俯仰配平装置、无人自转旋翼机及其控制方法与流程

本公开涉及航空器设计，尤其涉及一种俯仰配平装置及无人自转旋翼机的控制方法。

背景技术：

1、俯仰配平机构一般应用于有人自转旋翼机上，由飞行员利用配平机构控制旋翼桨盘的角度以控制旋翼机的俯仰姿态，可以减小飞行员的操纵负担，达到较为舒适的控制力度的阻尼感。

2、在实现本公开的发明构思过程中，发明人发现，若将相关技术中应用于有人自转旋翼机的俯仰配平机构直接应用于无人自转旋翼机上，由于俯仰配平机构中部件种类众多，部件之间的连接关系复杂，导致无人自转旋翼机的操纵稳定性下降，会产生较大的控制误差。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本公开提供了一种俯仰配平装置及无人自转旋翼机的控制方法。

2、根据本公开的一个方面，提供了一种俯仰配平装置，应用于无人自转旋翼机，包括：套筒、配平拉杆、刚性拉线。套筒内设置拉簧，拉簧的第一端与无人自转旋翼机的直线舵机连接。配平拉杆的第一端与拉簧的第二端连接。刚性拉线的第一端与配平拉杆的第二端连接，刚性拉线的第二端与无人自转旋翼机的旋翼头连接。配平装置被配置为通过直线舵机控制拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡。

3、根据本公开的实施例，上述俯仰配平装置还包括轴向限位部件。轴向限位部件与套筒连接，设置在配平拉杆的第一端与拉簧的第二端的连接处；配平装置被配置为在无人自转旋翼机的主操纵系统失效时，直线舵机与套筒、配平拉杆之间的连接呈刚性连接状态。

4、根据本公开的实施例，上述俯仰配平装置还包括拉线支座。拉线支座设置在无人自转旋翼机的桨盘架上，拉线支座内设有关节轴承，关节轴承与刚性拉线活动连接，用于引导刚性拉线沿着关节轴承进行运动，以改变刚性拉线的张紧状态。

5、根据本公开的实施例，套筒与直线舵机通过带孔螺栓和双螺纹接头刚性连接，拉簧的第一端穿过带孔螺栓与直线舵机连接。

6、根据本公开的实施例，直线舵机内设有步进电机。步进电机与无人自转旋翼机的电源连接，用于为直线舵机供电。

7、根据本公开的实施例，直线舵机与无人自转旋翼机的控制系统通过总线连接，用于接收控制系统发送的控制指令。

8、本公开的另一个方面提供了一种无人自转旋翼机，其中，无人自转旋翼机上安装有上述俯仰配平装置。

9、本公开的另一个方面提供了一种上述无人自转旋翼机的控制方法，包括：

10、接收由控制系统发送的控制指令；

11、按照控制指令控制俯仰配平装置通过拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡。

12、根据本公开的实施例，按照控制指令控制俯仰配平装置通过拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡，包括：

13、在控制指令为起飞指令时，控制直线舵机带动拉簧进行收缩运动；

14、配平拉杆在拉簧的带动下运动至第一极限位置，第一极限位置表征在拉簧的压缩极限状态下，配平拉杆在套筒中的位置；

15、刚性拉线由松弛状态变为张紧状态。

16、根据本公开的实施例，按照控制指令控制俯仰配平装置通过拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡，包括：

17、在控制指令为飞行姿态变换指令时，控制直线舵机带动拉簧进行往复运动；

18、配平拉杆在拉簧的带动下，在第一极限位置与第二极限位置之间进行往复运动，其中，第二极限位置表征在拉簧的拉伸极限状态下，配平拉杆在套筒中的位置。

19、根据本公开的实施例，按照控制指令控制俯仰配平装置通过拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡，包括：

20、在控制指令为飞行姿态保持指令时，控制直线舵机带动拉簧进行收缩运动，以使拉簧的收缩力与无人自转旋翼机的桨盘的前倾力相等；

21、由直线舵机控制无人自转旋翼机的桨盘进行运动。

22、根据本公开的实施例，按照控制指令控制俯仰配平装置通过拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡，包括：

23、在控制指令为应急降落指令时，控制直线舵机带动拉簧进行拉伸运动；

24、配平拉杆在拉簧的带动下运动至第二极限位置，使得直线舵机与套筒、配平拉杆形成刚性连接状态；

25、由直线舵机控制无人自转旋翼机的桨盘的角度变化。

26、根据本公开提供的应用于无人自转旋翼机的俯仰配平装置，包括：套筒、配平拉杆和刚性拉线。通过在套筒内设置拉簧，拉簧的第一端与无人自转旋翼机的直线舵机连接，直线舵机可以控制拉簧的状态变化。配平拉杆的第一端与拉簧的第二端连接，刚性拉线的第一端与配平拉杆的第二端连接，刚性拉线的第二端与无人自转旋翼机的旋翼头连接，使得拉簧的状态变化可以带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡，实现了对无人自转旋翼机的精准控制，填补了无人自转旋翼机上缺少俯仰配平装置的技术空白。

技术特征：

1.一种俯仰配平装置，应用于无人自转旋翼机，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，还包括：

3.根据权利要求1或2所述的装置，还包括：

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述套筒与所述直线舵机通过带孔螺栓和双螺纹接头刚性连接，所述拉簧的第一端穿过所述带孔螺栓与所述直线舵机连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述直线舵机内设有步进电机；

6.一种无人自转旋翼机，包括：所述无人自转旋翼机上安装有权利要求1～5任一项所述的俯仰配平装置。

7.一种权利要求6所述的无人自转旋翼机的控制方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述按照所述控制指令控制所述俯仰配平装置通过拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得所述无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡，包括：

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述按照所述控制指令控制所述俯仰配平装置通过拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得所述无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡，包括：

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述按照所述控制指令控制所述俯仰配平装置通过拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得所述无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡，包括：

11.根据权利要求7所述的方法，其中，所述按照所述控制指令控制所述俯仰配平装置通过拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得所述无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡，包括：

技术总结本公开提供了一种俯仰配平装置、无人自转旋翼机及其控制方法，可以应用于航空器设计技术领域。该俯仰配平装置包括：套筒，套筒内设置拉簧，拉簧的第一端与无人自转旋翼机的直线舵机连接；配平拉杆，配平拉杆的第一端与拉簧的第二端连接；刚性拉线，刚性拉线的第一端与配平拉杆的第二端连接，刚性拉线的第二端与无人自转旋翼机的旋翼头连接；配平装置被配置为通过直线舵机控制拉簧的状态变化带动配平拉杆和刚性拉线进行运动，使得无人自转旋翼机在飞行过程中保持平衡。技术研发人员：马良,李轩,孙勇受保护的技术使用者：西安京东天鸿科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19