一种无人直升机隔振装置及无人直升机的制作方法

1.本发明涉及无人直升机技术领域，尤其涉及一种无人直升机隔振装置及无人直升机。


背景技术：

2.在这个无人直升机飞速发展的时代，无人直升机因具有固定翼飞机无法比拟的低空低速性能和垂直起降悬停功能，在诸多领域发挥着不可替代的作用。但因其旋转动部件多且结构复杂，在工作中始终承受来自旋翼、尾桨、发动机和传动装置等旋转运动部位产生的交变载荷，这些载荷将引起直升机机体结构的振动。无人直升机的振动水平直接影响着无人直升机的安全性能、使用寿命和机载设备工作环境，还会对无人直升机结构产生疲劳损伤和破坏，随着无人直升机的使用需求的日益广泛，对无人直升机各方面性能要求越来越高。
3.因此，如何降低无人直升机的振动水平，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种无人直升机隔振装置，以降低无人直升机的振动水平，提高无人直升机的稳定性。
5.本发明的第二个目的在于提供一种无人直升机。
6.为了实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种无人直升机隔振装置，用于降低无人直升机的主减速器与机体的振动水平，包括撑杆、减速器铰链、机架铰链和弹性件，其中：
8.撑杆的一端与减速器铰链连接，撑杆的另一端与机架铰链连接；
9.减速器铰链用于连接主减速器；
10.机架铰链用于连接机体；
11.弹性件布置于机体和主减速器之间；
12.一个撑杆、一个减速器铰链和一个机架铰链组成一个隔振组，无人直升机隔振装置包括四个隔振组，且以两个平行布置的隔振组为一对，分为两对镜像分布于机体的两侧。
13.优选地，在上述无人直升机隔振装置中，还包括凸台和连接件，其中，凸台布置于主减速器上，凸台上布置有第一安装通孔，机体上布置有与第一安装通孔相适配的螺纹孔，连接件穿过第一安装通孔和螺纹孔将主减速器固定于机体。
14.优选地，在上述无人直升机隔振装置中，弹性件为橡胶垫，橡胶垫布置于机体和主减速器之间，连接件穿过第一安装通孔、橡胶垫和螺纹孔将主减速器固定于机体。
15.优选地，在上述无人直升机隔振装置中，减速器铰链上布置有第二安装通孔和第一连接块，第二安装通孔用于将减速器铰链固定于主减速器，第一连接块用于将减速器铰链固定于撑杆。
16.优选地，在上述无人直升机隔振装置中，减速器铰链靠近主减速器的一侧布置有与主减速器相适配的卡台。
17.优选地，在上述无人直升机隔振装置中，机架铰链上布置有第三安装通孔和第二连接块，第三安装通孔用于将机架铰链固定于机体，第二连接块用于将机架铰链固定于撑杆。
18.优选地，在上述无人直升机隔振装置中，撑杆的两端分别布置有第一固定孔和第二固定孔，第一固定孔与第一连接块相适配，第二固定孔与第二连接块相适配。
19.优选地，在上述无人直升机隔振装置中，撑杆为弧形，镜像分布的两个隔振组的两个撑杆的两端所连成的直线延长后相交于一个相交点，四个隔振组形成的两个相交点形成一条轴线，轴线位于主减速器的质心之上。优选地，在上述无人直升机隔振装置中，减速器铰链与主减速器通过螺栓和螺母相连接，机架铰链与机体通过螺栓和螺母相连接，第一固定孔与第一连接块通过螺栓和螺母相连接，第二固定孔与第二连接块通过螺栓和螺母相连接。
20.为了实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
21.一种无人直升机，包括主减速器、机体和上述中任一项的无人直升机隔振装置。
22.本发明提供的无人直升机隔振装置，使用时，以两个平行布置的隔振组为一对，分为两对镜像分布于机体的两侧，隔振组中的撑杆将主减速器与机体相连接,镜像分布的两个隔振组的两个撑杆的两端所连成的直线延长后相交于一个相交点，四个隔振组形成的两个相交点形成一条轴线，轴线位于主减速器的质心之上，主减速器能够绕此轴线摆动因为撑杆的轴向刚度很高，因此主减速器与机体之间的线位移很小,主减速器与机体产生的摆动的频率较低，降低了无人直升机的振动水平，同时主减速器与机体之间布置有弹性件,能够隔离主减速器与机体产生的振动载荷，进一步提高无人直升机的稳定性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本发明实施例公开的无人直升机隔振装置的结构示意图；
25.图2为本发明实施例公开的无人直升机隔振装置的隔振组的结构示意图；
26.图3为本发明实施例公开的撑杆的结构示意图；
27.图4为本发明实施例公开的减速器铰链的结构示意图；
28.图5为本发明实施例公开的机架铰链的结构示意图；
29.图6为本发明实施例公开的无人直升机隔振装置的局部主视图；
30.图7为本发明实施例公开的无人直升机隔振装置的整体结构示意图；
31.图8为本发明实施例公开的无人直升机隔振装置的主视图；
32.图9为本发明实施例公开的无人直升机隔振装置的结构示意图。
33.其中：主减速器100，凸台101，第一安装通孔102，机体200，撑杆300，减速器铰链301，第二安装通孔3011，第一连接块3012，机架铰链302，第三安装通孔3021，第二连接块
3022，第一固定孔303，第二固定孔304，加强筋305。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图1-图9，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出新颖性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶面”、“底面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。如图1-图9所示，本发明公开的无人直升机隔振装置，包括撑杆300、减速器铰链301、机架铰链302和弹性件，其中，撑杆300的一端与减速器铰链301连接，撑杆300的另一端与机架铰链302连接，减速器铰链301用于连接主减速器100，机架铰链302用于连接机体200，弹性件布置于机体200和主减速器100之间，一个撑杆300、一个减速器铰链301和一个机架铰链302组成一个隔振组，无人直升机隔振装置包括四个隔振组，且以两个平行布置的隔振组为一对，分为两对镜像分布于机体200的两侧。使用时，隔振组中的撑杆300将主减速器100与机体200相连接,镜像分布的两个隔振组的两个撑杆300的两端所连成的直线延长后相交于一个相交点，四个隔振组形成的两个相交点形成的一条轴线，轴线位于主减速器100的质心之上。具体地，本发明采用的是上聚焦式单向隔振，上聚焦式即两个撑杆300的两端所连成的直线延长后相交于一个相交点，此相交点为虚焦点，单向隔振即四个撑杆300的两个虚焦点相交在一条直线上，此直线即为上述轴线，主减速器100能绕该轴线摆动，通过主减速器100的底部的弹性件即能隔离对应一个方向的振动载荷。因为撑杆300的轴向刚度很高，因此主减速器100与机体200之间的线位移很小，主减速器100与机体200产生的摆动的频率较低，降低了无人直升机的振动水平。同时主减速器100与机体200之间布置有弹性件，能够隔离主减速器100与机体200产生的振动载荷，进一步提高无人直升机的稳定性。
36.需要说明的是，在实际应用中，主减速器100的上方布置有旋翼，无人直升机在飞行过程中，旋翼是无人直升机最主要的振源，旋翼受到包含旋翼转速整数倍的各次谐波成分的交变气动载荷作用，在桨根形成交变的力与力矩。各片桨叶的桨根力及力矩在桨毂处合成，形成一个对于机体不旋转系统的频率为knω的桨毂振动激振力与力矩，这三个力与三个力矩就是引起机体振动的主要激振力。其中ω、n分别是旋翼转速、桨叶片数，k为整数。这些激振力通过主减速器100与机体200之间的连接结构向机体200传递，将引起机体200频率为knω的振动响应，因此机体200的振动是以旋翼一阶通过频率(旋翼转速频率的k倍,k为桨叶片数)为主，主减速器100的安装结构为旋翼产生的振动载荷向机体200传递的必经途径，因此如何减小旋翼产生的振动载荷向机体200的传递值十分重要。本发明公开的无人直升机隔振装置，作为一种从传递路径控制振动水平的手段，通过采用四个隔振组和采用刚性的撑杆300，将主减速器100与机体200相连接，四个撑杆300聚焦于两个相交点，两个相交点形成一条轴线，主减速器100能够绕此轴线摆动，因为撑杆300的轴向刚度很高，所以减
小了主减速器100与机体200之间的线位移，能够降低主减速器100与机体200产生的摆动频率，降低旋翼振动向机体200的传递率，从而有效地降低直升机的振动水平，提高无人直升机的稳定性。
37.为了优化上述技术方案，还包括凸台101和连接件，其中，凸台101布置于主减速器100上，凸台101上布置有第一安装通孔102，机体200上布置有与第一安装通孔102相适配的螺纹孔，连接件穿过第一安装通孔102和螺纹孔将主减速器100固定于机体200。具体地，为了保证固定连接的稳定性，凸台101的数量为四个，均匀布置于主减速器100的底部，每个凸台101所布置的第一安装通孔102的数量为两个，对应地，机体200上布置有与第一安装通孔102的数量相适应的螺纹孔。使用时，连接件穿过第一安装通孔102和螺纹孔将主减速器100与机体200相连接并固定。上述连接件包括但不限于连接螺栓等连接件。进一步地，凸台101垂直布置于主减速器100的底部，凸台101的两侧固定有加强固定板，使得凸台101与主减速器100的连接更为稳定。通过布置凸台101、第一安装通孔102、螺纹孔和连接件，能够将主减速器100与机体200初步固定，提高了主减速器100与机体200连接的稳定性。
38.如图9所示，为了优化上述技术方案，撑杆300为弧形，镜像分布的两个隔振组的两个撑杆300的两端所连成的直线延长后相交于一个相交点，四个隔振组形成的两个相交点形成的一条轴线，轴线位于主减速器100的质心之上。进一步地，撑杆300的两端即为撑杆300与减速器铰链301的连接点和撑杆300与机架铰链302的连接点，这两个连接点所连成的直线延长后相交于一个相交点，因为无人直升机上布置有镜像分布的四组隔振组，所以将会形成两个相交点，此两个相交点将会连成一条轴线，主减速器100能够绕此轴线摆动，主减速器100与机体200之间的弹性件能够隔离主减速器100与机体200产生的振动载荷，进一步提高无人直升机的稳定性。具体地，因为撑杆300为配合主减速器100使用，所以将撑杆300设置为弧形能够避免撑杆300与主减速器100在空间上发生干涉，提高无人直升机的结构布置的合理性。进一步地，上述弹性件为橡胶垫，橡胶垫布置于机体200和主减速器100之间，连接件穿过第一安装通孔102、橡胶垫和螺纹孔将主减速器100固定于机体200。具体地，橡胶垫布置于机体200与主减速器100之间，以实现减震，此处所减少的振动为上述旋翼向机体200传递的振动载荷。使用时，连接件依次穿过凸台101、橡胶垫和机体200，将主减速器100与机体200固定在一起。无人直升机隔振装置中所包括的四个撑杆300所形成的两个圆心相交点形成了一条直线，主减速器100能够绕这条直线摆动，并沿这条直线的方向形成振动载荷，通过布置橡胶垫，能够隔离此振动载荷，从而降低无人直升机的振动水平，提高无人直升机的稳定性。
39.可以理解的是，弹性件包括但不限于橡胶垫、弹簧等能够隔离振动载荷的弹性件，其他能够实现隔离主减速器100产生的振动载荷向机体200传递的弹性件亦在本发明的保护范围之内。
40.为了优化上述技术方案，减速器铰链301上布置有第二安装通孔3011和第一连接块3012，第二安装通孔3011用于将减速器铰链301固定于主减速器100，第一连接块3012用于将减速器铰链301固定于撑杆300。具体地，第二安装通孔3011的数量为两个，主减速器100上布置有第二安装通孔3011相适应的第一加工孔，第一连接块3012包括两个对称布置的凸起，凸起上布置有第二加工孔。进一步地，撑杆300的第一端布置有第一固定孔303，第一固定孔303与第一连接块3012相适配。使用时，螺栓穿过第二安装通孔3011和第一加工
孔，并与螺母相配合将减速器铰链301与主减速器100固定在一起，螺栓穿过第一固定孔303和第二加工孔，并与螺母相配合将减速器铰链301与撑杆300固定在一起。
41.进一步地，减速器铰链301靠近主减速器100的一侧布置有与主减速器100相适配的卡台。具体地，卡台卡接于主减速器100的一角，对主减速器100形成卡接。使用时，卡台的第一部分卡接于主减速器100的一角，第二安装通孔3011布置于卡台的第二部分，并通过螺栓和螺母将主减速器100与减速器铰链301相连接。通过布置卡台，能够使主减速器100与减速器铰链301的连接更为稳定，减少隔振组与主减速器100之间的振动，从而降低无人直升机的振动水平，提高无人直升机的稳定性。
42.为了优化上述技术方案，机架铰链302上布置有第三安装通孔3021和第二连接块3022，第三安装通孔3021用于将机架铰链302固定于机体200，第二连接块3022用于将机架铰链302固定于撑杆300。具体地，第三安装通孔3021的数量为四个，机体200上布置有第三安装通孔3021相适应的第三加工孔，第二连接块3022包括两个对称布置的凸起，凸起上布置有第四加工孔。进一步地，撑杆300的第二端布置有第二固定孔304，第二固定孔304与第二连接块3022相适配。使用时，螺栓穿过第三安装通孔3021和第三加工孔，并与螺母相配合将机体200与机架铰链302固定在一起，螺栓穿过第二固定孔304和第四加工孔，并与螺母相配合将机架铰链302与撑杆300固定在一起。
43.进一步地，在实际应用中，机架铰链302需要固定于机体200垂直分布的两个杆上，所以机架铰链302为l型，其两端分别与机体200垂直分布的两个杆相连接，以形成稳定的固定结构。因此第三安装通孔3021的数量为四个，且以两个为一对，分为两对，分别布置于机架铰链302的两端。
44.进一步地，撑杆300上布置有加强筋305，以增加撑杆300的强度和刚性，同时能够节约生产材料，减轻无人直升机整体重量，降低制造成本。
45.本发明公开的无人直升机，包括主减速器100、机体200和上述中任一项的无人直升机隔振装置。由于上述无人直升机隔振装置具有以上效果，包括该无人直升机隔振装置的无人直升机具有相应效果，此处不再赘述。
46.本发明的优点有：
47.(1)降低了无人直升机的振动水平；
48.(2)提高了无人直升机的稳定性；
49.(3)结构稳定，实用性强。
50.需要说明的是，本发明提供的可用于无人直升机技术领域或其他领域。其他领域为除无人直升机技术领域之外的任意领域。上述仅为示例，并不对本发明提供的无人直升机隔振装置的应用领域进行限定。
51.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
52.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
53.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
54.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

技术特征：
1.一种无人直升机隔振装置，其特征在于，包括撑杆、减速器铰链、机架铰链和弹性件，其中：所述撑杆的一端与所述减速器铰链连接，所述撑杆的另一端与所述机架铰链连接；所述减速器铰链用于连接主减速器；所述机架铰链用于连接机体；所述弹性件布置于所述机体和所述主减速器之间；一个所述撑杆、一个所述减速器铰链和一个所述机架铰链组成一个隔振组，所述无人直升机隔振装置包括四个所述隔振组，且以两个平行布置的所述隔振组为一对，分为两对镜像分布于所述机体的两侧。2.如权利要求1所述的无人直升机隔振装置，其特征在于，还包括凸台和连接件，其中，所述凸台布置于所述主减速器上，所述凸台上布置有第一安装通孔，所述机体上布置有与所述第一安装通孔相适配的螺纹孔，所述连接件穿过所述第一安装通孔和所述螺纹孔将所述主减速器固定于所述机体。3.如权利要求2所述的无人直升机隔振装置，其特征在于，所述弹性件为橡胶垫，所述橡胶垫布置于所述机体和所述主减速器之间，所述连接件穿过所述第一安装通孔、所述橡胶垫和所述螺纹孔将所述主减速器固定于所述机体。4.如权利要求3所述的无人直升机隔振装置，其特征在于，所述减速器铰链上布置有第二安装通孔和第一连接块，所述第二安装通孔用于将所述减速器铰链固定于所述主减速器，所述第一连接块用于将所述减速器铰链固定于所述撑杆。5.如权利要求4所述的无人直升机隔振装置，其特征在于，所述减速器铰链靠近所述主减速器的一侧布置有与所述主减速器相适配的卡台。6.如权利要求4所述的无人直升机隔振装置，其特征在于，所述机架铰链上布置有第三安装通孔和第二连接块，所述第三安装通孔用于将所述机架铰链固定于所述机体，所述第二连接块用于将所述机架铰链固定于所述撑杆。7.如权利要求6所述的无人直升机隔振装置，其特征在于，所述撑杆的两端分别布置有第一固定孔和第二固定孔，所述第一固定孔与所述第一连接块相适配，所述第二固定孔与所述第二连接块相适配。8.如权利要求7所述的无人直升机隔振装置，其特征在于，所述撑杆为弧形，镜像分布的两个所述隔振组的两个所述撑杆的两端所连成的直线延长后相交于一个相交点，四个所述隔振组形成的两个所述相交点形成一条轴线，所述轴线位于所述主减速器的质心之上。9.如权利要求8所述的无人直升机隔振装置，其特征在于，所述减速器铰链与所述主减速器通过螺栓和螺母相连接，所述机架铰链与所述机体通过螺栓和螺母相连接，所述第一固定孔与所述第一连接块通过螺栓和螺母相连接，所述第二固定孔与所述第二连接块通过螺栓和螺母相连接。10.一种无人直升机，其特征在于，包括主减速器、机体和如权利要求1-9中任一项所述的无人直升机隔振装置。

技术总结
本发明公开了一种无人直升机隔振装置，包括撑杆、减速器铰链、机架铰链和弹性件，弹性件布置于机体和主减速器之间，一个撑杆、一个减速器铰链和一个机架铰链组成一个隔振组，无人直升机隔振装置包括四个隔振组，以两个平行布置的隔振组为一对，分为两对镜像分布于机体两侧，撑杆将主减速器与机体相连接,镜像分布的撑杆的两端所连成的直线相交于一个相交点，四个隔振组形成的两个相交点形成一条轴线，主减速器能够绕此轴线摆动，撑杆的轴向刚度很高，所以主减速器与机体之间的线位移很小,摆动频率较低，降低了无人直升机的振动水平，主减速器与机体之间布置有弹性件，能够隔离主减速器与机体产生的振动载荷，提高无人直升机稳定性。性。性。


技术研发人员：海日汗 王贤宇 李京阳 印明威 包长春 徐震翰 占英
受保护的技术使用者：北京清航紫荆装备科技有限公司
技术研发日：2023.01.17
技术公布日：2023/5/6