[发明专利]一种共轴式无人直升机主传动结构

说明书

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种共轴式无人直升机主传动结构。

背景技术

共轴式无人直升机由于无尾桨，依靠上下两旋翼共轴同速反转，使得其本身的结构紧凑、气动布局对称以及悬停效率高，被广泛应用到各个领域。现有技术中，为实现同轴，一般将两中空轴内外相套；而同速反转则通过锥齿轮或行星齿轮系传动实现。这样的齿轮传动方案限制了无人机的整体尺寸。随着现代侦查探测等需求的发展，微型共轴式无人机以其独特的优势，迅速占领了一席之地。但是，其主传动方案却一直限制了其体积和质量。现有的电动共轴式无人机主传动方案，一般由两个电机分别控制内外两主轴，然后有各自的齿轮减速装置。这样不仅增加了体积和质量，而且，为了实现两旋翼完全同速，使得其控制系统要更精确复杂。而其他的采用齿轮传动的方案，都不可避免的拉长了传动链，限制了微型共轴式无人机的增加了体积质量。而且，齿轮传动存在的振动问题，也为微型无人机飞行和侦查的稳定性带来了很大影响。

此外，共轴反转结构还应用在其他领域，例如鱼雷采用对转式螺旋桨提高稳定性和速度、采用对转式的钻头提高钻探开采效率、对转式搅拌机提高搅拌效率等。但是目前并没有一种可以简单通用的实现共轴反转的机构，都是通过设置两个电机或者添加齿轮传动等来实现，限制了共轴反转功能的实现。

发明内容

本发明的目的在于提出一种共轴式无人直升机主传动结构，解决现有技术存在的主传动链长，传动不稳定，体积质量大的问题，建立一种简单实用的共轴同速反转机构。

为实现上述目的，本发明的一种共轴式无人直升机主传动结构包括上旋翼机构、下旋翼机构、变距控制机构、同速反转机构、梅花型联轴器、无刷电调、无刷电机、电池、主支撑架和起落架；

所述同速反转机构包括内轴、外轴、内套组件、外套组件和传动支架；所述内轴与外轴为中空轴，且同轴相套，所述外套组件与所述外轴固定连接，所述内套组件与所述内轴固定连接，所述内套组件和所述外套组件之间设置有通过传动支架定位的滚子，所述内套组件和外套组件均为偏心结构，所述滚子分别和外套组件的内环面及内套组件的外环面相切；

所述内轴上端与上旋翼机构固接，外轴上端与下旋翼机构固接，上旋翼机构和下旋翼机构共同提供升力；变距控制机构位于外轴和下旋翼机构之间，调节下旋翼的桨距；主支撑架有相互垂直的四个镂空端面；同速反转机构的传动支架底端面与主支撑架上端面重合，并通过螺钉紧固；内轴下端与无刷电机的输出轴通过梅花型联轴器固定连接；无刷电机的下端面固接于主支撑架的下端面；无刷电调固接于主支撑架的左侧端面控制无刷电机转速；电池固接于主支撑架的右侧端面对无刷电机充电；所述主支撑架的下端面与所述起落架固定连接。

所述外套组件包括从上到下依次通过螺钉固定连接的外套上盖、外套偏心区Ⅰ、外套同心区和外套偏心区Ⅱ；所述外套偏心区Ⅰ的外圈为直径为D₁的正圆，内圈为直径为D₂的偏心圆，偏心距为e，D₁＞D₂+2e；所述外套上盖与外套偏心区Ⅰ形状及安装角度一致，外套上盖内圈直径小于外套偏心区Ⅰ内圈直径；所述外套偏心区Ⅱ与外套偏心区Ⅰ形状和尺寸相同，所述外套同心区外圈直径为D₁，内圈直径为D₂+2e，外套组件外侧开有键槽Ⅰ，所述外套偏心区Ⅱ和外套偏心区Ⅰ沿周向相差90°。

所述内套组件包括从上到下依次通过螺钉固定连接的内套上盖、内套偏心区Ⅰ、内套同心区和内套偏心区Ⅱ；所述内套偏心区Ⅰ的内圈为直径为D₃的正圆，内圈为直径为D₄的偏心圆，偏心距为e，D₄-2e＞D₃，且厚度与外套偏心区Ⅰ一致；所述内套上盖与内套偏心区Ⅰ形状及安装角度一致，所述内套上盖外圈直径大于内套偏心区Ⅰ外圈直径，且厚度与外套上盖一致；所述内套偏心区Ⅱ与内套偏心区Ⅰ形状和尺寸相同，且厚度与外套偏心区Ⅱ一致；所述外套同心区内圈直径为D₃，外圈直径为D₄-2e，且厚度与外套同心区一致；内套组件内侧开有键槽Ⅱ，所述内套偏心区Ⅱ和内套偏心区Ⅰ沿周向相差90°。

所述传动支架包括上支撑圈、导轨组件和下支撑架，其中所述导轨组件包括上导轨Ⅰ、上导轨Ⅱ、下导轨Ⅰ、下导轨Ⅱ和导轨底座；

所述上支撑圈为两段对称的环状圆弧组成，每段圆弧的首尾分别固接于上导轨Ⅰ和上导轨Ⅱ的同侧外侧面，上支撑圈的下端面固接于导轨底座的上端面；