球笼万向节构成的操纵系统及油动三旋翼无人机技术方案

本发明专利技术提供了球笼万向节构成的操纵系统及油动三旋翼无人机，包括操纵系统、尾旋翼系统、机架系统、动力系统、传动系统；在机架周围的同一平面上设置有三根机臂管，正对机头设置一根机臂管，另外两根机臂管以机架中心的纵向垂直剖面为基准对称设置；操纵系统通过万向节主动轴座安装于机架系统的机臂管的末端；尾旋翼系统通过尾旋翼轴座安装于机架系统的尾旋翼臂管的末端；动力系统和传动系统都固定在机架系统上；本发明专利技术主要解决了由自动倾斜器构成的操纵系统，结构复杂、维护成本高的问题。

Control system composed of ball cage universal joint and three rotor UAV

The invention provides a control system composed of a ball cage universal joint and an oil powered three rotor UAV, including a control system, a tail rotor system, a frame system, a power system and a transmission system; three arm pipes are arranged on the same plane around the frame, one arm pipe is arranged facing the head, and the other two arm pipes are symmetrically arranged with the longitudinal vertical section of the frame center as the benchmark; operation The longitudinal system is installed at the end of the arm tube of the frame system through the driving shaft seat of the universal joint; the tail rotor system is installed at the end of the tail rotor arm tube of the frame system through the tail rotor shaft seat; the power system and the transmission system are fixed on the frame system; the invention mainly solves the problem of the control system composed of the automatic tilter, which has complex structure and high maintenance cost.

【技术实现步骤摘要】
球笼万向节构成的操纵系统及油动三旋翼无人机
：本专利技术涉及航空
，特别是涉及球笼万向节构成的操纵系统及油动三旋翼无人机。
技术介绍
：常见的旋翼无人机有单旋翼无人机和多旋翼无人机，在单旋翼无人机操纵系统中，关键部件的自动倾斜器由内环、外环和关节轴承构成，结构复杂(如图1所示)；特别是由多个自动倾斜器构成的多旋翼无人机，不仅操纵系统结构复杂、而且维护成本高。
技术实现思路
：为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了球笼万向节构成的操纵系统及油动三旋翼无人机，它具有操纵系统结构简单、维护成本低的优点。本专利技术所采用的技术方案是：球笼万向节构成的操纵系统及油动三旋翼无人机，包括操纵系统、尾旋翼系统、机架系统、动力系统、传动系统；它们之间的连接关系是：操纵系统通过万向节主动轴座安装于机架系统的机臂管的末端，尾旋翼系统通过尾旋翼轴座安装于机架系统的尾旋翼臂管的末端；动力系统和传动系统都固定在机架系统上。所述操纵系统：包括万向节主动轴通过轴承安装在万向节主动轴座上，万向节带轮安装在万向节主动轴上；球笼万向节星形套上设有主动轴安装孔，一个球笼万向节星形套通过主动轴安装孔固定在万向节主动轴的一端，或者两个球笼万向节星形套通过主动轴安装孔分别固定在万向节主动轴的两端；球笼万向节球形壳的外圆周上通过轴承安装有姿态调节盘，姿态调节盘可以沿着球笼万向节球形壳的轴线转动，但在球笼万向节球形壳的轴线方向上不能移动；姿态调节盘的外圆周上设置有调节盘耳朵，两个一组呈90度分布；螺旋桨固定在球笼万向节球形壳的端面上；万向节主动轴把旋转动力传递到球笼万向节星形套上；万向节主动轴座的一个端面上或者两个端面上固定有舵机安装板，舵机安装板上固定有纵向舵机和横向舵机，纵向舵机上安装有第一个舵机摇臂，横向舵机上安装有第二个舵机摇臂；一端连接第一个舵机摇臂的纵向舵机拉杆穿过限位板上设置的舵机拉杆限位孔，避免纵向舵机拉杆、横向舵机拉杆和姿态调节盘随着球笼万向节球形壳一起旋转，限位板通过限位板支撑件固定在舵机安装板上，横向舵机拉杆的一端通过第一个关节轴承连接第二个舵机摇臂，纵向舵机拉杆和横向舵机拉杆的另一端分别通过第二个关节轴承、第三个关节轴承，连接调节盘耳朵；纵向舵机的旋转操纵依次通过第一个舵机摇臂、纵向舵机拉杆、第二个关节轴承、姿态调节盘、传递到球笼万向节球形壳上，从而在纵向上改变螺旋桨旋转面与水平面的夹角；横向舵机的旋转操纵依次通过第二个舵机摇臂、第一个关节轴承、横向舵机拉杆、第三个关节轴承、姿态调节盘，传递到球笼万向节球形壳上，从而在横向上改变螺旋桨旋转面与水平面的夹角。所述尾旋翼系统：包括尾旋翼轴的一端通过轴承安装在尾旋翼轴座上，尾旋翼带轮同轴安装在尾旋翼轴上；尾旋翼轴的另一端安装有旋翼头，旋翼头的两端设有两个桨夹转轴，两个桨夹对置安装在桨夹转轴上，且桨夹可以沿着桨夹转轴转动；桨夹上设有变距摇臂，尾旋翼安装在桨夹上；变距滑环同轴安装在尾旋翼轴上，且能在尾旋翼轴的轴线方向上滑动；在变距滑环一端的外圆周上同轴安装有变距外环，变距外环可以沿着变距滑环的轴线转动，但在变距滑环轴线方向上不能移动，变距拉杆连接变距摇臂和变距外环；变距摇杆的一端连接变距滑环的另一端，且可以沿着变距摇杆转轴摆动，变距摇杆的另一端连接铰动支点的一端，且可以沿着铰动支点动端轴摆动，铰动支点的另一端连接尾旋翼座上设置的铰动支点耳朵，且可以沿着铰动支点定端轴摆动，铰动支点还能阻止变距滑环和变距摇杆随旋翼头一起转动；尾旋翼舵机安装在尾旋翼轴座上，尾旋翼舵机摇臂连接尾旋翼舵机和尾旋翼操纵拉杆的一端，尾旋翼操纵拉杆的另一端连接变距摇杆；尾旋翼舵机的旋转操纵依次通过尾旋翼舵机摇臂、尾旋翼操纵拉杆、变距摇杆、变距滑环、变距外环、变距拉杆、变距摇臂和桨夹来改变尾旋翼的正负螺距，从而实现尾旋翼推力或拉力的变换。所述机架系统：包括连接第一中心板和第二中心板的中心板固定件，连接第二中心板和第三中心板的机臂管卡和尾旋翼臂管卡；在机架周围的同一平面上设置有三根机臂管，正对机头设置一根机臂管，另外两根机臂管以机架中心的纵向垂直剖面为基准对称设置，机臂管卡固定机臂管的一端；机架尾部，尾旋翼臂管卡固定尾旋翼臂管的一端；第一中心板的下面安装有起落架，起落架呈雪橇状；第一中心板、第二中心板和第三中心板的形状呈三角形。所述动力系统：包括在第一中心板和第二中心板所构成的空间内，安装有发动机(包括供油系统、进气系统、排气系统和冷却系统)。所述传动系统包括三级传动子系统：一级传动子系统，包括在发动机的动力输出轴上同轴安装有一级小圆锥齿轮，并将旋转动力传递到一级小圆锥齿轮上；一级轮轴上同轴安装有一级大圆锥齿轮、第一个换向齿轮、第一个万向节主动带轮和尾旋翼主动带轮；一级小圆锥齿轮和一级大圆锥齿轮啮合，并把旋转动力传递到一级大圆锥齿轮、第一个换向齿轮、第一个万向节主动带轮和尾旋翼主动带轮上；发动机的动力输出轴的轴线和一级轮轴的的轴线在同一平面上呈90度；二级传动子系统，包括第一根二级轮轴上同轴安装有第二个换向齿轮和第二个万向节主动带轮，第二根二级轮轴上同轴安装有第三个换向齿轮和第三个万向节主动带轮；第一个换向齿轮同时和第二个换向齿轮、第三个换向齿轮啮合，并把旋转动力传递到第二个换向齿轮、第二个万向节主动带轮、第三个换向齿轮、第三个万向节主动带轮上；第一个万向节主动带轮通过二级皮带，把旋转动力传递到对应的万向节带轮上，驱动对应的万向节主动轴，尾旋翼主动带轮通过尾旋翼皮带，把旋转动力传递到尾旋翼带轮上，驱动尾旋翼轴；三级传动子系统，包括第二个万向节主动带轮、第三个万向节主动带轮分别通过两根三级皮带，把旋转动力传递到对应的两个万向节带轮上，分别驱动对应的万向节主动轴，传动系统由此实现动力的传递。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：它具有操纵系统结构简单、维护成本低的优点。附图说明：1、图1是常规直升机自动倾斜器示意图2、图2、图3是本专利技术结构图3、图4是常规球笼万向节示意图4、图5是本专利技术操纵系统方案一主视图5、图6是本专利技术操纵系统方案一主视图A-A剖面图6、图7是本专利技术操纵系统方案一局部结构图7、图8是本专利技术操纵系统方案二局部结构图8、图9是本专利技术尾旋翼系统主视图9、图10是本专利技术尾旋翼系统主视图B-B剖面图10、图11是本专利技术尾旋翼系统主视图C-C剖面图11、图12是本专利技术尾旋翼系统的旋翼头结构图12、图13、图14是本专利技术尾旋翼结构图13、图15、图16是本专利技术机架系统结构图14、图17是本专利技术动力系统、传动系统结构图15、图18是本专利技术动力系统、传动系统局部结构图16、图19、图20是本专利技术飞行原理示意图附图标记如下：1-万向节主动轴；2-万向节主动轴座；3-万向节带轮；4-球笼万向节球形壳；5-姿态调节盘；6-调节盘耳朵；7-球笼万向节星形套；8-主动轴安装孔；9-主动轴固定螺栓；10-螺旋桨；11-舵机安装板；12-纵向舵机；13-横向舵机；14-舵机摇臂；1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球笼万向节构成的操纵系统，特征在于：包括万向节主动轴通过轴承安装在万向节主动轴座上，万向节带轮安装在万向节主动轴上，球笼万向节星形套上设有主动轴安装孔，球笼万向节星形套通过主动轴安装孔固定在万向节主动轴的端部，球笼万向节球形壳的外圆周上通过轴承安装有姿态调节盘，姿态调节盘可以沿着球笼万向节球形壳的轴线旋转，但在球笼万向节球形壳的轴线方向上不能移动，姿态调节盘外圆周上设置有调节盘耳朵，螺旋桨固定于球笼万向节球形壳的端面，万向节主动轴把旋转动力传递到球笼万向节星形套上，万向节主动轴座的端面上固定有舵机安装板，在舵机安装板上安装有纵向舵机和横向舵机，纵向舵机上安装有第一个舵机摇臂，横向舵机上安装有第二个舵机摇臂，纵向舵机拉杆的一端连接第一个舵机摇臂，横向舵机拉杆的一端通过第一个关节轴承连接第二个舵机摇臂，纵向舵机拉杆和横向舵机拉杆的另一端分别通过第二个关节轴承、第三个关节轴承连接调节盘耳朵，纵向舵机的旋转操纵依次通过第一个舵机摇臂、纵向舵机拉杆、第二个关节轴承、姿态调节盘，传递到球笼万向节球形壳上，从而在纵向上改变螺旋桨旋转面与水平面的夹角，横向舵机的旋转操纵依次通过第二个舵机摇臂、第一个关节轴承、横向舵机拉杆、第三个关节轴承、姿态调节盘，传递到球笼万向节球形壳上，从而在横向上改变螺旋桨旋转面与水平面的夹角。/n...

【技术特征摘要】
1.一种球笼万向节构成的操纵系统，特征在于：包括万向节主动轴通过轴承安装在万向节主动轴座上，万向节带轮安装在万向节主动轴上，球笼万向节星形套上设有主动轴安装孔，球笼万向节星形套通过主动轴安装孔固定在万向节主动轴的端部，球笼万向节球形壳的外圆周上通过轴承安装有姿态调节盘，姿态调节盘可以沿着球笼万向节球形壳的轴线旋转，但在球笼万向节球形壳的轴线方向上不能移动，姿态调节盘外圆周上设置有调节盘耳朵，螺旋桨固定于球笼万向节球形壳的端面，万向节主动轴把旋转动力传递到球笼万向节星形套上，万向节主动轴座的端面上固定有舵机安装板，在舵机安装板上安装有纵向舵机和横向舵机，纵向舵机上安装有第一个舵机摇臂，横向舵机上安装有第二个舵机摇臂，纵向舵机拉杆的一端连接第一个舵机摇臂，横向舵机拉杆的一端通过第一个关节轴承连接第二个舵机摇臂，纵向舵机拉杆和横向舵机拉杆的另一端分别通过第二个关节轴承、第三个关节轴承连接调节盘耳朵，纵向舵机的旋转操纵依次通过第一个舵机摇臂、纵向舵机拉杆、第二个关节轴承、姿态调节盘，传递到球笼万向节球形壳上，从而在纵向上改变螺旋桨旋转面与水平面的夹角，横向舵机的旋转操纵依次通过第二个舵机摇臂、第一个关节轴承、横向舵机拉杆、第三个关节轴承、姿态调节盘，传递到球笼万向节球形壳上，从而在横向上改变螺旋桨旋转面与水平面的夹角。


2.根据权利要求1所述的一种球笼万向节构成的操纵系统，特征在于：球笼万向节星形套和万向节主动轴的结构还可以是一体式。


3.根据权利要求1所述的一种球笼万向节构成的操纵系统，特征在于：姿态调节盘外圆周上设置的调节盘耳朵，两个一组呈90度分布。


4.根据权利要求1所述的一种球笼万向节构成的操纵系统，特征在于：螺旋桨的结构还可以是折叠式。


5.根据权利要求1所述的一种球笼万向节构成的操纵系统，特征在于：万向节主动轴座和舵机安装板的结构还可以是一体式。


6.根据权利要求1所述的一种球笼万向节构成的操纵系统，特征在于：纵向舵机的安装位置和横向舵机的安装位置可以互换。


7.根据权利要求1所述的一种球笼万向节构成的操纵系统，特征在于：纵向舵机拉杆穿过限位板上设置的舵机拉杆限位孔。


8.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾伟杰，
申请(专利权)人：贾伟杰，
类型：发明
国别省市：河南;41