一种无人直升机重心调整及吸能减振装置的制作方法

专利2025-06-12  46


本发明涉及无人直升机,具体为一种无人直升机重心调整及吸能减振装置。


背景技术:

1、直升机在飞行时维持稳定状态的能力对飞行安全至关重要,直升机重心的位置会直接影响到直升机的稳定性和操纵性能。在设计和制造无人直升机时,需要对重心进行准确的计算和调整,以确保飞机的平衡和稳定性。同时,无人直升机在进行飞行操作时,飞行控制系统也需要根据实际情况对无人直升机的重心进行调整,以适应不同的飞行环境和任务需求。但飞行控制系统通过调整无人直升机飞行姿态改变重心位置的范围有限,但姿态的改变会在飞行中产生不必要的阻力,会降低其飞行效率。

2、因此,通过改变飞行姿态以外的重心位置调整能力,对无人直升机意义重大。

3、无人直升机的振动水平对飞行性能和安全性有极大的影响。一方面,振动会影响无人直升机的控制系统和导航系统,导致定位和姿态误差的增加,从而影响飞行性能。此外,过度的振动也可能导致无人直升机结构的疲劳和损坏,从而降低其使用寿命。另一方面,无人直升机的振动还对其所携带的任务载荷设备产生影响。例如,振动可能会影响无人直升机采集图像的稳定性,从而影响载荷能力性能。此外,过度的振动也可能导致无人直升机携带的任务载荷设备动应力过大而导致损坏。

4、因此,为了确保无人直升机的安全性和性能,对整机振动环境进行控制和减振,在设计和制造过程中考虑振动的因素,对无人直升机也具有重要意义。

5、在无人直升机飞行任务过程中,直升机重心会随着携带不同载荷以及载荷装载位置的不同而发送改变。并且在试飞过程中,需要开展重心包线等试飞科目,从而验证直升机在不同重心情况下的操稳特性。为了拓展飞行任务中的重心包线,并且提高飞行效率,需要在直升机上增加重心调配系统。现有动态重心调配系统大都采用在机内增加额外的配重箱体,通过调整不同配重箱中的配重分布实现对重心的动态调整。此种方式会不可避免的占用直升机机内空间,并且占用直升机的有效载荷重量,使得此种重心调整系统只能应用于试飞阶段,而不适用于直升机的飞行作业任务。

6、减振一直是直升机研制的关键技术问题。目前常见的吸振器(如图 3-图5),都需要引入额外质量块来达到吸能减振的效果。在飞行器设计中重量效率是一个非常关键的指标,额外质量的引入会不可避免的导致重量效率的降低。

7、直升机由众多动部件系统集成,如发动机、传动系统、旋翼和尾桨等,振动耦合复杂。但主旋翼产生的激振力最大,可以说全机振动对旋翼的交变载荷最敏感。


技术实现思路

1、本发明提供一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,用以解决上述背景技术提出的需要增加额外的配重箱调整重心和额外质量块吸能减振的问题。

2、为解决上述问题,本发明公开了一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,包括:

3、吸振器结构、平移结构、导向件、驱动机构;

4、吸振器结构包括:吸振连接结构、机载设备和若干弹性连接件,机载设备安装于吸振连接结构上,吸振连接结构通过若干弹性连接件连接在平移结构上,驱动机构用于驱动平移结构沿着导向件移动。

5、优选的,平移结构为滑动平台,导向件为导轨,滑动平台与导轨滑动连接。

6、优选的,机载设备为蓄电池。

7、优选的,驱动机构包括:丝杠,滑动平台与丝杠螺纹配合,丝杠由驱动器驱动。

8、优选的,平移结构和导向件均安装在无人直升机本体的机身前部水平安装平面上。

9、优选的,吸振连接结构上设置若干椭圆孔。

10、优选的,通过调整弹性连接件在椭圆孔的安装位置调节振动系统的结构连接刚度。

11、优选的,吸振器结构属于单自由度动力吸振器,设计参数选取如下:

12、;

13、;

14、;

15、;

16、;

17、;

18、为吸振器结构与主结构的质量比,为最佳频率比,为最佳阻尼比;是主结构的质量,是吸振器结构的质量,是主结构与基础的连接刚度,是吸振器与主结构的连接刚度,是吸振器与主结构之间的粘性阻尼系数, f0是主结构的简谐激振力的幅值,是主结构的允许最大振幅;为主结构的频率;为吸振器结构的频率;为主结构的实际最大振幅;

19、主体结构为无人直升机本体,基础为地面为支撑无人直升机本体的结构。

20、与现有技术相比,本发明具备以下有益效果:本发明将动态重心调配系统与吸振系统整合与一个系统当中,将本发明连接刚度调整到与无人直升机主旋翼倍频相匹配,利用机载自有的大质量设备(机载蓄电池)构造局部单一共振系统进行动力吸能减振与动态重心调配系统,从而避免额外配重质量的引入达到减振效果,不占用直升机的有效载荷重量与空间,提高了无人直升机的重量效率,可根据无人直升机不同的装载情况动态调整重心的范围,拓宽了无人直升机使用过程中的重心包线。

21、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。



技术特征:

1.一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,其特征在于,平移结构为滑动平台(4),导向件为导轨(5),滑动平台(4)与导轨(5)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,其特征在于,机载设备为蓄电池(1)。

4.根据权利要求2所述的一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,其特征在于,驱动机构包括:丝杠(7),滑动平台(4)与丝杠(7)螺纹配合,丝杠(7)由驱动器(6)驱动。

5.根据权利要求1所述的一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,其特征在于,平移结构和导向件均安装在无人直升机本体的机身前部水平安装平面上。

6.根据权利要求1所述的一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,其特征在于,吸振连接结构(2)上设置若干椭圆孔(8)。

7.根据权利要求6所述的一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,其特征在于,通过调整弹性连接件(3)在椭圆孔(8)的安装位置调节振动系统的结构连接刚度。

8.根据权利要求1所述的一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,其特征在于,吸振器结构属于单自由度动力吸振器,设计参数选取如下:


技术总结
本发明涉及无人直升机技术领域,本发明提供了一种无人直升机重心调整及吸能减振装置,包括:吸振器结构、平移结构、导向件、驱动机构;吸振器结构包括:吸振连接结构、机载设备和若干弹性连接件,机载设备安装于吸振连接结构上,吸振连接结构通过若干弹性连接件连接在平移结构上,驱动机构用于驱动平移结构沿着导向件移动。本发明将动态重心调配系统与吸振系统整合与一个系统当中,将本发明连接刚度调整到与无人直升机主旋翼倍频相匹配,利用机载自有的大质量设备(机载蓄电池)构造局部单一共振系统进行动力吸能减振与动态重心调配系统,从而避免额外配重质量的引入达到减振效果,不占用直升机的有效载荷重量与空间,可动态调整重心的范围。

技术研发人员:何永亮,王龙,洪平,陈心刚,仇姝雅,李素文,吴双,王伟,杨晓峰,洪晓燕
受保护的技术使用者:北京航景创新科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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