一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构的制作方法

一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构，属飞行器技术领域，尤其涉及一种旋翼倾转机构。

背景技术：

传统的垂直起降固定翼飞机和传统的倾转旋翼机（如：鱼鹰v－22）的旋翼倾转方式是：大多以过发动机的重心或靠近发动机重心的点的水平线为转轴，使旋翼的旋转圆盘在水平位置和竖直位置之间切换，从而实现飞行器从直升机飞行模式即旋翼产生向上的升力模式到固定翼飞行模式即旋翼产生水平拉力或推力模式的飞行姿态的切换。这样方式旋翼倾转比较困难，因为旋翼高速转动有陀螺效应，而且这样倾转风向会发生混乱，容易造成局部风切变。传统的倾转方式使飞行姿态在从直升机飞行模式变为固定翼飞行模式或从固定翼飞行模式变为直升机飞行模式的过渡期很不安全，容易发生安全事故。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服传统的旋翼倾转方式的上述技术的不足，发明一种方便操控的安全的垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构。

一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构，包括旋翼、发动机、转臂、转动副、支架。旋翼连接发动机，旋翼由发动机驱动旋转产生拉力。发动机安装在转臂的一端，转臂的另一端通过转动副与支架相连，支架与飞行器的机身或机翼固连。转动副处于旋翼的翼片尖端附近，转动副的轴线与旋翼的翼片尖端的旋转圆周的一条切线靠近且转动副的轴线与该切线平行，旋翼转动时翼片不会与转动副碰触，翼片也不会与转臂碰触。当旋翼的旋转圆盘处于水平位置时，在竖直方向，转动副与旋翼的旋转圆盘接近但不超过旋翼的旋转圆盘的高度位置，即转动副的安装高度与旋翼的旋转圆盘同高或略低于旋翼的旋转圆盘。采用液压装置或电动装置或气动装置或绳牵引装置使转臂绕转动副转动从而带动旋翼倾转。转臂转动的角度基本上为90°。

采用液压装置时，液压缸的一端固定在转臂上，液压缸的另一端固定在支架上。通过液压缸推拉转臂转动而带动旋翼倾转。

采用气动装置时，气缸的一端固定在转臂上，气缸的另一端固定在支架上。通过气缸推拉转臂转动而带动旋翼倾转。

采用电动装置时，用舵机带动转臂转动，舵机的外壳固定在支架上，舵机的摆臂与转臂相连。

采用绳牵引装置时，绳牵引装置中的“绳”是指绳子，采用钢丝绳或纤维绳或其它材料的绳索，类似于摩托车刹车装置用钢丝绳系统，钢丝绳的粗细根据旋翼拉力的大小选择，采用绳牵引装置时，利用旋翼产生的拉力和采用机械或人力施加在绳子上的拉力使工作的旋翼倾转。

更进一步地，转动副与转臂之间设有锁紧装置，锁紧装置能根据飞行要求将转臂锁定在任意角度位置。锁紧装置采用机械式或电磁式装置。

优选地，转动副的轴线与旋翼的旋转平面处于同一平面内。

更进一步地，发动机采用电机，电机由电池供电。

更进一步地，所述旋翼用螺旋桨代替。

一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构的工作方式是：旋翼绕转动副倾转，旋翼旋转平面从水平状态倾转至竖直状态；或者从竖直状态倾转至水平状态。转动副的轴线与旋翼的翼片的尖端转动圆周的一条切线平行，且转动副的轴线与该切线靠近，但转动副的轴线与翼片的尖端转动圆周不相交。

优选地，转动副的轴线与旋翼的翼片的尖端转动圆周处于同一平面内。

该发明一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构的优点至少有：1、旋翼倾转比较容易；2、风向不会乱，不易造成风切变；3、飞行模式的过渡比较平稳、安全。

附图说明

图1是本发明一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构其转动副靠前的情形的示意图；图2是本发明一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构其转动副靠后的情形的示意图。

图中，1-旋翼，2-发动机，3-转臂，4-转动副，5-支架，6-旋翼拉力向前的方向指示，7-旋翼拉力向上的方向指示；1a表示旋翼处于竖直状态，2a表示旋翼处于竖直状态时发动机的位置，3a表示旋翼处于竖直状态时转臂的位置。

具体实施方式

根据转动副的安装位置，本发明垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构至少有这两种情形：1、在旋翼的旋转平面处于水平状态时，转动副在旋翼的前方，如图1的情形；2、在旋翼的旋转平面处于水平状态时，转动副在旋翼的后方，如图2的情形。

现结合附图对本发明加以具体说明：一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构，包括旋翼1、发动机2、转臂3、转动副4、支架5。旋翼1连接发动机2，旋翼1由发动机2驱动旋转产生拉力。发动机2安装在转臂3的一端，转臂3的另一端通过转动副4与支架5相连，支架5与飞行器的机身或机翼固连。转动副4处于旋翼1的翼片尖端附近，转动副4的轴线与旋翼1的翼片尖端的旋转圆周的一条切线靠近且转动副4的轴线与该切线平行，旋翼1转动时翼片不会与转动副4碰触，翼片也不会与转臂3碰触。当旋翼1的旋转圆盘处于水平位置时，在竖直方向，转动副4与旋翼1的旋转圆盘接近但不超过旋翼1的旋转圆盘的高度位置，即转动副4的安装高度与旋翼1的旋转圆盘同高或略低于旋翼1的旋转圆盘。采用液压装置或电动装置或气动装置或绳牵引装置使转臂3绕转动副4转动从而带动旋翼1倾转。转臂3转动的角度为90°。

更进一步地，转动副4与转臂3之间设有锁紧装置，锁紧装置能根据飞行要求将转臂3锁定在任意角度位置。锁紧装置采用机械式或电磁式装置。

优选地，转动副4的轴线与旋翼1的旋转平面处于同一平面内。

更进一步地，发动机2采用电机，电机由电池供电。

更进一步地，所述旋翼1用螺旋桨代替。

采用液压装置时，液压缸的一端固定在转臂3上，液压缸的另一端固定在支架5上。通过液压缸推拉转臂3转动而带动旋翼1倾转。图中未画出液压缸。

采用气动装置时，气缸的一端固定在转臂3上，气缸的另一端固定在支架5上。通过气缸推拉转臂3转动而带动旋翼1倾转。图中未画出气缸。

采用电动装置时，用舵机带动转臂3转动，舵机的外壳固定在支架5上，舵机的摆臂与转臂3相连。图中未画出舵机。

采用绳牵引装置时，绳牵引装置中的“绳”是指绳子，采用钢丝绳或纤维绳或其它材料的绳索，类似于摩托车刹车装置用钢丝绳系统，钢丝绳的粗细根据旋翼1拉力的大小选择，采用绳牵引装置时，利用旋翼1产生的拉力和采用机械或人力施加在绳子上的拉力使工作的旋翼倾转。

采用绳牵引装置时，如图1的情形，绳子系在转臂3上或发动机2上（图中未画出绳子），旋翼1不工作时，旋翼1处于水平状态；当旋翼1工作时，若要使旋翼1的旋转圆盘继续处于水平状态，用机械力或人力拉紧绳子克服旋翼1的拉力使旋翼1处于水平位置；若要变换飞行模式，使旋翼的旋转圆盘变成竖直状态，即图1中1a状态，只要放松绳子，在旋翼的拉力作用下旋翼、发动机和转臂会绕转动副4逆时针转动从而使旋翼变成竖直状态。这时如果要使旋翼变回水平状态，就要在绳子上施加拉力，使转臂绕转动副4顺时针转动将旋翼牵引至水平状态。

采用绳牵引装置时，如图2的情形，绳子系在转臂3上或发动机2上（图中未画出绳子），当旋翼1工作时，若要使旋翼的旋转圆盘处于竖直状态，用机械力或人力拉紧绳子克服旋翼的拉力使旋翼处于竖直位置；若要变换飞行模式，使旋翼的旋转圆盘变成水平状态，只要放松绳子，在旋翼的拉力作用下旋翼、发动机和转臂会绕转动副4顺时针转动从而使旋翼变成水平状态。这时如果要使旋翼变回竖直状态，就要在绳子上施加拉力，使转臂绕转动副逆时针转动将旋翼牵引至竖直状态。

一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构的工作方式是：旋翼1绕转动副4倾转，旋翼1旋转平面从水平状态倾转至竖直状态，或者从竖直状态倾转至水平状态。转动副4的轴线与旋翼1的翼片的尖端转动圆周的一条切线平行，且转动副4的轴线与该切线靠近，但转动副4的轴线与翼片的尖端转动圆周不相交。转动副4的轴线与旋翼1的翼片的尖端转动圆周处于同一平面内。

该发明一种垂直起降固定翼飞行器的旋翼倾转机构的优点至少有：1、旋翼倾转比较容易；2、风向不会乱，不易造成风切变；3、飞行模式的过渡期比较平稳、安全。