[发明专利]一种转动圆盘式摆线桨偏心机构

说明书

本发明提供一种转动圆盘式摆线桨偏心机构，包括：动力系统和摆线桨机构，摆线桨机构包括偏心圆盘、偏心连接盘、连杆、桨叶连接轴和桨叶，偏心连接盘及连杆数量与桨叶数量保持一致，偏心连接盘的一端通过连杆与其对应的桨叶相连，偏心圆盘内部开有圆心不在偏心圆盘轴线上的圆孔，偏心圆盘与各偏心连接盘相连，动力系统用于为所述偏心圆盘提供动力，桨叶的两端还分别与桨叶驱动盘相连，与桨叶驱动盘相连后形成自转运动的自身旋转轴，桨叶在摆线桨转轴的带动下做公转转动，桨叶在偏心连接盘的作用下做自转转动。本发明整套机构运转灵活，能够快速实现偏心角调节，进而实现瞬时变换的矢量推力。采用的偏心机构运动规律简单明确，摆线桨推力稳定。

技术领域

本发明涉及推进器领域，尤其涉及一种转动圆盘式摆线桨偏心机构。

背景技术

摆线桨是一种桨叶展向同旋转轴轴向平行的推力装置，通常由两个以上的桨叶组成，桨叶在绕摆线桨转轴公转的同时还绕自身转轴做周期性俯仰运动。悬停状态时，桨叶的运动轨迹为圆周，而在前进状态下桨叶运动轨迹为摆线，故名摆线桨。它是一种能够瞬间提供可调全向矢量推力的推进装置，它具有效率高，矢量推力变化快等特点。而摆线桨控制机构特别是偏心机构设计是摆线桨设计中最重要的一环。

由李仁国申请的中国专利CN85103046A中公开了一种以凸轮作为控制机构的摆线桨。该专利主要控制机构为一个凸轮底盘，叶片被装在叶片盘上。叶片在叶片盘的带动下绕着凸轮盘公转。在叶片盘上还装有两个导轮，导轮在凸轮盘的曲线凸轮槽中运动，从而使摆线桨叶片可以按照事先设计好的运动规律运动。该专利中的摆线桨控制机构较简单，但由于凸轮槽曲线是固定的，难以实现瞬时变换的矢量推力。

由施科益等人申请的中国专利CN101327839A公开了一种以步进电机作为控制机构的直翼摆线推进器。在该发明中，叶片的公转通过主电机驱动回转箱转动，桨叶连接轴上套有导电环；在回转箱内设有叶片控制电机，回转箱的下部有伸出的叶片；每个叶片控制电机独立控制叶片的摆动，实现叶片周期性俯仰运动。该发明的优点在于使用步进电机而非机械机构实现叶片俯仰运动的精确控制，功率损耗小、响应速度快，但缺点在于需要编写专门的桨叶迎角控制算法且控制系统构成复杂，此外当叶片数量增加时、需要的步进电机的数量也会随之增加，随之而来的是机构重量增加，经济性下降等问题。

由胡峪等人申请的中国专利CN102582830A、CN101863306A、CN102267560B、和曾嘉楠等人申请的中国专利CN108438209A分别公开了一种摆线桨推进器、一种全向矢量推力摆线螺旋桨、摆线桨偏心圆控制机构和摆线桨偏心圆控制机构。这类偏心圆环式摆线桨的优点在于用尽可能简单的机械机构实现了桨叶迎角的周期性变化。但此类偏心圆环式摆线桨的缺点在于：桨叶的各个控制拉杆的延长线并不交于一点，因此不同桨叶的俯仰运动规律并不完全相同，这就导致摆线桨不能产生稳定的推力。

总之，对于现有的摆线桨控制机构，存在机构响应慢，难以实现瞬间改变的矢量推力，机构系统复杂，由于运动规律不明确而导致推力不稳定的问题。

发明内容

为克服现有技术中偏心机构响应慢，机构系统复杂，运动规律不明确等不足，而提供一种转动圆盘式摆线桨偏心机构。本发明采用的技术手段如下：

一种转动圆盘式摆线桨偏心机构，包括：动力系统和摆线桨机构，所述摆线桨机构包括偏心圆盘、偏心连接盘、连杆、桨叶连接轴和桨叶，所述偏心连接盘及连杆数量与桨叶数量保持一致，所述偏心连接盘的一端通过连杆与其对应的桨叶相连，所述偏心圆盘内部开有圆心不在偏心圆盘轴线上的圆孔，所述偏心圆盘与各偏心连接盘相连，所述动力系统用于为所述偏心圆盘提供动力，所述桨叶的两端还分别与桨叶驱动盘相连，与桨叶驱动盘相连后形成自转运动的自身旋转轴，桨叶在摆线桨转轴的带动下做公转转动，所述桨叶在偏心连接盘的作用下做自转转动。