无人操纵系统设计

2009年3月4日星期三 第1页 无人直升机操纵系统设计 王放无人直升机操纵系统设计

王放 BY10051042009年3月4日星期三 第2页 无人直升机操纵系统设计 王放直升机的操纵原理

单旋翼直升机是靠旋翼和尾桨进行操纵

双旋翼或多旋翼直升机是靠所有的旋翼进行操纵。2009年3月4日星期三 第3页 无人直升机操纵系统设计 王放操纵系统设计

：总距操纵航向操纵纵横向操纵2009年3月4日星期三 第4页 无人直升机操纵系统设计 王放操纵系统设计

：总距操纵航向操纵

纵横向操纵2009年3月4日星期三 第5页 无人直升机操纵系统设计 王放操纵行程的确定

：操纵行程主要是通过绘制运动图来确定的，可以通过草图绘制出操纵系统的各部件草图，用直线段来代替各根杆件，用点代替各部件的连接节点，再通过适当的约束条件，就能做出操纵系统的平面机械运动简图，再给出各部件的的大概尺寸，通过运动模拟就能将他们之间的运动关系直观的表示出来。2009年3月4日星期三 第6页 无人直升机操纵系统设计 王放操纵行程的确定

：接下来就是不断地调整尺寸和数据，让其间各部件不发生碰撞，并且满足设计所要达到的各个数据要求，最终就能将各部件的的尺寸关系确定下来。确定的尺寸主要有上下倾斜器，内外轴及部件的安装位置，各连杆的长度尽量取整。通过调整杆的各部分比例最终达到操纵技术要求。2009年3月4日星期三 第7页 无人直升机操纵系统设计 王放总距操纵行程：由于总距操纵行程要求实现桨叶角-2—13度的变化，上倾斜器的行程受稳定杆限制，下倾斜器的总距形成要兼顾纵横向变距和航向综合考虑。通过分析比较，发现下旋翼的行程是起决定性作用的。2009年3月4日星期三 第8页 无人直升机操纵系统设计 王放总距操纵行程：总距操纵是通过航向舵机与纵横向舵机同时操纵实现的，所以要考虑总距处于极限位置时，舵机还要有足够的行程来保证纵横向的操纵行程也满足设计时的要求。在极限位置处，舵机的行程接近满行程。2009年3月4日星期三 第9页 无人直升机操纵系统设计 王放

航向操纵行程：航向操纵行程要求实现下桨叶-3—3度的变距，航向操纵是通过和总距的配合实现的。将航向摇臂的中立位置设为水平，摇臂的零件结构基本保持不变。2009年3月4日星期三 第10页 无人直升机操纵系统设计 王放

航向操纵行程：航向舵机安装位置变化会导致航向行程的变化，应调整舵机摇臂的比例。最终实现航向舵机的摇动范围45度，达到舵机满行程的一半，符合舵机操纵要求。2009年3月4日星期三 第11页 无人直升机操纵系统设计 王放

航向操纵行程：航向操纵行程要求实现下桨-3度到3度的变距。2009年3月4日星期三 第12页 无人直升机操纵系统设计 王放纵横向操纵行程：下旋翼的纵横向操纵是通过倾斜器的偏转直接实现的，倾斜器偏转-10度到10度。下旋翼也偏转相应的角度。以上要求通过两个平行四边形机构实现的（即倾斜器、航向摇臂、桨毂变距拉杆以相同的角度变化）。2009年3月4日星期三 第13页 无人直升机操纵系统设计 王放纵横向操纵行程：上旋翼的变距通过稳定杆实现，倾斜器的偏转首先带动稳定小翼挥舞，挥舞空气动力使得小翼稳定杆的偏转，稳定杆的偏转使得上旋翼周期变距。上旋翼的周期变距范围主要依赖稳定杆的偏转程度。2009年3月4日星期三 第14页 无人直升机操纵系统设计 王放纵横向操纵行程：调整纵横向舵机的安装位置和操纵拉杆的长度。最终效果是纵横向舵机的偏转度，在舵机操纵行程以内，符合舵机操纵要求。2009年3月4日星期三 第15页 无人直升机操纵系统设计 王放典型零件说明：在设计的过程中，尽量满足布局紧凑，结构重量轻等小型化的要求。要使各个零件既满足强度刚度方面的要求，又要保证尺寸协调和适当，满足运动行程的要求，同时还有兼顾工艺方面的要求，使设计结构尽量完善。2009年3月4日星期三 第16页 无人直升机操纵系统设计 王放自动倾斜器：自动倾斜器是直升机操纵系统的特有部件，通过自动倾斜器实现对旋翼的总距以及周期变距操纵。它主要由旋转环，不动环，轴承，滑块和球铰等组成。2009年3月4日星期三 第17页 无人直升机操纵系统设计 王放自动倾斜器：球铰与轴相连，内环与滑块结合，内外环之间用轴承相连。内环连接变距拉杆，操纵直升机桨叶变距。外环通过四根拉杆使得上下倾斜器能够相连，实现上下倾斜器同步操纵。2009年3月4日星期三 第18页 无人直升机操纵系统设计 王放典型零件说明：变距拉杆的长度设计成可以调节的，供直升机地面试车时调整旋翼在低转速时的同锥度。2009年3月4日星期三 第19页 无人直升机操纵系统设计 王放典型零件说明：自动倾斜器与桨毂的连接通过旋转扭力臂。扭力臂通过端部的杆端轴承连接在旋转环上。桨叶变距拉杆的上端与桨叶变距摇臂连接，下端与自动倾斜器连接。2009年3月4日星期三 第20页 无人直升机操纵系统设计 王放总结：操纵系统作为直升机最为重要的部件之一，只有通过它才能将发动机的动力转换成可控