阅读说明：本技术 直升机交叉式正反转旋翼并联驱动装置 (Crossing forward and reverse rotor wing parallel driving device of helicopter ) 是由 路懿 路扬 叶妮佳 于 2020-04-29 设计创作，主要内容包括：直升机交叉式正反转旋翼并联驱动装置,包括支架组件、旋翼组件和传动组件,所述旋翼组件分别对称转动副联接在支架组件上部左右两侧且向外倾斜一定角度,所述传动组件设置在支架组件内中部且两侧分别与旋翼组件连接；所述支架组件底部固定有驱动器,所述驱动器与传动组件底部同轴键连接；所述支架组件中部外侧通过球套连接有机座,所述机座中部与球套球副联接,所述球套与支架组件中部外侧圆柱副联接；所述机座与支架组件底部之间圆周均布直线驱动杆组件。本装置通过驱动器驱动各齿轮啮合传动带动旋翼组件正反旋转,既可免除尾翼传动,又防止旋翼组件交叉转旋干涉；直线驱动杆驱动支架组件三维摆动,保证旋翼组件同步摆动,灵活改变飞行方向。(The crossed forward and reverse rotating rotor parallel driving device of the helicopter comprises a support component, rotor components and transmission components, wherein the rotor components are respectively connected to the left side and the right side of the upper part of the support component in a symmetrical rotating pair manner and lean outwards for a certain angle; the driver is fixed at the bottom of the bracket component and is connected with the bottom of the transmission component through a coaxial key; the outer side of the middle part of the bracket component is connected with a machine base through a ball sleeve, the middle part of the machine base is connected with a ball sleeve ball pair, and the ball sleeve is connected with a cylindrical pair on the outer side of the middle part of the bracket component; linear driving rod assemblies are circumferentially and uniformly distributed between the base and the bottom of the support assembly. The device drives the gears to be meshed and transmitted through the driver to drive the rotor wing assemblies to rotate forwards and reversely, so that the tail wing transmission can be avoided, and the rotor wing assemblies are prevented from rotating and interfering in a crossed manner; the linear driving rod drives the bracket component to swing in three dimensions, so that the rotor wing component can swing synchronously, and the flying direction can be changed flexibly.)

直升机交叉式正反转旋翼并联驱动装置

技术领域

本发明涉及直升机技术领域，尤其涉及一种直升机交叉式正反转旋翼并联驱动装置。

背景技术

直升机旋翼运动驱动装置是直升机运动的关键部件，为了避免直升机空中自转，需要增设一个尾翼，通常尾翼传动链长，结构较为复杂。为此，出现了直升机共轴正反旋翼驱动装置，但现有的共轴正反旋翼驱动装置结构仍然十分复杂，许多管线和连杆在舱外旋转，既容易腐蚀，又容易损坏，结果是增加了直升机的事故率。因此，如何保持直升机共轴正反旋翼驱动优势的前提下，简化驱动装置结构，提高直升机的寿命与安全性成为直升机研究人员与制造部门不断探索的方向。

近年来美国研制出军用V-22“鱼鹰”直升机，俄罗斯研制超重型米-12双螺旋桨直升机(又名MILV-12直升机)，这两种直升机都是在飞机横梁两端安装两个垂直的正反旋转主旋翼，克服直升机自转，从而免除通常的尾翼传动。在发明专利方面，专利CN101961559B公开了一种航模直升机旋翼支撑装置，利用V型支架吸收直升机产生的震动，以期减少直升机机体的震颤，增加机动性的同时减少对驱动轴传动系统的破坏；专利CN101204992B公开了一种直升机共轴双旋翼转速差动装置，以期实现共轴双旋翼直升机偏航控制；专利CN101376433B公开了一种直升机旋翼操纵方法及系统，利用位于各桨毂支臂的作动器驱动位于桨叶后缘的襟翼，以期实现对旋翼系统的操纵；专利CN103600840B公开了一种共轴直升机旋翼机构，利用上下两组混连机构实现直升机旋翼机构整体对称性，以期增加高速旋转时的稳定性；专利CN103407571B公开了一种可主动摆振的直升机旋翼系统，利用该机构使前行桨叶角速度大幅降低、后行桨叶角速度大幅增加，以期降低桨叶在前行后行状态交变中受到的疲劳载荷，主动适应直升机各种不同的飞行状态，提高飞行极速；专利CN102030105B公开了一种直接倾斜操纵旋翼直升机，以期直接倾斜操纵直升机旋翼，简化直升机结构。

上述现有技术的结构虽然各具特色，但是存在以下不足：1.现有直升机共轴正反旋翼驱动装置结构十分复杂，许多管线和连杆在舱外旋转，既容易腐蚀，又容易损坏；2.现有双螺旋桨直升机两个主旋翼相距较大，不能同步摆动，结构复杂且庞大，改变方向灵活性较差，极大的影响了其安全应用性；3.现有直升机旋翼运动驱动装置十分复杂，部分驱动器机构、供电线、供油管位于机舱外，另外需要增设尾翼传动。因此，如何克服上述缺点将成为直升机研究领域的专家们不懈努力的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有结构简单，且可免除尾翼传动，同时又能够防止正、反翼旋组件交叉旋转干涉等特点的直升机交叉式正反转旋翼并联驱动装置。

本发明采用的技术方案如下：

本发明所提出的直升机交叉式正反转旋翼并联驱动装置，所述装置包括支架组件、旋翼组件和传动组件，所述旋翼组件分别对称转动副联接在支架组件上部左右两侧且向外倾斜一定角度，所述传动组件设置在支架组件内中部且两侧分别与旋翼组件连接；所述支架组件的底部固定连接有驱动器，所述驱动器与传动组件底部同轴键连接；所述支架组件中部外侧通过球套连接有机座，所述机座中部与球套球副联接，所述球套与支架组件中部外侧圆柱副联接；且所述机座与支架组件底部之间连接有圆周均布的直线驱动杆组件。

进一步的，所述支架组件包括同轴的箱体、轴套和凸圆盘，所述箱体左右两侧对称设置有外倾斜通孔，所述轴套设置在箱体的底部中心处，所述凸圆盘设置在轴套底部；所述箱体内中部的两侧设置有对称的立板，且所述立板的中部均设置有与外倾斜通孔共面的水平通孔，所述箱体底部至凸圆盘设置有正交水平通孔且与轴套和凸圆盘同轴的下通孔。

进一步的，所述旋翼组件包括同轴的主轴和伞齿轮，以及设置在主轴顶部位于箱体外一端的同轴凸圆台，所述凸圆台的外侧圆周均布有桨叶，所述桨叶与凸圆台垂直固定连接，所述主轴与箱体的外倾斜通孔转动副联接，所述伞齿轮设置在主轴中部位于箱体内的一侧。

进一步的，所述传动组件包括同轴的立轴和主动锥齿轮，以及转动副联接在所述水平通孔之间的横轴，所述立轴与所述下通孔转动副联接，所述主动锥齿轮设置在立轴的顶部，且所述横轴中部的一侧设置有与主动锥齿轮啮合的同轴第一从动锥齿轮，且所述横轴的左右两端分别设置有与伞齿轮啮合的同轴第二从动锥齿轮。

进一步的，所述直线驱动杆组件包括两个SPS型驱动杆和一个UPU型驱动杆，所述三个驱动杆圆周均布在机座下表面外侧和凸圆盘上表面外侧之间，且所述SPS型驱动杆的两端分别与机座和凸圆盘球副联接，所述UPU型驱动杆的两端分别与机座和凸圆盘万向副联接。

进一步的，所述机座和凸圆盘之间的轴套外侧设置有弹簧，所述弹簧上端抵在机座的下表面，所述弹簧下端抵在凸圆盘的上表面。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明所提出的直升机交叉式正反转旋翼并联驱动装置，采用一个驱动器通过齿轮传动驱动较近的两个旋翼相互正、反旋转，整体结构简单、紧凑，可有效避免直升机空中自转；并联的直线驱动杆组件可驱动两个旋翼轴同步摆动，从而灵活改变飞行方向，对直升机偏质心飞行适应性较好；两个正、反旋转的旋翼组件对中倾斜，可避免正、反旋转的旋翼之间相互干涉，并保证了直升机良好的自对中飞行，有效的提高了飞行的安全性，具有非常理想的技术效果。

附图说明

图1是本发明所提出的直升机交叉式正反转旋翼并联驱动装置一个实施例的整体结构剖面示意图。

具体实施方式

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

需要说明的是，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

参见图1，给出了本发明所提出的直升机交叉式正反转旋翼并联驱动装置的一个实施例的具体结构。本装置包括支架组件1、旋翼组件2、传动组件3、驱动器4、机座5、驱动杆组件6和弹簧7。

所述支架组件1包括箱体11，所述箱体11的底部中心处固定连接有同轴轴套12，所述轴套12底部固定连接有同轴凸圆盘13；所述箱体11的左右两侧分别开设有相互对称且对中的外倾斜通孔14，所述箱体11内中部的左右两侧分别对称安装有立板15，且所述立板15的中部均开设有与外倾斜通孔14共面的水平通孔16，所述箱体11、轴套12和凸圆盘13对应位置开设有与水平通孔16正交且同轴的下通孔17；且所述轴套12的中部区域外侧圆柱副联接有球套18；所述机座5的中部开设有凹球面51，该机座5通过凹球面51与球套18球副联接。

所述旋翼组件2包括分别转动副联接在两侧外倾斜通孔14内部的主轴21，所述两侧主轴21的底端和上部均与外倾斜通孔14转动副联接，所述两侧主轴21中部位于箱体11内的一侧均固定连接有同轴伞齿轮22，所述两侧主轴21顶部位于箱体11外的一端固定连接同轴凸圆台23，本实施例中，所述凸圆台23的圆周外侧均布有三个桨叶24，且所述桨叶24均与凸圆台23圆周外侧垂直固定连接。

所述传动组件3包括转动副联接在下通孔内部的立轴31，所述立轴31的顶端固定连接有同轴主动锥齿轮32，所述两侧立板15中部的水平通孔16之间转动副联接有横轴33，所述横轴33中部的一侧固定连接有同轴第一从动锥齿轮34，所述第一从动锥齿轮34与所述主动锥齿轮32啮合连接，且所述横轴33的左右两端分别固定连接有同轴第二从动锥齿轮35，所述同轴第二从动锥齿轮35分别与两侧伞齿轮22啮合连接；所述驱动器4固定连接在所述轴套12的底部，且所述驱动器4的驱动轴与所述立轴31的底部同轴键连接。

所述直线驱动杆组件6包括两个SPS型驱动杆61和一个UPU型驱动杆62，所述三个驱动杆圆周均布的连接在机座5下表面外侧和凸圆盘13上表面外侧之间，其中，所述机座5的直径大于凸圆盘13的直径，且所述两个SPS型驱动杆61的两端分别与机座5和凸圆盘13表面的铰支座(图中未示出)球副联接，所述UPU型驱动杆62的两端分别与机座5和凸圆盘13表面的铰支座万向副联接。

所述弹簧7安装在机座5和凸圆盘13之间的轴套12外侧，且所述弹簧7的上端部抵在机座5的下表面，所述弹簧7的下端部抵在凸圆盘13的上表面。

本发明的工作原理在于：所述驱动器4通过立轴31、横轴33和主轴21上的各齿轮啮合传动驱动左右两侧旋翼组件2的主轴21分别正、反同步旋转，该种结构既可免除尾翼传动机构，又能够有效防止两侧翼旋组件2的交叉转旋干涉；同时两个SPS型驱动杆61和一个UPU型驱动杆62可驱动支架组件1进行三维摆动，保证左右两侧旋翼组件2的同步摆动，可灵活改变直升机的飞行方向，具有非常理想的技术效果。其中，两个SPS型驱动杆61和一个UPU型驱动杆62与支架组件1和机座5形成一个含中间SP型约束分支的三自由度并联机构，三个驱动杆驱动并联机构的动台，即机座5实现三自由度运动，从而带动双旋翼组件2相对于机座5进行同步三维摆动；所述弹簧7可分流举升力到机座5，进而减少驱动杆的载荷。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。