一种倾转共轴四旋翼无人飞行器制造技术

本实用新型专利技术属于无人飞行器技术领域，公开了一种倾转共轴四旋翼无人飞行器，包括正反转旋翼头、正反转旋翼、桨距调节舵机、桨距控制组件、直角传动箱、正反转传动齿轮、可转轴套、旋翼倾转组件、传动轴、中间传动轴、皮带轮、皮带张紧组件、传动皮带、机架、发动机、固定吊码、燃油箱、油箱固定座、冷却水箱、滑油箱、启动控制箱、飞行控制箱。本实用新型专利技术采用四旋翼设计，两轴并列布置，且同一轴线上布置共轴反转双旋翼，轴距扩大使得旋翼空间不交叉，通过旋翼头上下移动调距提高稳定性，控制旋翼轴倾转实现飞行器姿态调整，提高偏航操纵效率，发动机采用轴向对置六缸四冲程汽油机，结构紧凑，径向尺寸及振动较小，有利于直升机气动布局。有利于直升机气动布局。有利于直升机气动布局。

【技术实现步骤摘要】
一种倾转共轴四旋翼无人飞行器


[0001]本技术属于无人飞行器
，尤其涉及一种倾转共轴四旋翼无人飞行器。

技术介绍

[0002]目前，现有的两轴复合直升机主要包括交叉双旋翼直升机、倾转旋翼双轴直升机、横列式和纵列式双轴直升机。交叉双旋翼直升机代表机型有卡曼“K
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MAX”型直升机，倾转旋翼双轴直升机的代表机型有V
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22“鱼鹰”和贝尔－609倾转旋翼机，横列式双轴直升机代表机型有米－12直升机，纵列式双轴直升机代表机型有CH
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47“支奴干”直升机。横列式和交叉双旋翼直升机由于其气动设计复杂、缺陷较多等原因发展较慢，目前仍应用较广泛的主要是倾转旋翼双轴直升机和纵列式双轴直升机。
[0003]随着无人机技术的发展应用，近年来纵列式双旋翼无人直升机技术发展应用迅速，比较典型的机型包括MK400、S100、ZC300等纵列式双旋翼无人飞行器。目前已经较广泛应用在农业植保作业、地质勘察、大型平台巡检、物资运输、消防救援等领域。双轴油动无人飞行器主要采用汽油机作为动力，皮带传动、旋翼头调距、飞控自动导航等技术。应用中这些飞行器具有航时长、飞行稳定、载重量大、省油等优势，但从发展的角度看还存在一些不足的地方。一是不论是纵列式还是横列式双轴无人飞行器，为了减少其横向或纵向尺寸，通常采取两旋翼交叉重叠布置，而由于旋翼之间的空间重叠，飞行器运行中旋翼气流相互影响，不利于飞行器的稳定控制和旋翼效率。二是采用旋翼头倾斜盘控制旋翼周期调距，对于旋翼头的材料强度和控制系统组件的受力要求较高，相关部件的工作寿命受到限制。三是纵列式无人直升机前后旋翼轴距较大，左右转向不够灵敏可靠，机身气动力矩不稳定，偏航操纵效率较低。
[0004]为解决上述双旋翼无人直升机存在的问题，本新型提出一种倾转共轴四旋翼方案，在发动机选择、机架结构设计、正反转旋翼头总距调节设计以及旋翼倾转控制上进行改进。
[0005]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0006](1)不论是纵列和横列式双轴无人飞行器，为了减少其横向或纵向尺寸，通常采取两旋翼交叉重叠布置，而由于旋翼之间的空间重叠，飞行器运行中旋翼气流相互影响，不利于飞行器的稳定控制和旋翼效率。
[0007](2)采用旋翼头倾斜盘控制旋翼周期调距，对于旋翼头的材料强度和控制系统组件的受力要求较高，相关部件的工作寿命受到限制。
[0008](3)纵列式无人直升机前后旋翼轴距较大，左右转向不够灵敏可靠，机身气动力矩不稳定，偏航操纵效率较低。

技术实现思路

[0009]针对现有技术存在的问题，本技术提供了一种倾转共轴四旋翼无人飞行器。
[0010]本技术是这样实现的，一种倾转共轴四旋翼无人飞行器，采用正反转旋翼双轴并列布置，同一轴线上安装共轴反转两对旋翼，正反转旋翼头只调节旋翼总距不进行周期变距调节，通过旋翼倾转组件实现飞行器姿态调整；采用轴向柱塞式六缸四冲程汽油机作为发动机，机架根据发动机三角体外形设计，飞行器整体结构呈等腰三角体形状。
[0011]本技术具体由正反转旋翼头、正反转旋翼、桨距调节舵机、桨距控制组件、直角传动箱、正反转传动齿轮、可转轴套、旋翼倾转组件、传动轴、中间传动轴、皮带轮、皮带张紧组件、传动皮带、机架、发动机、固定吊码、燃油箱、油箱固定座、冷却水箱、滑油箱、启动控制箱、飞行控制箱组成。
[0012]进一步，所述机架，包括：轴承盖、承力横梁、端面支架、中间支架、斜支撑杆、脚架和连接件；
[0013]其中，所述机架上部为所述承力横梁，所述轴承盖安装在所述承力横梁上，用于固定轴承及转动部件；所述机架中部为所述端面支架和所述中间支架，所述端面支架上端通过螺栓固定在所述承力横梁上，下端通过所述连接件与所述中间支架固定安装，所述端面支架底端与所述承力横梁两端通过所述斜支撑杆加固；所述机架下部为脚架，所述脚架通过所述连接件固定于所述端面支架底部；所述燃油箱、所述冷却水箱、所述滑油箱、所述启动控制箱、所述飞行控制箱、所述发动机安装在所述机架的中间支架上。
[0014]进一步，所述发动机纵向安装，所述发动机的上部中段通过所述固定吊码安装于所述承力横梁下，底部前后两端通过螺栓固定于所述中间支架上；所述燃油箱安装于所述发动机两侧，并通过所述油箱固定座固定于中间支架上，所述冷却水箱及所述滑油箱安装在所述发动机输出端附近，底部通过螺栓固定于所述中间支架上，所述启动控制箱、所述飞行控制箱安装在发动机自由端的端面支架内侧。
[0015]进一步，所述发动机通过所述皮带轮、所述传动皮带与安装在所述机架上端的所述中间传动轴，与所述传动轴连接；所述中间传动轴两侧为所述传动轴，两者之间通过联轴节连接；所述传动轴外部套有所述可转轴套，所述可转轴套内侧一端安装蜗轮，并与其下部蜗杆及伺服电机相连，所述可转轴套外侧一端安装所述直角传动箱。
[0016]进一步，所述直角传动箱内部上下端为所述正反转传动齿轮，分别与所述传动轴末端的齿轮啮合，所述正反转传动齿轮分别安装在所述正反转旋翼头的轴上，所述正反转旋翼头顶端两侧安装所述正反转旋翼，所述正反转旋翼头的轴上套装了所述桨距控制组件。
[0017]进一步，所述桨距控制组件包括上部调节滑块、拉杆、下部调节滑块；其中，所述上部调节滑块上端通过所述拉杆与上层的所述正反转旋翼头铰接，下端通过所述拉杆与所述下部调节滑块铰接，所述下部调节滑块上端还通过所述拉杆与下层的所述正反转旋翼头铰接，下端通过所述拉杆与所述桨距调节舵机铰接。
[0018]进一步，所述桨距调节舵机安装在所述直角传动箱两侧，用于调节旋翼桨距，在所述拉杆和所述桨距控制组件连接作用下，旋翼角度发生偏转，桨距相应发生改变。
[0019]进一步，所述旋翼倾转组件包括蜗轮、蜗杆、伺服电机；
[0020]其中，所述蜗杆、所述伺服电机安装在所述机架的承力横梁上，所述蜗轮安装在所述可转轴套一端；所述蜗杆与所述蜗轮通过齿面配合安装，所述蜗杆又通过所述齿轮与伺服电机啮合传动。
[0021]进一步，所述伺服电机转动时，伺服电机通过齿轮带动所述蜗杆、所述蜗轮转动，进而使得所述可转轴套相应转动，最终使得所述直角传动箱、所述正反转旋翼头发生倾转，从而改变所述正反转旋翼的升力方向。
[0022]进一步，所述皮带张紧组件由驱动电机、丝杆、滑块、张紧轮、张紧支架组成，其中，所述驱动电机侧面通过螺栓固定在所述张紧支架内部，所述驱动电机轴与所述丝杆固定连接，所述丝杆与所述滑块通过内外螺纹配合连接，所述滑块底部及侧面通过间隙配合安装在所述张紧支架内，可左右滑动，其外侧一端与所述张紧轮通过轴承连接。
[0023]结合上述的技术方案和解决的技术问题，本技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
[0024]本技术采用四旋翼设计，两轴并列布置，且同一轴线上布置共轴反转双旋翼，旋翼空间不交叉。
[0025]本技术采用刚性调距旋翼头，通过旋翼本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种倾转共轴四旋翼无人飞行器，其特征在于，包括：双轴并列布置的正反转旋翼；同一轴线上安装共轴反转两对旋翼；只调节总距不进行周期变距调节的正反转旋翼头；采用旋翼倾转组件实现飞行器姿态调整；采用轴向柱塞式六缸四冲程汽油机的发动机；根据发动机三角体外形设计的机架；飞行器整体结构采用等腰三角体形状。2.如权利要求1所述的倾转共轴四旋翼无人飞行器，其特征在于，所述机架包括：轴承盖、承力横梁、端面支架、中间支架、斜支撑杆、脚架和连接件；机架上部为承力横梁，轴承盖安装在承力横梁上，用于固定轴承及转动部件；机架中部为端面支架和中间支架，端面支架上端通过螺栓固定在承力横梁上，下端通过连接件与中间支架固定安装，端面支架底端与承力横梁两端通过斜支撑杆加固；机架下部为脚架，脚架通过连接件固定于端面支架底部；燃油箱、冷却水箱、滑油箱、启动控制箱、飞行控制箱、发动机安装在机架的中间支架上。3.如权利要求1所述的倾转共轴四旋翼无人飞行器，其特征在于，所述发动机纵向安装，发动机的上部中段通过固定吊码安装于承力横梁下，底部前后两端通过螺栓固定于中间支架上；燃油箱安装于发动机两侧，并通过油箱固定座固定于中间支架上，冷却水箱及滑油箱安装在发动机输出端附近，底部通过螺栓固定于中间支架上，启动控制箱、飞行控制箱安装在发动机自由端的端面支架内侧。4.如权利要求1所述的倾转共轴四旋翼无人飞行器，其特征在于，所述发动机通过皮带轮、传动皮带与安装在机架上端的中间传动轴，与传动轴连接；中间传动轴两侧为传动轴，两者之间通过联轴节连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：申文才，
申请(专利权)人：尹喜连，
类型：新型
国别省市：