CN205707301U - 一种变桨距机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于飞行器变桨距技术领域，公开了一种变桨距机构。变桨距机构安装在可转动的桨轴上，桨轴的上端设置有桨毂，桨毂的圆周设置有多个桨夹固定轴，每个桨夹固定轴上通过轴承设置有用于固定桨叶的桨夹；变桨距机构包括套设在桨轴外能够隔离桨轴的转动，且能够沿桨轴上下运动的隔离单元，隔离单元包含转动内圈和不转动外圈；转动内圈上均匀设置有多个与桨夹的轴侧部对应连接的桨夹拉杆，桨夹拉杆与转动内圈、桨夹的轴侧部均为转动连接；不转动外圈上设置有驱动隔离单元整体上下运动的驱动单元。该变桨距机构解决了现有技术中存在的油动旋翼飞行器控制***要求动力***响应速度足够快的问题；而且该装置结构简单、使用方便。
Description
技术领域
本实用新型属于飞行器变桨距技术领域，特别涉及一种变桨距机构。
背景技术
螺旋桨桨距即螺旋桨叶片旋转一周所形成的螺旋的高度，根据空气动力学的知识，在一定范围内，桨距与螺旋桨叶片的桨叶安装角成线性关系。根据空气动力学的知识，螺旋桨叶片不同的桨叶安装角对应着不同的升力系数，也就是说，在相同的转速下，不同的桨叶安装角可以使螺旋桨产生大小不同的升力，甚至是负升力。理论上讲，只要使桨叶安装角的改变速度足够快就可以实现对飞行器飞行姿态的控制。
旋翼飞行器的飞行姿态是通过调节每个旋翼的各个螺旋桨的升力来控制的，对于电动旋翼飞行器而言，直接改变无刷电机的转速即可，且响应速度足够快。但是油动旋翼机而言，其动力***为一台汽油发动机，通过传动***将动力分配到每个旋翼的各个螺旋桨上，如果通过机械变速机构来实现调节螺旋桨升力，既要增加过多的重量，而且响应速度达不到要求，即使在每一个旋翼上采用一台汽油发动机作为动力***，汽油发动机的油门响应速度也远远达不到要求。因此，对于油动旋翼飞行器而言，定螺距变转速的控制方案的可行性很小，更适合采用定转速变桨距的控制方式。
直升机螺旋桨的变距机构主要有两个功能：一是改变螺旋桨叶片的桨叶安装角，调节螺旋桨产生升力的大小；二是改变桨盘的倾角，从而使螺旋桨旋转产生的升力产生一个水平方向的分力，实现无人机的前向飞行等。对于旋翼无人机，只需要改变螺旋桨升力大小即可，其飞行姿态的控制是通过同时调节每个旋翼的十六个螺旋桨的升力来实现的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种变桨距机构，该变桨距机构解决了现有技术中存在的油动旋翼飞行器控制***要求动力***响应速度足够快的问题；而且该装置结构简单、使用方便。
为达到以上目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现。
一种变桨距机构，其特征在于：安装在可转动的桨轴上，所述桨轴上沿其圆周均匀分布安装有多个水平向桨夹固定轴，每个所述桨夹固定轴上均通过轴承安装有用于固定桨叶的桨夹；
变桨距机构包括能够沿桨轴上下运动的隔离单元，所述隔离单元包括与所述桨轴同步转动的转动内圈、以及安装在所述转动内圈外部的不转动外圈，所述转动内圈上连接有多个桨夹拉杆，所述各桨夹拉杆的另一端对应连接在各桨夹的侧部，所述桨夹拉杆与转动内圈、桨夹的轴侧部均为转动连接；
所述不转动外圈上连接有驱动单元，所述驱动单元用于驱动隔离单元沿桨轴上下运动时，带动各桨夹拉杆同步上下运动，进而带动各桨夹绕桨夹固定轴转动。
上述技术方案的特点和进一步改进：
进一步的，所述驱动单元包括固定在机臂上的动力源，所述动力源上设置有可绕其转动的摇臂，所述摇臂的外端转动连接有多个变距拉杆，所述变距拉杆与不转动外圈连接。
进一步的，所述变距拉杆为两个，所述摇臂与两个变距拉杆之间通过舵机摇臂连接杆连接，所述两个变距拉杆对应连接在舵机摇臂连接杆的两端，所述摇臂连接在舵机摇臂连接杆的中部。
进一步的，机臂上设置有供变距拉杆穿过的通孔，所述通孔的内侧壁与变距拉杆之间设置有直线轴承。
进一步的，所述转动内圈和不转动外圈之间通过轴承隔离转动，所述转动内圈与桨轴之间设置有滑动轴承。
进一步的，所述桨夹固定轴与桨轴之间通过桨毂连接，所述桨夹固定轴的一端设置为螺纹结构与桨毂连接，其另一端通过轴承与桨夹连接。
进一步的，所述桨毂的上部设置有导流盖。
进一步的，所述桨轴上设置有限制隔离单元上下运动位置极限的限位块。
进一步的，所述桨夹固定轴、桨夹均为四个，所述桨夹拉杆对应为四个。
本实用新型的变桨距机构，通过驱动单元驱动隔离单元整体上下运动，再通过隔离单元将桨轴的转动与驱动单元隔离，然后通过桨夹拉杆的上下移动推动桨夹的转动，从而实现桨叶的角度调整，该变桨距机构采用舵机作为动力源解决了现有技术中存在的油动旋翼飞行器控制***要求动力***响应速度足够快的问题；而且该装置结构简单、使用方便。
附图说明
图1为本实用新型的一种变桨距机构的结构示意图；
图2为图1的立体结构示意图；
图中：1、桨夹；2、导流盖；3、桨毂盖；4、桨毂；5、桨轴；6、滑动轴承；7、铜轴套；8、舵机摇臂连接杆；9、摇臂；10、舵机；11、变距拉杆；12、固定簧片；14、不转动外圈；15、转动内圈；16、桨夹拉杆；17、桨毂固定螺栓；18、桨夹固定轴；19、直线轴承；20、机臂上板；21、机臂下板；22下限位台。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参照图1、图2，为本实用新型的一种变桨距机构的结构示意图；该变桨距机构安装在可转动的桨轴5上，桨轴5上沿其圆周均匀分布安装有多个水平向桨夹固定轴18，每个桨夹固定轴18上均通过轴承安装有用于固定桨叶的桨夹1。桨夹1可以相对桨夹固定轴18转动，从而带动桨叶转动。
变桨距机构包括能够沿桨轴5上下运动的隔离单元，隔离单元包括与桨轴5同步转动的转动内圈15、以及安装在转动内圈15外部的不转动外圈14，转动内圈15上连接有多个桨夹拉杆16，各桨夹拉杆16的另一端对应连接在各桨夹1的侧部，本实施例中桨夹拉杆16的另一端对应连接在各桨夹1的轴向的侧部，桨夹拉杆16与转动内圈15、桨夹1的轴侧部均为转动连接。
不转动外圈14上连接有驱动单元，驱动单元用于驱动隔离单元沿桨轴5上下运动时，带动各桨夹拉杆16同步上下运动，进而带动各桨夹1绕桨夹固定轴18转动，从而带动桨叶转动实现变桨距。
本实施例中，桨夹固定轴18、桨夹1均为四个，相对应的桨夹拉杆16也为四个。
驱动单元包括固定在机臂上的动力源，动力源上设置有可绕其转动的摇臂9，摇臂9的外端转动连接有多个变距拉杆11，变距拉杆11与不转动外圈14连接。动力源采用舵机10。通过舵机10带动摇臂9摆动，摇臂9的摆动推动变距拉杆11上下移动，从而推动隔离单元整体上下运动。
变距拉杆11为两个，摇臂9与两个变距拉杆11之间通过舵机摇臂连接杆8连接，两个变距拉杆11对应连接在舵机摇臂连接杆8的两端，摇臂9连接在舵机摇臂连接杆8的中部。两个变距拉杆11能够平衡推力，防止隔离单元的卡死。
机臂上设置有供变距拉杆11穿过的通孔，通孔的内侧壁与变距拉杆11之间设置有直线轴承19，机臂包括机臂上板20和机臂下板21，本实施例中在机臂上板20和机臂下板21上均设置有通孔且通孔内设置有直线轴承19。通孔以及安装在其内的直线轴承19为变距拉杆11提供导向的作用，防止两个变距拉杆11之间的受力不均导致的隔离单元的卡死。
转动内圈15和不转动外圈14之间通过轴承隔离转动，转动内圈15与桨轴5之间上下设置有滑动轴承6和铜轴套7，铜轴套7是一种滑动轴承，当机械的转动比较低，间隙要求相对来说比较高的环境下可以用铜轴套来代替滚动轴承进行运作。铜轴套具有耐磨性，能够使用的时间比较长久。滑动轴承6减少了转动内圈15和桨轴5之间的摩擦，防止转动内圈15和桨轴5之间卡死现象的发生。
桨夹固定轴18与桨轴5之间通过桨毂4连接，桨夹固定轴18的一端设置为螺纹结构与桨毂4连接，其另一端通过轴承与桨夹1连接。
桨毂4的上部设置有导流盖2。因为桨叶工作需要很好的流场环境，而桨毂4上端不符合气动要求，所以需要加上导流盖2进行整流。
桨轴5上设置有限制隔离单元上下运动位置极限的限位块，本实施例中通过桨毂4的轴部的直径大于桨轴5的直径来限制最上运动位置，通过在桨轴5上设置下限位台22来限制最下运动位置。
本实用新型的变桨距机构，通过驱动单元驱动隔离单元整体上下运动，再通过隔离单元将桨轴5的转动与驱动单元隔离，然后通过桨夹拉杆16的上下移动推动桨夹1的转动，从而实现桨叶的角度调整，该变桨距机构采用舵机作为动力源解决了现有技术中存在的油动旋翼飞行器控制***要求动力***响应速度足够快的问题；而且该装置结构简单、使用方便。
尽管以上结合附图对本实用新型的实施方案进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在说明书的启示下，在不脱离本实用新型权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本实用新型保护之列。
Claims (9)
1.一种变桨距机构，其特征在于：安装在可转动的桨轴(5)上，所述桨轴(5)上沿其圆周均匀分布安装有多个水平向桨夹固定轴(18)，每个所述桨夹固定轴(18)上均通过轴承安装有用于固定桨叶的桨夹(1)；
变桨距机构包括能够沿桨轴(5)上下运动的隔离单元，所述隔离单元包括与所述桨轴(5)同步转动的转动内圈(15)、以及安装在所述转动内圈(15)外部的不转动外圈(14)，所述转动内圈(15)上连接有多个桨夹拉杆(16)，所述各桨夹拉杆(16)的另一端对应连接在各桨夹(1)的侧部，所述桨夹拉杆(16)与转动内圈(15)、桨夹(1)的轴侧部均为转动连接；
所述不转动外圈(14)上连接有驱动单元，所述驱动单元用于驱动隔离单元沿桨轴(5)上下运动时，带动各桨夹拉杆(16)同步上下运动，进而带动各桨夹(1)绕桨夹固定轴(18)转动。
2.如权利要求1所述的一种变桨距机构，其特征在于：所述驱动单元包括固定在机臂上的动力源，所述动力源上设置有可绕其转动的摇臂(9)，所述摇臂(9)的外端转动连接有多个变距拉杆(11)，所述变距拉杆(11)与不转动外圈(14)连接。
3.如权利要求2所述的一种变桨距机构，其特征在于：所述变距拉杆(11)为两个，所述摇臂(9)与两个变距拉杆(11)之间通过舵机摇臂连接杆(8)连接，所述两个变距拉杆(11)对应连接在舵机摇臂连接杆(8)的两端，所述摇臂(9)连接在舵机摇臂连接杆(8)的中部。
4.如权利要求2或3所述的一种变桨距机构，其特征在于：机臂上设置有供变距拉杆(11)穿过的通孔，所述通孔的内侧壁与变距拉杆(11)之间设置有直线轴承(19)。
5.如权利要求1～3任一项所述的一种变桨距机构，其特征在于：所述转动内圈(15)和不转动外圈(14)之间通过轴承隔离转动，所述转动内圈(15)与桨轴(5)之间设置有滑动轴承(6)。
6.如权利要求1～3任一项所述的一种变桨距机构，其特征在于：所述桨夹固定轴(18)与桨轴(5)之间通过桨毂(4)连接，所述桨夹固定轴(18)的一端设置为螺纹结构与桨毂(4)连接，其另一端通过轴承与桨夹(1)连接。
7.如权利要求6任一项所述的一种变桨距机构，其特征在于：所述桨毂(4)的上部设置有导流盖(2)。
8.如权利要求1～3任一项所述的一种变桨距机构，其特征在于：所述桨轴(5)上设置有限制隔离单元上下运动位置极限的限位块。
9.如权利要求1～3任一项所述的一种变桨距机构，其特征在于：所述桨夹固定轴(18)、桨夹(1)均为四个，所述桨夹拉杆(16)对应为四个。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170112 Address after: 710077 Xi'an, Lianhu District, Shaanxi Road, No. 32 Patentee after: Cheng Jing Patentee after: Lv Jingzhao Patentee after: Zuo Panfei Patentee after: Wang Xinsheng Patentee after: Liu Xilong Patentee after: Feng Linzhi Patentee after: Liu Yazhuo Patentee after: Li Haorong Address before: 710077 Xi''an, Lianhu District, Shaanxi Road, No. 32 Patentee before: Cheng Jing |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180930 Address after: 5 floor, building 2, 6 Rongxin Road, Yanta District, Xi'an, Shaanxi Patentee after: Xi'an Tianwen Intelligent Technology Co. Ltd. Address before: 710077 No. 32 labor South Road, Lianhu District, Xi'an, Shaanxi Co-patentee before: Lv Jingzhao Patentee before: Cheng Jing Co-patentee before: Zuo Panfei Co-patentee before: Wang Xinsheng Co-patentee before: Liu Xilong Co-patentee before: Feng Linzhi Co-patentee before: Liu Yazhuo Co-patentee before: Li Haorong |
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| TR01 | Transfer of patent right |