一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统及无人机的制作方法

1.本实用新型属于倾转旋翼机传动领域，更具体地，涉及一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统及无人机。


背景技术：

2.目前世界范围内现役单发无人倾转旋翼机仅有两款，鹰眼和tr-6x。两者均采用单发内置发动机设计，通过某种传动形式将动力传递给机翼内传动轴。鹰眼采用纵置发动机配合机身航向传动轴，将动力传递给换向齿轮箱后实现动力垂直换向，传给机翼内传动轴，进一步传给左右两侧旋翼系统；tr-6x大量使用鹰眼无人机的相关技术，采用横置发动机配合同步带，将动力平行传递给机翼内传动轴，进一步传给左右两侧旋翼系统。
3.如图1所示，鹰眼无人倾转旋翼机的传动系统中，发动机为纵向布置，发动机与机翼内传动轴之间需要布置航向传动轴，拉长了动力装置与机翼内传动轴的距离，导致传动系统航向重心靠近机身后部，给全机重心配平带来困难。
4.如图2所示，tr-6x无人倾转旋翼机的传动系统中，发动机为横向布置，发动机与机翼内传动轴之间需要布置同步带，不但导致传动系统航向重心靠近机身后部，而且导致传动系统在机身内部展向方向占据空间大，使得整机飞行迎风面积增加，不利于提升飞行性能。
5.除上述两款无人倾转旋翼机之外，国内外范围内无人倾转旋翼机的起飞重量均远小于上述两款机型，传动系统与此类似或采用全电动模式，取消机身内传动系统。
6.虽然采用了不同的传动形式，但上述两款机型的传动系统都布置在同一平面内。由于无人倾转旋翼机在俯仰方向上的先天控制力矩不足，全机航向重心的位置将极大影响飞行控制效果。全机重心越靠近机翼气动中心，越有利于飞行控制。上述两款传动系统紧凑度较低，均导致重量系数较大的动力装置远离气动中心，位于全机重心之后。为达到整机平衡配重，需要在机身前部增加配重块。这导致整机重量增加，载荷能力减小，并分散全机惯量分布，为飞行控制带来困难。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统及无人机，该传动系统解决单发无人倾转旋翼机传动系统导致的整机重心靠后问题，减小机身前部配重块重量，降低机身飞行迎风面积，实现提升整机任务载荷和飞行控制性能的效果。
8.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，包括：
9.离合器，一端通过法兰盘与发动机的输出轴连接；
10.传动机构，一端与所述离合器的另一端连接，所述传动机构沿机身的高度方向设置；
11.变速结构，输入端与所述传动机构的另一端连接，所述变速结构设置在所述发动机的上方；
12.左旋翼系统和右旋翼系统，分别与所述变速结构的输出端连接。
13.可选地，所述传动机构包括：
14.主动带轮，与所述离合器的另一端连接；
15.从动带轮，设置在所述主动带轮的上方，所述从动带轮通过传动带与所述主动带轮连接。
16.可选地，所述主动带轮通过万向节与所述离合器连接。
17.可选地，所述变速结构包括换向齿轮箱，所述换向齿轮箱的输入端和输出端分别沿所述机身的长度方向和宽度方向设置。
18.可选地，所述左旋翼系统通过左轴系和左减速器与所述换向齿轮箱的输出端连接。
19.可选地，所述右旋翼系统通过右轴系和右减速器与所述换向齿轮箱的输出端连接。
20.可选地，所述发动机设置在所述机身位于机翼气动中心的位置。
21.可选地，所述发动机和所述离合器设置在第一平面上，左旋翼系统和右旋翼系统设置在第二平面上，所述第一平面与所述第二平面相互平行。
22.可选地，所述发动机沿所述机身的长度方向设置，所述传动机构设置在所述发动机靠近所述机身前端的一侧。
23.本实用新型还提供了一种无人机，包括上述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统。
24.本实用新型提供了一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统及无人机，其有益效果在于：该传动系统将发动机内部的减速装置移动到主动带轮与从动带轮之间，通过同步带设计将发动机输出动力与机翼内传动轴由现有传动系统的同一平面分散到两个平面内，传动机构位于机翼内的左轴系和右轴系的前方，使得动力装置可以进一步沿飞机航向前移，插入到机翼内传动机构的下部空间；另外，该传动系统通过双层传动机构的布置，将机翼内左右轴系下方的空间最大化利用，布置发动机等零件，提升整机传动系统在机身航向的紧凑度，改善了现有传动系统的机身航向方向重心位置靠后问题。
25.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
26.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
27.图1示出了现有的鹰眼无人倾转旋翼机的传动系统的示意图。
28.图2示出了现有的tr-6x无人倾转旋翼机的传动系统的示意图。
29.图3示出了根据本实用新型的一个实施例的一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统的结构示意图。
30.图4示出了根据本实用新型的一个实施例的一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动
系统的俯视图。
31.图5示出了根据本实用新型的一个实施例的一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统的侧视图。
32.图1至图2的附图标记说明：
[0033]1’
、发动机；2’、离合器；3’、换向齿轮箱；4’、万向节；5’、同步带；6’、左轴系；7’、右轴系；8’、机身。
[0034]
图3至图5的附图标记说明：
[0035]
1、离合器；2、发动机；3、机身；4、左旋翼系统；5、右旋翼系统；6、主动带轮；7、从动带轮；8、传动带；9、万向节；10、换向齿轮箱；11、左轴系；12、左减速器；13、右轴系；14、右减速器。
具体实施方式
[0036]
下面将更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然以下描述了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0037]
本实用新型提供了一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，包括：
[0038]
离合器，一端通过法兰盘与发动机的输出轴连接；
[0039]
传动机构，一端与离合器的另一端连接，传动机构沿机身的高度方向设置；
[0040]
变速结构，输入端与传动机构的另一端连接，变速结构设置在发动机的上方；
[0041]
左旋翼系统和右旋翼系统，分别与变速结构的输出端连接。
[0042]
具体的，该传动系统将发动机的输出动力传递至传动机构上，传动机构将动力转移至另一个平面上旋翼系统上，通过双层传动系统布置，将机翼下方的空间最大化利用，提升整机传动系统在机身航向的紧凑度，降低了机身前部配重块重量，降低机身飞行迎风面积，提升了整机任务载荷能力和飞行控制性能。
[0043]
可选地，传动机构包括：
[0044]
主动带轮，与离合器的另一端连接；
[0045]
从动带轮，设置在主动带轮的上方，从动带轮通过传动带与主动带轮连接。
[0046]
具体的，传动机构采用带轮与传动带的连接结构，这样能够提高传动动力的效率，结构简单，稳定性高；主动带轮、传动带和从动带轮三者组成传动机构，传动机构通过带轮支架与机翼结构刚性连接，并且变速结构也与机翼结构刚性连接；传动带通过竖直方向传动，将发动机所在平面的动力提升至换向变速结构所在的更高平面。
[0047]
可选地，主动带轮通过万向节与离合器连接。
[0048]
具体的，传动机构与变速结构组成的二级减速装置，通过万向节连接到离合器的输出轴上，万向节在单发无人倾转旋翼机的传动系统中是必不可少的；万向节通过两端的十字万向装置实现在不同轴情况下的扭矩传递，将发动机的振动与主动带轮之间隔离，保证发动机动力能够平稳传递给二级减速装置。
[0049]
可选地，变速结构包括换向齿轮箱，换向齿轮箱的输入端和输出端分别沿机身的长度方向和宽度方向设置。
[0050]
具体的，发动机的输出轴沿机身的长度方向设置，这样要想将发动机动力传递至机翼上的旋翼系统，需要通过换向齿轮箱将航向方向的动力改变为机翼方向上。
[0051]
可选地，左旋翼系统通过左轴系和左减速器与换向齿轮箱的输出端连接。
[0052]
可选地，右旋翼系统通过右轴系和右减速器与换向齿轮箱的输出端连接。
[0053]
可选地，发动机设置在机身位于机翼气动中心的位置。
[0054]
具体的，将发动机这个动力装置进一步沿飞机航向方向前移，插入到机翼内传动轴下部空间，通过双层传动系统布置，将机翼内轴系下方的空间最大化利用，布置发动机输出的离合器和万向节，提升整机传动系统在机身航向的紧凑度，改善了现有传动系统的机身航向方向重心位置靠后问题，进一步降低了机身前部配重块重量，降低机身飞行迎风面积，提升了整机任务载荷能力和飞行控制性能。
[0055]
可选地，发动机和离合器设置在第一平面上，左旋翼系统和右旋翼系统设置在第二平面上，第一平面与第二平面相互平行。
[0056]
具体的，该传动系统通过双层传动系统布置，将机翼下方的空间最大化利用，提升整机传动系统在机身航向的紧凑度。
[0057]
可选地，发动机沿机身的长度方向设置，传动机构设置在发动机靠近机身前端的一侧。
[0058]
具体的，发动机在航向方向的重心更加靠近机翼气动中心，将发动机设置为纵置布置，可使机身宽度更小，飞行迎风阻力面更小，有利于提升飞行性能。
[0059]
本实用新型还提供了一种无人机，包括上述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统。
[0060]
实施例
[0061]
如图3至图5所示，本实用新型提供了一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，包括：
[0062]
离合器1，一端通过法兰盘与发动机2的输出轴连接；
[0063]
传动机构，一端与离合器1的另一端连接，传动机构沿机身3的高度方向设置；
[0064]
变速结构，输入端与传动机构的另一端连接，变速结构设置在发动机2的上方；
[0065]
左旋翼系统4和右旋翼系统5，分别与变速结构的输出端连接。
[0066]
在本实施例中，传动机构包括：
[0067]
主动带轮6，与离合器1的另一端连接；
[0068]
从动带轮7，设置在主动带轮6的上方，从动带轮7通过传动带8与主动带轮6连接。
[0069]
在本实施例中，主动带6轮通过万向节9与离合器1连接。
[0070]
在本实施例中，变速结构包括换向齿轮箱10，换向齿轮箱10的输入端和输出端分别沿机身3的长度方向和宽度方向设置。
[0071]
在本实施例中，左旋翼系统4通过左轴系11和左减速器12与换向齿轮箱10的输出端连接。
[0072]
在本实施例中，右旋翼系统5通过右轴系13和右减速器14与换向齿轮箱10的输出端连接。
[0073]
在本实施例中，发动机2设置在机身位3于机翼气动中心的位置。
[0074]
在本实施例中，发动机2和离合器1设置在第一平面上，左旋翼系统4和右旋翼系统
5设置在第二平面上，第一平面与第二平面相互平行。
[0075]
在本实施例中，发动机2沿机身3的长度方向设置，传动机构设置在发动机2靠近机身3前端的一侧。
[0076]
本实用新型还提供了一种无人机，包括上述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统。
[0077]
综上，该传动系统传动带8通过竖直方向传动，将发动机2所在平面的动力提升至换向齿轮箱10所在的更高平面，换向齿轮箱10、左轴系11、右轴系13均装配在机翼结构内部，左轴系11和右轴系13分别将动力传递给左减速器12和右减速器14，进一步分别驱动左旋翼系统4和右旋翼系统5。
[0078]
以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

技术特征：
1.一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，其特征在于，包括：离合器，一端通过法兰盘与发动机的输出轴连接；传动机构，一端与所述离合器的另一端连接，所述传动机构沿机身的高度方向设置；变速结构，输入端与所述传动机构的另一端连接，所述变速结构设置在所述发动机的上方；左旋翼系统和右旋翼系统，分别与所述变速结构的输出端连接。2.根据权利要求1所述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，其特征在于，所述传动机构包括：主动带轮，与所述离合器的另一端连接；从动带轮，设置在所述主动带轮的上方，所述从动带轮通过传动带与所述主动带轮连接。3.根据权利要求2所述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，其特征在于，所述主动带轮通过万向节与所述离合器连接。4.根据权利要求1所述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，其特征在于，所述变速结构包括换向齿轮箱，所述换向齿轮箱的输入端和输出端分别沿所述机身的长度方向和宽度方向设置。5.根据权利要求4所述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，其特征在于，所述左旋翼系统通过左轴系和左减速器与所述换向齿轮箱的输出端连接。6.根据权利要求4所述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，其特征在于，所述右旋翼系统通过右轴系和右减速器与所述换向齿轮箱的输出端连接。7.根据权利要求1所述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，其特征在于，所述发动机设置在所述机身位于机翼气动中心的位置。8.根据权利要求1所述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，其特征在于，所述发动机和所述离合器设置在第一平面上，左旋翼系统和右旋翼系统设置在第二平面上，所述第一平面与所述第二平面相互平行。9.根据权利要求1所述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统，其特征在于，所述发动机沿所述机身的长度方向设置，所述传动机构设置在所述发动机靠近所述机身前端的一侧。10.一种无人机，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统。

技术总结
本实用新型公开了一种高紧凑单发无人倾转旋翼机传动系统及无人机，涉及倾转旋翼机传动领域，包括：离合器，一端通过法兰盘与发动机的输出轴连接；传动机构，一端与离合器的另一端连接，传动机构沿机身的高度方向设置；变速结构，输入端与传动机构的另一端连接，变速结构设置在发动机的上方；左旋翼系统和右旋翼系统，分别与变速结构的输出端连接；该传动系统解决单发无人倾转旋翼机传动系统导致的整机重心靠后问题，减小机身前部配重块重量，降低机身飞行迎风面积，实现提升整机任务载荷和飞行控制性能的效果。行控制性能的效果。行控制性能的效果。


技术研发人员：徐志雄 周波 张练
受保护的技术使用者：彩虹无人机科技有限公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/5/16