具有液压周期控制的独立桨叶控制系统技术方案

本发明专利技术公开了具有液压周期控制的独立桨叶控制系统。根据一种实施方式，径向流体装置包括具有多个径向延伸缸体的缸体块、多个活塞、围绕多个径向延伸缸体布置的凸轮。第一线性控制器耦接至凸轮并且可操作以沿着第一轴线重新定位凸轮。第二线性控制器耦接至凸轮并且可操作以沿着第二轴线重新定位凸轮。第三线性控制器耦接至凸轮并且可操作以抵制凸轮沿着第三轴线移动。

【技术实现步骤摘要】
具有液压周期控制的独立桨叶控制系统
本专利技术总体上涉及旋翼飞行器桨叶控制，以及更具体地涉及具有液压周期控制的独立桨叶控制系统。
技术介绍
旋翼飞行器(rotorcraft)可以包括一个或更多个旋翼系统。旋翼飞行器旋翼系统的一个示例是主旋翼系统。主旋翼系统可以生成气动升力以在飞行中支承旋翼飞行器的重量，并且生成推力以抵抗气动阻力以及在前飞中移动旋翼飞行器。旋翼飞行器旋翼系统的另一示例是尾旋翼系统。尾旋翼系统可以在与主旋翼系统的旋转相同的方向上生成推力，以对抗由主旋翼系统产生的转矩效应。旋翼系统可以包括旋转、偏转和/或调节旋翼桨叶的一个或更多个装置。
技术实现思路
本公开内容的【具体实施方式】可以提供一个或更多个技术优势。一种实施方式的技术优势可以包括实现对旋翼系统的独立桨叶控制的能力。一种实施方式的技术优势可以包括下述能力:在不需要冗余的电气或机械系统、状况监视系统或次级负载路径的情况下，提供可靠的独立桨叶控制系统。一种实施方式的技术优势可以包括机械地控制独立桨叶控制系统的能力。一种实施方式的技术优势可以包括在独立桨叶控制系统中节省动力的能力。本公开内容的一些实施方式可以包括上面的优势中的一些优势、所有优势或者不包括上面的优势。根据本文中所包括的附图、说明书和权利要求书，一个或更多个其他技术优势对本领域的普通技术人员而言将会容易理解。【附图说明】为了提供对本专利技术以及本专利技术的特征和优势的更全面的理解，结合附图提及下面的描述，在附图中:图1示出了根据一种示例配置的旋翼飞行器；图2示出了根据一种示例配置的图1的旋翼系统和桨叶120 ；图3A示出了针对每转一次振荡的频率的图1的桨叶的运动；图3B示出了针对每转三次振荡的频率的图1的桨叶的运动；图3C示出了针对每转五次振荡的频率的图1的桨叶的运动；图4A至图4D示出了针对每转四次振荡的频率的图1的桨叶的运动；图5A示出了针对每转两次振荡的频率的图1的桨叶的运动；图5B示出了针对每转六次振荡的频率的图1的桨叶的运动；图6A和图6B示出了示例液压致动系统；图7A和图7B示出了另一示例液压致动系统；图8A和图8B示出了又一示例液压致动系统； 图8C和图8D示出了在两个凸轮之间负载平衡的示例液压致动系统；图9A不出了根据一种实施方式的又一不例液压致动系统；图9B示出了由图9A的示例液压致动系统所生成的每个正弦振荡图案之和；图1OA至图1OS示出了根据一种示例实施方式的径向流体装置；图1lA至图1lJ示出了图1OA至图1OS的径向流体装置的替选实施方式； 图1lK示出了通过图1lJ的泵部的操作产生的惯性桨叶运动(2/转)；图12A至图12E示出了根据一种示例实施方式的、以图1OA至图1OS的径向流体装置为特征的独立桨叶控制(IBC)系统；图13A至图13J和图13M示出了根据另一示例实施方式的径向流体装置；图13K示出了图13A至图13J和图13M的径向流体装置的替选实施方式； 图13L示出了根据一种示例实施方式的被配置成提供五桨叶旋翼系统中的独立桨叶控制的基本周期泵；图14A至图14C示出了根据一种示例实施方式的、以图13A至图13J和图13M的径向流体装置为特征的IBC系统；图15A至图15F示出了根据一种示例实施方式的图14A至图14C的IBC系统的桨叶致动器；图16A示出了根据一种示例实施方式的、串联耦接的两个图15A至图15F的桨叶致动器；图16B示出了根据一种示例实施方式的、串联耦接的三个图15A至图15F的桨叶致动器；图17A示出了根据一种示例实施方式的、以三个图13A至图13J和图13M的径向流体装置和四组耦接的图16B的桨叶致动器为特征的IBC系统；以及图17B示出了根据一种示例实施方式的、以两个图13A至图13J和图13M的径向流体装置和四组耦接的图16A的桨叶致动器为特征的IBC系统。【具体实施方式】旋翼系统图1示出了根据一种示例配置的旋翼飞行器100。旋翼飞行器100以旋翼系统110、桨叶120、机身130、起落装置140和尾翼150为特征。旋翼系统110可以旋转桨叶120。旋翼系统110可以包括控制系统，用于选择性地控制每个桨叶120的俯仰(pitch)，以选择性地控制旋翼飞行器100的方向、推力和升力。机身130表不旋翼飞行器100的机体,并且可以耦接至旋翼系统110，使得旋翼系统110和桨叶120可以借助空气移动机身130。当旋翼飞行器100着陆时和/或当旋翼飞行器100静止在地面上时，起落装置140支承旋翼飞行器100。尾翼150表示飞行器的尾部，并且以旋翼系统110和桨叶120’的部件为特征。桨叶120’可以在与桨叶120的旋转相同的方向上提供推力，以便对抗由旋翼系统110和桨叶120产生的转矩效应。与本文中所描述的旋翼系统有关的一些实施方式的教示可以应用于旋翼系统110和/或其他旋翼系统，例如其他倾斜旋翼系统和直升机旋翼系统。还应当理解的是，旋翼飞行器100的教示可以应用于除了旋翼飞行器之外的飞行器，列举一些示例，如飞机和无人驾驶飞行器。图2示出了根据一种示例配置的图1的旋翼系统110和桨叶120。在图2的示例配置中，旋翼系统110以动力系(power train) 112、毂114、斜盘116和俯仰连杆(pitchlink) 118为特征。在一些示例中，旋翼系统110可以包括更多部件或更少部件。例如，图2没有示出诸如变速箱、倾斜盘、驱动连杆、驱动杆、以及可以被合并的其他部件的部件。动力系112以动力源112a和驱动轴112b为特征。动力源112a、驱动轴112b以及毂114是用于传递转矩和/或旋转的机械部件。动力系112可以包括多个部件，包括发动机、传动装置和差动齿轮(differentials)。在操作中，驱动轴112b从动力源112a接收转矩或旋转能，并且使毂114旋转。旋翼毂114的旋转使得桨叶120围绕驱动轴112b螺旋。斜盘116将旋翼飞行器飞行控制输入转换成桨叶120的运动。因为当旋翼飞行器在飞行时，桨叶120通常自旋，所以斜盘116可以将飞行控制输入从不旋转的机身传送至毂114、桨叶120和/或将毂114耦接至桨叶120的部件(例如，夹具和俯仰操纵杆(pitchhorn))。本说明书中提及的俯仰连杆与毂之间的耦接还可以包括但不限于:俯仰连杆与桨叶之间的耦接或俯仰连杆与将毂耦接至桨叶的部件之间的耦接。在一些示例中，斜盘116可以包括不旋转斜盘环116a和旋转斜盘环116b。不旋转斜盘环116a不与驱动轴112b —起旋转，而旋转斜盘环116b与驱动轴112b —起旋转。在图2的示例中，俯仰连杆118将旋转斜盘环116b连接至桨叶120。在操作中，根据一种示例实施方式，将不旋转斜盘环116a沿着驱动轴112b的轴线平移使得俯仰连杆118向上移动或向下移动。这同等地改变所有桨叶120的俯仰角，从而增加或减小旋翼的推力，并且使得飞行器上升或下降。将不旋转斜盘环116a倾斜使得旋转斜盘116b倾斜，从而当它们与驱动轴一起旋转时，使俯仰连杆118周期地上下移动。这会使旋翼的推力矢量倾斜，从而导致旋翼飞行器100顺着斜盘被倾斜的方向水平地平移。独立奖叶控制独立桨叶控制(IBC)可以指控制各个旋翼系统桨叶(例如桨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋翼飞行器，包括：机体；动力系，所述动力系耦接至所述机体，并且包括动力源和耦接至所述动力源的驱动轴；旋翼系统，所述旋翼系统耦接至所述动力系，所述旋翼系统包括旋翼桨叶；致动器，所述致动器耦接至所述旋翼桨叶，并且能够操作以移动所述旋翼桨叶；以及径向流体装置，所述径向流体装置与所述致动器流体连通，所述径向流体装置包括：缸体块，所述缸体块包括多个径向延伸缸体，所述多个径向延伸缸体包括与所述致动器流体连通的一个缸体，其中，所述缸体块被安装用于旋转；多个活塞，所述多个活塞中的每个活塞被可滑动地容纳在所述多个径向延伸缸体中的一个不同的缸体内；凸轮，所述凸轮被布置成围绕所述多个径向延伸缸体；第一线性控制器，所述第一线性控制器耦接至所述凸轮，并且能够操作以沿着第一轴线重新定位所述凸轮；第二线性控制器，所述第二线性控制器耦接至所述凸轮，并且能够操作以沿着第二轴线重新定位所述凸轮；以及第三线性控制器，所述第三线性控制器耦接至所述凸轮，并且能够操作以抵制所述凸轮沿着第三轴线移动。

【技术特征摘要】
2012.08.02 US 13/565,5971.一种旋翼飞行器，包括: 机体； 动力系，所述动力系耦接至所述机体，并且包括动力源和耦接至所述动力源的驱动轴； 旋翼系统，所述旋翼系统耦接至所述动力系，所述旋翼系统包括旋翼桨叶； 致动器，所述致动器耦接至所述旋翼桨叶，并且能够操作以移动所述旋翼桨叶；以及 径向流体装置，所述径向流体装置与所述致动器流体连通，所述径向流体装置包括: 缸体块，所述缸体块包括多个径向延伸缸体，所述多个径向延伸缸体包括与所述致动器流体连通的一个缸体，其中，所述缸体块被安装用于旋转； 多个活塞，所述多个活塞中的每个活塞被可滑动地容纳在所述多个径向延伸缸体中的一个不同的缸体内； 凸轮，所述凸轮被布置成围绕所述多个径向延伸缸体； 第一线性控制器，所述第一线性控制器耦接至所述凸轮，并且能够操作以沿着第一轴线重新定位所述凸轮； 第二线性控制器，所述第二线性控制器耦接至所述凸轮，并且能够操作以沿着第二轴线重新定位所述凸轮；以及 第三线性控制器，所述第三线性控制器耦接至所述凸轮，并且能够操作以抵制所述凸轮沿着第三轴线移动。2.根据权利要求1所`述的旋翼飞行器，其中: 所述径向流体装置还包括限定第一壳体缸体、第二壳体缸体和第三壳体缸体的壳体； 所述第一线性控制器包括可滑动地容纳在所述第一壳体缸体内的第一控制活塞； 所述第二线性控制器包括可滑动地容纳在所述第二壳体缸体内的第二控制活塞；以及 所述第三线性控制器包括可滑动地容纳在所述第三壳体缸体内的第三控制活塞。3.根据权利要求2所述的旋翼飞行器，其中: 所述第一壳体缸体能够操作以接收第一流体； 所述第二壳体缸体能够操作以接收第二流体；以及 所述第三壳体缸体能够操作以接收第三流体。4.根据权利要求3所述的旋翼飞行器，其中，所述第一流体和所述第二流体具有变化的压力，以及所述第三流体具有近似恒定的压力。5.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，所述第一线性控制器包括可滑动地容纳在第一壳体缸体内的第一控制活塞。6.根据权利要求5所述的旋翼飞行器，还包括位置传感器，所述位置传感器能够操作以测量所述第一控制活塞的运动。7.根据权利要求6所述的旋翼飞行器，其中，所述位置传感器为线性可变差动变压器。8.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，每个径向延伸缸体与所述旋翼系统的不同的旋翼桨叶流体连通。9.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，所述第一线性控制器和所述第二线性控制器中的至少一个能够操作以在所述缸体块的旋转期间移动所述凸轮。10.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，所述凸轮包括与所述多个活塞接触的圆形表面。11.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，所述凸轮为单瓣的。12.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，所述多个活塞中的每个活塞在所述缸体块的每转完成一次冲程。13.根据权利要求1所述的旋翼飞行器，其中，所述缸体块还包括第二多个径向延伸缸体，所述径向流体装置还包括: 第二多个活塞，所述第二多个活塞中的每个活塞被可滑动地容纳在所述第二多个径向延伸缸体中的一个不同的缸体内；以及 第二凸轮，所述第二凸轮被布置成围绕所述第二多个径向延伸缸体，其中，所述第二凸轮比所述凸轮具有多于至少一个的瓣。14.根据权利要求13所述的旋翼飞行器，其中，所述缸体块还包括第三多个径向延伸缸体，所述径向流体装置还包括: 第三多个活塞，所述第三多个活塞中的每个活塞被可滑动地容纳在所述第三多个径向延伸缸体中的一个不同的缸体内；以及 第三凸轮，所述第三凸轮被布置成围绕所述第三多个径向延伸缸体，其中，所述第三凸轮比所述第二凸轮具有多 于至少一个的瓣。15.一种提供旋翼桨叶的周期控制的方法，包括: 提供缸体块组件，所述缸体块组件包括:...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡洛斯·A·费尼，
申请(专利权)人：贝尔直升机德事隆公司，
类型：发明
国别省市：