電動直升機螺旋槳支架的製作方法
2023-11-09 07:54:47
專利名稱：電動直升機螺旋槳支架的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動直升機部件，特別是涉及一種電動直升機螺旋槳支架。
背景技術：
傳統的電動直升機通常採用一個螺旋槳，如圖1所示，一個螺旋槳被電機驅動順時針旋轉，同時電機本身受到一個方向與螺旋槳旋轉方向相反的逆時針扭力。傳統的直升機的尾槳就是用來產生一個推力來抵消機身的旋轉，使機身處於相對穩定的狀態。如圖2所示，如果我們選用兩隻輸出特性完全一致的電機作動力，同時選用力矩轉速特性完全一致，但旋轉方向相反的槳葉，一隻電機正轉，另一隻電機反轉，而且將兩隻驅動電機的機座剛性連接，兩種大小相等，方向相反的扭力就會相互抵消，使機座處於相對靜止的狀態。這兩種直升機均存在轉向不便、機動性能不佳的弊端，如其不能倒飛、不能向任意方向轉向等。
實用新型內容本實用新型的目的在於針對上述問題，提供一種電動直升機螺旋槳支架。採用該電動直升機螺旋槳支架的電動直升機轉向靈活、機動性能好。
為此，本實用新型的電動直升機螺旋槳支架，包括螺旋槳，所述螺旋槳為四個，分別設置在成十字布置的支架上，該十字支架通過主支架與直升機機體相連，相鄰的兩個螺旋槳的旋向彼此相反，各螺旋槳的轉速由一控制器控制。
所述電動直升機螺旋槳支架還可以包括螺旋槳護套，其圍在所述螺旋槳的四周。所述螺旋槳護套可以為環形，所述十字支架的端部連接於該環形螺旋槳護套。所述螺旋槳的槳葉可以為二片，螺旋槳由減速器的驅動軸驅動，該減速器與電機相連並通過連接套套裝於所述十字支架。所述十字支架可以由粗支架和細支架構成，粗支架和細支架的一端分別連接於所述連接套的兩端，而粗支架的另一端彼此相連，細支架的另一端則連接於所述環形螺旋槳護套。
所述控制器可以為線控控制器，該線控控制器包括二隻搖杆電位器，其中一隻搖杆電位器為直線搖撥式搖杆電位器，用於控制四個電機同時加速或減速，另一隻搖杆電位器為沿X、Y軸搖撥的搖杆電位器，用於控制任意兩個電機的變速；搖杆電位器的輸出端分別與中央處理器相連，中央處理器的輸出端分別與螺旋槳的驅動電機相連。所述中央處理器可以為微處理器，在所述螺旋槳的驅動軸或槳片上裝有光電或霍爾轉速傳感器，該傳感器的輸出端連接於所述微處理器。
所述控制器可以為遙控控制器，該遙控控制器包括二隻搖杆電位器，其中一隻搖杆電位器為直線搖撥式搖杆電位器，用於控制四個電機同時加速或減速，另一隻搖杆電位器為沿X、Y軸搖撥的搖杆電位器，用於控制任意兩個電機的變速；搖杆電位器的輸出端分別與中央處理器相連，中央處理器的輸出端則與編碼調製RF發射器相連；在電動直升機螺旋槳支架上設有RF接收機、第二中央處理器和電池，RF接收機和電池的輸出端與第二中央處理器相連，而第二中央處理器的輸出端則連接於所述電機。所述中央處理器和第二中央處理器可以為微處理器，在所述螺旋槳的驅動軸或槳片上裝有光電或霍爾轉速傳感器，該傳感器的輸出端連接於所述微處理器。
本實用新型通過將四個螺旋槳分別設置在成十字布置的支架上，該十字支架通過主支架與直升機機體相連，相鄰的兩個螺旋槳的旋向彼此相反，各螺旋槳的轉速由一控制器控制，使四隻電機螺旋槳產生的的反扭力完全抵消，當螺旋槳的升力超過某個值後，整個直升機整體就會垂直升起，而且機架亦不會旋轉，從而使直升機整體得到了穩定的控制。
圖1為現有技術中採用一隻螺旋槳的扭力示意圖圖2為現有技術中採用兩隻螺旋槳的扭力示意圖圖3為本實用新型整體結構示意圖圖4為本實用新型結構炸開圖圖5為本實用新型中線控控制器的電路原理框圖圖6為本實用新型中遙控控制器的電路原理框圖圖7為本實用新型的扭力示意圖具體實施方式
實施例1，如圖3、4所示，在成十字布置的支架上設置有四個螺旋槳，相鄰的兩個螺旋槳的旋向彼此相反，即分為左轉螺旋槳4、14和右轉螺旋槳13、15，所述十字支架的端部連接有環形螺旋槳護套，所述十字支架通過主支架12與直升機機體相連，所述十字支架由粗支架6和細支架1構成，粗支架和細支架的一端分別連接於所述連接套16的兩端，而粗支架的另一端彼此相連，細支架的另一端則連接於所述環形螺旋槳護套11，所述螺旋槳的槳葉為二片，螺旋槳由減速器的驅動軸驅動，該減速器與電機相連並通過連接套16套裝於所述各支架上，所述四個支架上分別設置有四個電機，以一個支架為例，所述電機2的主軸通過一個齒輪與相對應的螺旋槳的主軸相連，其他各端連接結構相同。在所述四個粗支架相連的位置設置有一個電池盒7，所述電池盒上蓋有電池蓋8，所述電池盒和電池蓋形成的內腔中設置有電池9和控制器的線路板10，各螺旋槳的轉速由所述控制器控制。
所述控制器採用的是線控控制器，如圖5所示，通過手持操控器上的一個搖杆控制的同步升力加減電位器和機身旋轉調整電位器與通過另一個搖杆控制的X軸位移電位器和Y軸位移電位器都分別連接到一個微處理器MCU中，同時，安裝在四個電機上的四個電機轉速傳感器也分別通過顯卡電纜連接在所述微處理器MCU中，所述微處理器MCU的輸出控制端與一個PWM驅動器的輸入端相連，所述PWM驅動器的輸出端通過線控電纜分別與所述四個電機相連。
使用者通過兩個搖杆操縱的四個電位器將控制信號傳送到所述微處理器MCU中，同時，四個電機轉速傳感器將四個電機的旋轉速度的信號也傳送給所述微處理器MCU中，由所述微處理器MCU將這些信號數據進行計算和處理，再將處理後的調節信號通過PWM驅動器轉變為調製脈衝，再傳給所述四個電機，從而控制個電機的轉速，並通過由各電機和減速器的工作帶動的各螺旋槳的旋轉，來控制整個直升機的飛行方向、速度等。
如果我們用機架將四隻正反轉特性及轉矩轉速特性完全相同的電機座按圖3、4所示方案連接起來，並按圖3、4所示方案將兩對槳葉分別安裝在四隻電機上，當四隻電機在控制器的控制下等速旋轉，四隻電機座的反扭力亦會完全抵消，如圖7所示，當螺旋槳的升力超過某個值後，整個機座(直升機整體)就會垂直升起。而且機架亦不會旋轉。如果我們同時增加A、B兩隻電機的轉速，即增大A、B兩隻電機的升力，由於A、B電機的反扭力依然能完全抵消；同時C、D兩隻電機反扭力亦會同時抵消，A電機加C電機的反扭力的與B電機加D電機的反扭力亦可以完全抵消；A電機對D電機的反扭力差值與B對C電機的反扭力差值亦可以完全抵消，因此其機座不會旋轉，但因為A、B電機產生的升力增加，就會使由A、B、C、D四隻槳構成的平面發生傾斜，即AB端較CD端升高。平面側傾後，就會產生一個側飛推力，使整個機座側向運動。顯然我們增加任意兩隻相鄰電機的升力，都會使整個機座向未增加升力的另外兩隻電機的方向穩定地水平飛行。如果增加A、C兩隻電機的升力，整個機座就會繞軸心旋轉。依次類推，即可通過所述控制器對各電機的控制，來控制整個直升機的飛行方向、速度等。
實施例2，機械連接結構與實施例1完全相同，僅控制器的電路連接結構有所不同，本實施例中採用的是遙控控制器，如圖6所示。在遙控器中，通過一個搖杆控制的同步升力加減電位器和機身旋轉調整電位器與通過另一個搖杆控制的X軸位移電位器和Y軸位移電位器都分別連接到一個微處理器MCU 1中，所述微處理器MCU 1經編碼後的輸出連接到一個RF發射電路中；在直升機上設置有一個RF接收機，並與微處理器MCU 2相連，同時，四個電機上的四個電機轉速傳感器也分別連接到所述微處理器MCU 2中，所述微處理器MCU 2的輸出控制端與一個PWM驅動器的輸入端相連，所述PWM驅動器的輸出端通過顯卡電纜分別與所述四個電機相連。
使用者通過兩個搖杆操縱的四個電位器將控制信號傳送到所述微處理器MCU 1中，由微處理器MCU 1將接收到的控制信號進行編碼，再傳送掉所述RF發射器中發送，由所述RF接收器接收到此控制信號後傳送到所述微處理器MCU 2中，同時，四個電機轉速傳感器將四個電機的旋轉速度的信號也傳送給所述微處理器MCU 2中，由所述微處理器MCU 2將這些信號數據進行計算和處理，再將處理後的調節信號通過PWM驅動器轉變為調製脈衝，再傳給所述四個電機，從而控制個電機的轉速，並通過由各電機和減速器的共同工作帶動的各螺旋槳的旋轉，來控制整個直升機的飛行方向、速度等。
權利要求1.一種電動直升機螺旋槳支架，包括螺旋槳，其特徵在於所述螺旋槳為四個，分別設置在成十字布置的支架上，該十字支架通過主支架與直升機機體相連，相鄰的兩個螺旋槳的旋向彼此相反，各螺旋槳的轉速由一控制器控制。
2.根據權利要求1所述的電動直升機螺旋槳支架，其特徵在於還包括螺旋槳護套，圍在所述螺旋槳的四周。
3.根據權利要求2所述的電動直升機螺旋槳支架，其特徵在於所述螺旋槳護套為環形，所述十字支架的端部連接於該環形螺旋槳護套。
4.根據權利要求3所述的電動直升機螺旋槳支架，其特徵在於所述螺旋槳的槳葉為二片，螺旋槳由減速器的驅動軸驅動，該減速器與電機相連並通過連接套套裝於所述十字支架。
5.根據權利要求4所述的電動直升機螺旋槳支架，其特徵在於所述十字支架由粗支架和細支架構成，粗支架和細支架的一端分別連接於所述連接套的兩端，而粗支架的另一端彼此相連，細支架的另一端則連接於所述環形螺旋槳護套。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的電動直升機螺旋槳支架，其特徵在於所述控制器為線控控制器，該線控控制器包括二隻搖杆電位器，其中一隻搖杆電位器為直線搖撥式搖杆電位器，用於控制四個電機同時加速或減速，另一隻搖杆電位器為沿X、Y軸搖撥的搖杆電位器，用於控制任意兩個電機的變速；搖杆電位器的輸出端分別與中央處理器相連，中央處理器的輸出端分別與螺旋槳的驅動電機相連。
7.根據權利要求6所述的電動直升機螺旋槳支架，其特徵在於所述中央處理器為微處理器，在所述螺旋槳的驅動軸或槳片上裝有轉速傳感器，該傳感器的輸出端連接於所述微處理器。
8.根據權利要求1-5中任一項所述的電動直升機螺旋槳支架，其特徵在於所述控制器為遙控控制器，該遙控控制器包括二隻搖杆電位器，其中一隻搖杆電位器為直線搖撥式搖杆電位器，用於控制四個電機同時加速或減速，另一隻搖杆電位器為沿X、Y軸搖撥的搖杆電位器，用於控制任意兩個電機的變速；搖杆電位器的輸出端分別與中央處理器相連，中央處理器的輸出端則與編碼調製RF發射器相連；在電動直升機螺旋槳支架上設有RF接收機、第二中央處理器和電池，RF接收機和電池的輸出端與第二中央處理器相連，而第二中央處理器的輸出端則連接於所述電機。
9.根據權利要求8所述的電動直升機螺旋槳支架，其特徵在於所述中央處理器和第二中央處理器為微處理器，在所述螺旋槳的驅動軸或槳片上裝有轉速傳感器，該傳感器的輸出端連接於所述微處理器。
專利摘要本實用新型涉及一種電動直升機部件，特別是涉及一種電動直升機螺旋槳支架。本實用新型通過將四個螺旋槳分別設置在成十字布置的支架上，該十字支架通過主支架與直升機機體相連，相鄰的兩個螺旋槳的旋向彼此相反，各螺旋槳的轉速由一控制器控制，使四隻電機螺旋槳產生的的反扭力完全抵消，當螺旋槳的升力超過某個值後，整個直升機整體就會垂直升起，而且機架亦不會旋轉，從而使直升機整體得到了穩定的控制。
文檔編號B64C27/00GK2784310SQ200520004879
公開日2006年5月31日 申請日期2005年2月22日 優先權日2005年2月22日
發明者朱石雄 申請人:朱石雄