[发明专利]一种无人驾驶直升机的倾斜盘装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于无人驾驶直升机领域，具体涉及一种无人驾驶直升机的倾斜盘装置及其控制方法。

背景技术

目前，无人驾驶直升机旋盘倾斜系统的控制形式有单通道独立操纵和多通道混合操纵两种形式。单通道独立操纵形式倾斜盘不但机械结构复杂、动作幅度小，且驱动舵面工作的舵机承受的载荷大，需舵机长时间大载荷工作，对舵机性能要求较高。多通道混合操纵的无人驾驶直升机旋盘倾斜系统能够有效降低单个舵机的工作载荷。但现有的多通道混合控制的无人驾驶直升机旋盘倾斜系统主要形式仍局限于两通道或三通道混合控制直升机的倾斜盘，能实现滚转、俯仰和变距操纵单维度工作模式。这类型的直升机倾斜盘系统的特点是所有参与驱动倾斜盘倾斜或上下运动的舵机必须同时按一定比率协调工作。这类型倾斜盘系统由于要求参与动作的舵机必须实时精确协调完成偏转才能实现无人驾驶直升机的飞行控制，若其中任一参与动作的舵机失效或控制不精准则可能造成无人驾驶直升机的失控。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种无人驾驶直升机的倾斜盘装置及其控制方法，其4个舵机的位置布置使其互为备份，在任意一个执行舵机失效后，倾斜盘仍能完成所述的控制动作，提高了无人驾驶直升机的可靠性和安全系数。

本发明提供的技术方案为：

一种无人驾驶直升机的倾斜盘装置，包括两个变距拉杆30、四个动作拉杆31、倾斜盘、两组导向剪型臂、4个舵机、一个控制器和止转导轨34；所述倾斜盘包括旋转杯体25和固定杯体26；旋转杯体和固定杯体通过轴承连接；

所述两个变距拉杆以主轴为对称轴对称布置，两个变距拉杆30的上端分别与两个主桨夹上的变距摇臂14连接，两个变距拉杆30的下端分别与旋转杯体25通过关节轴承相连，所述四个动作拉杆31的上端分别通过关节轴承与固定杯体26连接，四个动作拉杆31的下端分别与4个舵机的动作摇臂连接；

每组导向剪型臂包括一个双环剪型臂32和一个单环剪型臂33，所述两组剪型臂以主轴为对称轴对称安装，双环剪型臂与主旋翼中联活动连接，单环剪型臂通过关节轴承与旋转杯体相连，双环剪型臂和单环剪型臂活动连接；两组剪型臂所在的平面与两个变距拉杆所在的平面垂直；导向剪型臂用于保证倾斜盘的旋转杯体与主轴没有相对转动；

4个舵机均与控制器相连；

所述4个舵机相对主旋翼的主轴轴心上一点呈中心对称分布；

无人驾驶直升机

所述止转导轨平行于主轴固定安装在舵机安装支架上，固定杯体后方安装有一个止转销，止转销插入止转导轨上的销槽内，止转导轨和止转销用于抑制固定杯体旋转。

进一步地，所述4个舵机的安装方式为：以无人驾驶直升机前进方向为中轴线，第一舵机与第四舵机安装位置的连线与中轴线呈正45度角，第二舵机与第三舵机安装位置的连线与中轴线呈负45度角。

进一步地，所述4个舵机的安装方式为：以无人驾驶直升机前进方向为中轴线，第一舵机与第四舵机安装位置的连线与中轴线呈0度角，第二舵机与第三舵机安装位置的连线与中轴线呈90度角。

进一步地所述双环剪型臂32和单环剪型臂33之间的活动角度为35-145度。

在导向剪型臂的牵引作用下，倾斜盘的旋转杯体得以保证与主旋翼是没有相对转动；所述4个舵机，通过舵机安装支架固定在传动系统的减速箱箱体上方。当主旋翼旋转时，带动倾斜盘的旋转杯体旋转，使得固定杯体也有一个旋转力矩，而固定杯体是不能有旋转运动的，止转导轨用于抑制倾斜盘固定杯体旋转。

一种无人驾驶直升机的倾斜盘装置的控制方法，采用上述的无人驾驶直升机的倾斜盘装置；4个舵机的安装方式为：以无人驾驶直升机前进方向为中轴线，第一舵机与第四舵机安装位置的连线与中轴线呈正45度角，第二舵机与第三舵机安装位置的连线与中轴线呈负45度角；

A1、总距控制：通过控制器控制所述4个舵机同时向上或向下运动，驱动相应的四个动作拉杆同时向相同方向运动，带动倾斜盘水平上升或者下降，倾斜盘通过变距拉杆推动主旋翼叶片向相同方向偏转，从而实现总距控制；

B、周期变距控制：通过控制器控制第一和第二舵机驱动相应的动作拉杆向下或向上运动，第三和第四舵机驱动相应的动作拉杆向上或向下运动，使倾斜盘向前或向后倾斜，从而实现无人驾驶直升机的俯仰操纵；通过控制器控制第一和第三舵机驱动相应的动作拉杆向上或向下运动、第二和第四舵机驱动相应的动作拉杆向下或向上运动，使倾斜盘向左或向右倾斜，从而实现无人驾驶直升机的滚转操纵；