本申请涉及载人飞行器,尤其涉及一种共轴双桨旋翼的驱动装置及载人飞行器。
背景技术:
1、共轴双桨载人飞行器其正反桨设计抵消了旋翼产生的扭矩,从而提高了载人飞行器的稳定性及操控性能,同时减少了旋翼转动时产生的噪音和振动,可以为整机提供更大的动力。因此共轴双桨载人飞行器在军工及民用领域均得到了广泛的应用。
2、相关技术中,共轴双桨载人飞行器在总距或周期变距调节时,是由舵机通过连杆机构带动倾转斜盘轴向移动或周期性水平倾斜来实现的。
3、但是,舵机装置相对复杂,其内部设置有减速系统,减速系统传动效率低且易损害,进而导致舵机故障率高,需频繁进行更换。同时连杆机构结构较复杂,导致共轴双桨载人飞行器的体积较大,且结构复杂,不利于载人飞行器小型化的发展需求。
技术实现思路
1、本申请提供一种共轴双桨旋翼的驱动装置及载人飞行器,可有效地解决上述或者其他潜在技术问题。
2、本申请的第一个方面提供了一种共轴双桨旋翼的驱动装置,包括两个驱动件,两个驱动件同轴且成镜像设置;驱动件包括桨毂、驱动电机、变距电机、直线运动机构和倾转斜盘;驱动电机与桨毂传动连接,以使桨毂带动与其相连的螺旋桨同步转动,桨毂可转动地连接于旋翼轴的外周;驱动电机内部具有容纳腔,变距电机设置于容纳腔内,变距电机与直线运动机构传动连接,以驱动直线运动机构直线运动;倾转斜盘套设于旋翼轴的外周,且与螺旋桨的桨叶相连;直线运动机构与倾转斜盘传动连接,以推动倾转斜盘周期性水平倾斜运动,使得与倾转斜盘相连的桨叶绕自身轴线旋转,且其旋转角度成周期性变化。
3、在根据第一方面的可选的实施例中,驱动电机包括外转子无刷电机,外转子无刷电机的外转子与桨毂相连,用于驱动桨毂及桨毂上的螺旋桨旋转。
4、在根据第一方面的可选的实施例中,外转子无刷电机包括转子外壳、第一转子磁钢以及第一定子;转子外壳与桨毂相连,第一转子磁钢设置转子外壳的内壁上;第一定子包括定子轴套和第一定子线圈;定子轴套与旋翼轴固定连接,第一定子线圈套设于定子轴套的外周,定子轴套的内部具有容纳腔。
5、在根据第一方面的可选的实施例中,变距电机包括内转子无刷电机,内转子无刷电机包括第二转子、第二定子线圈以及端盖;第二定子线圈设于定子轴套的内壁上,且与定子轴套固定连接;端盖连接于定子轴套的端部;第二转子包括转子轴套和第二转子磁钢,第二转子磁钢设置于转子轴套的外周,转子轴套通过轴承可转动地连接于端盖的中心孔内,并与直线运动机构传动连接。
6、在根据第一方面的可选的实施例中,直线运动机构包括螺旋传动机构,螺旋传动机构包括第一螺旋件和第二螺旋件;第一螺旋件可滑动地连接于旋翼轴内,且与倾转斜盘相连;第二螺旋件与变距电机的第二转子相连,并可转动地连接于第一螺旋件的外周,变距电机的第二转子带动第二螺旋件同步转动,第二螺旋件带动第一螺旋件沿旋翼轴的轴向滑动,以带动倾转斜盘绕旋翼轴作水平倾斜运动。
7、在根据第一方面的可选的实施例中,第一螺旋件为丝杠,第二螺旋件为与丝杠螺纹连接的转子轴套,转子轴套的内侧设置有内螺纹,丝杆的外侧设置有与内螺纹相匹配的外螺纹。
8、在根据第一方面的可选的实施例中,丝杠具有导向部和限位部,旋翼轴上对应设置有导向槽和限位槽;导向部的端部设置有滑块,滑块可滑动地连接于导向槽内,滑块通过连杆与倾转斜盘相连,导向槽用于对丝杠的轴向运动进行导向;限位部可滑动地连接于限位槽内,限位槽与导向槽平行设置;且限位槽的长度小于导向槽的长度。
9、在根据第一方面的可选的实施例中,转子轴套的顶部还设置有限位架,限位架和限位槽共同限定丝杠的轴向移动距离。
10、在根据第一方面的可选的实施例中,两个驱动件的滑块间隔设置,任一个驱动件的滑块通过两个连杆分别与两个驱动件的倾转斜盘相连。
11、本申请的第二个方面还提供一种载人飞行器,载人飞行器包括上述的共轴双桨旋翼的驱动装置。
12、本申请实施例提供的共轴双桨旋翼的驱动装置,包括两个驱动件,两个驱动件同轴且成镜像设置。驱动件包括桨毂、驱动电机、变距电机、直线运动机构和倾转斜盘。本申请实施例提供的共轴双桨旋翼的驱动装置,通过采用变距电机驱动直线传动机构,以使直线传动机构带动倾转斜盘对螺旋桨进行周期变距调节。变距电机相对于舵机,省去了复杂的减速齿轮组,传动效率高、不易损坏,无需频繁更换,同时变距电机自身结构简单,不易损坏,无需频繁更换,进而提高了驱动装置的使用寿命。同时直线传动机构占用空间小,结构简单,使得驱动装置的结构简单、体积小,进而有利于驱动装置小型化的发展需求。进一步采用变距电机驱动直线传动机构,驱动过程稳定可靠,有效地保证了运行的稳定性,同时两者的驱动结构相适配,传动连接的两者总体的占用空间小,进一步有利于驱动装置的小型化发展。本申请提供的载人飞行器,由于包括上述的共轴双桨旋翼的驱动装置,因此也具有有利于小型化发展的技术效果。
13、本申请的附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
1.一种共轴双桨旋翼的驱动装置,其特征在于,包括两个驱动件,两个所述驱动件同轴且成镜像设置;
2.根据权利要求1所述的共轴双桨旋翼的驱动装置,其特征在于,所述驱动电机包括外转子无刷电机,所述外转子无刷电机的外转子与所述桨毂相连,用于驱动所述桨毂及所述桨毂上的螺旋桨旋转。
3.根据权利要求2所述的共轴双桨旋翼的驱动装置,其特征在于,所述外转子无刷电机包括转子外壳、第一转子磁钢以及第一定子;
4.根据权利要求3所述的共轴双桨旋翼的驱动装置,其特征在于,所述变距电机包括内转子无刷电机,所述内转子无刷电机包括第二转子、第二定子线圈以及端盖;
5.根据权利要求3所述的共轴双桨旋翼的驱动装置,其特征在于,所述直线运动机构包括螺旋传动机构,所述螺旋传动机构包括第一螺旋件和第二螺旋件;
6.根据权利要求5所述的共轴双桨旋翼的驱动装置,其特征在于,所述第一螺旋件为丝杠,所述第二螺旋件为与所述丝杠螺纹连接的所述转子轴套,所述转子轴套的内侧设置有内螺纹,所述丝杆的外侧设置有与所述内螺纹相匹配的外螺纹。
7.根据权利要求6所述的共轴双桨旋翼的驱动装置,其特征在于,
8.根据权利要求7所述的共轴双桨旋翼的驱动装置,其特征在于,所述转子轴套的顶部还设置有限位架,所述限位架和所述限位槽共同限定所述丝杠的轴向移动距离。
9.根据权利要求7所述的共轴双桨旋翼的驱动装置,其特征在于,
10.一种载人飞行器,其特征在于,所述载人飞行器包括权利要求1至9中任一项所述的共轴双桨旋翼的驱动装置。
