【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機械傳動及電機設計及制造。
技術介紹
1、共軸雙旋翼直升機具有繞同一理論軸線一正一反旋轉的上下兩副旋翼，由于轉向相反，兩副旋翼產生的扭矩在航向不變的飛行狀態下相互平衡，通過所謂的上下旋翼總距差動產生不平衡扭矩可實現航向操縱，共軸雙旋翼在直升機的飛行中，既是升力面又是縱橫向和航向的操縱面。共軸式直升機與單旋翼帶尾槳直升機的主要區別是采用上下共軸反轉的兩組旋翼用來平衡旋翼扭矩，不需尾槳。共軸式直升機的機身較短，同時其結構重量和載重均集中在直升機的重心處，因而減少了直升機的俯仰和偏航的轉動慣量。在10t級直升機上，共軸式直升機的俯仰轉動慣量大約是單旋翼直升機的一半，因此，共軸式直升機可提供更大的俯仰和橫滾操縱力矩。并使直升機具有較高的加速特性。由于沒有尾槳，共軸式直升機消除了單旋翼直升機存在的尾槳故障隱患和在飛行中因尾梁的振動和變形引起的尾槳傳動機構的故障隱患，從而提高了直升機的生存率。
2、四軸飛行器又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機，簡稱四軸、四旋翼。四軸飛行器(quadrotor)是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機直連的簡單機構，十字形的布局允許飛行器通過改變電機轉速獲得旋轉機身的力，從而調整自身姿態。具體的技術細節在″基本運動原理″中講述。因為它固有的復雜性，歷史上從未有大型的商用四軸飛行器。近年來得益于微機電控制技術的發展，穩定的四軸飛行器得到了廣泛的關注，應用前景十分可觀。
技術實現思路
1、針對上述技術現狀，本專利技術提供一種以對轉雙轉
2、本專利技術提出一種可變檔可差速可扭矩矢量分配的同軸或平行軸或垂直軸型的緊湊型變速器及高功率密度電機，包括對轉內轉子、外轉子、反向機構或可變檔變速及反向機構(反向機構：能將旋轉運動的旋轉方向實現反向變換的機構)；其特征是：通過同軸緊湊型變速器構造的可變速可反向的機構，把變速器機械職能及雙轉子電機的電磁力相互作用關系進行高度融合化設計，這正是本文所述內容核心，使變速器機械系統與雙轉子電機的電磁力相互作用關系融會貫通，實現變速變檔差速差扭矢量分配一體化融合同時提高緊湊性，是一種高度集成化設計方案。相關內容可參考在先申請。實現電機絕對轉速與相對轉速按照變速反向機構的速比約束獲得不同絕對轉速的輸出，實現變速變扭同時，實現電磁差速差扭功能，當反向機構的速比為等速反向輸出時，電機的絕對轉速最低，等效實現了提升功率密度的效果，即：在電機絕對轉速只有相對轉速一半前提下靠內外轉子扭矩的疊加獲得扭矩2倍輸出，等效于同轉速下獲得2倍功率密度。本專利提供的方案，可以在不提升絕對轉速前提下，提升功率密度，不失為一種極佳技術。
3、雙電機驅動的對轉雙旋翼相對容易控制上下旋翼轉速差，但對于純發動機的對轉雙旋翼則是機械傳動，控制轉速差顯得較為復雜化，如果遇到特殊氣候氣流擾動非常復雜環境下，靠及時電控來維持等速反向難度大增，而此機械互鎖方案則顯得非常游刃有余。
4、相比單旋翼直升機，結構簡單但其依靠主旋翼產生向上的升力，又依靠尾旋翼提供足夠的反扭力，而雙旋翼直升機是依靠上下兩個旋翼互相反轉，相互抵消扭力，就不用尾漿了，據有關資料顯示尾漿消耗10～20％能量，其機身長度大大縮小，所以從節能角度以及機動性、輕量化小巧化意義重大。
5、無人機及可載人飛行器或飛行汽車，現在大量采用電機作為動力，為了提升功率密度，減輕重量，可以采用本案例的對轉雙轉子電機，另一優點，可以在不增加絕對轉速前提下提升功率密度及升力，對于大型直升機，其旋翼的角速度不能太大，太大會使葉尖線速度接近甚至大于音速產生音障效果，而此時采用對轉雙旋翼價值可以得以體現，在不增加絕對轉速前提下提升了升力，且采用的是一個電機，又能減輕重量，對航空飛行器意義大，，而對于汽車，主要矛盾是轉速瓶頸，，對于飛機是重量或功率密度，，對于風電則是葉片轉速不能太快，但希望電機的轉速快，對轉也相等于提升了電機內部相對轉速，而相對轉速決定發電功率，所以，意義大！
6、顯見：新能源汽車電機，飛行器，風力發電，采用對轉雙轉子電機結構均有益，所以，本系列專利公開的雙轉子電機相關技術均可用于上述相關領域，，有此形成及交叉形成的技術均屬于系列專利的保護范圍。
7、每個軸位處均可以是共軸雙旋翼結構(對轉雙轉子電機機構)或部分是共軸共軸雙旋翼結構(對轉雙轉子電機機構)。
8、或者，采用非共軸單旋翼結構，通過上述對轉平衡原理來確保系統的角動量等于零(例如：通過兩個旋向相反的非共軸單旋翼結構來獲得反扭矩的相互抵消平衡)，也可以確保飛機在去掉尾槳前提下穩定姿態工作。
9、如果采用雙電機對轉方案則對電機精準控制要求很高，或者也可以增加機械互鎖機構來確保絕對的等速反向；其特征是，對于雙電機方案，也可以增加反向機構機械互鎖機構來確保絕對精準的等速反向旋轉。
10、在不減小功率前提下把兩個電機壓縮為一個，減輕重量，簡化結構，降低成本；且簡化控制要求，絕對精準化，且幾乎完全去掉了反扭矩平衡系統，由于從根源上消除了反扭矩平衡問題，所以殼體等關聯件及支架均不受反扭矩，無需進行反扭矩平衡，所以可以進一步輕量化，且延長壽命！其外殼等機構設計基本只考慮散熱導流等功能即可，無需特意考慮強度設計。
11、對轉雙旋翼的每一旋翼及關聯件的轉動慣量相等，則可以獲得角速度相同時，則角動量相等，扭矩相互平衡，機身及相關件不承載扭矩彎矩，這對飛行器及風力發電領域輕量化設計均有重要意義。
12、可以用于單軸飛行器或雙軸，四軸，或多軸飛行器，例如：現在的四軸無人機及多軸無人機及載人多軸飛行器及飛行汽車。
13、對于風力發電機采用對轉雙轉子電機結構等效于提升繞組與磁鋼的相對轉速2倍，在各自葉片絕對轉速不變前提下成倍數提升發電能量密度，這對于直驅風電來講，意義尤為重要。
14、且由于上述方式對殼體等固定架無反向扭矩作用力，可以進一步輕量化設計，減輕殼體及各固定支架及相關機械系統的重量，甚至可以減小塔身的強度設計，以及優化軸承負荷狀態，風力發電機軸承是重要元件，而采用對轉方式則基本消除了軸承由于扭矩彎矩而產生的徑向負荷，僅僅是承載其自身重力了，這對于風力發電重型設備領域意義重大。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.高功率密度雙旋翼飛行器及風電主機動力總成設計方法，包括：上旋翼、下旋翼、外轉子、內轉子、反向機構，變速機構對轉雙旋翼總成等，其特征是：對轉雙旋翼總成采用對轉雙轉子電機作為動力輸出，上旋翼與內轉子連接，下旋翼與外轉子連接，或者，可以互換，即：上旋翼與外轉子連接，下旋翼與內轉子連接；或者，可以增加等速反向機構來制約；同時通過優化內外雙轉子及雙旋翼的轉動慣量，盡可能使其轉動慣量相等，則可以盡可能減小甚至基本消除反向機構的負荷；或者，對轉葉片雙轉子風力發電機，采用對轉雙轉子電機作為電能輸出，可增加2倍發電量，葉片組A與內轉子連接，葉片組B與外轉子連接，或者，可以互換，即：葉片組A與外轉子連接，葉片組B與內轉子連接；或者，可以增加等速反向機構來制約。
2.根據權利要求1所述的高功率密度雙旋翼飛行器及風電主機動力總成設計方法，其特征是：對轉雙系統的轉動慣量相等，對殼體等固定架無反向扭矩作用力，可以進一步輕量化設計，減輕直升機重量；對于風力發電機也可以減輕殼體及各固定支架及相關機械系統的重量，或者，可以減小塔身的強度設計，或者，可以優化軸承負荷狀態；
3.根據權利要
4.根據權利要求1所述的高功率密度雙旋翼飛行器及風電主機動力總成設計方法，其特征是：可以用于單軸飛行器或雙軸，四軸，或多軸飛行器及無人機及載人飛行器及飛行汽車；
5.根據權利要求1所述的高功率密度雙旋翼飛行器及風電主機動力總成設計方法，其特征是：共軸對轉雙旋翼雙轉子電機驅動總成機構為A\B\C三種類型，由對轉雙轉子電機、反向互鎖機構、上旋翼、下旋翼等組成；其中，外轉子連接上旋翼，內轉子連接下旋翼，
6.根據權利要求1所述的高功率密度雙旋翼飛行器及風電主機動力總成設計方法，其特征是：前文所述的所有類型的徑向磁通對轉雙轉子電機也可以采用軸向磁通雙轉子電機代替，
...【技術特征摘要】
1.高功率密度雙旋翼飛行器及風電主機動力總成設計方法，包括：上旋翼、下旋翼、外轉子、內轉子、反向機構，變速機構對轉雙旋翼總成等，其特征是：對轉雙旋翼總成采用對轉雙轉子電機作為動力輸出，上旋翼與內轉子連接，下旋翼與外轉子連接，或者，可以互換，即：上旋翼與外轉子連接，下旋翼與內轉子連接；或者，可以增加等速反向機構來制約；同時通過優化內外雙轉子及雙旋翼的轉動慣量，盡可能使其轉動慣量相等，則可以盡可能減小甚至基本消除反向機構的負荷；或者，對轉葉片雙轉子風力發電機，采用對轉雙轉子電機作為電能輸出，可增加2倍發電量，葉片組a與內轉子連接，葉片組b與外轉子連接，或者，可以互換，即：葉片組a與外轉子連接，葉片組b與內轉子連接；或者，可以增加等速反向機構來制約。
2.根據權利要求1所述的高功率密度雙旋翼飛行器及風電主機動力總成設計方法，其特征是：對轉雙系統的轉動慣量相等，對殼體等固定架無反向扭矩作用力，可以進一步輕量化設計，減輕直升機重量；對于風力發電機也可以減輕殼體及各固定支架及相關機械系統的重量，或者，可以減小塔身的強度設計，或者，可以優化軸承負荷狀態；
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