一种可倾转旋翼飞行器制造技术

本发明专利技术提供了一种可倾转旋翼飞行器，包括机体、可倾转旋翼单元、调速电机、转向‑传动齿轮箱、发动机、传动轴、控制台、转向电机和动力输出齿轮箱，控制台设置在机体的中央，可倾转旋翼单元设置四个，且四个可倾转旋翼单元两两一组左右对称布置在机体的四周，四个所述可倾转旋翼单元完全包裹在机体中，转向‑传动齿轮箱设置四个，且安装在机体上，每一可倾转旋翼单元与一转向‑传动齿轮箱一一对应成组布置；在每一转向‑传动齿轮箱上均安装调速电机和转向电机，同侧的前后两个转向‑传动齿轮箱各通过一根传动轴接入同一侧的动力输出齿轮箱，每一动力输出齿轮箱均与一发动机相连。本发明专利技术的飞行器升力大，噪声小，安全性高，结构紧凑体积适中。

A kind of tiltable rotor aircraft

【技术实现步骤摘要】
一种可倾转旋翼飞行器
本专利技术属于航空航天领域，尤其是涉及一种可倾转旋翼飞行器。
技术介绍
目前低空低速飞行器发展迅速，但基本都采用直升机的布局方式，即使用一个或多个大的外露桨盘来获得提升力使得机体悬浮在空气中，通过改变桨盘不同部位的桨叶迎角来使得桨盘周向提升力不均匀来获得前进或转向的能力，抵消外露桨盘的旋转力矩则依靠尾桨或设置共轴反桨。这种布局形式较为原始，它只满足了飞起来的需求，具有噪音大乘用不舒适、桨盘外露危险性高、体积大等缺陷，总体而言直升机这种飞行器基本不可能成为未来短途旅行和日常出行的主要乘具。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种克服现有技术缺陷，提供一种低噪音、高安全性、机体体积适中的低空低速飞行器。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种可倾转旋翼飞行器，包括机体、可倾转旋翼单元、调速电机、转向-传动齿轮箱、发动机、传动轴、控制台、转向电机和动力输出齿轮箱，所述的控制台设置在机体的中央，所述的可倾转旋翼单元设置四个，且四个可倾转旋翼单元两两一组左右对称布置在机体的四周，四个所述可倾转旋翼单元完全包裹在机体中，所述的转向-传动齿轮箱设置四个，且安装在机体上，每一可倾转旋翼单元与一转向-传动齿轮箱一一对应成组布置；在每一转向-传动齿轮箱上均安装调速电机和转向电机，同侧的前后两个转向-传动齿轮箱各通过一根传动轴接入同一侧的动力输出齿轮箱，每一动力输出齿轮箱均与一发动机相连，发动机的动力输出至同侧的动力输出齿轮箱，经动力输出齿轮箱分配后输出至前后两根传动轴，前后两根传动轴再将动力传至相应转向-传动齿轮箱后输出至相应的可倾转旋翼单元，从而控制可倾转旋翼单元的转速与倾转；四个可倾转旋翼单元均能够在控制台控制下相对机身进行前后倾转，实现飞行器空中悬停、垂直升降、前飞、后飞和转弯。进一步的，每一所述转向-传动齿轮箱均包括齿轮箱体，传动变向齿轮副、传动转速控制行星轮副、传动输出轴、转向蜗轮和转向输出轴，在所述齿轮箱体内设置三个连通的腔室，一个腔室容纳传动变向齿轮副；中间的腔室容纳传动转速控制行星轮副；另一个腔室容纳转向蜗轮；所述的传动变向齿轮副将传动轴的输入力矩改变方向后传递至传动转速控制行星轮副，经调速电机带动传动转速控制行星轮副耦合，控制传动输出轴转速，所述转向电机带动转向蜗轮旋转，从而控制转向输出轴转向。进一步的，所述传动变向齿轮副包括传动变向主齿轮和传动变向从齿轮，所述的传动转速控制行星轮副包括传动主齿轮、传动从齿轮和多个行星轮；所述的传动变向主齿轮与传动轴相连，所述的传动变向主齿轮与传动变向从齿轮相啮合，所述的传动变向从齿轮设置在传动短轴的一端，所述的传动短轴的另一端上设置传动主齿轮；与调速电机相连的传动转速控制蜗杆与传动转速控制蜗轮啮合，多个行星轮均匀设置在传动转速控制蜗轮内部，多个行星轮一侧与传动主齿轮啮合，另一侧与传动从齿轮啮合，所述的传动从齿轮与传动输出轴相连；与转向电机相连的转向蜗杆与转向蜗轮相啮合，所述的转向蜗轮与转向输出轴相连；所述转向输出轴为空心轴，转向输出轴的输出端伸出齿轮箱体外部设置，传动输出轴设置在转向输出轴内，且传动输出轴的输出端伸出转向输出轴的输出端设置；所述的传动转速控制蜗杆和转向蜗杆空间垂直设置。进一步的，每一所述可倾转旋翼单元均包括两组螺旋桨叶组、支柱、涵道外壳、齿轮箱和传动主齿轮；所述的齿轮箱设置在涵道外壳形成的涵道的中心位置，两组所述的螺旋桨叶组对称设置在齿轮箱的上下两端，每一组螺旋桨叶组与齿轮箱内一传动从齿轮相连，上下两个传动从齿轮均与传动主齿轮相啮合，传动输出轴的输出端穿过涵道外壳后伸入齿轮箱内与传动主齿轮固定连接；转向输出轴的输出端穿过涵道外壳后固定在齿轮箱的外壁上，转向输出轴与涵道外壳固定连接。进一步的，所述行星轮设置三个，且互不干涉，每个行星轮均通过一行星轮轴承转动安装在传动转速控制蜗轮的内壁上。进一步的，所述传动轴通过传动变向主齿轮轴承安装在齿轮箱体上；所述转向输出轴通过转向轴承安装在齿轮箱体上；所述传动输出轴和传动短轴各通过一传动轴承安装在齿轮箱体上。进一步的，每个所述齿轮箱均通过两个支柱固定在相应的涵道外壳上，且两个支柱设置在齿轮箱的两个相对的侧面上，且两个支柱与转向输出轴呈十字交叉设置。进一步的，每个所述动力输出齿轮箱均设置在同侧的前后布置的两个转向-传动齿轮箱之间。进一步的，在机体上还设有为调速电机和转向电机提供电力供给的电池包，且前后布置的同侧的两个所述调速电机和两个所述转向电机由一个电池包供电。进一步的，在机体上还设有为发动机提供油料供给的油箱，且每个发动机由一油箱提供油料。相对于现有技术，本专利技术所述的一种可倾转旋翼飞行器具有以下优势：(1)、相比于传统直升机旋翼完全暴露在外的布置形式，本专利技术所使用的旋翼完全包裹在机体内部不外露，高速旋转的旋翼在机体内部运转，不对外造成威胁，降低了飞行器的危险性；(2)、相比于传统直升机，本专利技术使用了以涵道风扇为主要元部件的旋翼单元，有效抑制了旋翼翼尖扰流涡的形成，提高了旋翼的升力系数，同时由于涵道的约束，使噪声的传播得到阻挡，有效降低了旋翼运转产生的噪音；(3)、相比于传统直升机螺旋桨系统和固定式涵道风扇，本专利技术使用的旋翼单元为可倾转设计，可在飞行器机体保持不动的情况下控制旋翼单元进行一定角度范围的前后倾转，并通过这种倾转来实现飞行器机体的飞行控制，提高了飞行器的灵活性和飞行稳定性，提高了乘用的舒适性；(4)、本专利技术采用了4组旋翼单元，2组动力系统，各组动力系统之间相互独立互不干扰，安全冗余度高，较之传统直升机具有更高的安全性。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的一种可倾转旋翼飞行器空中悬停或垂直起降状态示意图；图2为转向-传动齿轮箱的主视图；图3为转向-传动齿轮箱的俯视图；图4为图3的D-D剖面视图；图5为图2中A-A剖面视图；图6为图2中B-B剖面视图；图7为图3中C-C剖面视图；图8为可倾转旋翼单元的结构示意图；图9为可倾转旋翼单元的纵剖图；图10本专利技术实施例所述的一种可倾转旋翼飞行器前飞状态示意图；图11为本专利技术实施例所述的一种可倾转旋翼飞行器后飞状态示意图；图12为本专利技术实施例所述的一种可倾转旋翼飞行器右转弯状态示意图；图13为本专利技术实施例所述的一种可倾转旋翼飞行器左转弯状态示意图。附图标记说明：1-机体，2-可倾转旋翼单元，201-螺旋桨叶组，202-支柱，203-涵道外壳，204-齿轮箱，205-传动主齿轮，206-传动从齿轮，3-电池包，4-油箱，5-调速电机，6-转向-传动齿轮箱，601-齿轮箱体，60本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可倾转旋翼飞行器，其特征在于：包括机体(1)、可倾转旋翼单元(2)、调速电机(5)、转向-传动齿轮箱(6)、发动机(7)、传动轴(8)、控制台(9)、转向电机(10)和动力输出齿轮箱(11)，/n所述的控制台(9)设置在机体(1)的中央，所述的可倾转旋翼单元(2)设置四个，且四个可倾转旋翼单元(2)两两一组左右对称布置在机体(1)的四周，四个所述可倾转旋翼单元(2)完全包裹在机体(1)中，所述的转向-传动齿轮箱(6)设置四个，且安装在机体(1)上，每一可倾转旋翼单元(2)与一转向-传动齿轮箱(6)一一对应成组布置；/n在每一转向-传动齿轮箱(6)上均安装调速电机(5)和转向电机(10)，同侧的前后两个转向-传动齿轮箱(6)各通过一根传动轴(8)接入同一侧的动力输出齿轮箱(11)，每一动力输出齿轮箱(11)均与一发动机(7)相连，/n发动机(7)的动力输出至同侧的动力输出齿轮箱(11)，经动力输出齿轮箱(11)分配后输出至前后两根传动轴(8)，前后两根传动轴(8)再将动力传至相应转向-传动齿轮箱(6)后输出至相应的可倾转旋翼单元(2)，从而控制可倾转旋翼单元(2)的转速与倾转；/n四个可倾转旋翼单元(2)均能够在控制台控制下相对机身进行前后倾转，实现飞行器空中悬停、垂直升降、前飞、后飞和转弯。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可倾转旋翼飞行器，其特征在于：包括机体(1)、可倾转旋翼单元(2)、调速电机(5)、转向-传动齿轮箱(6)、发动机(7)、传动轴(8)、控制台(9)、转向电机(10)和动力输出齿轮箱(11)，
所述的控制台(9)设置在机体(1)的中央，所述的可倾转旋翼单元(2)设置四个，且四个可倾转旋翼单元(2)两两一组左右对称布置在机体(1)的四周，四个所述可倾转旋翼单元(2)完全包裹在机体(1)中，所述的转向-传动齿轮箱(6)设置四个，且安装在机体(1)上，每一可倾转旋翼单元(2)与一转向-传动齿轮箱(6)一一对应成组布置；
在每一转向-传动齿轮箱(6)上均安装调速电机(5)和转向电机(10)，同侧的前后两个转向-传动齿轮箱(6)各通过一根传动轴(8)接入同一侧的动力输出齿轮箱(11)，每一动力输出齿轮箱(11)均与一发动机(7)相连，
发动机(7)的动力输出至同侧的动力输出齿轮箱(11)，经动力输出齿轮箱(11)分配后输出至前后两根传动轴(8)，前后两根传动轴(8)再将动力传至相应转向-传动齿轮箱(6)后输出至相应的可倾转旋翼单元(2)，从而控制可倾转旋翼单元(2)的转速与倾转；
四个可倾转旋翼单元(2)均能够在控制台控制下相对机身进行前后倾转，实现飞行器空中悬停、垂直升降、前飞、后飞和转弯。


2.根据权利要求1所述的一种可倾转旋翼飞行器，其特征在于：每一所述转向-传动齿轮箱(6)均包括齿轮箱体(601)，传动变向齿轮副、传动转速控制行星轮副、传动输出轴(602)、转向蜗轮(603)和转向输出轴(604)，在所述齿轮箱体(601)内设置三个连通的腔室，一个腔室容纳传动变向齿轮副；中间的腔室容纳传动转速控制行星轮副；另一个腔室容纳转向蜗轮(603)；
所述的传动变向齿轮副将传动轴(8)的输入力矩改变方向后传递至传动转速控制行星轮副，经调速电机(5)带动传动转速控制行星轮副耦合，控制传动输出轴(602)转速，所述转向电机(10)带动转向蜗轮(603)旋转，从而控制转向输出轴(604)转向。


3.根据权利要求2所述的一种可倾转旋翼飞行器，其特征在于：所述传动变向齿轮副包括传动变向主齿轮(605)和传动变向从齿轮(606)，所述的传动转速控制行星轮副包括传动主齿轮(607)、传动从齿轮(608)和多个行星轮(609)；
所述的传动变向主齿轮(605)与传动轴(8)相连，所述的传动变向主齿轮(605)与传动变向从齿轮(606)相啮合，所述的传动变向从齿轮(605)设置在传动短轴(610)的一端，所述的传动短轴(610)的另一端上设置传动主齿轮(607)；
与调速电机(5)相连的传动转速控制蜗杆(611)与传动转速控制蜗轮(612)啮合，多个行星轮(609)均匀设置在传动转速控制蜗轮(612)内部，多个行星轮(609)一侧与传动主齿轮(607)啮合，另一侧与传动从齿轮(608)啮合，所述的传动从齿轮(608)与传动输出轴(602)相连；
与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世栋，
申请(专利权)人：张世栋，
类型：发明
国别省市：黑龙;23