本發(fā)明專利技術(shù)公開一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器及其控制系統(tǒng)。所述飛行器包括：機身包括機身本體和方向舵，控制和調(diào)節(jié)飛行器飛行方向；機翼翼身結(jié)構(gòu)為分離方式，包括整體式機翼盒段、副翼、機翼左/右短艙和撐桿左/右短艙，整體式機翼盒段前側(cè)集成左右撐桿，機翼左/右短艙與整體式機翼盒段通過傾轉(zhuǎn)軸相連，機翼左/右短艙繞傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；平尾包括平尾盒段和平尾左/右短艙，平尾左/右短艙與平尾盒段通過傾轉(zhuǎn)軸相連，左/右平尾繞傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；起落架采用三點式起落架，主起落架中集成有剎車系統(tǒng)，前起落架起平衡和方向控制的作用。采用本發(fā)明專利技術(shù)提供的電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，能夠?qū)崿F(xiàn)城市空中交通。能夠?qū)崿F(xiàn)城市空中交通。能夠?qū)崿F(xiàn)城市空中交通。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器及其控制系統(tǒng)
[0001]本專利技術(shù)涉及飛行器
，尤其涉及一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
[0002]隨城市道路車輛密度的不斷增加，人類日常通勤時間逐漸增加。憑借城市存在尚未完全開發(fā)利用的中低空域這一有利條件，城市空中交通(UAM,Urban Air Mobility)的概念被人們提出。電動垂直起降飛行器憑借綠色環(huán)保、對基礎(chǔ)設(shè)施依賴程度小的重要優(yōu)勢成為最主要的城市空中交通解決方案。目前行業(yè)內(nèi)存在兩種常見布局形式，一種布局為多旋翼布局形式：這類飛行器依靠多組升力旋翼提供飛行器垂直起降以及前飛動力，因不具備直升機旋翼同樣復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)，飛行速度因受到旋翼載荷的限制而較低，同時由于飛行效率較低導(dǎo)致續(xù)航能力較差；另一種常見布局為“升+推”組合布局形式：這類飛行器結(jié)合傳統(tǒng)固定旋翼布局在其上增加多組升力旋翼以實現(xiàn)垂直起降的功能，在巡航時升力旋翼關(guān)閉僅依靠推進動力前飛，升力旋翼在巡航階段產(chǎn)生的廢阻力將會較大地降低飛行效率。
[0003]為此，本專利技術(shù)設(shè)計了一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器。并且同步設(shè)計了電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器的操作控制方法及其電氣控制方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0004]本專利技術(shù)提供了一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，包括：機身、機翼、平尾、起落架；
[0005]機身包括機身本體和方向舵，機身本體集成艙門、風擋玻璃、下視窗和后視窗，方向舵安裝在機身本體后方，用于控制和調(diào)節(jié)飛行器飛行方向；機身本體內(nèi)設(shè)置座艙包括顯控臺、飛行員座椅、前排乘客座椅、后排乘客座椅，座艙后部為行李艙；
[0006]機翼翼身結(jié)構(gòu)為分離方式，包括整體式機翼盒段、副翼、機翼左/右短艙和撐桿左/右短艙，整體式機翼盒段前側(cè)集成左右撐桿，機翼左/右短艙與整體式機翼盒段通過傾轉(zhuǎn)軸相連，機翼左/右短艙繞傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；機翼左/右短艙內(nèi)部設(shè)置有電機和控制器，旋翼安裝在電機輸出軸上；機翼采用上單鷗翼布置，提升機翼及旋翼的離地高度；
[0007]平尾包括平尾盒段和平尾左/右短艙，平尾左/右短艙與平尾盒段通過傾轉(zhuǎn)軸相連，左/右平尾繞傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；
[0008]在撐桿左/右短艙上、機翼左/右短艙上，以及平尾左/右短艙中均安裝旋翼，機翼左/右短艙和左/右平尾短艙上旋翼為旋翼，繞傾轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；撐桿左/右短艙上的旋翼為可折疊固定旋翼，可折疊但位置固定不能傾轉(zhuǎn)；機翼左/右短艙和左/右平尾短艙均包括組裝成一體的短艙肋和舵機安裝框，舵機安裝框固定舵機支架，舵機支架通過螺紋銷釘安裝舵機，舵機繞螺紋銷釘軸線轉(zhuǎn)動；舵機的一端通過傾轉(zhuǎn)舵機臂固定在傾轉(zhuǎn)軸上；舵機通過驅(qū)動舵機的可伸縮推桿，帶動短艙部分傾轉(zhuǎn)；
[0009]起落架采用三點式起落架，包括一個前起落架兩個主起落架，主起落架中集成有剎車系統(tǒng)，在飛行器落地時起到剎車作用，前起落架起平衡和方向控制的作用。
[0010]如上所述的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其中，座艙排布采用1+2+2式，即第一排為
一個飛行員座椅，座椅部署位置居中，第二排為兩個前排乘客座椅、第三排為兩個后排乘客座椅；在打開左/右艙門之后，第三排旅客通過第一排與第二排座椅之間的空間即可到達自己的座位；飛行員從左/右艙門登機后通過兩側(cè)過道到達飛行員座椅。
[0011]如上所述的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其中，飛行員座椅前方為儀表臺，前儀表臺稍微偏右，保證駕駛員眼位在PFD中間，座椅的左右兩側(cè)分別部署油門臺和側(cè)桿；駕駛員通過控制油門臺和側(cè)桿，實現(xiàn)飛機的加/減速、上升/下降、俯仰、橫滾、轉(zhuǎn)彎。
[0012]如上所述的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其中，設(shè)置旋翼為五葉旋翼，五葉旋翼連接變距機構(gòu)，變距機構(gòu)是一種力矩傳遞結(jié)構(gòu)，用于放大操縱輸入位移大小、放大操縱輸入力大小、或者將弧線運動操縱輸入轉(zhuǎn)換為嚴格的直線運動輸出，用于改變旋翼的槳葉角，變距機構(gòu)包括力矩輸入點結(jié)構(gòu)、力矩傳遞結(jié)構(gòu)和力矩輸出點結(jié)構(gòu)。
[0013]如上所述的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其中，力矩輸入點結(jié)構(gòu)包括一體成型的操縱桿和輸入端塊，輸入端塊固定在操縱桿的一端，輸入端塊連接舵機的舵機臂/推桿，通過舵機臂/推桿的運動帶動操縱桿轉(zhuǎn)動；操縱桿的另一端連接力矩傳遞結(jié)構(gòu)，力矩傳遞結(jié)構(gòu)頂端連接多個力矩輸出點結(jié)構(gòu)，操縱桿轉(zhuǎn)動帶動力矩傳遞結(jié)構(gòu)運動，力矩傳遞結(jié)構(gòu)將運動傳遞給力矩輸出點結(jié)構(gòu)，帶動力矩輸出點結(jié)構(gòu)運動；每個力矩輸出點結(jié)構(gòu)上端與旋翼對應(yīng)的槳葉槳轂變距鉸直連，力矩輸出點結(jié)構(gòu)運動帶動槳葉槳轂變距鉸運動，由此實現(xiàn)槳葉角的變化。
[0014]如上所述的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其中，固定旋翼設(shè)置為四葉可折疊旋翼。
[0015]如上所述的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其中，舵機具體包括舵機桿、可伸縮推桿和傾轉(zhuǎn)舵機臂，舵機支架上的螺紋銷釘固定舵機桿，可伸縮推桿插入舵機桿內(nèi)并與舵機桿可伸縮連接，在舵機桿內(nèi)設(shè)置舵機電機，舵機電機驅(qū)動可伸縮推桿沿舵機桿內(nèi)外伸縮，可伸縮推桿的另一端通過緊固件固定傾轉(zhuǎn)舵機臂的一端，傾轉(zhuǎn)舵機臂的另一端套接在傾轉(zhuǎn)軸上，并與傾轉(zhuǎn)軸固定。
[0016]如上所述的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其中，飛行器的構(gòu)型模式包括多旋翼模式、過渡模式和固定旋翼模式；飛行器使用多旋翼模式進行起降，在空中進行多旋翼模式、過渡模式以及固定翼模式的動態(tài)切換。
[0017]本專利技術(shù)實現(xiàn)的有益效果如下：本專利技術(shù)提供一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，從結(jié)構(gòu)、動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)分別介紹了飛行器的整體構(gòu)造模式，解決垂直起降航空器過渡轉(zhuǎn)換過程面臨的難題，動力系統(tǒng)為整機提供多種高壓架構(gòu)動力，且能夠有效防止單點失效引起的安全性問題，控制系統(tǒng)實現(xiàn)精確的垂直起降控制、傾轉(zhuǎn)過渡控制和固定旋翼巡航飛行控制，提高飛行器飛行準確率和安全性。
附圖說明
[0018]為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1和圖2是本專利技術(shù)實施例一提供的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器外形結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是帶艙門和視窗的飛行器視圖；
[0021]圖4是不帶艙門和視窗的艙體內(nèi)部視圖；
[0022]圖5和圖6是飛行器拆解圖；
[0023]圖7和圖8是機翼左/右短艙示意圖；
[0024]圖9是傾轉(zhuǎn)軸與舵機布置示意圖；
[0025]圖10是短艙傾轉(zhuǎn)運動示意圖；
[0026]圖11是旋翼旋轉(zhuǎn)示意圖；
[0027]圖12和13是減速器集成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖14
?
22是飛行器高壓架構(gòu)各種情形示意圖；
[0029]圖23是低壓控制架構(gòu)示意圖；
[0030]圖24是低壓配電架構(gòu)示意圖；
[0031]圖25是飛行器的內(nèi)部航電飛控架構(gòu)示意圖；
[0032]圖26是飛控系統(tǒng)示意圖；
[0033]圖27是電機傾轉(zhuǎn)控制示意圖；
[0034]圖28、29是低速階段多旋翼控制示意圖；
[本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其特征在于，包括：機身、機翼、平尾、起落架；機身包括機身本體和方向舵，機身本體集成艙門、風擋玻璃、下視窗和后視窗，方向舵安裝在機身本體后方，用于控制和調(diào)節(jié)飛行器飛行方向；機身1本體內(nèi)設(shè)置座艙包括顯控臺、飛行員座椅、前排乘客座椅、后排乘客座椅，座艙后部為行李艙；機翼翼身結(jié)構(gòu)為分離方式，包括整體式機翼盒段、副翼、機翼左/右短艙和撐桿左/右短艙，整體式機翼盒段前側(cè)集成左右撐桿，機翼左/右短艙與整體式機翼盒段通過傾轉(zhuǎn)軸相連，機翼左/右短艙繞傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；機翼左/右短艙內(nèi)部設(shè)置有電機和控制器，旋翼安裝在電機輸出軸上；機翼采用上單鷗翼布置，提升機翼及旋翼的離地高度；平尾包括平尾盒段和平尾左/右短艙，平尾左/右短艙與平尾盒段通過傾轉(zhuǎn)軸相連，左/右平尾繞傾轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)；在撐桿左/右短艙上、機翼左/右短艙上，以及平尾左/右短艙中均安裝旋翼，機翼左/右短艙和左/右平尾短艙上旋翼為旋翼，繞傾轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；撐桿左/右短艙上的旋翼為可折疊固定旋翼，可折疊但位置固定不能傾轉(zhuǎn)；機翼左/右短艙和左/右平尾短艙均包括組裝成一體的短艙肋和舵機安裝框，舵機安裝框固定舵機支架，舵機支架通過螺紋銷釘安裝舵機，舵機繞螺紋銷釘軸線轉(zhuǎn)動；舵機的一端通過傾轉(zhuǎn)舵機臂固定在傾轉(zhuǎn)軸上；舵機通過驅(qū)動舵機的可伸縮推桿，帶動短艙部分傾轉(zhuǎn)；起落架采用三點式起落架，包括一個前起落架兩個主起落架，主起落架4中集成有剎車系統(tǒng)，在飛行器落地時起到剎車作用，前起落架4起平衡和方向控制的作用。2.如權(quán)利要求1所述的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其特征在于，座艙排布采用1+2+2式，即第一排為一個飛行員座椅，座椅部署位置居中，第二排為兩個前排乘客座椅、第三排為兩個后排乘客座椅；在打開左/右艙門之后，第三排旅客通過第一排與第二排座椅之間的空間即可到達自己的座位；飛行員從左/右艙門登機后通過兩側(cè)過道到達飛行員座椅。3.如權(quán)利要求2所述的一種電動傾轉(zhuǎn)旋翼飛行器，其特征在于，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃寅吉，黃雍威，蔣俊，
申請(專利權(quán))人：上海時的科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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