[發(fā)明專利]一種梯形布局串列式傾轉(zhuǎn)機翼飛行器及其傾轉(zhuǎn)機構(gòu)

有效

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• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107600403B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 桑曉慶;韓慶;邵金石;秦琪;韋煒;程文杰;李堯
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: B64C27/22
• 分類號: B64C27/22;B64C3/38;B64C29/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

1.一種梯形布局串列式傾轉(zhuǎn)機翼飛行器及其傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，包括串列式機翼、垂尾、機身、四個旋翼系統(tǒng)、兩套傾轉(zhuǎn)裝置，其特征在于:所述串列式機翼包含前后兩套機翼，每個半機翼上設有兩個水平舵面；所述垂尾不包含方向舵，即無垂直舵面；所述機身與機翼交接處采用融合式翼根設計，機身包含根部機翼；所述四個旋翼系統(tǒng)呈梯形布置，前兩個旋翼系統(tǒng)靠近翼根，后兩個旋翼系統(tǒng)靠近翼尖；所述傾轉(zhuǎn)機構(gòu)為兩套，前后機翼各使用一套，分開控制；每套傾轉(zhuǎn)機構(gòu)包括蝸桿舵機、連接短臂、傾轉(zhuǎn)連接艙、傾轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝架、兩個傾轉(zhuǎn)連接件、兩個傾轉(zhuǎn)連接桿；所述串列式機翼與機身融合式翼根通過傾轉(zhuǎn)主軸相連，其中左右側(cè)機翼各固連有傾轉(zhuǎn)主軸，傾轉(zhuǎn)主軸同時是機翼的主梁，向外貫穿機翼，向內(nèi)插入機身連接到傾轉(zhuǎn)機構(gòu)上；

所述串列式機翼，每個半機翼上的兩個水平舵面的位置與所述四個旋翼系統(tǒng)的位置相關，前機翼內(nèi)側(cè)水平舵面設置在前置旋翼系統(tǒng)的后方，且覆蓋前置旋翼尾流影響區(qū)域，前機翼外側(cè)水平舵面由前機翼內(nèi)側(cè)水平舵面外側(cè)延伸至機翼翼尖；后機翼外側(cè)水平舵面設置在后置旋翼系統(tǒng)的后方，且覆蓋后置旋翼尾流影響區(qū)域，后機翼內(nèi)側(cè)水平舵面由后機翼外側(cè)水平舵面內(nèi)側(cè)延伸至機翼翼根，前機翼、后機翼上的水平舵面弦長和展長一致；

所述垂尾為垂直安定面，固定翼飛行的偏航控制由所述前、后機翼的水平舵面偏轉(zhuǎn)和所述四個旋翼系統(tǒng)動力差動配合完成；

所述旋翼系統(tǒng)包括動力裝置和螺旋槳，其中對角螺旋槳相同且同向旋轉(zhuǎn)、相鄰螺旋槳對稱且反向旋轉(zhuǎn)，動力裝置固接至機翼結(jié)構(gòu)上；

所述傾轉(zhuǎn)連接件包括上連接件和下連接件，所述上連接件上方開有兩個圓形孔用于穿過傾轉(zhuǎn)連接桿，孔軸線平行于傾轉(zhuǎn)主軸軸線、直徑尺寸與所述傾轉(zhuǎn)連接桿外徑相同，通過公差配合，上連接件下部兩側(cè)有長方體凸臺，凸臺上開有圓孔，孔軸線垂直于傾轉(zhuǎn)主軸軸線，上連接件底部開有半圓形槽，圓槽直徑與傾轉(zhuǎn)主軸相同、軸線與傾轉(zhuǎn)主軸重合，上連接件中間開有橢圓型減輕孔；所述下連接件頂部開有半圓形槽，圓槽直徑與傾轉(zhuǎn)主軸相同、軸線與傾轉(zhuǎn)主軸重合，所述下連接件上部兩側(cè)有長方體凸臺，凸臺上開有圓孔，孔軸線垂直于所述傾轉(zhuǎn)主軸軸線；上連接件、下連接件的長方體凸臺上的開孔軸線重合、大小相等，通過螺母螺釘相連；上連接件、下連接件相連后，兩個半圓形槽合并夾緊傾轉(zhuǎn)主軸，傾轉(zhuǎn)主軸的轉(zhuǎn)動靠傾轉(zhuǎn)連接件帶動；

所述傾轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝架為一體化結(jié)構(gòu)件，包括安裝主框架、安裝板、下托板，所述安裝主框架背部開有四個螺紋孔，用于與機身框通過螺母螺釘相固連，兩側(cè)開有圓孔，軸線與傾轉(zhuǎn)主軸重合，通過軸承與傾轉(zhuǎn)主軸相連；所述安裝主框架側(cè)面下方開有弧形止動槽用于傾轉(zhuǎn)時控制傾轉(zhuǎn)連接桿的軌跡；主安裝框架下面固連有長方形下托板，下托板上表面與舵機主體下側(cè)接觸，同時防止舵機扭轉(zhuǎn)松動，起到限位制動作用；

所述傾轉(zhuǎn)機構(gòu)的蝸桿舵機包括舵機主體、舵機固定座、舵機臂，所述舵機臂為長方體，舵機臂一端與舵機主體的旋轉(zhuǎn)軸固連，可在0～90°間轉(zhuǎn)動，舵機臂另一端與連接短臂相接；所述舵機主體與舵機固定座固連，舵機固定座為正方型板，四角開有螺孔，用于通過螺母螺釘與傾轉(zhuǎn)機構(gòu)安裝架上的安裝板相連，固定座下方開有長方形槽，寬度大于傾轉(zhuǎn)短艙寬度，用于舵機臂向下轉(zhuǎn)動時傾轉(zhuǎn)短艙通過，同時當舵機臂向上轉(zhuǎn)至水平時，起到限位制動作用；所述舵機臂與連接短臂相連端開有圓柱形槽，圓柱形槽與所述連接短臂一端的圓柱形桿相合，直徑、長度相同，通過公差配合相連；所述連接短臂為整體結(jié)構(gòu)件，靠近舵機端為圓柱形桿，插入到舵機臂圓柱形槽中；連接短臂另一端為長方體凸塊，插入到傾轉(zhuǎn)連接艙的長方體凹槽中，長方體凸塊側(cè)面開有圓孔，圓孔直徑與下傾轉(zhuǎn)連接桿的直徑相同、軸線與下傾轉(zhuǎn)連接桿中軸線重合；連接短艙在靠近連接短臂側(cè)下方開有長方凹槽，且與連接短臂另一端長方體凸塊相同，通過公差配合插入；連接短艙上方為凸起U型耳片，兩側(cè)開有圓孔，圓孔的直徑與上傾轉(zhuǎn)連接桿的直徑相同、軸線與上傾轉(zhuǎn)連接桿中軸線重合；所述連接短臂的長方體凸塊插入到傾轉(zhuǎn)連接艙的長方體凹槽，上傾轉(zhuǎn)連接桿穿過左側(cè)上連接件、傾轉(zhuǎn)連接艙和右側(cè)上連接件，所述下傾轉(zhuǎn)連接桿穿過左側(cè)上連接件、傾轉(zhuǎn)連接艙、連接短臂和右側(cè)上連接件，將傾轉(zhuǎn)連接件、傾轉(zhuǎn)連接桿、傾轉(zhuǎn)連接艙、連接短臂固連在一起，上連接件、下連接件夾緊傾轉(zhuǎn)主軸、連接短臂的圓柱形桿插入蝸桿舵機舵機臂的圓柱形槽，使得舵機臂的轉(zhuǎn)動帶動機翼的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)機翼在水平和豎直狀態(tài)的傾轉(zhuǎn)，實現(xiàn)全機在垂直起降和平飛間的模態(tài)轉(zhuǎn)換。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形布局串列式傾轉(zhuǎn)機翼飛行器及其傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于:所述傾轉(zhuǎn)主軸為圓柱形碳管。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的梯形布局串列式傾轉(zhuǎn)機翼飛行器及其傾轉(zhuǎn)機構(gòu)，其特征在于:所述傾轉(zhuǎn)連接件的上連接件和下連接件采用鋁合金材料。