[發明專利]一種飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置

有效

• 申請號: 201410582437.0
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN105620709B
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 何小輝;王立祥;黃宛寧
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電研究院
• 主分類號: B64B1/24
• 分類號: B64B1/24;B64B1/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于包括：支撐外框、偏航機構部和俯仰機構部，其中：依靠布設于支撐外框側板的定位螺釘孔，將支撐外框與飛艇的尾艙或尾部支撐結構連接，使支撐外框布局于飛艇的尾部；偏航機構部與支撐外框固定連接，俯仰機構部嵌入偏航機構部內，與偏航機構部的旋轉內框固定連接，俯仰機構部的螺旋槳隨推進電機同步高速轉動，產生推力，俯仰機構部負責螺旋槳的姿態調整，改變飛艇的俯仰角，偏航機構部負責螺旋槳的方位偏轉，實現飛艇的轉彎，偏航機構部包括偏航減速機和偏航軸承，偏航軸承和偏航減速機的輸出軸在同一中心線上，所述飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置采用電動閉環控制，可同步實現飛艇的輔推、偏航和俯仰。

2.根據權利要求1所述的飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于，所述支撐外框設置有側板、上翼板和下翼板，上翼板與下翼板相互平行，上翼板和下翼板與側板垂直，側板上有多個定位螺釘孔。

3.根據權利要求2所述的飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于，所述旋轉內框為上板、下板、左側板和右側板組成矩形框架結構，左側板和右側板分別設有開孔，所述開孔的位置在左側板與右側板的中心，且沿上板與下板的中心軸對稱。

4.根據權利要求3所述的飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于，所述偏航機構部包括旋轉內框、偏航電機、偏航減速器、偏航軸承和連接軸；偏航減速器置于支撐外框的上翼板上，依靠偏航減速器側面的安裝定位螺釘孔與上翼板固定連接；偏航電機的輸出軸與偏航減速器的輸入軸通過鍵配合固定連接構成偏航減速機；旋轉內框的上板與偏航減速器的輸出軸固定連接，偏航軸承布設于支撐外框中下翼板的開孔內，位于旋轉內框的正下方，用于支撐旋轉內框；連接軸將旋轉內框的下板、支撐外框的下翼板以及偏航軸承連接在一起，如此，偏航減速器轉動使旋轉內框在支撐外框的上下翼板之間的區域作方位偏轉運動。

5.根據權利要求4所述的飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于，所述俯仰機構部包括俯仰電機、俯仰減速器、推進電機、俯仰軸承、螺旋槳、左輔助托板、右輔助托板；俯仰減速器通過其側面的安裝定位螺釘孔與旋轉內框的右側板固定連接，俯仰電機的輸出軸與俯仰減速器的輸入軸通過鍵配合固定連接構成俯仰減速機；右輔助托板與俯仰減速器的輸出軸固定連接；左輔助托板與俯仰軸承固定連接，并沿旋轉內框的左側板開孔中心自由轉動，左輔助托板為平板加圓軸結構，所述圓軸與俯仰軸承的內孔過盈配合，俯仰軸承固定于旋轉內框的左側板上的開孔內；推進電機兩側均設有安裝定位螺紋孔，推進電機布局于左輔助托板、右輔助托板之間并通過安裝定位螺紋孔與左輔助托板、右輔助托板固定連接成一體；螺旋槳安裝于推進電機的輸出軸上，螺旋槳隨推進電機同步轉動；如此，俯仰減速器的輸出軸、推進電機、俯仰軸承、螺旋槳、左輔助托板和右輔助托板固定連接組成一體，控制俯仰減速機轉動使推進電機與螺旋槳姿態改變，并俯仰一角度。

6.根據權利要求4所述的飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于，所述偏航減速器的輸出軸為法蘭結構，在法蘭結構的本體上布設有偏航定位螺紋孔，通過偏航定位螺紋孔將旋轉內框的上板與偏航減速器的輸出軸即輸出法蘭固定連接。

7.根據權利要求5所述的飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于，所述俯仰減速器的輸出軸也為法蘭結構，在法蘭結構中布設有俯仰定位螺紋孔，通過俯仰定位螺紋孔將右輔助托板與俯仰減速器的輸出軸即輸出法蘭固定連接。

8.根據權利要求5所述的飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于，所述俯仰軸承、偏航軸承都使用圓錐滾子軸承，能同時承受一定軸向力和徑向力，在受壓情況下仍然能自由轉動，俯仰軸承和俯仰減速機輸出軸在同一中心線上，以及偏航軸承和偏航減速機的輸出軸在同一中心線上。

9.根據權利要求5所述的飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于，所述偏航電機和俯仰電機都使用伺服電機，具有位置反饋功能，偏航減速器和俯仰減速器均為蝸輪蝸桿減速器，且具有自鎖功能。

10.根據權利要求1所述的飛艇兩軸聯動螺旋槳矢量推進裝置，其特征在于，所述俯仰機構部完成飛艇的姿態調整需求，偏航機構部實現飛艇轉彎的目的；并且俯仰機構部和偏航機構部能同時運行，互不影響，同步做到飛艇的俯仰和偏航的兩軸聯動：無外加指令情況下，俯仰機構部和偏航機構部能保持既定位置；人為控制時，俯仰減速機的驅動力矩，用以克服螺旋槳俯仰時產生的阻力矩，偏航減速機的驅動力矩，用以克服螺旋槳偏航時產生的阻力矩。