一种跷跷板式无人机旋翼结构的制作方法

本发明涉及一种跷跷板式无人机旋翼结构，属于航空飞行器技术领域。

背景技术：

现在国家对轻小型的无人机的需求越来越大。直升机飞行所需要的力是靠旋翼旋转产生的，能产生向上的拉力克服机体的重力实现垂直起落，同时旋翼产生各个方向的分量，又可以使得直升机向前后左右飞行。在普通旋翼系统中，铰接式桨毂同时拥有水平铰、垂直铰、变距铰，无铰式只有变距铰，无轴承旋翼没有机械铰。可以看出其发展方向就是朝着简化结构、减轻重量的方向发展的。传统的旋翼系统具有结构复杂的自动倾斜器装置，为取消复杂的自动倾斜器，可采用智能旋翼等先进技术。

针对轻小型的无人机，本领域技术人员致力于开发一种跷跷板式无人机旋翼结构，基于跷跷板式桨毂，去掉变距铰，引入倾斜铰来满足其系统重量、操纵性以及外形设计等要求，实现自身轻量化。

技术实现要素：

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种跷跷板式无人机旋翼结构，具有高强度、长寿命、轻质量、小振动、低噪音等优点，使得旋翼系统实现安全、高效的同时保证轻小型的无人机具有良好的机动性。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种跷跷板式无人机旋翼结构，包括中央件、电机平台、桨叶转接头、中心转接块；

其中，所述中央件安装于电机平台上，并通过电机平台上的旋转轴带动中央件的转动；所述中心转接块通过水平贯穿的销轴铰接于中央件上，且中心转接块两侧布置有关于销轴中心对称的倾斜铰；所述桨叶转接头的外端固接有桨叶，其内端通过倾斜铰与中心转接块铰接。

本发明中，所述中央件具有高强度、抗疲劳等良好特性，能承受由桨叶传来的离心力以及在挥舞和摆振时的交变载荷。

优选的，所述倾斜铰与水平面呈45°倾角，即构成摆振-变距耦合铰，摆振1度的同时实现了扭转1度，两者同频率运动。

优选的，所述中央件内桨叶转接头的左右两侧设置有摆振限位螺栓，保证桨叶在前后摆振平面内保持一定的运动范围。

优选的，所述中央件内桨叶转接头下方设置有挥舞限位螺栓，防止桨叶在静止时候触及地面。

优选的，所述桨叶通过紧固螺栓固接于桨叶转接头的外端上，使得桨叶与之不发生相对运动。

有益效果：本发明提供的一种跷跷板式无人机旋翼结构，相对于现有技术，具有以下优点：1、通过引入倾斜45度的摆振铰，即摆振-变距耦合铰，使得桨叶在摆振运动的同时出现相应频率的变距运动；2、直接去掉了自动倾斜器、小拉杆等传统装置，极大地简化了桨毂的结构和零件，在保证疲劳强度和寿命的情况下，使得整体重量得以减轻；3、通过电子调速器调节桨距，实现在空中各方向的飞行运动，增强了其操纵性和机动性。

附图说明

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3为本发明实施例中中央件的结构示意图；

图4为本发明实施例中中心转接块的结构示意图；

图5为本发明实施例中中心转接块与倾斜铰的结构示意图；

图中包括：1、桨叶，2、中央件，3、销轴，4、电机平台，5、摆振限位螺栓，6、挥舞限位螺栓，7、紧固螺栓，8、中心转接块，9、桨叶转接头，10、倾斜铰。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示为一种跷跷板式无人机旋翼结构，包括中央件2、电机平台4、桨叶转接头9、中心转接块8；

其中，所述中央件2安装于电机平台4上，并通过电机平台4上的旋转轴带动中央件2的转动；如图2-3所示，所述中心转接块8通过水平贯穿的销轴3铰接于中央件2上，且中心转接块8两侧布置有关于销轴3中心对称的倾斜铰10，如图4所示；所述桨叶转接头9的外端固接有桨叶1，其内端通过倾斜铰10与中心转接块8铰接。

本实施例中，所述倾斜铰10与水平面呈45°倾角，保证摆振-变距运动的同步性。

本实施例中，所述中央件2内桨叶转接头9的左右两侧设置有摆振限位螺栓5，保证桨叶1的摆振幅度在正负10度(相对水平面)内；所述中央件2内桨叶转接头9下方设置有挥舞限位螺栓6，保证在桨叶1静止的时候不触碰地面。

本实施例中，所述桨叶1通过紧固螺栓7固接于桨叶转接头9的外端上。

本发明的具体实施方式如下：

该跷跷板式无人机旋翼结构在提供向上升力的同时，能产生分力和力矩对无人机进行操纵。通过电机平台4上的旋转轴带动中央件2及桨叶1快速旋转，旋转的桨叶1受到向上的升力作用的同时，还会受到足够大的离心力，使得桨叶1离开最初的水平面的幅度不会太大。

旋转过程中，中心转接块8和桨叶1整体连接在一起，通过中心转接块8绕销轴3的转动实现桨叶1的上下挥舞转动；引入竖直平面内倾斜45度的倾斜铰10，即摆振-变距耦合铰，桨叶转接头9带着桨叶，绕倾斜铰10前后摆振，同时出现相应频率的变距扭转运动，即摆振1度的同时实现了扭转1度；通过电子调速器调节桨距，实现在空中各方向的飞行运动。摆振-扭转耦合可以改善无人机旋翼系统和机体系统的动不稳定性，从而提高整个无人机系统的操纵稳定性。

本发明设计的一种跷跷板式无人机旋翼结构，运用在轻小型的无人机中，在总体布局设计的过程中，主要针对满足其功能的基础上，同时也保证了气动和结构方面的性能要求。桨毂采用良好的加工工艺。通过电子化精确控制，保证其良好的飞行性能。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。