本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種無人直升機獨立尾旋翼結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在機身后部的尾管；尾管的末端設(shè)有陀螺儀、電機和電子調(diào)速裝置，陀螺儀水平設(shè)置在尾管的末端；用來監(jiān)測感知無人直升機方向的變化，在地面操控人員沒有給出方向指令時，保持原來的方向，如有航向偏轉(zhuǎn)，立即自動糾正。電子調(diào)速裝置與電機相連以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速；電機的機芯軸輸出端與尾旋翼相連；由于尾旋翼電機與主旋翼發(fā)動機互不相干，控制尾旋翼產(chǎn)生的力可以增大或減小電動機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)；所述尾旋翼的槳葉角固定，所述尾旋翼槳葉角度為5°～30°。本申請摒棄了槳葉角調(diào)節(jié)設(shè)計，簡化了操控方式，僅通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速即可控制產(chǎn)生的力的大小；而且降低了安全隱患。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及無人直升機
，具體涉及無人直升機的尾旋翼結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種無人直升機的獨立雙尾旋翼結(jié)構(gòu)。
技術(shù)介紹
無人駕駛的旋翼直升機應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，例如航拍、礦產(chǎn)探測、線路巡查等作業(yè)。直升機的主旋翼轉(zhuǎn)動時，常會對機體產(chǎn)生反扭力矩，常見的消除反扭力矩影響的方法有以下幾種:1.采用雙主旋翼，設(shè)置雙主旋翼共軸反轉(zhuǎn)，使反扭力矩相互抵消。2.設(shè)置尾旋翼，使尾旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力或拉力抵消主旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反扭力矩。另外一種情況是當(dāng)發(fā)動機停車后，主旋翼在慣性作用下自旋時，并不產(chǎn)生反扭力矩。然而，傳統(tǒng)無人直升機通常是發(fā)動機通過傳動機構(gòu)(軸或皮帶)提供動力的單副尾旋翼結(jié)構(gòu)，其工作原理是:利用發(fā)動機提供的動力，經(jīng)過各級減速后，通過傳動機構(gòu)將動力傳輸至尾旋翼，帶動尾旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力或拉力，以抵消主旋翼旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反扭力矩；而控制舵機通過連桿調(diào)整槳葉角(槳葉與旋轉(zhuǎn)平面的傾角)，利用槳葉角的變化，增加或減小尾旋翼產(chǎn)生的推力或拉力，從而實現(xiàn)無人直升機航向的控制。由于組成該結(jié)構(gòu)的部件眾多，如:發(fā)動機減速齒輪、傳動機構(gòu)(軸或皮帶)、控制舵機、連桿等尾槳傳動機構(gòu)，因此在無人直升機的實際飛行過程中也產(chǎn)生了以下問題:(1)大大增加了無人直升機的重量；(2)由于其利用槳葉角的變化控制尾旋翼產(chǎn)生的推力或拉力的大小，因此需要地面操控人員持續(xù)不斷的變槳，以控制直升機的飛行姿態(tài)；(3)利用舵機來通過連桿調(diào)整尾旋翼的槳葉角，而舵機操縱結(jié)構(gòu)及程序都非常復(fù)雜，易發(fā)生操控失靈，存在一定的安全隱患。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，無人機飛行事故率35%?40%發(fā)生于尾槳傳動機構(gòu)問題。專利技術(shù)專利申請201210597155.9公開了 “尾槳動力系統(tǒng)獨立的無人駕駛直升機”，提供了一種獨立的尾槳動力系統(tǒng)，可有效調(diào)整在主旋翼失控情況下的無人機的飛行姿態(tài)；該系統(tǒng)包括:驅(qū)動尾槳的電動機、槳距調(diào)節(jié)裝置、發(fā)電機、分流裝置、電能存儲裝置等。該系統(tǒng)雖然解決了主旋翼失控情況下控制無人機飛行姿態(tài)的問題，但是存在以下問題:1、整體結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，且增加了多個部件，無形增加了制作成本及負(fù)重。2、采用槳葉角調(diào)節(jié)裝置，操作依然復(fù)雜。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對目前傳統(tǒng)無人直升機消除主旋翼反扭力矩采用的尾旋翼結(jié)構(gòu)繁瑣、重量大、操作復(fù)雜以及存在安全隱患等問題，提供了一種無人直升機獨立尾旋翼機構(gòu)。本專利技術(shù)的技術(shù)方案:無人直升機獨立尾旋翼結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在機身后部的尾管；所述尾管的末端設(shè)有陀螺儀、電機和電子調(diào)速裝置，所述陀螺儀水平設(shè)置在尾管的末端；用來監(jiān)測感知無人直升機方向的變化，在地面操控人員沒有給出方向指令時，保持原來的方向，如有航向偏轉(zhuǎn)，立即自動糾正。所述電子調(diào)速裝置與電機相連以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速；所述電機的機芯軸輸出端與尾旋翼相連；由于尾旋翼電機與主旋翼發(fā)動機互不相干，控制尾旋翼產(chǎn)生的力可以增大或減小電動機轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)；所述尾旋翼的槳葉角固定，所述尾旋翼槳葉角度為5°?30°。本申請摒棄了槳葉角調(diào)節(jié)設(shè)計，簡化了操控方式，僅通過調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速即可控制產(chǎn)生的力的大小。優(yōu)選的是，所述尾旋翼的數(shù)量為2個；所述兩個尾旋翼與電機的機芯軸輸出端之間的距離相等；所述兩個尾旋翼相向分布在尾管的兩側(cè)；兩個尾旋翼旋轉(zhuǎn)時提供相同方向的拉力和推力，相當(dāng)于單副尾旋翼兩倍的力，共同克服主旋翼產(chǎn)生的反扭力矩。而傳統(tǒng)的尾旋翼結(jié)構(gòu)如果增加了一個尾旋翼，則需要增加一套尾槳控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)槳葉角，不但增加了直升機的負(fù)重，而且操控更加復(fù)雜，安全性將進(jìn)一步下降。優(yōu)選的是，所述電機為雙端出軸電機，所述兩個尾旋翼分別安裝在雙端出軸電機的兩端。另外一種方案是采用兩個電機替代雙端出軸電機:即所述電機的數(shù)量為2個，所述兩個電機背向、對稱安裝在尾管(1)的末端，所述每個電機通過電機機芯軸與相對應(yīng)的尾旋翼相連。一旦其中一個電機損壞失靈還有另一個電機可以繼續(xù)工作，保證了無人直升機的安全，提高了安全系數(shù)。所述電子調(diào)速裝置(2)，包括電子調(diào)速器和無線信號接收器，所述電子調(diào)速器與電機相連，調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速；所述無線信號接收器與電子調(diào)速器相連，接收地面操控人員的無線信號并控制電子調(diào)速器的工作。本專利技術(shù)的有益效果在于:(1)本專利技術(shù)簡化了無人直升機尾旋翼裝置的結(jié)構(gòu)，減輕了機身重量，提高了飛機載重；(2)本專利技術(shù)僅通過控制電機的轉(zhuǎn)速即可控制飛機轉(zhuǎn)向，簡化了操縱程序，容易上手；(3)本專利技術(shù)摒棄了槳葉角調(diào)節(jié)設(shè)計，從而去除了作為尾旋翼控制組件的舵機，避免了因舵機失靈產(chǎn)生的安全問題，提高了飛行安全性。【附圖說明】附圖1為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本專利技術(shù)實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本專利技術(shù)實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖2中Μ部分的局部放大圖。其中，1.尾管，2.電子調(diào)速裝置，3.電機Ι，4.陀螺儀，5.電機ΙΙ，6.尾旋翼I，7.尾旋翼ΙΙ，8.主旋翼，9、雙端出軸電機。【具體實施方式】下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)做進(jìn)一步的說明。實施例1:無人直升機獨立尾旋翼結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在機身后部的尾管1 ;所述尾管1的末端設(shè)有陀螺儀4、電機I 3、電機II 5和電子調(diào)速裝置2，所述陀螺儀4水平設(shè)置在尾管1的末端。所述電子調(diào)速裝置2，包括電子調(diào)速器和無線信號接收器，所述電子調(diào)速器與電機I 3、電機II 5分別相連以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速；所述無線信號接收器與電子調(diào)速器相連，接收地面操控人員的無線信號并控制電子調(diào)速器的工作。所述電機I 3的機芯軸輸出端與尾旋翼II7相連；所述電機II 5的機芯軸輸出端與尾旋翼I 6相連。所述尾旋翼16與電機II 5的機芯軸之間的距離等于尾旋翼II 7與電機I 3的機芯軸之間的距離。其中，尾旋翼I 6和尾旋翼II 7相向分布在尾管1的兩側(cè)，以提供相同方向的力。所述尾旋翼的槳葉角為15°。無人直升機飛行過程中，主旋翼8順時針方向旋轉(zhuǎn)，對機身產(chǎn)生一個逆時針方向的反扭力矩，電機I 3、電機II 5工作，驅(qū)動尾旋翼I 6和尾旋翼117旋轉(zhuǎn)，從而提供與反扭力矩相反方向的推當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
無人直升機獨立尾旋翼結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在機身后部的尾管(1)；其特征在于：所述尾管(1)的末端設(shè)有陀螺儀(4)、電機和電子調(diào)速裝置(2)，所述陀螺儀(4)水平設(shè)置在尾管(1)的末端；所述電子調(diào)速裝置(2)與電機相連以調(diào)節(jié)電機的轉(zhuǎn)速；所述電機的機芯軸輸出端與尾旋翼相連；所述尾旋翼的槳葉角固定，所述尾旋翼的槳葉角為5°～30°。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙曙光，齊勇，李朝陽，
申請(專利權(quán))人：青島宏百川金屬精密制品有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37
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