CN212667652U - 一种串列式电动双旋翼直升机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种串列式电动双旋翼直升机，包括机身和沿机身的两端串列式间隔设置的第一旋翼***和第二旋翼***，第一旋翼***和第二旋翼***均包括桨叶、桨毂和旋翼轴，第一旋翼***和第二旋翼***的桨叶之间呈90°间隔布置且保持高度一致。本实用新型主要有以下技术效果：俩桨叶在同速且沿相反方向旋转时相互错开，旋转中心距离小于桨叶旋转直径，大于桨叶旋转半径，从而使桨叶旋转时避免相互干涉，同时使机身占用体积更小；俩桨毂高度一致，继而使旋翼桨盘水平高度一致，达到机动性更强，操作更灵活的目的；传动***通过皮带或齿轮连接电机进行动力传递，结构简单，传动效率高，减少功率损失。

Description

一种串列式电动双旋翼直升机

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种串列式电动双旋翼直升机。

背景技术

直升机作为20世纪航空技术极具特色的创造之一，极大地拓展了飞行器的应用范围。直升机是典型的军民两用产品，可以广泛的应用在运输、巡逻、旅游、救护等多个领域。

直升机的旋翼在空中飞速旋转时，空气会给旋翼一个反作用力矩，如果不设法平衡掉这个反作用扭矩，直升机就会在空中打转，不能前飞，也无法进行方向操纵。世界上应用范围最广、最受欢迎、最有生命力的直升机是通过加装尾桨以平衡旋翼反作用扭矩的单旋翼带尾桨式直升机，但是单旋翼带尾桨式直升机的尾桨不产生升力，只产生一定推力或拉力去平衡旋翼的反扭矩并用于改变飞行方向，其结果会白白浪费掉许多功率。此外，尾桨在旋翼和机身尾涡的不良气动环境里工作，其气动效率也比较低；暴露在外的尾桨桨叶也不利于飞行安全，在起飞、着陆和贴地飞行时容易与地面障碍物相撞，在军用直升机中，尾桨造成的事故约占事故总数的15％左右。

平衡旋翼反作用扭矩的另一种直升机是纵列式双旋翼直升机，然而常规的纵列式双旋翼直升机传动机构机械结构较复杂，零件数量多，重量大，结构复杂，稳定性差；前传动***和后传动***通过机械刚性连接，前旋翼***和后旋翼***振动相互干扰，造成机身振动水平高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供一种串列式电动双旋翼直升机，满足机动性更强，操作更灵活，占用体积更小的要求。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种串列式电动双旋翼直升机，包括机身和沿所述机身的两端串列式间隔设置的第一旋翼***和第二旋翼***，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***均包括桨叶、桨毂和旋翼轴，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***的所述桨毂的下端分别设置于各自的所述旋翼轴的上端，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***的所述桨毂的上端在各自的所述桨叶的中部与所述桨叶相互连接，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***的所述桨叶之间呈90°间隔布置。

优选地，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***的所述桨叶的结构和尺寸相同，俩所述桨叶的旋转中心的距离小于所述桨叶的旋转直径，但大于所述桨叶的旋转半径。

优选地，还包括动力***，所述动力***包括电机、齿轮、齿盘和轴承，所述电机设置于所述第一旋翼***的下端，所述齿轮与所述电机的输出端连接，所述齿盘设置于所述齿轮的侧端并与所述齿轮传动连接，所述轴承设置于所述齿盘的中部，所述轴承环套在所述第一旋翼***的所述旋翼轴的外部，所述电机通过所述齿轮与所述齿盘转动连接，所述齿盘通过所述轴承带动所述第一旋翼***的所述旋翼轴旋转。

优选地，还包括传动***，所述传动***包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮和传动轴，所述第一锥齿轮设置于所述第一旋翼***的所述旋翼轴的下端，所述第一旋翼***带动所述第一锥齿轮旋转，所述第二锥齿轮设置于所述第二旋翼***的所述旋翼轴的下端，带动所述第二旋翼***沿着所述第一旋翼***的旋转方向相反的方向旋转，所述第三锥齿轮设置为两个，分别设置于所述传动轴两端，并分别与所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮传动配合，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮为结构相同的锥齿轮以保证所述第一旋翼***、第二旋翼***的转速相同。

优选地，还包括动力***，所述动力***包括电机、齿轮、齿盘和轴承，所述电机设置于所述机身的中部，所述齿轮与所述电机的输出端连接，所述齿盘设置于所述齿轮的侧端并与传动轴相垂直，所述轴承设置于所述齿盘的中部，所述轴承环套在所述传动轴的外部，所述电机通过所述齿轮与所述齿盘转动连接，所述齿盘通过所述轴承带动所述传动轴旋转。

优选地，还包括动力***，所述动力***包括第一皮带轮、第二皮带轮、电机和同步带，所述电机设置于所述机身上，所述第一皮带轮与所述电机的输出端连接，所述第二皮带轮环套在传动轴的外部，所述第一皮带轮和所述第二皮带轮通过所述同步带传动连接并带动所述传动轴旋转。

优选地，还包括传动***，所述传动***包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮和传动轴，所述第一锥齿轮设置于所述第一旋翼***的所述旋翼轴的下端，带动所述第一旋翼***的所述旋翼轴旋转，所述第二锥齿轮设置于所述第二旋翼***的所述旋翼轴的下端，带动所述第二旋翼***的所述旋翼轴沿着与所述第一旋翼***的所述旋翼轴的旋转方向相反的方向旋转，所述第三锥齿轮设置为两个，分别设置于所述传动轴两端，并分别与所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮传动配合，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮为结构相同的锥齿轮以保证所述第一旋翼***、第二旋翼***的转速相同。

优选地，所述传动轴包括长轴和短轴，所述长轴靠近所述第一旋翼***，所述短轴靠近所述第二旋翼***，所述长轴和所述短轴之间通过联轴器连接。

优选地，所述轴承包括法兰轴套，所述法兰轴套内部设置有单向滚针轴承。

优选地，所述电机为无刷电机。

通过采用上述技术方案，本实用新型主要有以下技术效果：俩桨叶在同速旋转时相互错开，旋转中心距离小于桨叶旋转直径，大于桨叶旋转半径，从而使桨叶旋转时避免相互干涉，同时使机身占用体积更小；俩桨毂高度一致，继而使旋翼桨盘水平高度一致，达到机动性更强，操作更灵活的目的；传动***通过皮带或齿轮连接电机进行动力传递，结构简单，传动效率高，减少功率损失。

附图说明

图1为本实用新型一种串列式电动双旋翼直升机的结构示意图；

图2为本实用新型一种串列式电动双旋翼直升机传动***的结构示意图；

图3为本实用新型一种串列式电动双旋翼直升机动力***的结构示意图。

1、机身；2、第一旋翼***；3、第二旋翼***；4、桨叶；5、桨毂；6、旋翼轴；7、第一锥齿轮；8、第二锥齿轮；9、第三锥齿轮；10、传动轴；11、长轴；12、短轴；13、联轴器；14、电机；15、齿轮；16、齿盘；17、轴承；18、法兰轴套；19、单向滚针轴承；20、起落架。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参照图1，本实用新型提出一种串列式电动双旋翼直升机，包括机身1和沿所述机身1的两端串列式间隔设置的第一旋翼***2和第二旋翼***3。所述第一旋翼***2和所述第二旋翼***3均包括桨叶4、桨毂5和旋翼轴6，且第一旋翼***2和第二旋翼***3的桨叶4的结构及尺寸均相同。每个旋翼***的所述桨毂5在桨叶4的中部与所述桨叶4连接，且所述第一旋翼***2和所述第二旋翼***3的桨叶4之间呈90°布置，所述第一旋翼***2和所述第二旋翼***3的桨叶以相同速度沿着相反方向分别旋转。为了避免90°布置的两桨叶在旋转时相互干涉，出现打桨的情况，所述第一旋翼***2和所述第二旋翼***3的所述桨叶的结构和尺寸相同，所述第一旋翼***2的桨叶的旋转中心与所述第二旋翼***3的桨叶的旋转中心之间的距离设置为小于所述桨叶4的旋转直径，但大于所述桨叶4的旋转半径，如此设计还能使机身1占用体积更小。所述第一旋翼***2和第二旋翼***3的桨毂5设置于所述旋翼轴6的上端且高度保持一致，每个所述桨毂5均通过一根水平设置的横轴贯穿其内部，二者之间设置有橡胶胶圈，所述横轴两端分别与所述桨叶4螺栓连接从而实现桨叶4与桨毂5的固定连接，并使得旋翼桨盘水平高度一致，达到机动性更强，操作更灵活的目的。

参照图2和图3，本实用新型提出一种串列式电动双旋翼直升机，包括动力***，所述动力***包括电机14、齿轮15、齿盘16和轴承17，所述电机14设置于所述第一旋翼***2的下端，所述齿轮15与所述电机14的输出端连接，所述齿盘16设置于所述齿轮15的侧端并与所述齿轮15传动连接，所述轴承17设置于所述齿盘16的中部，所述轴承17环套在所述第一旋翼***2的所述旋翼轴6的外部，所述电机14通过所述齿轮15与所述齿盘16转动连接，所述齿盘16通过所述轴承17带动所述第一旋翼***2的所述旋翼轴6旋转，由此实现动力的传输。

进一步地，在本实施例中，还包括传动***，所述传动***包括第一锥齿轮7、第二锥齿轮8、第三锥齿轮9和传动轴10，所述第一锥齿轮7设置于所述第一旋翼***2的所述旋翼轴6的下端，所述第一旋翼***2带动所述第一锥齿轮7旋转，所述第二锥齿轮8设置于所述第二旋翼***3的所述旋翼轴6的下端，带动所述第二旋翼***3沿着与所述第一旋翼***2的旋转方向相反的方向旋转，所述第三锥齿轮9设置为两个，分别设置于所述传动轴10两端，并分别与所述第一锥齿轮7和所述第二锥齿轮8传动配合，由此实现动力的传输和转动换向。优选地，所述第一锥齿轮7、第二锥齿轮8、第三锥齿轮9为结构相同的锥齿轮以保证所述第一旋翼***2和第二旋翼***3的转速相同。

可选地，本实用新型中的一种串列式电动双旋翼直升机还可采用第二种结构的动力***，该动力***也包括电机14、齿轮15、齿盘16和轴承17，但所述电机14设置于所述机身1的中部而非所述第一旋翼***2的下端，所述齿轮15与所述电机14的输出端连接，所述齿盘16设置于所述齿轮15的侧端并与传动轴10相垂直，所述轴承17设置于所述齿盘16的中部且所述轴承17环套在所述传动轴10的外部，所述电机14通过所述齿轮15与所述齿盘16转动连接，所述齿盘16通过所述轴承17带动所述传动轴10旋转，由此实现动力的传输。所述第二种结构的动力***与图3中所示的动力***的区别在于电机不直接带动第一旋翼***2的旋翼轴6转动，而是先带动传动轴10转动，再由传动轴10带动设置在其两端的旋翼***转动。

可选地，本实施例中的一种串列式电动双旋翼直升机还可采用第三种结构的动力***，所述动力***包括第一皮带轮、第二皮带轮、电机14和同步带，所述电机14设置于所述机身上，所述第一皮带轮与所述电机14的输出端连接，所述第二皮带轮环套在传动轴10的外部，所述第一皮带轮和所述第二皮带轮通过所述同步带传动连接并带动所述传动轴10旋转，并通过所述传动轴带动位于其两侧的旋翼***旋转，实现动力的传输。因直升机要求动力传输具有极高的准确性，不能有动力传递上的功率损失，而皮带轮会消耗部分功率，故所述动力***优先采用上述第一种和第二种所述的齿轮15连接电机14进行动力传递的方式。

进一步地，对应于上述第二种结构及第三种结构的动力***，本实施例中的一种串列式电动双旋翼直升机的传动***同样包括包括第一锥齿轮7、第二锥齿轮8、第三锥齿轮9和传动轴10，所述第一锥齿轮7设置于所述第一旋翼***2的所述旋翼轴6的下端，带动所述第一旋翼***2的旋翼轴旋转，所述第二锥齿轮8设置于所述第二旋翼***3的旋翼轴的下端，带动所述第二旋翼***3的所述旋翼轴沿着与所述第一旋翼***2的所述旋翼轴的旋转方向相反的方向旋转。所述第三锥齿轮9设置为两个，分别设置于所述传动轴10两端，并分别与所述第一锥齿轮7和所述第二锥齿8轮传动配合，由此实现动力的传输和转动换向。优选地，所述第一锥齿轮7、第二锥齿轮8、第三锥齿轮9为结构相同的锥齿轮以保证所述第一旋翼***2和第二旋翼***3的转速相同。

进一步地，在本实施例中，所述传动轴10包括长轴11和短轴12，所述长轴11靠近所述第一旋翼***2设置，所述短轴12靠近所述第二旋翼***3设置，所述长轴11和所述短轴12通过联轴器13连接。所述联轴器13在传递运动和动力过程中，正常情况下不脱开，因此可以用来防止被联接机件承受过大的载荷，起到过载保护的作用。

进一步地，在本实施例中，所述轴承17包括法兰轴套18，所述法兰轴套18内部设置有单向滚针轴承19。所述单向滚针轴承19转速较高，能承受较高的径向载荷大，确保与之连接的轴只能朝向一个方向转动。

进一步地，在本实施例中，所述电机14优选为无刷电机，无刷电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷电机是以自控方式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。

进一步地，在本实施例中，直升机还包括起落架20，所述机身1安装在起落架20上。所述机身1形成有空腔，具体而言，上述的传动轴10以及与之相应的锥齿轮15等机械传动部件可以设置在空腔内部的上方，为下部留有间隙，在空腔内部的下方，配置为设备舱，可以放置飞控设备以及电池、油箱等部件。

综上所述，本实用新型的有益效果如下：俩桨叶同速且沿着相反方向旋转，并在同速旋转时相互错开，旋转中心距离小于桨叶旋转直径，大于桨叶旋转半径，从而使桨叶旋转时避免相互干涉，同时使机身占用体积更小；俩桨毂高度一致，继而使旋翼桨盘水平高度一致，达到机动性更强，操作更灵活的目的；传动***通过皮带或齿轮连接电机进行动力传递，结构简单，传动效率高，减少功率损失。

最后应说明的是：本实用新型实施例公开的仅为本实用新型较佳实施例而已，仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，包括机身和沿所述机身的两端串列式间隔设置的第一旋翼***和第二旋翼***，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***均包括桨叶、桨毂和旋翼轴，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***的所述桨毂的下端分别设置于各自的所述旋翼轴的上端，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***的所述桨毂的上端在各自的所述桨叶的中部与所述桨叶相互连接，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***的所述桨叶之间呈90°间隔布置。

2.根据权利要求1所述的串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，所述第一旋翼***和所述第二旋翼***的所述桨叶的结构和尺寸相同，俩所述桨叶的旋转中心的距离小于所述桨叶的旋转直径，但大于所述桨叶的旋转半径。

3.根据权利要求1所述的串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，还包括动力***，所述动力***包括电机、齿轮、齿盘和轴承，所述电机设置于所述第一旋翼***的下端，所述齿轮与所述电机的输出端连接，所述齿盘设置于所述齿轮的侧端并与所述齿轮传动连接，所述轴承设置于所述齿盘的中部，所述轴承环套在所述第一旋翼***的所述旋翼轴的外部，所述电机通过所述齿轮与所述齿盘转动连接，所述齿盘通过所述轴承带动所述第一旋翼***的所述旋翼轴旋转。

4.根据权利要求3所述的串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，还包括传动***，所述传动***包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮和传动轴，所述第一锥齿轮设置于所述第一旋翼***的所述旋翼轴的下端，所述第一旋翼***的所述旋翼轴带动所述第一锥齿轮旋转，所述第二锥齿轮设置于所述第二旋翼***的所述旋翼轴的下端，带动所述第二旋翼***沿着所述第一旋翼***的旋转方向相反的方向旋转，所述第三锥齿轮设置为两个，分别设置于所述传动轴两端，并分别与所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮传动配合，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮为结构相同的锥齿轮以保证所述第一旋翼***、第二旋翼***的转速相同。

5.根据权利要求1所述的串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，还包括动力***，所述动力***包括电机、齿轮、齿盘和轴承，所述电机设置于所述机身的中部，所述齿轮与所述电机的输出端连接，所述齿盘设置于所述齿轮的侧端并与传动轴相垂直，所述轴承设置于所述齿盘的中部，所述轴承环套在所述传动轴的外部，所述电机通过所述齿轮与所述齿盘转动连接，所述齿盘通过所述轴承带动所述传动轴旋转。

6.根据权利要求1所述的串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，还包括动力***，所述动力***包括第一皮带轮、第二皮带轮、电机和同步带，所述电机设置于所述机身上，所述第一皮带轮与所述电机的输出端连接，所述第二皮带轮环套在传动轴的外部，所述第一皮带轮和所述第二皮带轮通过所述同步带传动连接并带动所述传动轴旋转。

7.根据权利要求5或6所述的串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，还包括传动***，所述传动***包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮和传动轴，所述第一锥齿轮设置于所述第一旋翼***的所述旋翼轴的下端，带动所述第一旋翼***的所述旋翼轴旋转，所述第二锥齿轮设置于所述第二旋翼***的所述旋翼轴的下端，带动所述第二旋翼***的所述旋翼轴沿着与所述第一旋翼***的所述旋翼轴的旋转方向相反的方向旋转，所述第三锥齿轮设置为两个，分别设置于所述传动轴两端，并分别与所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮传动配合，所述第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮为结构相同的锥齿轮以保证所述第一旋翼***、第二旋翼***的转速相同。

8.根据权利要求4-6中任一项所述的串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，所述传动轴包括长轴和短轴，所述长轴靠近所述第一旋翼***，所述短轴靠近所述第二旋翼***，所述长轴和所述短轴之间通过联轴器连接。

9.根据权利要求3或5所述的串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，所述轴承包括法兰轴套，所述法兰轴套内部设置有单向滚针轴承。

10.根据权利要求3或5所述的串列式电动双旋翼直升机，其特征在于，所述电机为无刷电机。

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