【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工业生产，涉及到一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构。
技术介绍
1、电动垂直起降飞行器evtol主要实现形式包括多旋翼控制、复合翼控制、倾转构型控制等，而倾转构型控制为目前主流方式，其飞行主要原理为通过调节一组可倾转旋翼的角度，选择性提供垂直升力与水平前进动力保证飞行器垂直起飞爬升和水平巡航。因此飞行过程中旋翼角度的切换和锁定是该领域重点问题，希望旋翼倾转机构能够提供角度调节高扭矩的同时具有自锁的能力，这样可以保证飞行过程中模式切换的响应速度以及对于安全性的保证。
2、目前旋翼倾转装置主要为电驱动，突出的一个问题即其扭矩密度过低，电机旋转过程中不能满足旋翼倾转的扭矩需求，而液压驱动具有高扭矩密度等特点，同时液压系统设计具有自锁能力。针对上述问题有必要提出一种基于液压驱动的旋翼倾转机构，以解决传统电驱动旋翼倾转机构重量偏大以及扭矩密度不足的问题。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提出一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，在液压系统自锁的基础上增设一种机械自锁的结构设计，解决目前传统电驱动旋翼倾转机构重量偏大以及扭矩密度不足的问题。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，包括液压集成系统、双螺旋摆动缸、可倾转旋翼、直连旋翼轴和机械自锁部分；
3、所述液压集成系统驱动双螺旋摆动缸，双螺旋摆动缸输出螺杆与直连旋翼轴固连，控制转动连接的可倾转旋翼倾转角度改变；当双螺旋摆动缸为
4、所述机械自锁部分具体为：直连旋翼轴两侧分别安装有固定件，直连旋翼轴中部对称设计有一组孔洞，内部放置压缩弹簧与推块，两个固定件上具有和孔洞对应的凹孔，每个凹孔后具有与固定件转动连接的夹持卡爪，当楔形推块推动夹持卡爪上端，使得下端旋出，以夹持锁定直连旋翼轴，实现机械自锁；固定件中安装有直线缸，其活塞杆末端与夹持卡爪上端连接，推动夹持卡爪解除锁定。
5、进一步地，所述液压集成系统包括电机、柱塞泵、电磁换向阀、平衡阀、单向阀、溢流阀、双向液压锁和液压油路；所述的柱塞泵通过电磁换向阀、平衡阀、单向阀、溢流阀、双向液压锁构成的液压系统控制双螺旋摆动缸；外部液压油通过双螺旋摆动缸的两个油口与内部两个液压油腔室连通，当其中一个油腔输入液压油时，空心螺杆在液压力作用下，直线运动同时转动，带动输出螺杆同时随之转动，直连旋翼轴在其驱动下沿固定件间预留滑道转动，调整旋翼倾转角度。
6、进一步地，所述夹持卡爪上端为四棱柱旋杆，顶端凸块呈三角形，中间有一圆形通孔；下端为圆弧状卡爪；上下端通过紧定螺钉连接。
7、进一步地，所述的双螺旋摆动缸的铝合金缸体外面包裹有镀硬铬涂层。
8、进一步地，所述的双螺旋摆动缸ab侧油口处均布置有压力传感器，控制输出扭矩与转速，实时根据压力传感器所测得相关数值进行反馈调节。
9、进一步地，所述的双螺旋摆动缸输出螺杆处布置有旋转编码器，用以测得旋翼倾转角度进行后续反馈调节。
10、进一步地，所述的直线缸的活塞杆处安装有位移传感器，用以测得活塞杆位移。
11、进一步地，所述圆弧状卡爪外嵌橡胶条，增加与旋翼轴接触的摩擦力。
12、进一步地，所述的高扭矩密度的液压倾转机构呈对称布置，在evtol载人飞行器的前端机翼布置四处，后端机翼布置两处；每处均能够独立调节旋翼角度，分别提供垂直升力与水平推力。
13、本专利技术的有益效果：
14、本专利技术提出的高扭矩双自锁液压倾转机构可用于evtol载人飞行器或其他需要控制机构旋转并自锁的使用场景。
15、本专利技术通过采用双螺旋摆动缸，可以实现0°-95°的大范围角度调整，旋转速度为1.5rpm，调整速度相对较快。
16、本专利技术通过液压驱动设计，使得机构能够满足传统电驱动旋翼扭矩密度不足的问题，最大保持扭矩可达到1000 nm。能够平稳无震地实现扭矩输出。
17、本专利技术通过采用系统集成液压泵与阀，可以使整体结构简单紧凑，减少结构体积同时整体倾转机构重量显著降低。
18、本专利技术通过液压系统与机械机构双自锁设计，能够在单一机构失效情况下正常运行，实现倾转机构安全裕度的增加，保障乘机人员的生命安全。
19、本专利技术通过六处对称布置与机身上的倾转机构，根据控制信号独立调节可倾转旋翼角度。通过每处旋翼垂直与水平角度的组合，可以满足不同情况下对于旋翼输出力的需求。
20、本专利技术通过液压驱动降噪设计，飞行过程中不对周边环境造成噪音污染，满足城市飞行交通的相关需求。
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1.一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于，包括液压集成系统、双螺旋摆动缸、可倾转旋翼、直连旋翼轴和机械自锁部分；
2.根据权利要求1所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于，所述液压集成系统包括电机、柱塞泵、电磁换向阀、平衡阀、单向阀、溢流阀、双向液压锁和液压油路；所述的柱塞泵通过电磁换向阀、平衡阀、单向阀、溢流阀、双向液压锁构成的液压系统控制双螺旋摆动缸；外部液压油通过双螺旋摆动缸的两个油口与内部两个液压油腔室连通，当其中一个油腔输入液压油时，空心螺杆在液压力作用下，直线运动同时转动，带动输出螺杆同时随之转动，直连旋翼轴在其驱动下沿固定件间预留滑道转动，调整旋翼倾转角度。
3.根据权利要求1所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于，所述夹持卡爪上端为四棱柱旋杆，顶端凸块呈三角形，中间有一圆形通孔；下端为圆弧状卡爪；上下端通过紧定螺钉连接。
4.根据权利要求1所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于：所述的双螺旋摆动缸的铝合金缸体外面包裹有镀硬铬涂层。
5.根据权利要求2所述的一种高扭矩
6.根据权利要求1所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于：所述的双螺旋摆动缸输出螺杆处布置有旋转编码器，用以测得旋翼倾转角度进行后续反馈调节。
7.根据权利要求1所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于：所述的直线缸的活塞杆处安装有位移传感器，用以测得活塞杆位移。
8.根据权利要求3所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于：所述圆弧状卡爪外嵌橡胶条，增加与旋翼轴接触的摩擦力。
9.根据权利要求1所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于：所述的高扭矩密度的液压倾转机构呈对称布置，在eVTOL载人飞行器的前端机翼布置四处，后端机翼布置两处；每处均能够独立调节旋翼角度，分别提供垂直升力与水平推力。
...【技术特征摘要】
1.一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于，包括液压集成系统、双螺旋摆动缸、可倾转旋翼、直连旋翼轴和机械自锁部分；
2.根据权利要求1所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于，所述液压集成系统包括电机、柱塞泵、电磁换向阀、平衡阀、单向阀、溢流阀、双向液压锁和液压油路；所述的柱塞泵通过电磁换向阀、平衡阀、单向阀、溢流阀、双向液压锁构成的液压系统控制双螺旋摆动缸；外部液压油通过双螺旋摆动缸的两个油口与内部两个液压油腔室连通，当其中一个油腔输入液压油时，空心螺杆在液压力作用下，直线运动同时转动，带动输出螺杆同时随之转动，直连旋翼轴在其驱动下沿固定件间预留滑道转动，调整旋翼倾转角度。
3.根据权利要求1所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于，所述夹持卡爪上端为四棱柱旋杆，顶端凸块呈三角形，中间有一圆形通孔；下端为圆弧状卡爪；上下端通过紧定螺钉连接。
4.根据权利要求1所述的一种高扭矩密度的双自锁旋翼倾转机构，其特征在于：所述的双螺旋摆动缸的铝合金缸体...
【专利技术属性】
技术研发人员：纵怀志，刘津源，秦思博，艾吉昆，黄伟迪，张军辉，徐兵，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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