一種旋翼槳轂升降系統及其控制方法與流程
2023-05-02 12:48:26 3
本發明涉及飛車交通工具領域，尤其涉及一種旋翼槳轂升降系統及其控制方法。
背景技術：
自1917年第一輛飛行汽車問世以來，人們便開始了對飛行汽車的大量探索，一個世紀以來發明家和航空愛好者們設計了多款性能優異的飛行汽車。現如今城市交通擁堵日益嚴重，交通事故率也高居不下，於是各國都在競相研發飛行汽車，該領域的研究越來越重要，目前全球範圍內已獲得上百種飛行汽車專利，研製出多種能飛的樣機，少部分國家研製的樣機已投入小批量生產。飛行汽車的研製已成為大勢所趨。然而目前世界比較主流的帶有旋翼系統的飛車，其旋翼系統是獨立於車身之外的，這就造成了飛車體積過於龐大，使其在公路行駛時會影響正常的交通秩序，同時也影響其外形美觀。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中所涉及到的缺陷，提供一種旋翼槳轂升降系統，實現城市飛車在行駛與飛行兩個狀態之間的轉換。
本發明為解決上述技術問題採用以下技術方案：
一種旋翼槳轂升降系統，包含槳轂、槳轂主軸、旋轉主軸、動環、第一至第二液壓推桿、自鎖環、以及至少兩個自鎖卡；
所述槳轂主軸包含連接部分、軸身部分和鎖定部分，其中，所述軸身部分上端和連接部分固定相連、下端和鎖定部分固定相連；
所述槳轂和所述槳轂主軸連接部分的上端固定相連；
所述槳轂主軸的軸身部分的外壁上均勻設有若干限位凸起，所述限位凸起呈直線狀、同所述槳轂主軸的軸線平行；
所述槳轂主軸的鎖定部分包含第一鎖定單元和第二鎖定單元，其中，第一鎖定單元呈圓臺狀，其上端面與槳轂主軸軸身部分的下端固定相連；第二鎖定單元呈圓柱狀，其上端面和第一鎖定單元下端面固定相連；所述第一鎖定單元上端面的直徑和槳轂主軸軸身部分的直徑相同、下端面和第二鎖定單元的直徑相同；
所述第二鎖定單元的外壁上均勻設有若干與所述自鎖卡一一對應的鎖定凸起，所述鎖定凸起呈直線狀、同所述槳轂主軸的軸線平行；
所述自鎖環包含第一自鎖單元和第二自鎖單元，其中，所述第一自鎖單元呈空心圓柱狀，其內壁上設有若干與所述限位凸起一一對應的限位凹槽；所述第二自鎖單元呈空心圓臺狀，其上端與所述第一自鎖單元的下端固定相連，內壁上設有螺紋；
所述旋轉主軸呈空心圓柱狀，其直徑大於所述第二鎖定單元的直徑，下端與外部發動機的輸出軸相連，柱面上均勻設有若干與所述自鎖卡一一對應、供所述自鎖卡穿過的通孔；
所述自鎖卡的外端面呈與所述第二自鎖單元內壁相配合的弧面，且外端面的弧面上設有與所述第二自鎖單元內壁上螺紋相配合的螺紋；自鎖卡的內端面包含與所述第一鎖定單元外壁相配合的縱向鎖定端面和與所述第二鎖定單元外壁相配合的橫向鎖定端面，所述橫向鎖定端面上設有與所述鎖定凸起相配合的鎖定凹槽；
所述槳轂主軸的軸身部分穿過自鎖環、鎖定部分伸入旋轉主軸中，槳轂主軸軸身部分上的限位凸起與自鎖環第一自鎖單元內壁上的限位凹槽一一對應配合；所述自鎖環的第二自鎖單元套接在旋轉主軸上；所述自鎖卡穿過其對應的通孔，外端面與所述自鎖環第二自鎖單元的內壁貼合，內端面與所述槳轂主軸貼合；
所述動環固定在所述旋轉主軸上；
所述第一液壓推桿、第二液壓推桿均一端與所述動環固定相連，另一端與所述槳轂固定相連，用於調整所述槳轂的高度。
作為本發明一種旋翼槳轂升降系統進一步的優化方案，所述槳轂主軸軸身部分上的限位凸起的數量為4個。
作為本發明一種旋翼槳轂升降系統進一步的優化方案，所述槳轂主軸軸身部分上的限位凸起的截面形狀為梯形。
作為本發明一種旋翼槳轂升降系統進一步的優化方案，所述自鎖卡的數量為4個。
本發明還公開了一種基於該旋翼槳轂升降系統的控制方法，包含以下步驟：
當需要槳轂升起時：
步驟1），控制旋轉主軸反轉，使得自鎖環第二自鎖單元內壁的螺紋與自鎖卡外端面的螺紋處於非嚙合狀態，此時鎖定環處於解鎖狀態；
步驟2），控制第一液壓推桿、第二液壓推桿進行伸長至預設的第一長度閾值，推動槳轂上升，進而帶動槳轂主軸上升至預設的第一高度閾值，此時，自鎖卡與槳轂主軸的鎖定部分處於同一高度；
步驟3），控制旋轉主軸正向工作，此時，自鎖環第二自鎖單元內壁的螺紋與自鎖卡外端面的螺紋處於嚙合狀態，自鎖環迫使自鎖卡朝內壓縮，使得自鎖卡縱向鎖定端面與槳轂主軸第一鎖定單元的外壁緊密貼合、自鎖卡橫向鎖定端面上的鎖定凹槽與槳轂主軸第二鎖定單元外壁上對應的鎖定凸起相配合，完成鎖定動作；
當需要槳轂降落時：
步驟A），控制旋轉主軸反轉，使得自鎖環第二自鎖單元內壁的螺紋與自鎖卡外端面的螺紋處於非嚙合狀態，此時鎖定環處於解鎖狀態；
步驟B），控制第一液壓推桿、第二液壓推桿進行收縮至預設的第二長度閾值，帶動槳轂下降，進而帶動槳轂主軸下降至預設的第二高度閾值，此時，槳轂主軸的鎖定部分和軸身部分均收縮至所述旋轉主軸內。
本發明採用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：
1. 既可以使槳轂收進飛車內部用於地面行駛，又可以使槳轂伸出飛車外部，與此同時，確保了傳遞發動機輸出功率；
2. 利用自鎖卡的螺紋嚙合來實現鎖緊，原理簡單易懂，系統安全性好。
附圖說明
圖1是本發明的結構示意圖；
圖2是本發明的橫向剖視圖；
圖3是本發明中槳轂主軸的結構示意圖；
圖4是本發明中槳轂主軸和自鎖卡配合的示意圖；
圖5是本發明中自鎖環的結構示意圖；
圖6是本發明中自鎖環的仰視圖；
圖7是本發明中旋轉主軸的結構示意圖；
圖8是本發明中自鎖卡的結構示意圖；
圖9是本發明中自鎖卡內端面的結構示意圖；
圖10是本發明中槳轂主軸、自鎖卡和旋轉主軸的配合示意圖。
圖中，1-槳轂，2-槳葉，3-第一液壓推桿，4-第二液壓推桿，5-動環，6-槳轂主軸，7-旋轉主軸，8-自鎖環，9-連接部分，10-軸身部分，11-鎖定部分，12-限位凸起，13-第一鎖定單元，14-第二鎖定單元，15-鎖定凸起，16-第一自鎖單元，17-限位凹槽，18-第二自鎖單元，19-第二自鎖單元內壁上的螺紋，20-通孔，21-自鎖卡，22-自鎖卡的外端面，23-自鎖卡的縱向鎖定端面，24-自鎖卡的橫向鎖定端面，25-鎖定凹槽。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：
如圖1和圖2所示，本發明公開了一種旋翼槳轂升降系統，包含槳轂、槳轂主軸、旋轉主軸、動環、第一至第二液壓推桿、自鎖環、以及至少兩個自鎖卡。
如圖3所示，所述槳轂主軸包含連接部分、軸身部分和鎖定部分，其中，所述軸身部分上端和連接部分固定相連、下端和鎖定部分固定相連；所述槳轂和所述槳轂主軸連接部分的上端固定相連，槳轂自然是用於和外部的槳葉相連的。
如圖4所示，所述槳轂主軸的軸身部分的外壁上均勻設有若干限位凸起，所述限位凸起呈直線狀、同所述槳轂主軸的軸線平行；所述槳轂主軸的鎖定部分包含第一鎖定單元和第二鎖定單元，其中，第一鎖定單元呈圓臺狀，其上端面與槳轂主軸軸身部分的下端固定相連；第二鎖定單元呈圓柱狀，其上端面和第一鎖定單元下端面固定相連；所述第一鎖定單元上端面的直徑和槳轂主軸軸身部分的直徑相同、下端面和第二鎖定單元的直徑相同；所述第二鎖定單元的外壁上均勻設有若干與所述自鎖卡一一對應的鎖定凸起，所述鎖定凸起呈直線狀、同所述槳轂主軸的軸線平行。
如圖5和圖6所示，所述自鎖環包含第一自鎖單元和第二自鎖單元，其中，所述第一自鎖單元呈空心圓柱狀，其內壁上設有若干與所述限位凸起一一對應的限位凹槽；所述第二自鎖單元呈空心圓臺狀，其上端與所述第一自鎖單元的下端固定相連，內壁上設有螺紋。
如圖7所示，所述旋轉主軸呈空心圓柱狀，其直徑大於所述第二鎖定單元的直徑，下端與外部發動機的輸出軸相連，柱面上均勻設有若干與所述自鎖卡一一對應、供所述自鎖卡穿過的通孔。
如圖8和圖9所示，所述自鎖卡的外端面呈與所述第二自鎖單元內壁相配合的弧面，且外端面的弧面上設有與所述第二自鎖單元內壁上螺紋相配合的螺紋；自鎖卡的內端面包含與所述第一鎖定單元外壁相配合的縱向鎖定端面和與所述第二鎖定單元外壁相配合的橫向鎖定端面，所述橫向鎖定端面上設有與所述鎖定凸起相配合的鎖定凹槽。
如圖1和圖10所示，所述槳轂主軸的軸身部分穿過自鎖環、鎖定部分伸入旋轉主軸中，槳轂主軸軸身部分上的限位凸起與自鎖環第一自鎖單元內壁上的限位凹槽一一對應配合；所述自鎖環的第二自鎖單元套接在旋轉主軸上；所述自鎖卡穿過其對應的通孔，外端面與所述自鎖環第二自鎖單元的內壁貼合，內端面與所述槳轂主軸貼合；所述動環固定在所述旋轉主軸上；所述第一液壓推桿、第二液壓推桿均一端與所述動環固定相連，另一端與所述槳轂固定相連，用於調整所述槳轂的高度。
所述槳轂主軸軸身部分上的限位凸起的數量優先設置為4個，限位凸起的截面形狀優先設置為梯形。
所述自鎖卡的數量優先設置為4個。
本發明還公開了一種基於該旋翼槳轂升降系統的控制方法，包含以下步驟：
當需要槳轂升起時：
步驟1），控制旋轉主軸反轉，使得自鎖環第二自鎖單元內壁的螺紋與自鎖卡外端面的螺紋處於非嚙合狀態，此時鎖定環處於解鎖狀態；
步驟2），控制第一液壓推桿、第二液壓推桿進行伸長至預設的第一長度閾值，推動槳轂上升，進而帶動槳轂主軸上升至預設的第一高度閾值，此時，自鎖卡與槳轂主軸的鎖定部分處於同一高度；
步驟3），控制旋轉主軸正向工作，此時，自鎖環第二自鎖單元內壁的螺紋與自鎖卡外端面的螺紋處於嚙合狀態，自鎖環迫使自鎖卡朝內壓縮，使得自鎖卡縱向鎖定端面與槳轂主軸第一鎖定單元的外壁緊密貼合、自鎖卡橫向鎖定端面上的鎖定凹槽與槳轂主軸第二鎖定單元外壁上對應的鎖定凸起相配合，完成鎖定動作；
當需要槳轂降落時：
步驟A），控制旋轉主軸反轉，使得自鎖環第二自鎖單元內壁的螺紋與自鎖卡外端面的螺紋處於非嚙合狀態，此時鎖定環處於解鎖狀態；
步驟B），控制第一液壓推桿、第二液壓推桿進行收縮至預設的第二長度閾值，帶動槳轂下降，進而帶動槳轂主軸下降至預設的第二高度閾值，此時，槳轂主軸的鎖定部分和軸身部分均收縮至所述旋轉主軸內。
本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這裡使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，並且除非像這裡一樣定義，不會用理想化或過於正式的含義來解釋。
以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。