一種無人駕駛直升機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無人駕駛直升機。
【背景技術】
[0002]由于小型無人機具有成本低、容易維護、靈活機動好等優(yōu)勢，在自然災害的監(jiān)視與救援、邊境巡邏與控制、勘探、電力系統(tǒng)線路巡檢等很多領域里無人機都起到了舉足輕重的作用。近年來，尤其作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)植保技術的最新發(fā)展和前沿技術，無人機低空施藥技術發(fā)展前景廣闊。無人駕駛直升機是一個技術要求高、可靠性要求高、操縱難度大的復雜系統(tǒng)。利用無人駕駛直升機進行航拍、測繪、偵查、植保施藥等作業(yè)時，作業(yè)效果受各種因素影響明顯，對作業(yè)平臺提出了很高的要求。無人駕駛直升機升力的大小和控制方式是影響飛行器工作性能的關鍵。目前，無人駕駛直升機動力系統(tǒng)的冷卻方式有風冷和液冷兩種。對于大功率強制風冷的無人直升機動力系統(tǒng)通常需要設計專用的冷卻風扇，而傳統(tǒng)的冷卻風扇體積大、通氣量少、損耗功率大。同時，中小型無人直升機對動力系統(tǒng)的效率提出更高的要求，充分提高動力系統(tǒng)的效率和直升機的升重比成為提高無人駕駛直升機性能的重要途徑。
[0003]現(xiàn)有的動力系統(tǒng)強制風冷裝置多采用普通葉片或離心葉片，能實現(xiàn)為發(fā)動機降溫冷卻的功能，但是該類型冷卻裝置并未實現(xiàn)對損耗功率的有效利用，未能在實現(xiàn)把該部分功率在為發(fā)動機提供風冷冷卻的同時提供飛行器升力、反扭力等功能。
[0004]現(xiàn)有的單旋翼無人駕駛直升機的反扭力，通常是通過設計一個尾旋翼裝置來提供反扭力的。此類尾旋翼裝置能實現(xiàn)產(chǎn)生(相對飛行器縱軸線)與主旋翼旋轉方向相同的扭矩，從而克服主旋翼阻力(相對飛行器縱軸線)所產(chǎn)生的扭矩。這類裝置布置于主旋翼外，機構復雜、尺寸較大，消耗功率大、功率利用率不高。
[0005]目前，無人駕駛直升機旋盤傾斜系統(tǒng)的控制形式有單通道獨立操縱和多通道混合操縱兩種形式。單通道獨立操縱形式傾斜盤不但機械結構復雜、動作幅度小，且驅動舵面工作的舵機承受的載荷大，需舵機長時間大載荷工作，對舵機性能要求較高。多通道混合操縱的無人駕駛直升機旋盤傾斜系統(tǒng)能夠有效降低單個舵機的工作載荷。但現(xiàn)有的多通道混合控制的無人駕駛直升機旋盤傾斜系統(tǒng)主要形式仍局限于兩通道或三通道混合控制直升機的傾斜盤，能實現(xiàn)滾轉、俯仰和變距操縱單維度工作模式。這類型的直升機傾斜盤系統(tǒng)的特點是所有參與驅動傾斜盤傾斜或上下運動的舵機必須同時按一定比率協(xié)調(diào)工作。這類型傾斜盤系統(tǒng)由于要求參與動作的舵機必須實時精確協(xié)調(diào)完成偏轉才能實現(xiàn)飛行器的飛行控制，若其中任一參與動作的舵機失效或控制不精準則可能造成飛行器的失控。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種無人駕駛直升機，利用為發(fā)動機降溫冷卻的功率提供無人駕駛直升機升力和反扭力，功率利用率高，同時傾斜盤系統(tǒng)采用四通道混合控制，能在其中任一參與動作的舵機失效或控制不精準的時候保持無人駕駛直升機的平穩(wěn)運行。
[0007]本實用新型采用的技術方案為:
[0008]一種無人駕駛直升機，包括主旋翼系統(tǒng)、傾斜盤裝置、減速箱、啟動裝置、發(fā)動機、機身框架、尾旋翼裝置和起落裝置；所述主旋翼系統(tǒng)安裝在所述傾斜盤裝置的上方，傾斜盤裝置固定在所述減速箱的上方；所述啟動裝置安裝在所述機身框架的前部，發(fā)動機的上方；所述發(fā)動機通過懸掛方式安裝在機身框架的前部，所述起落架安裝在機身框架的下方，所述機身框架的后部安裝有尾管，尾管后端與所述尾旋翼裝置固定；所述尾旋翼安裝在尾旋翼裝置的尾槳夾兩端；
[0009]所述主旋翼系統(tǒng)、傾斜盤裝置、啟動裝置、發(fā)動機、尾旋翼裝置、起落裝置和至少一個輔助升力-反扭力-冷卻功能裝置均通過機身框架上的設備安裝支架安裝固定；減速箱直接安裝機身框架的機身側板上
[0010]所述啟動裝置用于啟動發(fā)動機；
[0011]所述發(fā)動機用于驅動輔助升力-反扭力-冷卻功能裝置旋轉，并通過傳動系統(tǒng)驅動主旋翼和尾旋翼旋轉；
[0012]所述傾斜盤裝置與主旋翼系統(tǒng)連接，用于控制主旋翼的總距及周期變距；總距操縱使傾斜盤裝置整體上升或下降而增大旋翼槳片總距，使旋翼拉力增大或減小，用于控制直升機的升降運動，周期變距操縱用于改變直升機的滾轉和俯仰姿態(tài)；
[0013]還包括至少一個輔助升力-反扭力-冷卻功能裝置，所述輔助升力-反扭力-冷卻功能裝置6，包括涵道49和升力風扇53，所述升力風扇53設置在所述涵道內(nèi)，涵道49通過安裝支架固定于發(fā)動機7上方，升力風扇53由發(fā)動機驅動，升力風扇的旋轉方向與主旋翼的旋轉方向相反；涵道49下方設置有導風道，用于引導氣流吹向發(fā)動機的氣缸。
[0014]進一步地，所述輔助升力-反扭力-冷卻功能裝置為I個；以無人駕駛直升機前進方向為中軸線，涵道關于中軸線對稱布置，所述升力風扇由發(fā)動機直接驅動。
[0015]進一步地，所述輔助升力-反扭力-冷卻功能裝置為2個，以無人駕駛直升機前進方向為中軸線，2個涵道對稱布置于中軸線的兩側，所述升力風扇由發(fā)動機通過傳動部件驅動。
[0016]進一步地，所述傳動部件為傳動皮帶、齒輪和軸中的任一種。
[0017]進一步地，所述傾斜盤裝置為4通道混合控制傾斜盤裝置，其包括兩個變距拉桿30、四個動作拉桿31、傾斜盤3、兩組導向剪型臂、4個舵機、一個控制器和止轉導軌34;所述傾斜盤包括旋轉杯體25和固定杯體26 ;旋轉杯體和固定杯體通過軸承連接；
[0018]所述兩個變距拉桿30以主軸為對稱軸對稱布置，兩個變距拉桿30的上端分別與主旋翼系統(tǒng)的兩個主槳夾上的變距搖臂14連接，兩個變距拉桿30的下端分別與旋轉杯體25通過關節(jié)軸承相連；變距拉桿用于調(diào)節(jié)主旋翼槳片的偏轉角度；
[0019]所述四個動作拉桿31的上端分別通過關節(jié)軸承與固定杯體26連接，四個動作拉桿31的下端分別與4個舵機的動作搖臂連接；四個動作拉桿用于驅動傾斜盤傾斜，傾斜盤通過變距拉桿推動主旋翼槳片偏轉，從而實現(xiàn)變距、俯仰和滾轉操作；每組導向剪型臂包括一個雙環(huán)剪型臂32和一個單環(huán)剪型臂33，兩組導向剪型臂以主軸為對稱軸對稱安裝，雙環(huán)剪型臂與主旋翼系統(tǒng)的主旋翼中聯(lián)活動連接，單環(huán)剪型臂通過關節(jié)軸承與旋轉杯體相連，雙環(huán)剪型臂和單環(huán)剪型臂活動連接；兩組剪型臂形成的平面與兩個變距拉桿形成的平面垂直；導向剪型臂用于保證傾斜盤的旋轉杯體與主軸沒有相對轉動；
[0020]4個舵機均與控制器相連；
[0021]4個舵機相對主旋翼的主軸軸心上一點呈中心對稱分布；
[0022]以無人駕駛直升機前進方向為中軸線，第一舵機與第四舵機安裝位置的連線與中軸線呈正45度角，第二舵機與第三舵機安裝位置的連線與中軸線呈負45度角；或者第一舵機與第四舵機安裝位置的連線與中軸線呈O度角，第二舵機與第三舵機安裝位置的連線與中軸線呈90度角；
[0023]所述止轉導軌平行于主軸固定安裝在舵機安裝支架上，固定杯體后方安裝有一個止轉銷，止轉銷插入止轉導軌上的銷槽內(nèi)，止轉導軌和止轉銷用于抑制固定杯體旋轉。
[0024]進一步地，所述雙環(huán)剪型臂32和單環(huán)剪型臂33之間的活動角度為35-145度。
[0025]進一步地，所述機身框架包括機身側板37、設備安裝支架、機身支柱40和尾管11 ;所述機身側板37為兩片，且結構相同、相互平行，設備安裝支架固定于兩片機身側板中間；兩塊機身側板37之間垂直于機身側板設有多根機身支柱40，用于支撐機身側板和加強機身框架的強度；所述設備安裝支架包括輔助升力-反扭力-冷卻功能裝置支撐架38、發(fā)動機安裝板39、啟動器安裝支架、舵機安裝支架29和尾管安裝支架；所述尾管安裝于尾管安裝支架上；所述機身側板前下端設有發(fā)動機安裝缺口，發(fā)動機上的安裝支座嵌入該缺口內(nèi)，并與發(fā)動機安裝板固定39。
[0026]進一步地，所述機身側板37上設有減速箱安裝孔。
[0027]進一步地，所述主旋翼系統(tǒng)包括主旋翼和主旋翼頭，所述主旋翼頭包括旋翼頭中聯(lián)17、主軸18、兩個主槳夾15、變距搖臂14、揮舞鉸支柱23、支撐軸承20和橫軸22 ;所述旋翼中聯(lián)17是一個T型結構的空心構件，其下端固定有主軸18，其上端的中間部位通過支撐