一种共轴直升机及控制方法
专利汇可以提供一种共轴直升机及控制方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种共轴 直升机 ，通过周期变距机构同时调节上旋翼和下旋翼的桨距，实现对上、下旋翼系统周期变距的一致性调节，以及上旋翼系统总距的独立调节，通过差异变距机构与周期变距机构共同作用于下旋翼系统，实现下旋翼系统的总距与上旋翼系统总距的差异化独立调节。同步 旋转机 构带动变距机构中的倾转盘部件跟随 传动轴 同步旋转。本发明实现了一种更简洁的共轴旋翼桨距的混合控制变距系统，实现共轴 飞行器 多种飞行动作的同步进行，并支持在旋翼变速或定速模式下的半差动、全差动等多种飞行控制方式，具有更大的应用范围。本发明还公开了一种共轴直升机的控制方法。，下面是一种共轴直升机及控制方法专利的具体信息内容。
1.一种共轴直升机，包括机身、上旋翼作动器、下旋翼作动器、上旋翼传动轴、下旋翼传动轴、上旋翼系统、下旋翼系统、伺服机构，其特征在于：还包括周期变距机构以及差异变距机构；所述的上旋翼作动器和下旋翼作动器位于下旋翼系统下方与机身固定连接；所述的下旋翼传动轴一端与下旋翼作动器输出轴连接，另一端与下旋翼系统固定连接；所述的上旋翼传动轴的一端与上旋翼作动器输出轴连接，另一端穿过下旋翼传动轴与上旋翼系统固定连接；所述的伺服机构设置有四个，每个伺服机构均与机身固定连接；所述的周期变距机构中设置有上旋转倾转盘，上旋转倾转盘位于所述的上旋翼系统和所述的下旋翼系统中间并滑动安装在所述的上旋翼传动轴外侧；所述的差异变距机构中设置有旋转支撑轴套，旋转支撑轴套滑动安装在所述的下旋翼传动轴的外侧并保持与所述的下旋翼传动轴同步转动；所述的周期变距机构中还设置有下旋转倾转盘，下旋转倾转盘位于下旋翼系统和机身中间并滑动安装在所述的差异变距机构中的旋转支撑轴套外侧；
所述的四个伺服机构中的三个伺服机构通过连杆直接驱动所述的周期变距机构，同时调节所述的上旋翼系统和下旋翼系统的桨距，实现对上、下旋翼周期变距的一致性调节以及对上旋翼总距的独立调节；所述四个伺服机构中的另一个伺服机构通过连杆和杠杆驱动所述的差异变距机构，并与其余三个伺服机构所驱动的周期变距机构共同作用于下旋翼系统，实现下旋翼总距的差异化调节，从而实现了系统上、下旋翼总距的分别独立调节。
2.根据权利要求1所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的差异变距机构包括四号伺服机构摇臂、四号伺服机构连杆、固定支撑架、转动支撑架、下杠杆支撑架、不旋转滑动盘、旋转支撑轴套、上杠杆支撑架、下旋转倾转盘拉杆、下旋翼变距拉杆；所述的四号伺服机构摇臂一端与所述的四个伺服机构中的四号伺服机构输出轴固定连接，另一端与所述的四号伺服机构连杆一端铰接；所述的四号伺服机构连杆另一端与下杠杆支撑架一端铰接；所述的固定支撑架与机身固定连接；所述的转动支撑架一端与固定支撑架铰接，另一端与所述的下杠杆支撑架中部铰接；所述的下杠杆支撑架另一端与不旋转滑动盘铰接；所述的不旋转滑动盘与旋转支撑轴套一端通过轴承铰接，并与旋转支撑轴套一起套装在下旋翼传动轴外部；所述的旋转支撑轴套另一端与上杠杆支撑架铰接；所述的上杠杆支撑架中部与下旋转倾转盘拉杆铰接，另一端与下旋翼变距拉杆铰接；所述的下旋翼变距拉杆与下旋翼系统铰接；当下旋翼系统差异变距时，所述的四号伺服机构摇臂跟随四号伺服机构输出轴转动，带动四号伺服机构连杆移动，四号伺服机构连杆拉动下杠杆支撑架进行转动，下杠杆支撑架带动不旋转滑动盘沿着下旋翼传动轴上下滑动，不旋转滑动盘带动旋转支撑轴套沿着下旋翼传动轴上下滑动，旋转支撑轴套保持与下旋翼传动轴的同步转动；上杠杆支撑架在旋转支撑轴套与下旋转倾转盘拉杆的共同作用下带动下旋翼变距拉杆移动，下旋翼变距拉杆带动下旋翼系统进行下旋翼差异化变距操作。
3.根据权利要求2所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的周期变距机构包括伺服机构摇臂、伺服机构连杆、不旋转倾转盘、下旋转倾转盘、下旋转倾转盘拉杆、旋转支撑轴套、上杠杆支撑架、倾转盘过渡连接杆、过渡旋转倾转盘、上旋转倾转盘、上旋翼变距拉杆；
所述的伺服机构摇臂设置有三根，每根伺服机构摇臂的一端分别与前三号伺服机构的输出轴固定连接；所述的伺服机构连杆也设置有三根，每根伺服机构连杆一端分别与三根伺服机构摇臂的另一端铰接，另一端分别与不旋转倾转盘铰接；所述的不旋转倾转盘与下旋转倾转盘通过轴承铰接；所述的下旋转倾转盘与下旋转倾转盘拉杆一端铰接；所述的下旋转倾转盘拉杆另一端与上杠杆支撑架中部铰接；所述的倾转盘过渡连接杆一端与下旋转倾转盘铰接，另一端与过渡旋转倾转盘铰接；所述的过渡旋转倾转盘与上旋转倾转盘通过轴承铰接；所述的上旋转倾转盘与上旋翼变距拉杆铰接；所述的上旋翼变距拉杆与上旋翼系统铰接；当上旋翼系统与下旋翼系统周期变距时，伺服机构摇臂在伺服机构输出轴作用下旋转，带动伺服机构连杆移动，伺服机构连杆拉动不旋转倾转盘发生倾斜转动或升降运动，不旋转倾转盘带动下旋转倾转盘发生倾斜转动或升降运动，下旋转倾转盘带动下旋转倾转盘拉杆移动，上杠杆支撑架在下旋转倾转盘拉杆与旋转支撑轴套的共同作用下带动下旋翼变距拉杆移动，下旋翼变距拉杆带动下旋翼系统进行变距操作；同时，下旋转倾转盘带动倾转盘过渡连接杆移动，倾转盘过渡连接杆带动过渡旋转倾转盘发生倾斜转动或升降运动，过渡旋转倾转盘带动上旋转倾转盘发生倾斜转动或升降运动，上旋转倾转盘带动上旋翼变距拉杆移动，上旋翼变距拉杆带动上旋翼系统进行上旋翼变距操作。
4.根据权利要求3所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的共轴直升机还包括上同步旋转机构；所述的上同步旋转机构包括上传动轴套筒、上同步过渡杆、上同步连接杆，所述的上传动轴套筒与上旋翼传动轴固定连接；所述的上同步过渡杆一端与上传动轴套筒铰接，另一端与上同步连接杆一端铰接，所述的上同步连接杆另一端与上旋转倾转盘铰接，所述的上同步旋转机构在工作时带动上旋转倾转盘跟随上旋翼传动轴同步转动。
5.根据权利要求3所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的共轴直升机还包括下同步旋转机构，所述的下同步旋转机构包括下传动轴套筒、下同步过渡杆、下同步连接杆；所述的下传动轴套筒与下旋翼传动轴固定连接，所述的下同步过渡杆一端与下传动轴套筒铰接，另一端与下同步连接杆一端铰接，所述的下同步连接杆另一端可以直接与下旋转倾转盘铰接；所述的下同步连接杆的另一端还可以与下旋转倾转盘拉杆铰接，该铰接位置为下旋转倾转盘拉杆与上杠杆支撑架中部铰接处，所述的下同步旋转机构在工作时带动下旋转倾转盘跟随下旋翼传动轴同步转动。
6.根据权利要求3所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的共轴直升机还包括中同步旋转机构，所述的中同步旋转机构包括中传动轴套筒、中同步过渡杆、中同步连接杆；所述的中传动轴套筒与下旋翼系统或下旋翼传动轴固定连接，所述的中同步过渡杆一端与中传动轴套筒铰接，另一端与中同步连接杆一端铰接，所述的中同步连接杆另一端与过渡旋转倾转盘铰接，所述的中同步旋转机构在工作时带动过渡旋转倾转盘跟随下旋翼传动轴同步转动。
7.根据权利要求1到3中任意一项所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的上旋翼系统包括上桨毂、上桨毂套筒、上拉杆连接件、上旋翼；所述的上桨毂中心与上旋翼传动轴上端固定连接；所述的上桨毂套筒一端与上桨毂端部铰接，另一端与上旋翼根部铰接，所述的上拉杆连接件固定安装在上桨毂套筒的侧边，并与上旋翼变距拉杆铰接。
8.根据权利要求1到3中任意一项所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的下旋翼系统包括下桨毂、下桨毂套筒、下拉杆连接件、下旋翼；所述的下桨毂中心与下旋翼传动轴上端固定连接，所述的下桨毂套筒一端与下桨毂端部铰接，另一端与下旋翼根部铰接，所述的下拉杆连接件固定安装在下桨毂套筒的侧边，并与下旋翼变距拉杆铰接。
9.根据权利要求1到3中任意一项所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的上旋翼传动轴为内部中空的管状轴。
10.根据权利要求3所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的倾转盘过渡连接杆设置至少为三根，所述的全部倾转盘过渡连接杆的重心位于旋翼传动轴轴线上。
11.根据权利要求3所述的一种共轴直升机，其特征在于，各个部件之间的铰接连接是零部件直接铰接，或者是加入了轴承的铰接连接。
12.根据权利要求1到3中任意一项所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的上旋翼作动器与下旋翼作动器是直驱或减速作动器、电动或油动作动器、双动力或单动力作动器中的任意一种作动器。
13.根据权利要求1所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的上、下旋翼系统的单层旋翼是两叶桨，或者是多叶桨；所述旋翼是非折叠、横向折叠或纵向折叠方式。
14.根据权利要求1所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的伺服机构可以是扭力输出的一种伺服机构，也可以是推力和拉力输出的一种伺服机构。
15.根据权利要求1所述的一种共轴直升机，其特征在于，所述的共轴直升机，在机身适当位置布置向前推进的动力系统，形成一种高速直升机方案。
16.一种共轴直升机控制方法，其特征在于，包括如下方式：
通过周期变距机构对上、下旋转倾转盘进行同步倾转角度的调节，控制上、下旋翼系统的同步周期变距力的方向，实现直升机的俯仰和横滚运动；
通过周期变距机构对上旋翼系统进行总距独立调节、通过周期变距机构及差异变距机构共同对下旋翼系统进行与上旋翼系统一致方向的总距独立调节，同步增减上、下旋翼系统的总距，实现直升机的升降运动；
通过周期变距机构对上旋翼系统进行总距独立调节、通过周期变距机构及差异变距机构共同对下旋翼系统进行与上旋翼系统相反方向的总距独立调节，差动调节上、下旋翼系统的总距，实现直升机的偏航运动。
一种共轴直升机及控制方法
技术领域
背景技术
201510097444.6的缺陷。专利201810177755.7提出了一种新型变距方案，采用下置的三个伺服机构独立控制下旋翼桨距，上置单个伺服机构独立控制上旋翼桨距。该方案结构简单紧凑，在微型、小型直升机应用中具有较高的飞行和操纵效率。但对于中型、大型直升机而言，单个伺服机构单独控制旋翼桨距对其输出功率是个较为严峻的考验。
发明内容
通过周期变距机构对上旋翼系统进行总距独立调节、通过周期变距机构及差异变距机构共同对下旋翼系统进行与上旋翼系统一致方向的总距独立调节，同步增减上、下旋翼系统的总距，实现直升机的升降运动；
通过周期变距机构对上旋翼系统进行总距独立调节、通过周期变距机构及差异变距机构共同对下旋翼系统进行与上旋翼系统相反方向的总距独立调节，差动调节上、下旋翼系统的总距，实现直升机的偏航运动。
附图说明
图3为共轴直升机差异变距机构示意图；
图4为共轴直升机周期变距机构示意图；
图5为共轴直升机上同步旋转机构示意图；
图6为共轴直升机下同步旋转机构示意图；
图7为共轴直升机中同步旋转机构示意图；
图8为共轴直升机上旋翼系统示意图；
图9为共轴直升机下旋翼系统示意图；
图10为共轴直升机另一种下同步旋转机构示意图。
12b、下同步过渡杆，12c、下同步连接杆，13a、中传动轴套筒，13b、中同步过渡杆，13c、中同步连接杆。
具体实施方式
2、下旋翼作动器3、上旋翼传动轴4、下旋翼传动轴5、上旋翼系统6、下旋翼系统7、伺服机构
8、周期变距机构9、差异变距机构10。
9c发生倾斜转动或升降运动，不旋转倾转盘9c带动下旋转倾转盘9d发生倾斜转动或升降运动，下旋转倾转盘9d带动下旋转倾转盘拉杆9e移动，上杠杆支撑架10h在下旋转倾转盘拉杆
9e与旋转支撑轴套10g的共同作用下带动下旋翼变距拉杆10i移动，下旋翼变距拉杆10i带动下旋翼系统7进行变距操作。同时，下旋转倾转盘9d带动倾转盘过渡连接杆9f移动，倾转盘过渡连接杆9f带动过渡旋转倾转盘9g发生倾斜转动或升降运动，过渡旋转倾转盘9g带动上旋转倾转盘9h发生倾斜转动或升降运动，上旋转倾转盘9h带动上旋翼变距拉杆9i移动，上旋翼变距拉杆9i带动上旋翼系统6进行变距操作。
通过周期变距机构9对上旋翼系统6进行总距独立调节、通过周期变距机构9及差异变距机构10共同对下旋翼系统7进行与上旋翼系统6一致方向的总距独立调节，同步增减上、下旋翼系统6、7的总距，实现直升机的升降运动；
通过周期变距机构9对上旋翼系统6进行总距独立调节、通过周期变距机构9及差异变距机构10共同对下旋翼系统7进行与上旋翼系统6相反方向的总距独立调节，差动调节上、下旋翼系统6、7的总距，实现直升机的偏航运动。
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