[發(fā)明專利]臨近空間飛艇及用于臨近空間飛艇的矢量推進(jìn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710113120.6
• 申請(qǐng)日: 2017-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN106892080B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京天恒長(zhǎng)鷹科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B64B1/30
• 分類號(hào): B64B1/30
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 郎志濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平流層飛艇的運(yùn)用，特別是涉及一種用于臨近空間飛艇的矢量推進(jìn)裝置以及一種具有這種矢量推進(jìn)裝置的臨近空間飛艇。

背景技術(shù)

在飛行器推進(jìn)與控制技術(shù)領(lǐng)域中，例如，臨近空間飛艇、比如平流層飛艇在飛行過程中，控制飛艇姿態(tài)使其按照預(yù)定航跡飛行或機(jī)動(dòng)是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。而矢量推進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)用對(duì)于飛艇實(shí)現(xiàn)抗風(fēng)飛行、長(zhǎng)時(shí)間駐留等任務(wù)有著重大意義?，F(xiàn)有的矢量推進(jìn)裝置主要用于小型飛艇的驗(yàn)證試驗(yàn)上，其構(gòu)造簡(jiǎn)單、可用推力小、結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性差、不耐超低溫、結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求較低，因而實(shí)用價(jià)值不大。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在對(duì)于能滿足臨近空間飛行、比如平流層飛行的矢量推進(jìn)裝置的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的目的在于提出一種能滿足臨近空間飛行的矢量推進(jìn)裝置。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提供了一種用于臨近空間飛艇的矢量推進(jìn)裝置，所述矢量推進(jìn)裝置包括：

執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊包括螺旋槳槳葉和螺旋槳槳轂；

矢量平臺(tái)模塊，所述矢量平臺(tái)模塊包括推進(jìn)電機(jī)和電機(jī)軸，所述電機(jī)軸與所述螺旋槳槳轂以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接，用于將從所述推進(jìn)電機(jī)輸出的扭矩傳遞至所述螺旋槳槳轂，從而為所述矢量推進(jìn)裝置提供推力；

相對(duì)于所述臨近空間飛艇固定的固定平臺(tái)模塊，所述固定平臺(tái)模塊包括回轉(zhuǎn)軸承和與所述回轉(zhuǎn)軸承以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連接的矢量電機(jī)，所述矢量平臺(tái)模塊能夠在所述回轉(zhuǎn)軸承上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，使得所述固定平臺(tái)模塊的所述矢量電機(jī)能夠?yàn)樗鍪噶科脚_(tái)模塊提供轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力矩，并且所述固定平臺(tái)模塊將所述矢量平臺(tái)模塊的結(jié)構(gòu)重力、所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)模塊的氣動(dòng)反作用力和氣動(dòng)力矩傳遞至所述臨近空間飛艇；

限位校準(zhǔn)模塊，所述限位校準(zhǔn)模塊包括設(shè)置在所述矢量平臺(tái)模塊上的限位塊以及設(shè)置在所述固定平臺(tái)模塊上的限位擋塊和限位器，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)所述矢量推進(jìn)裝置的限位和校準(zhǔn)；以及

驅(qū)動(dòng)模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括控制器、與所述控制器電連接的推進(jìn)電機(jī)控制線、矢量電機(jī)控制線以及限位器信號(hào)線，用于分別對(duì)所述推進(jìn)電機(jī)、所述矢量電機(jī)和所述限位器提供通信和供電。

進(jìn)一步地，所述矢量平臺(tái)模塊還包括鎖緊裝置、槳軸法蘭盤、抱箍、支撐架以及底板，所述鎖緊裝置與所述槳軸法蘭盤相配合以將所述螺旋槳槳轂與所述電機(jī)軸連接在一起，所述推進(jìn)電機(jī)的電機(jī)主體通過所述抱箍和所述支撐架被固定在所述底板上。

進(jìn)一步地，所述限位塊固定連接在所述底板的面向所述固定平臺(tái)模塊的一側(cè)上。

進(jìn)一步地，所述固定平臺(tái)模塊還包括固定平臺(tái)法蘭盤，所述回轉(zhuǎn)軸承的輸出端的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠驅(qū)動(dòng)所述底板轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)推力方向的改變，并且，在所述底板匯聚的力和力矩能夠傳遞至所述固定平臺(tái)法蘭盤。

進(jìn)一步地，所述固定平臺(tái)模塊還包括蝸輪蝸桿，所述蝸輪蝸桿用于放大從所述矢量電機(jī)輸出的扭矩并且在所述矢量平臺(tái)模塊以固定角度工作時(shí)實(shí)現(xiàn)所述矢量平臺(tái)模塊的自鎖。

進(jìn)一步地，所述固定平臺(tái)模塊還包括轉(zhuǎn)接裝置，所述轉(zhuǎn)接裝置用于連接所述蝸輪蝸桿的輸出端與所述回轉(zhuǎn)軸承的輸入端，從而將來自所述蝸輪蝸桿的扭矩傳遞至所述回轉(zhuǎn)軸承。

進(jìn)一步地，所述限位校準(zhǔn)模塊包括兩個(gè)所述限位擋塊，用于防止所述矢量平臺(tái)模塊在進(jìn)行作動(dòng)時(shí)超出兩側(cè)的極限工作角度并且在所述蝸輪蝸桿發(fā)生故障時(shí)保護(hù)所述矢量平臺(tái)模塊。

進(jìn)一步地，所述限位器包括微動(dòng)開關(guān)，當(dāng)所述限位塊轉(zhuǎn)動(dòng)至極限工作角度時(shí)，所述限位塊觸發(fā)所述微動(dòng)開關(guān)，此時(shí)所述控制器停止供電，所述限位塊與所述限位擋塊通過碰撞實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)模塊還包括控制盒，所述控制盒容納所述控制器，所述控制器集成有能夠?qū)ν屏κ噶康牧泓c(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)的位置校準(zhǔn)程序。

本發(fā)明還提供了一種臨近空間飛艇，所述臨近空間飛艇至少包括前面描述的用于臨近空間飛艇的矢量推進(jìn)裝置。

與先前技術(shù)相比，本發(fā)明提供的用于臨近空間飛艇的矢量推進(jìn)裝置的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明的矢量推進(jìn)裝置實(shí)現(xiàn)了臨近空間飛艇推力方向和大小的調(diào)節(jié)，并保證了在輕質(zhì)高強(qiáng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上能產(chǎn)生較大推力；

本發(fā)明的矢量推進(jìn)裝置具有對(duì)矢量推力角度和大小的實(shí)時(shí)操縱性能，以根據(jù)控制要求實(shí)時(shí)來控制推力矢量的角度和推力大小，整套裝置具有響應(yīng)快、可較大提高臨近空間飛艇飛行時(shí)的飛行品質(zhì)和操縱性能的作用；

此外，本發(fā)明的矢量推進(jìn)裝置具有校準(zhǔn)、限位保護(hù)和定方向推力自鎖功能，提高了系統(tǒng)工作時(shí)的穩(wěn)定性和安全性；