jí)皮帶。主傳動(dòng)軸連接一級(jí)大帶輪、兩個(gè)二級(jí)小帶輪一級(jí)換向齒輪。一部分動(dòng)力被分流到兩個(gè)二級(jí)小帶輪，剩余動(dòng)力通過(guò)一對(duì)換向齒輪傳遞到從傳動(dòng)軸上，從而進(jìn)一步傳遞到另外兩個(gè)二級(jí)小帶輪。二級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)包含二級(jí)小帶輪、二級(jí)大帶輪以及連接二級(jí)小帶輪和二級(jí)大帶輪的二級(jí)皮帶，四個(gè)二級(jí)小帶輪分別將動(dòng)力傳遞到二級(jí)大帶輪上，分別驅(qū)動(dòng)四個(gè)旋翼軸，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞。
[0009]所述機(jī)架系統(tǒng)，包括機(jī)臂、機(jī)身壓板以及位于機(jī)身壓板間的機(jī)臂支座、起落架支座和起落架；機(jī)臂連接機(jī)臂支座和起落架，機(jī)臂支座安裝于機(jī)臂末端。該機(jī)身壓板呈菱形板料，該機(jī)臂支座呈圓筒狀，該起落架呈三角形狀。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是解決了常規(guī)電動(dòng)多旋翼(或電動(dòng)直升機(jī))載荷小和航時(shí)短等問(wèn)題，以及常規(guī)直升機(jī)由于機(jī)械結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性、飛行動(dòng)力學(xué)特性、氣動(dòng)特性和飛行控制系統(tǒng)復(fù)雜而帶來(lái)的采購(gòu)、使用和維護(hù)成本高，使用維護(hù)技術(shù)門檻高等問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0011 ] 圖1常規(guī)油動(dòng)直升機(jī)典型結(jié)構(gòu)圖。
[0012]圖2常規(guī)電動(dòng)直升機(jī)典型結(jié)構(gòu)圖。
[0013]圖3常規(guī)油動(dòng)/電動(dòng)直升機(jī)自動(dòng)傾斜器典型結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖4常規(guī)電動(dòng)多旋翼典型結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖5油動(dòng)變距四旋翼結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖6油動(dòng)變距四旋翼旋翼-操縱系統(tǒng)示意圖。
[0017]圖7 I型油動(dòng)變距四旋翼示意圖。
[0018]圖8 X型油動(dòng)變距四旋翼示意圖翼。
[0019]圖9油動(dòng)變距四旋翼動(dòng)力-傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖。
[0020]圖10油動(dòng)變距四旋翼傳動(dòng)子系統(tǒng)示意圖。
[0021]圖11油動(dòng)變距四旋翼機(jī)架系統(tǒng)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記如下:
[0023]1-旋翼-操縱系統(tǒng)；2_動(dòng)力系統(tǒng)-傳動(dòng)系統(tǒng)；3_機(jī)架系統(tǒng)。；
[0024]4-旋翼軸；5_旋翼頭；6_槳夾；7_槳葉；8_變距搖臂；9_變距拉桿；10-扭力臂；11-變距內(nèi)環(huán)；12_變距外環(huán)；13_變距滑環(huán)；14_舵機(jī)操縱拉桿；15_舵機(jī)盤；16_舵機(jī)；17-舵機(jī)支架；18_旋翼軸支座；
[0025]19- 一級(jí)小帶輪；20_ —級(jí)皮帶；21_ —級(jí)大帶輪；22_主傳動(dòng)軸；23_ 二級(jí)小帶輪；24- 二級(jí)皮帶；25_ 二級(jí)大帶輪；26_ —級(jí)換向齒輪；27_從傳動(dòng)軸；
[0026]28-機(jī)身壓板；29_機(jī)臂支座；30_機(jī)臂；31_起落架支座；32_起落架；R1、R2、R3、R4-旋翼。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0028]參見(jiàn)圖1 一圖11，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種油動(dòng)變距四旋翼無(wú)人機(jī)，解決了常規(guī)電動(dòng)多旋翼(或電動(dòng)直升機(jī))載荷小和航時(shí)短等問(wèn)題，以及常規(guī)直升機(jī)由于機(jī)械結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)特性、飛行動(dòng)力學(xué)特性、氣動(dòng)特性和飛行控制系統(tǒng)復(fù)雜而帶來(lái)的采購(gòu)、使用和維護(hù)成本高，使用維護(hù)技術(shù)門檻高等問(wèn)題。
[0029]參見(jiàn)圖6，與本實(shí)施例的油動(dòng)變距四旋翼無(wú)人機(jī)相關(guān)的旋翼-操縱系