專利名稱：共軸雙旋翼直升機(jī)電磁航向控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于共軸雙旋翼直升機(jī)上的航向控制裝置，尤其是將電磁技術(shù)與差速裝置結(jié)合而成的電磁航向控制裝置，該項裝置更適用于無人駕駛共軸雙旋翼直升機(jī)。
背景技術(shù)：
共軸雙旋翼直升機(jī)在飛行過程中，兩組旋翼由于共軸一上，一下，二者始終處于不同的工作環(huán)境之中，例如上下旋翼始終處于相互氣動干擾之中，由于飛行姿態(tài)的變化，外界氣流環(huán)境的變化都會對上下旋翼產(chǎn)生不同的影響，這就會使每葉旋翼的反扭矩出現(xiàn)大小不等的狀況，其差值會加在機(jī)身上，使其偏航，這一偏航問題是共軸雙旋翼直升機(jī)飛行過程中極為敏感的問題，也是長時間以來很難解決的問題。飛行實(shí)踐表明，采用恒速旋轉(zhuǎn)的旋翼，用改變旋翼槳葉角來實(shí)現(xiàn)航向控制沒能獲得滿意的效果，其航向不穩(wěn)定表現(xiàn)的還十分明顯。
在當(dāng)前載人的共軸雙旋翼直升機(jī)，同樣不能避免這一問題，例如前蘇聯(lián)卡莫夫系列共軸雙旋翼直升機(jī)，還是設(shè)置了垂直安定面和方向舵來幫助控制航向。國外比較成功的，加拿大CL-227哨兵，采用的是磁粉制動裝置與差速裝置結(jié)合的控制技術(shù)，使磁粉制動裝置與旋翼軸之間產(chǎn)生摩擦制動力矩來修正航向，由于機(jī)械動作較慢和制造工藝上的誤差，使得修正量會出現(xiàn)不足或過量，致使飛行器的機(jī)身左右旋轉(zhuǎn)，表明了是航向不能穩(wěn)定。
因此，在當(dāng)前采用更合適的技術(shù)方案使航向控制更迅速，可靠，操作簡單，制造成本低的共軸雙旋翼直升機(jī)航向控制裝置乃是當(dāng)務(wù)之急了。
本申請人曾設(shè)計制造了共軸旋翼飛行器的傳動差速機(jī)構(gòu)(專利號92103841.0)為解決無人駕駛共軸雙旋翼直升機(jī)的航向控制準(zhǔn)備了技術(shù)和實(shí)踐的基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)背景技術(shù)所述，本實(shí)用新型的目的在于提供一種采用一組電磁阻尼感應(yīng)電路與上，下旋翼相配合，當(dāng)上，下兩旋翼受到外界因素的影響導(dǎo)致所受阻力不等，使飛行器偏航時，電磁阻尼感應(yīng)電路產(chǎn)生的電磁阻尼可改變上，下旋翼的轉(zhuǎn)速，以此來平衡因上，下旋翼所受阻力不相等而加給機(jī)體的凈扭矩，而保持預(yù)定航向的電磁航向控制裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是根據(jù)如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種共軸雙旋翼直升機(jī)電磁航向控制裝置，主要由電磁航向控制伺服器A(1)，電磁航向控制伺服器B(2)，差速器(3)和傳感、指令綜合控制器(4)組成，其中，差速器(3)的上旋翼驅(qū)動軸(31)上安裝有電磁航向控制伺服器A(1)，即在上旋翼驅(qū)動軸(31)上固定恒磁體A(11)若干塊，每塊朝外的極性都相同，在其外圍極近距離處，對應(yīng)安裝相同數(shù)目的電磁體A(12)，在差速器(3)的下旋翼驅(qū)動軸(32)上安裝有電磁航向控制伺服器B(2)，即在下旋翼驅(qū)動軸(32)上固定恒磁體B(21)若干塊，每塊朝外的極性都相同，在其外圍極近距離處，對應(yīng)安裝相同數(shù)目的電磁體B(22)，電磁體A(12)和電磁體B(22)分別與傳感、指令綜合控制器(4)中的電流綜合控制器(46)導(dǎo)線連接。
由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果1、本實(shí)用新型借助電子技術(shù)，可以將修正航向所需凈扭矩的大小和持續(xù)產(chǎn)生凈扭矩的時間以及凈扭矩的方向準(zhǔn)確的配合起來，使控制迅速準(zhǔn)確和可靠。
2、本實(shí)用新型不存在機(jī)械磨損問題，裝置的使用壽命較長，也不易發(fā)生故障，增加了結(jié)構(gòu)使用的可靠性。
3、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單合理，制造成本低，使用維護(hù)修理簡易。


圖1為本實(shí)用新型總體結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型安裝在無人駕駛共軸雙旋翼直升機(jī)內(nèi)的狀況示意圖圖3為本實(shí)用新型工作原理示意圖圖中1-電磁航向控制伺服器A，11-恒磁體A，12-電磁體A，2-電磁航向控制伺服器B，21-恒磁體B，22-電磁體B，3-差速器，31-上旋翼驅(qū)動軸，32-下旋翼驅(qū)動軸，33-差速裝置，34-扭矩分配裝置，35-傳動軸，4-傳感、指令綜合控制器，41-航向增穩(wěn)傳感器，42-感測信號處理器，43-工作設(shè)備，44-信號指令接收及處理系統(tǒng)，45-俯仰，橫側(cè)，總矩控制伺服舵機(jī)，46-電流綜合控制器，5-發(fā)動機(jī)，6-上旋翼，7-下旋翼具體實(shí)施方式
由圖1所示，本實(shí)用新型，主要由電磁航向控制伺服器A1，電磁航向控制伺服器B2，差速器3和傳感、指令綜合控制器4組成，其中，差速器3的上旋翼驅(qū)動軸31上安裝有電磁航向控制伺服器A1，即在上旋翼驅(qū)動軸31上固定恒磁體A11若干塊，每塊朝外的極性都相同，在其外圍極近距離處，對應(yīng)安裝相同數(shù)目的電磁體A12，在差速器3的下旋翼驅(qū)動軸32上安裝有電磁航向控制伺服器B2，即在下旋翼驅(qū)動軸32上固定恒磁體B21若干塊，每塊朝外的極性都相同，在其外圍極近距離處，對應(yīng)安裝相同數(shù)目的電磁體B22，電磁體A12和電磁體B22分別與傳感、指令綜合控制器4中的電流綜合控制器46導(dǎo)線連接。
由圖可知，當(dāng)無人駕駛共軸雙旋翼直升機(jī)，不偏航時，電磁體A12，電磁體B22線圈中無電流通過，故電磁體A12和電磁體B22不產(chǎn)生磁場，當(dāng)其偏航或者接到地面工作站改變航向的指令，又或者按預(yù)定自主飛行程序需要改變航向時，電磁體A12和電磁體B22的兩端產(chǎn)生強(qiáng)磁場，并且電磁體A12和電磁體B22靠近恒磁體A11和恒磁體B21一端的磁場極性與恒磁體A11和恒磁體B21極性相反，于是，恒磁體A11和恒磁體B21，因電磁阻尼作用通過上旋翼驅(qū)動軸31和下旋翼驅(qū)動軸32和差速器3而影響上，下旋翼驅(qū)動軸31，32的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生一個凈扭矩，從而實(shí)現(xiàn)航向的控制。借助電子技術(shù)，可以將修正航向所需凈扭矩的大小和持續(xù)產(chǎn)生凈扭矩的時間以及凈扭矩的方向準(zhǔn)確匹配起來，使得本實(shí)用新型的航向控制相當(dāng)迅速，準(zhǔn)確可靠，這樣一個結(jié)果已由無人駕駛共軸雙旋翼飛行平臺驗(yàn)證機(jī)的試飛結(jié)果所證實(shí)。
由圖2、圖3所示，本實(shí)用新型安裝在無人駕駛共軸雙旋翼直升機(jī)中的狀況，差速器3通過上，下旋翼驅(qū)動軸31，32與上，下旋翼6，7相連接，通過差速器3的傳動軸35與發(fā)動機(jī)5相連接，發(fā)動機(jī)5的工作將驅(qū)動差速器的運(yùn)行，差速器3是一種全圓柱齒輪式的結(jié)構(gòu)，由差速裝置33和扭矩分配裝置34組成，該裝置可以自動平衡上，下旋翼6，7的轉(zhuǎn)速起到幫助飛行器保持航向穩(wěn)定。
由圖還可知，傳感、指令綜合控制器4，由航向增穩(wěn)傳感器41，感測信號處理器42，工作設(shè)備43，信號指令接收及處理系統(tǒng)44，俯仰、橫側(cè)、總矩控制伺服舵機(jī)45和電流綜合控制器46組成，其中航向增穩(wěn)傳感器41與感測信號處理器42和電流綜合控制器46相連接，工作設(shè)備43，信號指令接收及處理系統(tǒng)44，俯仰、橫側(cè)、總矩控制伺服舵機(jī)45與電流綜合控制器46相連接。
權(quán)利要求1.一種共軸雙旋翼直升機(jī)電磁航向控制裝置，主要由電磁航向控制伺服器A(1)，電磁航向控制伺服器B(2)，差速器(3)和傳感、指令綜合控制器(4)組成，其特征在于差速器(3)的上旋翼驅(qū)動軸(31)上安裝有電磁航向控制伺服器A(1)，即在上旋翼驅(qū)動軸(31)上固定恒磁體A(11)若干塊，每塊朝外的極性都相同，在其外圍極近距離處，對應(yīng)安裝相同數(shù)目的電磁體A(12)，在差速器(3)的下旋翼驅(qū)動軸(32)上安裝有電磁航向控制伺服器B(2)，即在下旋翼驅(qū)動軸(32)上固定恒磁體B(21)若干塊，每塊朝外的極性都相同，在其外圍極近距離處，對應(yīng)安裝相同數(shù)目的電磁體B(22)，電磁體A(12)和電磁體B(22)分別與傳感、指令綜合控制器(4)中的電流綜合控制器(46)導(dǎo)線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共軸雙旋翼直升機(jī)電磁航向控制裝置，其特征在于傳感、指令綜合控制器(4)，由航向增穩(wěn)傳感器(41)，感測信號處理器(42)，工作設(shè)備(43)，信號指令接收及處理系統(tǒng)(44)，俯仰、橫側(cè)、總矩控制伺服舵機(jī)(45)和電流綜合控制器(46)組成，其中航向增穩(wěn)傳感器(41)與感測信號處理器(42)和電流綜合控制器(46)相連接，工作設(shè)備(43)，信號指令接收及處理系統(tǒng)(44)，俯仰、橫側(cè)、總矩控制伺服舵機(jī)(45)與電流綜合控制器(46)相連接。
專利摘要一種共軸雙旋翼直升機(jī)電磁航向控制裝置，主要由電磁航向控制伺服器A(1)，電磁航向控制伺服器B(2)，差速器(3)和傳感、指令綜合控制器(4)組成，其中在差速器(3)的上，下旋翼驅(qū)動軸(31)，(32)上安裝電磁航向控制伺服器A(1)，B(2)，即在上，下旋翼驅(qū)動軸(31)，(32)上固定若干塊恒磁體A(11)，B(21)，每塊朝外的極性都相同，在其外圍極近處安裝若干塊相同數(shù)目的電磁體A(12)，B(22)，電磁體A(12)和電磁體B(22)分別與電流綜合控制器(46)導(dǎo)線連接。本實(shí)用新型控制迅速，準(zhǔn)確，可靠，無機(jī)械摩擦，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護(hù)修理簡易。
文檔編號B64C27/10GK2589335SQ0224614
公開日2003年12月3日 申請日期2002年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月13日
發(fā)明者李曉陽 申請人:李曉陽