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原文传递一种三舵机共轴双旋翼系统及其控制策略

专利名称：	一种三舵机共轴双旋翼系统及其控制策略
摘要：	本发明公开了一种三舵机共轴双旋翼系统及其控制策略，属于直升机的结构技术领域。包括上旋翼动力模块，上旋翼组件，上同步倾斜机构，驱动舵机群组件，下同步倾斜机构，下旋翼组件，下旋翼动力模块，上固定主轴，下固定主轴。本发明上下同步变距机构通过三个舵机驱动控制实现对上层倾斜盘调整进行周期变距和加减总距控制，并通过上层倾斜盘同步带动下层倾斜盘进行周期变距和加减总距控制。本发明变距机构及其控制策略实现了双层周期变距和加减总距控制，与已公开的单层周期变距的共轴飞行器相比，具有更加充足的操纵效率和更高的抗风性能，与已公开的双层周期变距的共轴飞行器相比，具有较少的舵机数量和更加简洁的结构，有效提升了系统可靠性。
专利类型：	发明专利
申请人：	苏州韬讯航空科技有限公司
发明人：	葛讯;沈元;郭述臻;李良伟;刘卫东
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T10:00:00+0805
申请号：	CN201911384464.6
公开号：	CN110979653A
代理机构：	南京众联专利代理有限公司
代理人：	张伟
分类号：	B64C27/10;B64C27/80;B64C27/605;B;B64;B64C;B64C27;B64C27/10;B64C27/80;B64C27/605
申请人地址：	215500 江苏省苏州市常熟市常熟高新技术产业开发区湖山路333号同济科技广场1幢407
主权项：	1.一种三舵机共轴双旋翼系统，其特征在于：包括上旋翼动力模块，上旋翼组件，上同步倾斜机构，驱动舵机群组件，下同步倾斜机构，下旋翼组件，下旋翼动力模块，上固定主轴，下固定主轴;所述的上同步倾斜机构包括上倾斜盘，上旋转倾斜盘，同步连杆，上变距连杆；所述的驱动舵机群组件包括上紧固件，3个舵机组成的舵机组，摇臂，中心座，方位角定位器，下紧固件，驱动连杆；所述的下同步倾斜机构包括下倾斜盘，下旋转倾斜盘，下变距连杆；所述的上固定主轴和所述的下固定主轴分别安装在所述的驱动舵机群组中所述的上紧固件、下紧固件上，形成飞行器的基本的骨架和旋翼绕转的旋转轴；所述的上旋翼动力模块，在所述的共轴双旋翼系统最上方，所述的上旋翼组件安装在所述的上旋翼动力模块下方，所述的上同步倾斜机构安装在所述的上旋翼组件下方，所述的驱动舵机群组件安装在所述的上同步倾斜机构下方，所述的下同步倾斜机构安装在所述的驱动舵机群组件下方，所述的下旋翼组件安装在所述的下同步倾斜机构下方，所述的下旋翼动力模块安装在所述的下旋翼组件下方；所述的3个舵机组成的舵机组固连在所述的中心座三个不同位置上，3个所述的摇臂一端固连在舵机的扭矩输出轴上，3个所述的驱动连杆一端和3个所述的摇臂的另一端铰接，3个所述的驱动连杆另一端与所述的上倾斜盘的3个侧边伸出杆铰接；所述的上倾斜盘的侧边伸出杆与至少3根所述的同步连杆一端铰接，所述的同步连杆另一端与所述的下倾斜盘对应侧边伸出杆铰接；所述的上倾斜盘、所述的下倾斜盘的侧边伸出杆中各有一个杆分别通过所述的方位角定位器或同步器与中心座连接，限制上倾斜盘、下倾斜盘的周向运动。 2.根据权利要求1一种三舵机共轴双旋翼系统，其特征在于：所述的上旋翼组件包括上旋翼，上旋翼夹紧件，上旋翼变距件，上桨毂；所述的下旋翼组件包括下旋翼，下旋翼夹紧件，下旋翼变距件，下桨毂；所述的上旋翼组件为对称的两叶桨结构或多叶桨均布结构，所述的上旋翼的根部与所述的上旋翼夹紧件的一端铰接，所述的上旋翼夹紧件另一端与所述的上旋翼变距件铰接，所述的上旋翼变距件与所述的上桨毂铰接；所述的上桨毂围绕上固定主轴周向旋转；所述的上旋翼动力模块直接驱动或通过减速齿轮驱动所述的上桨毂并带动所述的上旋翼组件做旋转运动；所述的下旋翼组件为对称的两叶桨结构或多叶桨均布结构，所述的下旋翼的根部与所述的下旋翼夹紧件的一端铰接，所述的下旋翼夹紧件的另一端与所述的下旋翼变距件铰接，所述的下旋翼变距件与所述的下桨毂铰接；所述的下桨毂围绕下固定主轴周向旋转，所述的下旋翼动力模块直接驱动或通过减速齿轮驱动所述的下桨毂并带动所述的下旋翼组件做旋转运动；所述的上旋翼动力模块和所述的下旋翼动力模块分别固定安装在所述的上固定主轴上端和所述的下固定主轴下端。 3.根据权利要求1或2所述的一种三舵机共轴双旋翼系统，其特征在于：所述的上旋转倾斜盘与所述的上倾斜盘中间通过轴承进行装配，所述的上旋转倾斜盘与所述的上变距连杆一端铰接，所述的上变距连杆另一端与所述的上旋翼变距件侧边伸出杆铰接；所述的下旋转倾斜盘与所述的下倾斜盘中间通过轴承进行装配，所述的下旋转倾斜盘与所述的下变距连杆一端铰接，所述的下变距连杆另一端与所述的下旋翼变距件侧边伸出杆铰接；所述的上变距连杆、下变距连杆通过所述的上周向同步器、下周向同步器约束，分别带动所述的上旋转倾斜盘与上旋翼组件、下旋转倾斜盘与下旋翼组件做同步周向运动。 4.根据权利要求1所述的一种三舵机共轴双旋翼系统，其特征在于：所述的上紧固件一端与所述的上固定主轴固连，另一端固连在所述的中心座上；所述的下紧固件一端与所述的下固定主轴固连，另一侧固连在所述的中心座上；所述的上、下紧固件也可部分或全部与中心座作为一体件进行设计以简化结构零部件数量。 5.根据权利要求1所述的一种三舵机共轴双旋翼系统，其特征在于：所述共轴双旋翼系统的整体结构为倒置结构，即所述的驱动舵机群组件与所述的下层倾斜盘进行连接，由下层倾斜盘带动上层倾斜盘的同步运动；所述上、下旋翼位置维持正向装配。 6.根据权利要求2所述的一种三舵机共轴双旋翼系统，其特征在于：所述的上旋翼、下旋翼为折叠或者不折叠的结构，折叠机构是横向单边折叠、横向Z型折叠、纵向折叠中的一种。 7.根据权利要求1所述的一种三舵机共轴双旋翼系统，其特征在于：所述上变距连杆、下变距连杆中的上周向同步器、下周向同步器从所述上变距连杆、下变距连杆中脱离出来，作为独立部件对所述的上桨毂、下桨毂与上旋转倾斜盘、下旋转倾斜盘分别进行连接，以适应旋翼组件任意相位角的情况。 8.一种共轴双旋翼飞行器的控制策略，其特征在于：采用以下的方式进行控制：采用3个舵机驱动一层倾斜盘，并由一层倾斜盘带动另一层倾斜盘的同步运动实现双层周期变矩与总距的调节，并通过转速差动控制航向，具体为：通过3个舵机驱动调节单层倾斜盘的倾斜角度，并通过双层倾斜盘的同步运动，对上、下旋翼进行周期变距调节来控制飞行器的横滚和俯仰运动；通过3个舵机驱动调节单层倾斜盘的中心高度，并通过双层倾斜盘的同步运动，对上、下旋翼进行总距调节来控制飞行器的升降运动；通过上下旋翼转速差动调节来控制飞行器的航向运动。
所属类别：	发明专利