[发明专利]一种折展旋翼机构

说明书

本发明公开了一种折展旋翼机构，属于复合式飞行器旋翼系统设计领域。所述的折展旋翼机构适用于复合式飞行器的旋翼系统，包括四桨叶旋翼系统双层桨毂结构设计和双关节折展结构设计，通过蜗轮蜗杆机构使旋翼三段通过关节相对转动，可以实现飞行器在固定翼模式下的高速飞行或着舰停放时的旋翼折收。本发明结构简单可靠，符合设计强度、刚度要求，不会对飞行器产生不利影响；本发明提供的折展旋翼可收纳在圆盘之中，使前飞时阻力更小，圆盘还可以提供一部分升力，提高复合式飞行器的飞行性能。

技术领域

本发明属于复合式飞行器旋翼系统设计领域，具体为一种可折展旋翼系统机构设计，主要涉及折展旋翼的机械结构设计，实现旋翼折展。

背景技术

复合式飞行器是一种综合固定翼飞行器和直升机各自优点，弥补各自性能缺陷的新式飞行器。它既可以具备直升机垂直起降的性能，又可以具有固定翼高速飞行的特性，这种良好的性能预示着复合式飞行器有着极好的发展前景。

复合式飞行器之“新”并不是新在概念上，而是新在应用上。复合式飞行器既有旋翼系统又有固定翼系统，在直升机模式下，它通过旋翼系统实现垂直起降；在固定翼模式下，它通过停止旋翼系统工作，利用固定翼提高飞行速度，摆脱旋翼速度限制。然而由于旋翼与固定翼之间的气动干扰，复合式飞行器在固定翼模式下依旧很难达到高速，这导致其实际应用并不多。

出于以上考虑，在固定翼模式下，亟需一种旋翼的折展机构，可以将旋翼折叠起来以减少干扰和阻力，从而提高其飞行速度。

发明内容

本发明针对复合式飞行器的旋翼系统提出了一种旋翼折展机构，实现飞行器在固定翼模式下的高速飞行或着舰停放时的旋翼折收，以提高复合式飞行器的飞行性能。

本发明的设计主要在于折展机构的机械结构方面，进行了四桨叶旋翼系统双层桨毂结构设计和双关节折展结构设计等。为保证四桨旋翼折收后，旋翼系统直径更小，旋翼折叠角度大，又要保证结构不相互干涉，本发明采用了双层桨毂设计；为保障结构的可靠性，使结构紧凑，动作精准，本发明采用蜗轮蜗杆配合角度传感器的机构设计。本发明旋翼结构分为三段，最外段是旋翼桨叶，中间段是动力及传动结构段，最内段是桨毂。最外段旋翼桨叶与中间结构段之间的关节可称之为外关节，中间结构段与桨毂之间的关节可称之为内关节。中间结构段上两端对称地固定有电机、蜗杆和角度传感器，旋翼桨叶内端固定有一个蜗轮，桨毂外端固定有一个蜗轮，通过电机驱动蜗杆，再通过蜗轮蜗杆机构使旋翼三段通过关节相对转动，两个角度相互配合，实现旋翼折展。

本发明的优点在于：

(1)本发明提供的折展旋翼不仅能实现直升机的垂直起降功能，而且在高速前飞时和固定翼不产生气动干扰，提高了前飞速度；

(2)本发明提供的折展旋翼结构简单可靠，符合设计强度、刚度要求，不会对飞行器产生不利影响；

(3)本发明提供的双层旋翼结构避免了四桨叶旋翼折收时候的结构干涉问题，使旋翼折收的角度更大，从而使折收后的旋翼系统直径更小，前飞阻力更小；

(4)本发明提供的折展旋翼可收纳在圆盘之中，使前飞时阻力更小，圆盘还可以提供一部分升力，提高飞行性能。

附图说明

图1是本发明提供的折展旋翼机构的展开状态总体外观示意图。

图2是折展旋翼展开时内部结构图。

图3是折展旋翼折收时内部结构图。

图4A和4B是折展旋翼单个旋翼构成示意图。

图5是折展中间过程图。

图6是桨毂与中间结构段内关节局部图。

图7是中间结构段与旋翼桨叶外关节局部图。

图8是双层桨毂结构图。