旋翼变距控制系统、方法、同步/不同步变距控制方法技术方案

本发明专利技术公开了旋翼变距控制系统、方法、同步/不同步变距控制方法，旋翼包括至少一个发射线圈、接收线圈、桨距伺服器；电子控制装置包括：固定单元将变距控制信号转化为变距角度信号，并在变距角度信号上叠加一个基准电压后，输出变距控制电压信号；通过发射线圈发送变距控制电压信号，转动单元通过接收线圈接收变距控制电压信号，并从变距控制电压信号中分离出变距角度电压信号并解码为变距控制信号；桨距伺服器根据变距控制信号驱动桨叶变距，无需连杆、倾斜盘、摇臂等机构传递变距控制信号，通过磁场传递能量与控制信号，使桨距的变化控制不再依赖机械机构或液压结构，提高了飞行器的飞行性能和变距可靠性。行性能和变距可靠性。行性能和变距可靠性。

【技术实现步骤摘要】
旋翼变距控制系统、方法、同步/不同步变距控制方法


[0001]本专利技术涉及飞行器变距
，尤其涉及旋翼变距控制系统、方法、同步/不同步变距控制方法。

技术介绍

[0002]传统螺旋桨或旋翼变距控制系统（如固定翼飞行器螺旋桨、直升机的旋翼）多为电控或液压系统、定拉杆、定
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动倾斜盘、动拉杆、斜盘止动摇臂、斜盘随动拉杆、桨毂、三轴向铰等组成，通过电控或液压系统将带压油液通过滑动连接送入桨毂内推动油缸动作来改变螺旋桨、旋翼的桨距，桨距改变机构则是离心重锤根据转速自动调节，此系统不仅要将带压液压油送进桨毂内还需要将油门操控指令通过机械传动机构送入桨毂内，结构复杂、重量大、维护保养繁复，最简单的双桨叶变距操纵系统也有三根定拉杆（120度倾斜盘下拉杆）、两根动拉杆、一套止动摇臂、一套随动摇臂、五组关节球轴承、一组动
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静倾斜盘构成，零件构成达到上百个。这些机构都是处于滑动或转动连接配合之中，每一个滑动
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转动配合都会留有间隙，多个零件链路上的间隙累积就会使结构总间隙量变得非常大，直升机操控由于这些间隙的存在而变差，而且这些间隙会随着使用时间的增加不断加大可靠性、安全性进一步变差，唯一有效的办法就是定期更换，更换元器件就要重新调整系统，维护工作量、飞行成本激增。系统内所有拉杆长度因零件加工工差的存在需要调节来消除，就都不能做成一体、等尺寸结构，通常设计为丝杆
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螺母
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丝套可调节结构来解决，问题解决但结构重量加大、可靠性降低，结构复杂维修保养难度极高，尤其是拉杆的调节需要高水平技师极细致的操作来完成，任何的疏漏和偏差结果都是灾难性的。且裸露在外的拉杆、倾斜盘等元件随主轴转动、随直升机运动，空气阻力、扰流都会影响直升机的空气动力性能，使飞行性能下降、飞行成本增加。这些裸露且精细运动的部件在复杂气象条件、复杂环境条件、复杂工作条件下就变得更加脆弱和不可靠，如复杂气候条件下的结冰，复杂环境条件下的沙尘侵蚀和异常磨损，复杂工作条件下部件受力激变和震动。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是如何实现飞行器旋翼的安全变距，本专利技术的目的在于提供旋翼变距控制系统、方法、同步/不同步变距控制方法，无需连杆、倾斜盘、摇臂等机构传递变距控制信号，通过磁场传递能量与控制信号，使旋翼（或螺旋桨）的桨距控制不再依赖机械机构或液压结构，实现无接触传递控制信号，提高了飞行器的飞行性能和变距可靠性，并且在维护变距系统时更加方便，实现飞行器旋翼变距过程的安全变距。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：第一方面，本专利技术提供一种飞行器的旋翼变距控制系统，包括旋翼和用于控制旋翼的电子控制装置，旋翼包括至少一个发射线圈、与发射线圈匹配的接收线圈、桨距伺服器；所述电子控制装置包括固定单元和转动单元，所述固定单元用于将变距控制信号
转化为变距角度信号，并在所述变距角度信号上叠加一个基准电压后，输出变距控制电压信号；发射线圈与所述固定单元连接，用于发送所述变距控制电压信号；接收线圈与转动单元连接，所述转动单元通过所述接收线圈接收变距控制电压信号，并从变距控制电压信号中分离出变距角度信号后解码为变距控制信号；桨距伺服器根据所述变距控制信号驱动旋翼变距，发射线圈与接收线圈用于产生传输变距控制电压信号所需强度的磁场。
[0005]对于一般的飞行器来说，例如固定翼飞行器、直升机的旋翼等，对于不同的飞行器来说，旋翼又可以称为螺旋桨，不同的是，但由于旋翼与螺旋桨的工作原理几乎相同，只是用于不同种类飞行器时，根据飞行器的飞行原理分为了旋翼和螺旋桨，无论是螺旋桨桨叶还是旋翼桨叶均需要根据飞行情况进行变距，但是，目前的变距控制系统，多采用通过机械结构或液压结构带动桨叶变距，一方面，利用机械结构推动桨叶变距时，机构之间的连接关系复杂，且重量大，在使用过程中需要经常检修以保证飞行变距的安全性，而且变距机构的调整需要专业技术人员操作以保证变距过程的可靠性，另一方面，但由于结构复杂后期维修保养难度高，并且用于变距的机械结构外露会影响飞行器的飞行性能，本专利技术通过省去连杆斜盘机构或液压机构，简化飞行器旋翼结构，通过在旋翼中安装一套电子控制装置，替代传统的机械结构或液压结构，电子控制装置在变距控制信号上叠加一个基准电压，通过将控制电压信号加载在基准电压中，通过发射线圈和接收线圈产生的磁场，利用叠加磁场进行信号的传递，受环境的干扰较小，能完整准确的传递控制信号，实现变距控制信号的无接触传递，电子控制装置安装可在旋翼结构的内部，在变距过程中不影响飞行器的飞行性能，适应复杂多变的飞行环境，且后期检修过程中只需对电子控制装置进行检修，故障率低，可提高飞行器变距时的安全可靠性。
[0006]进一步地，所述固定单元包括：信号转换器，用于对变距控制信号进行解码转换，输出变距角度信号；角度电压转换器，用于根据变距角度信号的角度信号值与基准电压进行正比例调制，输出角度电压信号；转速调制模块，用于根据从转速传感器采集到的转速值对角度电压信号进行反比例调制，输出控制电压信号；基准电压发生器，用于输出基准电压；至少一个叠加模块，叠加模块用于对控制电压信号的电压信号值和基准电压进行加法运算，输出变距控制电压信号；至少一个功率调制模块，用于将变距控制电压信号与转动单元的标定功率进行调制，输出发射线圈产生相应磁场所需的电压和电流。
[0007]进一步地，所述转动单元包括：接收解码模块，用于将其预置的基准电压与变距控制电压信号进行比对，加减运算后从变距控制电压信号中分离出控制电压信号，解码转换后输出变距控制信号；伺服器控制模块，用于接收桨距伺服器的反馈信号，并将变距控制信号与反馈信号进行比较，根据比较结果输出对应的指令给桨距伺服器。
[0008]进一步地，基准电压还用于根据温度传感器返回的温度值对基准电压的大小进行
调整，转速调制模块根据调整后的基准电压对角度电压信号进行补偿修正；接着利用转速值对补偿修正后的角度电压信号进行反比例调制，输出控制电压信号。
[0009]进一步地，所述转动单元还包括：系统启停模块，用于根据转速传感器的转速信号判断旋翼是否在转动，若旋翼在转动，系统启停模块不工作；若旋翼未转动，继续判断是否能检测到从接收线圈传输来的脉冲信号，若检测到有脉冲信号，则输出开机控制信号控制转动单元开始供电，若未检测到脉冲信号，则输出关机控制信号控制转动单元停止供电。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种飞行器的旋翼变距控制方法，应用于第一方面所述的旋翼变距控制系统，其特征在于，桨距伺服器根据变距控制信号驱动桨叶变距的过程为；当变距控制信号小于反馈信号时，对桨距伺服器的电机反向供电，桨距伺服器的电机反转带动伺服器输出轴反转，从而带动旋翼减小桨距，同时带动反馈电位器反转，使反馈信号减小，直到变距控制信号和反馈信号相等时，停止供电；当变距控制信号大于反馈信号时，对桨距伺服器的电机正向供电，桨距伺服器的电机正转带动伺服器输出轴正转，从而带动旋翼减少桨距，同时带动反馈电位器正转，使反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器的旋翼变距控制系统，其特征在于，包括旋翼和用于控制旋翼的电子控制装置，旋翼包括至少一个发射线圈、与发射线圈匹配的接收线圈、桨距伺服器；所述电子控制装置包括固定单元和转动单元，所述固定单元用于将变距控制信号转化为变距角度信号，并在所述变距角度信号上叠加一个基准电压后，输出变距控制电压信号；发射线圈与所述固定单元连接，用于发送所述变距控制电压信号；接收线圈与转动单元连接，所述转动单元通过所述接收线圈接收变距控制电压信号，并从变距控制电压信号中分离出变距角度信号后解码为变距控制信号；桨距伺服器根据所述变距控制信号驱动旋翼变距。2.根据权利要求1所述的一种飞行器的旋翼变距控制系统，其特征在于，所述固定单元包括：信号转换器，用于对变距控制信号进行解码转换，输出变距角度信号；角度电压转换器，用于根据变距角度信号的角度信号值与基准电压进行正比例调制，输出角度电压信号；转速调制模块，用于根据从转速传感器采集到的转速值对角度电压信号进行反比例调制，输出控制电压信号；基准电压发生器，用于输出基准电压；至少一个叠加模块，叠加模块用于对控制电压信号的电压信号值和基准电压进行加法运算，输出变距控制电压信号；至少一个功率调制模块，用于将变距控制电压信号与转动单元的标定功率进行调制，输出发射线圈产生相应磁场所需的电压和电流。3.根据权利要求1所述的一种飞行器的旋翼变距控制系统，其特征在于，所述转动单元包括：接收解码模块，用于将其预置的基准电压与变距控制电压信号进行比对，加减运算后从变距控制电压信号中分离出控制电压信号，解码转换后输出变距控制信号；伺服器控制模块，用于接收桨距伺服器的反馈信号，并将变距控制信号与反馈信号进行比较，根据比较结果输出对应的指令给桨距伺服器。4.根据权利要求2所述的一种飞行器的旋翼变距控制系统，其特征在于，基准电压还用于根据温度传感器返回的温度值对基准电压的大小进行调整，转速调制模块根据调整后的基准电压对角度电压信号进行补偿修正；接着利用转速值对补偿修正后的角度电压信号进行反比例调制，输出控制电压信号。5.根据权利要求3所述的一种飞行器的旋翼变距控制系统，其特征在于，所述转动单元还包括：系统启停模块，用于根据转速传感器的转速信号判断旋翼是否在转动，若旋翼在转动，系统启停模块不工作；若旋翼未转动，继续判断是否能检测到从接收线圈传输来的脉冲信号，若检测到有脉冲信号，则输出开机控制信号控制转动单元开始供电，若未检测到脉冲信号，则输出关机控制信号控制转动单元停止供电。6.一种飞行器的旋翼变距控制方法，应用于如权利要求1
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5任一所示的飞行器的旋翼变距控制系统，其特征在于，桨距伺服器根据变距控制信号驱动旋翼变距的过程为；
当变距控制信号小于反馈信号时，对桨距伺服器的电机反向供电，桨距伺服器的电机反转带动伺服器输出轴反转，从而带动旋翼减小桨距，同时带动反馈电位器反转，使反馈信号减小，直到变距控制信号和反馈信号相等时，停止供电；当变距控制信号大于反馈信号时，对桨距伺服器的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弓，
申请(专利权)人：四川承天翼航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：