一种双旋翼无人直升机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双旋翼无人直升机，属于无人机技术领域，其目的在于提高无人机直升机的载荷能力，改善旋翼系统工况，减少旋翼系统及伺服机构疲劳，增宽无人机的挂载重心。其包括机架、分别连接在机架两端的输出主轴，每组输出主轴均可在机架上绕输出主轴的轴线旋转，输出主轴的上端连接有旋翼；每组输出主轴上均设置有两组舵机，两组舵机分别位于输出主轴的左右两侧，每组舵机均通过第二连杆与套设在输出主轴上的倾斜盘下转子连接，倾斜盘上转子通过第一连杆与旋翼片连接，倾斜盘上转子、倾斜盘上转子通过轴承连接，并且套设在输出主轴上可以沿主轴自由滑动，也可以左右倾斜。本实用新型专利技术适用于无人直升机。

A Dual Rotor Unmanned Helicopter

The utility model discloses a dual-rotor unmanned helicopter, which belongs to the technical field of unmanned aerial vehicle. The purpose of the utility model is to improve the load capacity of the unmanned aerial vehicle helicopter, improve the working condition of the rotor system, reduce the fatigue of the rotor system and the servo mechanism, and widen the hanging center of gravity of the unmanned aerial vehicle. It consists of a rack and output spindles connected at both ends of the rack. Each set of output spindles can rotate around the axis of the output spindle on the rack, and the upper end of the output spindle is connected with a rotor. Each set of output spindles is equipped with two sets of steering engines, which are located on both left and right sides of the output spindle, and each set of steering engines is set under the tilt plate of the output spindle through the second connecting rod. The rotor on the tilting disc is connected with the rotor blade through the first connecting rod, and the rotor on the tilting disc and the rotor on the tilting disc are connected with bearings. The output spindle is sleeved and can slide freely along the spindle or tilt left and right. The utility model is suitable for an unmanned helicopter.

【技术实现步骤摘要】
一种双旋翼无人直升机
本技术属于无人机
，涉及一种双旋翼无人机。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。根据应用领域的不同，可分为军用与民用，军用无人机可分为侦察机和靶机；而民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需。目前，民用无人机在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、野生动物观察、传染病监控、新闻播报、电力巡检等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，各国也在积极拓展行业应用与发展无人机技术。无人机飞控是指能够稳定无人机飞行姿态，并能控制无人机自主或半自主飞行的控制系统，是无人机的大脑。传统的单旋翼无人直升机机通过控制倾斜盘、油门、尾桨等，控制飞机俯仰、横滚、航向、升降等动作。单旋翼无人机均是在输出主轴上均设置有一块倾斜盘，在输出轴上位于倾斜盘的下方沿输出轴的周向设置有三组舵机，每组舵机的输出轴均通过连杆与倾斜盘连接，倾斜盘再通过连杆与旋翼片连接；并在单旋翼无人直升机的尾部还设置有尾桨，三组舵机与尾桨舵机协同作用，控制单旋翼无人机实现俯仰、横滚、航向、升降等动作。在传统的单旋翼无人直升机中，无人直升机的反扭是通过单旋翼无人直升机的尾桨变距进行克服的；当无人机要实现横滚动作时，三组舵机协同作用使倾斜盘朝左或朝右产生倾斜，从而实现无人机向左或向右的横滚；当无人机要实现俯仰动作时，三组舵机协同作用使倾斜盘朝前或朝后倾斜，从而实现无人机俯仰的动作；当无人机要实现升降时，三组舵机协同作用使倾斜盘向上移动或向下移动，从而实现无人机升降的动作。但是现有的单旋翼无人直升机旋翼系统工作环境非常复杂，旋翼在旋转一周的过程中旋翼片始终处于角度变化中，这种变化称为周期变距，周期对于旋翼、桨毂、连接机构及舵机的抗疲劳要求极高，无人单旋翼直升机倾斜盘的控制需要三个舵机协同工作才能完成对应的工作，单旋翼无人直升机因其俯仰力矩控制力矩较小，单旋翼无人直升机的重心偏离范围变化较小，从而在无人机上进行挂载时可供挂载的重心范围较小。
技术实现思路
本技术的目的在于：提高无人机直升机的载荷能力，改善旋翼系统工况，减少旋翼系统及伺服机构疲劳，增宽无人机的挂载重心。本技术采用的技术方案如下：一种双旋翼无人直升机，包括机架、分别连接在机架两端的输出主轴，每组输出主轴均可在机架上绕输出主轴的轴线旋转，输出主轴的上端连接有旋翼；每组输出主轴上均设置有两组舵机，两组舵机分别位于输出主轴的左右两侧。在每组输出主轴上均套设有倾斜盘，倾斜盘位于舵机与旋翼之间，该倾斜盘包括有倾斜盘上转子、倾斜盘下转子，倾斜盘上转子、倾斜盘下转子通过轴承连接，从而倾斜盘上转子、倾斜盘下转子均可一同在输出主轴上沿输出主轴的轴向滑动，也可以一同左右倾斜。在每组舵机的转盘上均偏心铰接有第二连杆，第二连杆的另一端与倾斜盘下转子铰接；通过舵机的旋转即可带动倾斜盘下转子、倾斜盘上转子一起升降或倾斜。在倾斜盘上转子的顶面上铰接有第一连杆，第一连杆的另一端与连接在旋翼的旋翼片端部的桨夹摇臂连接。为了提高该无人直升机的飞行安全性能，有效避免无人机因意外被直接摔毁。为此，每根输出主轴均为中空的主轴，每根输出主轴内均套设有固定不转的弹射伞固定轴，弹射伞固定轴内设置有弹射伞控制线缆，弹射伞固定轴的顶端穿出输出主轴，并在弹射伞固定轴的顶部连接有弹射降落伞，弹射降落伞与弹射伞控制线缆连接。由于该双旋翼无人直升机没有设置尾翼，因而该双旋翼无人直升机仍将面临反扭的问题。为了克服双旋翼无人直升机反扭的问题，因而将两组输出主轴上的旋翼片的旋转方向设置成相反。同一机架上两组旋翼的旋转方向相反，因而可将旋翼旋转产生的扭矩进行相互抵消，从而克服掉双旋翼无人直升机在没有设置尾翼时的反扭问题。由于该无人直升机采用双旋翼，且旋翼片的长度较长，通常旋翼片的长度会大于两组输出主轴间距的一半，因而为了有效避免在无人机正常工作时出现打桨现象，在其中一组输出主轴上的旋翼片与机架的长度方向平行时，另一组输出主轴上的旋翼片与机架的长度方向垂直。为了使机架两侧的旋翼的各项参数同步，并减小无人机的质量，使无人家更加顺利完成各种动作，因而在机架上沿机架的长度方向设置有传动轴，机架上还设置有驱动机构，驱动机构与传动轴连接并驱动传动轴绕传动轴的轴线旋转；传动轴的端部设置有主动伞齿，输出主轴的底部连接有被动伞齿，主动伞齿与被动伞齿啮合。优选地，驱动机构包括固定连接在机架中部的发动机，机架上位于发动机的两侧还设置有油箱，油箱与发动机通过管路连通；发动机的输出轴上套设有主动皮带轮，主动皮带轮与传动轴通过皮带连接。发动机驱动传动轴旋转的驱动方式有很多，上述给出了通过皮带传动的方式带动传动轴旋转的驱动方式；然尔并不局限于皮带传动方式，本申请还给出另外一种传动方式，即：该驱动机构包括固定连接在机架中部的发动机，机架上位于发动机的两侧还设置有油箱，油箱与发动机通过管路连通；发动机的输出轴上套设有主动齿轮，传动轴上套设有从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合或主动齿轮通过齿轮箱与从动齿轮啮合传动。驱动机构有很多种，上述给出的驱动机构为发动机，然而本技术并不局限与发动机作为唯一一种驱动机构，本申请还给出了另外一种驱动机构电动机，驱动机构包括固定连接在机架中部的电动机，机架上位于电动机的两侧还设置有高能量密度的电池组，电池组通过电线与电动机连通。为了对机架两侧的传动机构进行有效保护，防止在无人机工作过程中因为碰撞或者擦挂造成传动失效，提高传动的可靠性，因而在机架的两端均连接有机壳，每个机壳内均设置有齿轮箱，主动伞齿、被动伞齿均位于齿轮箱内。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、本技术中，在无人机的每组输出主轴上设置两组舵机，前后两组输出主轴上的共计四组舵机协同作用，两组输出主轴上的舵机驱动两组倾斜盘倾斜方向相同(同时向左或向右倾斜)时，无人机实现横滚动作；两组输出主轴上的舵机驱动两组倾斜盘的总矩差增大时，无人机实现俯仰动作；两组输出主轴上的舵机驱动两组倾斜盘的倾斜方向相反时，无人机实现航向调整动作；两组输出主轴上的舵机驱动两组倾斜盘同步上升或下降时，无人机实现升降动作；基于上述的控制策略，这样的设计当飞机前飞或者后飞的过程中(即俯仰操纵过程中)，前后倾斜盘只有总距发生了变化，周期距并没有发生变化，只有在转弯时才需要周期变距操作(一般情况下，飞机飞行过程中转弯时间不超过总飞行时间的10％)，这带来的有益效果就是飞机在飞行时旋翼系统没有频繁的周期变距，众所周知，直升机的旋翼系统之所以对制造要求极高，就是因为周期变距带来的破坏力是非常严重的，如果没有或者减少周期变距，旋翼系统的寿命会大幅度增加，制造难度也会相应降低，由于双旋翼直升机的两组旋翼旋转方向相反，可以平衡旋翼旋转产生的反扭矩，不需要单独的尾桨用来平衡反扭距，也没有尾桨消耗功率，从而相同功率下双旋翼无人机能够产生更大的升力，使得无人机的载重量更大，无人机的飞行更加平稳、安全；最终实现无人直升机载重效率高、旋翼在周期变距状态下工况更加简单、对旋翼系统及伺服机构抗疲劳要求降低、重心范围更宽的效果。2、本技术中，由于现有的无人直升机机上并未设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双旋翼无人直升机，包括机架(21)、分别连接在机架(21)两端的输出主轴(6)，每组输出主轴(6)均可在机架(21)上绕输出主轴(6)的轴线旋转，输出主轴(6)的上端连接有旋翼；其特征在于：每组输出主轴(6)上均设置有两组舵机(10)，两组舵机(10)分别位于输出主轴(6)的两侧，每组输出主轴(6)上均套设有倾斜盘上转子(30)、倾斜盘下转子(29)，倾斜盘上转子(30)、倾斜盘下转子(29)通过轴承连接，每组舵机(10)均通过第二连杆(26)与倾斜盘下转子(29)连接，倾斜盘上转子(30)通过第一连杆(25)与旋翼的旋翼片(14)连接。

【技术特征摘要】
1.一种双旋翼无人直升机，包括机架(21)、分别连接在机架(21)两端的输出主轴(6)，每组输出主轴(6)均可在机架(21)上绕输出主轴(6)的轴线旋转，输出主轴(6)的上端连接有旋翼；其特征在于：每组输出主轴(6)上均设置有两组舵机(10)，两组舵机(10)分别位于输出主轴(6)的两侧，每组输出主轴(6)上均套设有倾斜盘上转子(30)、倾斜盘下转子(29)，倾斜盘上转子(30)、倾斜盘下转子(29)通过轴承连接，每组舵机(10)均通过第二连杆(26)与倾斜盘下转子(29)连接，倾斜盘上转子(30)通过第一连杆(25)与旋翼的旋翼片(14)连接。2.如权利要求1所述的一种双旋翼无人直升机，其特征在于：每根输出主轴(6)均为中空的主轴，每根输出主轴(6)内均套设有固定不转的弹射伞固定轴(33)，弹射伞固定轴(33)内设置有弹射伞控制线缆(34)，弹射伞固定轴(33)的顶端穿出输出主轴(6)，并在弹射伞固定轴(33)的顶部连接有弹射降落伞(23)，弹射降落伞(23)与弹射伞控制线缆(34)连接。3.如权利要求1所述的一种双旋翼无人直升机，其特征在于：两组输出主轴(6)上的旋翼片(14)的旋转方向相反。4.如权利要求1、2或3所述的一种双旋翼无人直升机，其特征在于：其中一组输出主轴(6)上的旋翼片(14)与机架(21)的长度方向平行时，另一组输出主轴(6)上的旋翼片(14)与机...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶亮，李文明，申守健，朱明辉，
申请(专利权)人：河南三和航空工业有限公司，
类型：新型
国别省市：河南,41