CN109018431B - 一种主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,包括自动倾斜器和与自动倾斜器球面连接的立柱,自动倾斜器还连接有转动装置,当自动倾斜器与立柱产生相对转动时,转动装置能够随着自动倾斜器运动;旋转装置中的第一伺服电机和第二伺服电机能够带动双耳轴方形套上下移动,不影响自动倾斜器在任意摆角范围内偏转;当自由倾斜器需要在某一摆角位置锁紧时,通过驱动第一伺服电机和第二伺服电机,令第一蜗轮和第二蜗轮夹紧双耳轴方形套,从而锁紧与双耳轴方形套相连的自动倾斜器,锁紧牢固、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及直升机主旋翼试验机技术领域,特别是涉及一种主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器。
背景技术
直升机主旋翼***是直升机的核心部件,对其组成零件进行地面寿命试验机非常重要。自动倾斜器是直升机改变旋翼倾斜方向和桨叶倾角的专用装置,通过它实现对直升机飞行状态的操纵,它经由球形套筒装在旋翼轴上,套筒和总距操纵杆相连并可在旋翼轴上下滑动,套筒的球面上套有一个不旋转的环,称为内环,和周期变距操纵杆相连,内环可沿球形套筒向任一方向倾斜,外环是旋转部分,通过滚动轴承绕内环旋转,同时通过拉杆与桨叶连接并一同运动。操纵总距操纵杆时,球形套筒带动整个自动倾斜器向上或向下,使各个叶片的桨距同时变大或变小,使直升机上升或下降;推动周期变距操纵杆时,使内环绕套筒倾斜,带动外环倾斜,拉动桨叶周期性地改变桨距,使旋翼旋转平面倾斜,从而使直升机沿着旋翼拉力水平分量的方向飞行,达到控制直升机飞行方向的目的。
直升机主旋翼试验机在实验过程中,自动倾斜器有两种工作状态:1)二自由度往复摆动;2)在摆动到某一位置后固定不动。通常自动倾斜器的二自由度往复摆动是通过三个助力油缸实现;而摆动到某一位置后固定不动一般是通过液压锁将助力油缸锁死实现,但在实际使用过程中发现液压锁的可靠性较低,特别是在重载时可靠性很低。
因此,如何改变现有技术中,直升机主旋翼试验机的实验过程中,自动倾斜器采用液压锁锁定可靠性较低的现状,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,以解决上述现有技术存在的问题,使自动倾斜器能够在任意摆角位置实现可靠锁定。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:本发明提供一种主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,包括自动倾斜器和与所述自动倾斜器转动连接的立柱,所述自动倾斜器还连接有转动装置,当所述自动倾斜器与所述立柱产生相对转动时,所述转动装置能够随着所述自动倾斜器运动;
所述转动装置包括U形框架和丝杠,所述丝杠的两端分别连接于所述U形框架的两侧壁上,所述丝杠上设置双耳轴方形套,所述丝杠与所述双耳轴方形套相啮合,所述双耳轴方形套与所述自动倾斜器相连接,所述双耳轴方形套的上下两端分别设置第一蜗轮和第二蜗轮,所述第一蜗轮和所述第二蜗轮均设置螺纹通孔,所述第一蜗轮和所述第二蜗轮的螺纹通孔均与所述丝杠相啮合,所述第一蜗轮还与第一轴蜗杆相啮合,所述第一轴蜗杆与第一伺服电机传动相连,所述第一蜗轮和所述第一轴蜗杆的外部设置第一箱体,所述第二蜗轮还与第二轴蜗杆相啮合,所述第二轴蜗杆与第二伺服电机传动相连,所述第二蜗轮和第二轴蜗杆的外部设置第二箱体,所述第一箱体和所述第二箱体均与所述U形框架滑动连接,所述第一箱体和所述第二箱体与所述U形框架相对滑动的方向均与所述丝杠的轴线方向相平行;
所述立柱的底部连接有底座,所述U形框架与所述底座通过球形铰链相接。
优选地,所述立柱的外部套装有球铰轴承内环,所述球铰轴承内环的外部设置球铰轴承外环,所述球铰轴承内环与所述球铰轴承外环转动连接,所述球铰轴承外环与所述自动倾斜器相连。
优选地,所述自动倾斜器套装于所述球铰轴承外环的外部,所述自动倾斜器与所述球铰轴承外环固定连接。
优选地,所述第一箱体和所述第二箱体均套装于所述丝杠的外部,所述第一箱体与所述第一蜗轮之间、所述第二箱体与所述第二蜗轮之间均加装轴承。
优选地,所述第一箱体和所述第二箱体的外部均设置滑座,所述U形框架的底壁上设置导轨,所述滑座可滑动地设置于所述导轨上。
优选地,所述导轨的横截面为矩形,所述滑座的横截面为凹字形。
优选地,所述第一轴蜗杆的轴线与所述丝杠的轴线相垂直,所述第一轴蜗杆的轴线与所述第二轴蜗杆的轴线相平行,所述第一轴蜗杆伸出所述第一箱体与所述第一伺服电机传动相连,所述第二轴蜗杆伸出所述二箱体与所述第二伺服电机传动相连。
优选地,所述第一伺服电机固定在所述第一箱体上,所述第二伺服电机固定在所述第二箱体上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:本发明的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,包括自动倾斜器和与自动倾斜器转动连接的立柱,自动倾斜器还连接有转动装置,当自动倾斜器与立柱产生相对转动时,转动装置能够随着自动倾斜器运动;旋转装置中的第一伺服电机和第二伺服电机能够带动双耳轴方形套上下移动,不影响自动倾斜器在任意摆角范围内偏转;当自由倾斜器需要在某一摆角位置锁紧时,通过驱动第一伺服电机和第二伺服电机,令第一蜗轮和第二蜗轮夹紧双耳轴方形套,从而锁紧与双耳轴方形套相连的自动倾斜器,锁紧牢固、可靠。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器的剖切结构示意图;
图2为图1中沿A-A向剖切的结构示意图;
图3为图1中沿B-B向剖切的结构示意图;
图4为图1中沿C-C向剖切的结构示意图;
其中,1为自动倾斜器,2为立柱,3为U形框架,4为丝杠,5为双耳轴方形套,6为第一涡轮,7为第二蜗轮,8为第一轴蜗杆,9为第二轴蜗杆,10为第一伺服电机,11为第二伺服电机,12为第一箱体,13为第二箱体,14为底座,15为球铰轴承内环,16为球铰轴承外环,17为滑座,18为导轨,19为耳板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,以解决上述现有技术存在的问题,使自动倾斜器能够在任意摆角位置实现可靠锁定。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参考图1-4,其中,图1为本发明的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器的剖切结构示意图,图2为图1中沿A-A向剖切的结构示意图,图3为图1中沿B-B向剖切的结构示意图,图4为图1中沿C-C向剖切的结构示意图。
本发明提供一种主旋翼试验机自动倾斜器1双螺旋锁紧器,包括自动倾斜器1和与自动倾斜器1转动连接的立柱2,自动倾斜器1还连接有转动装置,当自动倾斜器1与立柱2产生相对转动时,转动装置能够随着自动倾斜器1运动;
转动装置包括U形框架3和丝杠4,丝杠4的两端分别连接于U形框架3的两侧壁上,丝杠4上设置双耳轴方形套5,丝杠4与双耳轴方形套5相啮合,双耳轴方形套5与自动倾斜器1相连接,双耳轴方形套5的上下两端分别设置第一蜗轮6和第二蜗轮7,第一蜗轮6和第二蜗轮7均设置螺纹通孔,第一蜗轮6和第二蜗轮7的螺纹通孔均与丝杠4相啮合,第一蜗轮6还与第一轴蜗杆8相啮合,第一轴蜗杆8与第一伺服电机10传动相连,第一蜗轮6和第一轴蜗杆8的外部设置第一箱体12,第二蜗轮7还与第二轴蜗杆9相啮合,第二轴蜗杆9与第二伺服电机11传动相连,第二蜗轮7和第二轴蜗杆9的外部设置第二箱体13,第一箱体12和第二箱体13均与U形框架3滑动连接,第一箱体12和第二箱体13均与U形框架3相对滑动的方向与丝杠4的轴线方向相平行;
立柱2的底部连接有底座14,U形框架3与底座14通过球形铰链相接,U形框架3能够相对于底座14实现三自由度转动,但是不能产生任何方向的相对移动。
当自动倾斜器1在二自由度往复摆动时,启动第一伺服电机10(正转)和第二伺服电机11(反转),第一伺服电机10带动第一轴蜗杆8、第一蜗轮6旋转,由于丝杠4不能旋转,故第一蜗轮6及与之相连的所有构件一同向上运动,到达设定位置(由伺服电机的编码器检测)第一伺服电机10制动;第二伺服电机11带动第二轴蜗杆9、第二蜗轮7旋转,同样由于丝杠4不能旋转,故第二蜗轮7及与之相连的所有构件一同向下运动,到达设定位置(由伺服电机的编码器检测)第二伺服电机11制动;此时即可进行自动倾斜器1的二自由度往复摆动。当要实现自动倾斜器1在某一摆角位置锁紧时,同时以低力矩档位启动第一伺服电机10(反转)和第二伺服电机11(正转),第一伺服电机10带动第一轴蜗杆8、第一蜗轮6旋转,由于丝杠4不能旋转,故第一蜗轮6及与之相连的所有构件一同向下运动,当第一蜗轮6的下端面与双耳轴方形套5的上端面接触后第一伺服电机10停止转动;第二伺服电机11带动第二轴蜗杆9、第二蜗轮7旋转,由于丝杠4不能旋转,故第二蜗轮7及与之相连的所有构件一同向上运动,当第二蜗轮7上端面与双耳轴方形套5的下端面接触后第二伺服电机11停止转动;同时以高力矩档位启动第一伺服电机10(反转)和第二伺服电机11(正转),锁紧自动倾斜器1。
具体地,立柱2的外部套装有球铰轴承内环15,球铰轴承内环15的外部设置球铰轴承外环16,球铰轴承内环15与球铰轴承外环16转动连接,球铰轴承外环16与自动倾斜器1相连。立柱2与自动倾斜器1通过球铰轴承内环15和球铰轴承外环16实现相对偏转,增强立柱2与自动倾斜器1之间的耐磨性能,提高部件使用寿命。另外,自动倾斜器1的外圆柱面上设置两个耳板19,通过耳板19实现自动倾斜器1与双耳轴方形套5相连。
其中,自动倾斜器1套装于球铰轴承外环16的外部,自动倾斜器1与球铰轴承外环16固定连接,自动倾斜器1为圆盘形结构,自动倾斜器1上具有中央圆柱孔,自动倾斜器1通过中央圆柱孔套装在球铰轴承外环16的外圆柱面上,同时二者固定连接。
更具体地,第一箱体12和第二箱体13均套装于丝杠4的外部,第一箱体12与第一蜗轮6之间、第二箱体13与第二蜗轮7之间均加装轴承。
进一步地,第一箱体12和第二箱体13的外部均设置滑座17,U形框架3的底壁上设置导轨18,滑座17可滑动地设置于导轨18上,导轨18和滑座17的设置限定了第一箱体12和第二箱体13的运动轨迹,避免第一箱体12和第二箱体13偏离运动轨道,同时起到减小摩擦的作用。
另外,导轨18的横截面为矩形,滑座17的横截面为凹字形,加工简单、方便装卸。
第一轴蜗杆8的轴线与丝杠4的轴线相垂直,第一轴蜗杆8的轴线与第二轴蜗杆9的轴线相平行,第一轴蜗杆8伸出第一箱体12与第一伺服电机10传动相连,第二轴蜗杆9伸出二箱体与第二伺服电机11传动相连。在实际生产中,为了提高生产效率,可将第一箱体12与第二箱体13、第一蜗轮6与第二蜗轮7、第一轴蜗杆8与第二轴蜗杆9设置为统一规格,提高加工效率,降低装配难度。
第一伺服电机10固定在第一箱体12上,第二伺服电机11固定在第二箱体13上,第一箱体12和第二箱体13为第一伺服电机10和第二伺服电机11提供了支撑。
本发明的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,在不影响自动倾斜器1在二自由度内来回摆动的前提下,能够对自动倾斜器1进行可靠锁紧。需要锁紧时,同时以低力矩档位启动第一伺服电机10(反转)和第二伺服电机11(正转),第一伺服电机10带动第一轴蜗杆8、第一蜗轮6旋转,由于丝杠4不能旋转,故第一蜗轮6及与之相连的所有构件一同向下运动,当第一蜗轮6的下端面与双耳轴方形套5的上端面接触后第一伺服电机10停止转动;第二伺服电机11带动第二轴蜗杆9、第二蜗轮7旋转,由于丝杠4不能旋转,故第二蜗轮7及与之相连的所有构件一同向上运动,当第二蜗轮7上端面与双耳轴方形套5的下端面接触后第二伺服电机11停止转动,图1所示为锁紧状态。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,其特征在于:包括自动倾斜器和与所述自动倾斜器转动连接的立柱,所述自动倾斜器还连接有转动装置,当所述自动倾斜器与所述立柱产生相对转动时,所述转动装置能够随着所述自动倾斜器运动;
所述转动装置包括U形框架和丝杠,所述丝杠的两端分别连接于所述U形框架的两侧壁上,所述丝杠上设置双耳轴方形套,所述丝杠与所述双耳轴方形套相啮合,所述双耳轴方形套与所述自动倾斜器相连接,所述双耳轴方形套的上下两端分别设置第一蜗轮和第二蜗轮,所述第一蜗轮和所述第二蜗轮均设置螺纹通孔,所述第一蜗轮和所述第二蜗轮的螺纹通孔均与所述丝杠相啮合,所述第一蜗轮还与第一轴蜗杆相啮合,所述第一轴蜗杆与第一伺服电机传动相连,所述第一蜗轮和所述第一轴蜗杆的外部设置第一箱体,所述第二蜗轮还与第二轴蜗杆相啮合,所述第二轴蜗杆与第二伺服电机传动相连,所述第二蜗轮和第二轴蜗杆的外部设置第二箱体,所述第一箱体和所述第二箱体均与所述U形框架滑动连接,所述第一箱体和所述第二箱体与所述U形框架相对滑动的方向均与所述丝杠的轴线方向相平行;
所述立柱的底部连接有底座,所述U形框架与所述底座通过球形铰链相接。
2.根据权利要求1所述的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,其特征在于:所述立柱的外部套装有球铰轴承内环,所述球铰轴承内环的外部设置球铰轴承外环,所述球铰轴承内环与所述球铰轴承外环转动连接,所述球铰轴承外环与所述自动倾斜器相连。
3.根据权利要求2所述的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,其特征在于:所述自动倾斜器套装于所述球铰轴承外环的外部,所述自动倾斜器与所述球铰轴承外环固定连接。
4.根据权利要求1所述的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,其特征在于:所述第一箱体和所述第二箱体均套装于所述丝杠的外部,所述第一箱体与所述第一蜗轮之间、所述第二箱体与所述第二蜗轮之间均加装轴承。
5.根据权利要求4所述的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,其特征在于:所述第一箱体和所述第二箱体的外部均设置滑座,所述U形框架的底壁上设置导轨,所述滑座可滑动地设置于所述导轨上。
6.根据权利要求5所述的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,其特征在于:所述导轨的横截面为矩形,所述滑座的横截面为凹字形。
7.根据权利要求6所述的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,其特征在于:所述第一轴蜗杆的轴线与所述丝杠的轴线相垂直,所述第一轴蜗杆的轴线与所述第二轴蜗杆的轴线相平行,所述第一轴蜗杆伸出所述第一箱体与所述第一伺服电机传动相连,所述第二轴蜗杆伸出所述二箱体与所述第二伺服电机传动相连。
8.根据权利要求7所述的主旋翼试验机自动倾斜器双螺旋锁紧器,其特征在于:所述第一伺服电机固定在所述第一箱体上,所述第二伺服电机固定在所述第二箱体上。
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