[實用新型]一種共軸雙旋翼式小微型飛行器

有效

• 申請號: 201420252664.2
• 申請日: 2014-05-16
• 公開（公告）號: CN203946273U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 殷勇輝;張馳凌;王生申;趙濤
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: B64C27/10
• 分類號: B64C27/10;B64C27/12;B64C27/80
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本實用新型涉及一種航空航天領域中的自轉旋翼飛機或者直升機，更具體地涉及一種共軸雙旋翼式小微型飛行器。

背景技術

自轉旋翼飛機是一種以自轉旋翼作為升力面，螺旋槳推力為前進動力的旋翼飛行器。在航空史上，自轉旋翼機首先采用旋翼技術成功飛行，比直升機早了約15年。盡管早期直升機所采用的技術很大程度上來源于自轉旋翼機，然而直升機所具有的懸停和垂直飛行性能使其較旋翼機具有更廣泛的應用領域。旋翼機在經歷了初期快速發展之后，沒有在商業和軍事應用上得到進一步發展的機會。

現代自轉旋翼機采用了旋翼預轉技術，可實現跳躍式或超短距起飛，且在其降落時，可通過操縱旋翼錐體后傾實現點式著陸，不需要專用機場。因此近年來，自轉旋翼機又逐漸為航空業內人士所關注。對于通過風力驅轉的自轉旋翼機而言，旋翼槳盤區域可分為驅動區(又稱自轉區，中間大部分)，被驅動區(又稱阻轉區，靠槳尖部分)和失速區(內部小部分)。當整個槳盤起阻礙作用的氣動合力等于起驅動作用的氣動合力時，旋翼便達到穩定自轉狀態；在不穩定飛行狀態下，其旋翼穩定轉速是在一定范圍內變化的，這是自轉旋翼機與采用驅轉旋翼的直升機最大不同之處之一。此外，前飛時自轉旋翼機的向前動力是由推進或拉進式螺旋槳提供的，并通過改變驅動螺旋槳的發動機油門開度來控制其產生的前向力的大小，這與通過周期變距實現槳盤前傾從而獲得前向分力的直升機不同。由于自轉旋翼機沒有直升機的平衡扭矩問題，因此無需直升機所采用的尾槳，其航向通過方向舵或全動垂尾加以實現。

同時旋翼機也存在機動性不夠好，飛行速度不快等缺點。本實用新型通過動力系統的改進，飛行器獨特的外觀設計等措施，融合以上兩種旋翼模式的優勢，降低其各自缺點的影響，使飛行器擁有較好的靈活性、飛行速度、穩定性和舒適度。在融合過程中，采用雙旋翼系統，能增加升力，減小單旋翼的翼展,在有動力輸入時又能平衡扭矩。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種共軸雙旋翼式小微型飛行器，從而解決現有技術中的傳統飛行器(直升機與旋翼機)的機動性不夠好，飛行速度不快，穩定性不高的問題。

本實用新型提供的一種共軸雙旋翼式小微型飛行器，該飛行器包括機身、雙旋翼系統和涵道系統，雙旋翼系統包括對稱地設置于機身的上下兩側的上旋翼系統和下旋翼系統，上旋翼系統和下旋翼系統通過反轉機構實現上、下主傳動軸反向驅動，反轉機構是位于機身內部并具有三個錐齒輪的等傳動比的差速器，差速器與上、下主傳動軸同軸反轉地連接，從而使上旋翼系統和下旋翼系統實現同軸反轉；涵道系統設置于機身尾部并通過一傾轉調節組件與機身相連，涵道系統與差速器的連線垂直于主傳動軸的軸線。

上旋翼系統包括上旋翼頭和上旋翼舵機；下旋翼系統包括下旋翼頭和下旋翼舵機；上旋翼舵機和下旋翼舵機對稱的設置于機身內部上下兩側且分別通過舵機調節組件與上旋翼頭和下旋翼頭相連。

上旋翼頭和下旋翼頭分別包括十字圓盤、邊距拉桿和旋翼拉桿，上旋翼頭和下旋翼頭通過十字圓盤與上、下主傳動軸相連，十字圓盤通過邊距拉桿與舵機調節組件相連，十字圓盤遠離機身的一側上還設置有若干槳葉，槳葉靠近上、下主傳動軸的一端通過旋翼拉桿與十字圓盤相連。

雙旋翼系統還包括一對輔翼和穩定桿組，輔翼設置于上、下主傳動軸遠離機身的最外端且其所在平面與槳葉所在平面平行，輔翼靠近上、下主傳動軸的一端通過穩定桿組與上、下主傳動軸相連。

涵道系統包括涵道，涵道舵機和涵道舵機臂，涵道舵機設置于機身尾部且通過涵道舵機臂與涵道連接；涵道包括涵道葉片、涵道風頭、涵道電機和機殼，機殼與涵道舵機臂相連，機殼內設置涵道電機，涵道電機具有與機身的水平中心軸線平行的轉動軸，轉動軸遠離機身的一端連接涵道葉片，涵道葉片的外端覆蓋有涵道風頭。

涵道舵機通過舵機座固連于機身，通過涵道舵機輸出軸連接至涵道舵機臂以控制飛行器飛行時的傾斜角度。

差速器通過其中一個錐齒輪與離合器相連，離合器與電動機相連，電動機固定于機身內部。從而在直升機模式下，飛行器能夠以標準的共軸雙槳直升機的飛行原理飛行，主要由電機帶動雙旋翼旋轉提供飛行器動力；在旋翼機模式下，雙旋翼與電動機通過離合器斷開連接，飛行器以旋翼機的飛行原理飛行，旋翼的無動力自旋提供飛行器升力，而由涵道提供推進力。

飛行器還包括控制電路板和鋰電池，鋰電池布置于機身正后方，控制電路板設置于鋰電池上方。