一種共軸式無人直升機(jī)主傳動結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飛行器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種共軸式無人直升機(jī)主傳動結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]共軸式無人直升機(jī)由于無尾槳，依靠上下兩旋翼共軸同速反轉(zhuǎn)，使得其本身的結(jié)構(gòu)緊湊、氣動布局對稱以及懸停效率高，被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，為實(shí)現(xiàn)同軸，一般將兩中空軸內(nèi)外相套；而同速反轉(zhuǎn)則通過錐齒輪或行星齒輪系傳動實(shí)現(xiàn)。這樣的齒輪傳動方案限制了無人機(jī)的整體尺寸。隨著現(xiàn)代偵查探測等需求的發(fā)展，微型共軸式無人機(jī)以其獨(dú)特的優(yōu)勢，迅速占領(lǐng)了一席之地。但是，其主傳動方案卻一直限制了其體積和質(zhì)量?，F(xiàn)有的電動共軸式無人機(jī)主傳動方案，一般由兩個(gè)電機(jī)分別控制內(nèi)外兩主軸，然后有各自的齒輪減速裝置。這樣不僅增加了體積和質(zhì)量，而且，為了實(shí)現(xiàn)兩旋翼完全同速，使得其控制系統(tǒng)要更精確復(fù)雜。而其他的采用齒輪傳動的方案，都不可避免的拉長了傳動鏈，限制了微型共軸式無人機(jī)的增加了體積質(zhì)量。而且，齒輪傳動存在的振動問題，也為微型無人機(jī)飛行和偵查的穩(wěn)定性帶來了很大影響。
[0003]此外，共軸反轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)還應(yīng)用在其他領(lǐng)域，例如魚雷采用對轉(zhuǎn)式螺旋槳提高穩(wěn)定性和速度、采用對轉(zhuǎn)式的鉆頭提高鉆探開采效率、對轉(zhuǎn)式攪拌機(jī)提高攪拌效率等。但是目前并沒有一種可以簡單通用的實(shí)現(xiàn)共軸反轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，都是通過設(shè)置兩個(gè)電機(jī)或者添加齒輪傳動等來實(shí)現(xiàn)，限制了共軸反轉(zhuǎn)功能的實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種共軸式無人直升機(jī)主傳動結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的主傳動鏈長，傳動不穩(wěn)定，體積質(zhì)量大的問題，建立一種簡單實(shí)用的共軸同速反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種共軸式無人直升機(jī)主傳動結(jié)構(gòu)包括上旋翼機(jī)構(gòu)、下旋翼機(jī)構(gòu)、變距控制機(jī)構(gòu)、同速反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、梅花型聯(lián)軸器、無刷電調(diào)、無刷電機(jī)、電池、主支撐架和起落架；
[0006]所述同速反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)軸、外軸、內(nèi)套組件、外套組件和傳動支架；所述內(nèi)軸與外軸為中空軸，且同軸相套，所述外套組件與所述外軸固定連接，所述內(nèi)套組件與所述內(nèi)軸固定連接，所述內(nèi)套組件和所述外套組件之間設(shè)置有通過傳動支架定位的滾子，所述內(nèi)套組件和外套組件均為偏心結(jié)構(gòu)，所述滾子分別和外套組件的內(nèi)環(huán)面及內(nèi)套組件的外環(huán)面相切；
[0007]所述內(nèi)軸上端與上旋翼機(jī)構(gòu)固接，外軸上端與下旋翼機(jī)構(gòu)固接，上旋翼機(jī)構(gòu)和下旋翼機(jī)構(gòu)共同提供升力；變距控制機(jī)構(gòu)位于外軸和下旋翼機(jī)構(gòu)之間，調(diào)節(jié)下旋翼的槳距；主支撐架有相互垂直的四個(gè)鏤空端面；同速反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的傳動支架底端面與主支撐架上端面重合，并通過螺釘緊固；內(nèi)軸下端與無刷電機(jī)的輸出軸通過梅花型聯(lián)軸器固定連接；無刷電機(jī)的下端面固接于主支撐架的下端面；無刷電調(diào)固接于主支撐架的左側(cè)端面控制無刷電機(jī)轉(zhuǎn)速；電池固接于主支撐架的右側(cè)端面對無刷電機(jī)充電；所述主支撐架的下端面與所述起落架固定連接。
[0008]所述外套組件包括從上到下依次通過螺釘固定連接的外套上蓋、外套偏心區(qū)1、外套同心區(qū)和外套偏心區(qū)II ;所述外套偏心區(qū)I的外圈為直徑SD1的正圓，內(nèi)圈為直徑為仏的偏心圓，偏心距為e，Di> D2+2e ;所述外套上蓋與外套偏心區(qū)I形狀及安裝角度一致，外套上蓋內(nèi)圈直徑小于外套偏心區(qū)I內(nèi)圈直徑；所述外套偏心區(qū)II與外套偏心區(qū)I形狀和尺寸相同，所述外套同心區(qū)外圈直徑SD1，內(nèi)圈直徑為D2+2e，外套組件外側(cè)開有鍵槽I，所述外套偏心區(qū)II和外套偏心區(qū)I沿周向相差90°。
[0009]所述內(nèi)套組件包括從上到下依次通過螺釘固定連接的內(nèi)套上蓋、內(nèi)套偏心區(qū)1、內(nèi)套同心區(qū)和內(nèi)套偏心區(qū)II ;所述內(nèi)套偏心區(qū)I的內(nèi)圈為直徑為D3的正圓，內(nèi)圈為直徑為隊(duì)的偏心圓，偏心距為e，D4-2e > D3，且厚度與外套偏心區(qū)I 一致；所述內(nèi)套上蓋與內(nèi)套偏心區(qū)I形狀及安裝角度一致，所述內(nèi)套上蓋外圈直徑大于內(nèi)套偏心區(qū)I外圈直徑，且厚度與外套上蓋一致；所述內(nèi)套偏心區(qū)II與內(nèi)套偏心區(qū)I形狀和尺寸相同，且厚度與外套偏心區(qū)II 一致；所述外套同心區(qū)內(nèi)圈直徑為D3，外圈直徑為D4_2e，且厚度與外套同心區(qū)一致；內(nèi)套組件內(nèi)側(cè)開有鍵槽II，所述內(nèi)套偏心區(qū)II和內(nèi)套偏心區(qū)I沿周向相差90°。
[0010]所述傳動支架包括上支撐圈、導(dǎo)軌組件和下支撐架，其中所述導(dǎo)軌組件包括上導(dǎo)軌1、上導(dǎo)軌I1、下導(dǎo)軌1、下導(dǎo)軌II和導(dǎo)軌底座；
[0011]所述上支撐圈為兩段對稱的環(huán)狀圓弧組成，每段圓弧的首尾分別固接于上導(dǎo)軌I和上導(dǎo)軌II的同側(cè)外側(cè)面，上支撐圈的下端面固接于導(dǎo)軌底座的上端面；
[0012]所述導(dǎo)軌底座為圓環(huán)，內(nèi)圈直徑略大于內(nèi)套同心區(qū)的外圈，外圈直徑略小于外套同心區(qū)的內(nèi)圈；
[0013]所述上導(dǎo)軌I和上導(dǎo)軌II固接于導(dǎo)軌底座的上端面，且位于同一直徑上；上導(dǎo)軌I的下部分為兩塊相互平行的長方形擋板，上部分為兩塊相互平行的細(xì)長擋板，每塊細(xì)長擋板沿徑向的兩端面分別與上支撐圈的內(nèi)外圈的兩環(huán)面重合，每塊細(xì)長擋板沿周向的兩端面分別與其下方的長方形擋板的軸向兩端面重合；上導(dǎo)軌II與上導(dǎo)軌I的結(jié)構(gòu)完全相同且對稱設(shè)置；
[0014]所述下導(dǎo)軌1、下導(dǎo)軌II固接于導(dǎo)軌底座的下端面，且位于同一直徑上，下導(dǎo)軌
1、下導(dǎo)軌II所在的直徑與上導(dǎo)軌I和上導(dǎo)軌II所在的直徑相差90° ;下導(dǎo)軌I的上部分為兩塊相互平行的長方形擋板，下部分為一塊細(xì)長U型擋板，所述細(xì)長U型擋板沿徑向的兩端面分別與上支撐圈的內(nèi)外圈的兩環(huán)面重合，細(xì)長U型擋板凹槽內(nèi)側(cè)兩端面與其下方的長方形擋板的導(dǎo)軌內(nèi)側(cè)兩端面重合；下導(dǎo)軌II與下導(dǎo)軌I的結(jié)構(gòu)完全相同且對稱設(shè)置；
[0015]所述下支撐架的上部分形狀尺寸與上支撐圈相同，沿周向相差90°，為兩段對稱的環(huán)狀圓弧，每段圓弧的首尾分別固接于下導(dǎo)軌1、下導(dǎo)軌II的同側(cè)外側(cè)面，下支撐架的上端面固接于導(dǎo)軌底座的下端面；下支撐架的中部為環(huán)狀圓弧立柱，內(nèi)外環(huán)面分別與上部分的環(huán)狀圓弧環(huán)面重合；下支撐架的下部分為圓環(huán)底座，內(nèi)環(huán)面與上部分的圓弧環(huán)面重合，所述下支撐架的圓環(huán)底座與主支撐架通過螺釘固定連接。
[0016]所述同速反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)套組件內(nèi)環(huán)與外套組件的外環(huán)同軸安裝，下支撐架的下部分圓環(huán)底座內(nèi)環(huán)與內(nèi)套組件內(nèi)環(huán)同軸安裝，且內(nèi)套組件與外套組件的上端面重合，內(nèi)套偏心區(qū)I的外圈偏心圓圓心、夕卜套偏心區(qū)I的內(nèi)圈偏心圓圓心和內(nèi)套偏心區(qū)I的內(nèi)圈正圓圓心三點(diǎn)一線，且正圓圓心位于中間，三者連線垂直于上導(dǎo)軌I和上導(dǎo)軌II所在的直徑；內(nèi)軸與內(nèi)套組件內(nèi)環(huán)同軸安裝，并通過鍵II在鍵槽II處固定連接；外軸與外套組件的外環(huán)同軸安裝，并通過鍵I在鍵槽I處固定連接。
[0017]所述內(nèi)套組件和外套組件之間設(shè)置有四個(gè)大小相同的圓柱滾子，分別為滾子1、滾子I1、滾子III和滾子IV ;滾子I和滾子II的上端面與外套上蓋和內(nèi)套上蓋的下端面重合，圓柱的下端面與導(dǎo)軌底座的上端面重合，滾子的側(cè)面同時(shí)與外套偏心區(qū)I的內(nèi)環(huán)面、內(nèi)套偏心區(qū)I的外環(huán)面相切；滾子III和滾子IV的上端面與導(dǎo)軌底座的下端面重合，側(cè)面同時(shí)與外套偏心區(qū)II的內(nèi)環(huán)面、內(nèi)套偏心區(qū)II的外環(huán)面相切；滾子I位于導(dǎo)軌I內(nèi)，側(cè)面與導(dǎo)軌兩內(nèi)側(cè)面相切；滾子II位于上導(dǎo)軌II內(nèi)，側(cè)面與導(dǎo)軌兩內(nèi)側(cè)面相切；滾子III位于下導(dǎo)軌I內(nèi)，側(cè)面與導(dǎo)軌兩內(nèi)側(cè)面相切，下端面導(dǎo)軌細(xì)長U型擋板的底端水平擋板的上端面重合；滾子IV位于上導(dǎo)軌II內(nèi)，側(cè)面與導(dǎo)軌兩內(nèi)側(cè)面相切，下端面導(dǎo)軌細(xì)長U型擋板的底端水平擋板的上端面重合。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的一種共軸式無人直升機(jī)主傳動方案中的同速反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的內(nèi)套組件和外套組件分別設(shè)置有上偏心區(qū)、同心區(qū)和下偏心區(qū)，偏心區(qū)內(nèi)有滾子同時(shí)與內(nèi)外偏心圓相切，且通過傳動支架的導(dǎo)軌限制滾子的徑向運(yùn)動軌跡，實(shí)現(xiàn)內(nèi)套組件和外套組件同速發(fā)轉(zhuǎn)。上下偏心區(qū)結(jié)構(gòu)相同，安裝角度相差90°，可使傳動平穩(wěn)，越過死點(diǎn)位置，本發(fā)明是一種傳動鏈簡短、傳動平