纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法与流程

1.本发明涉及直升机安全保障系统领域，具体是一种纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法。


背景技术：

2.纵列式双旋翼无人直升机的机身前后各有一个旋翼塔座，两副旋翼分别安装在两个塔座上，两副旋翼完全相同，但旋转方向相反，它们的反作用扭矩可以互相平衡掉。这种结构型式的直升机的突出优点是纵向重心范围大，因此可以将机身设计得比较庞大。它比较适用于中型和大型直升机。
3.传统的共纵列式双旋翼无人直升机在遇到单侧桨叶失去动力的时候会因为升力不平衡导致失去控制从而导致坠毁。


技术实现要素：

4.本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，通过设置的单侧旋翼倾转机构，可以在单侧旋翼失去升力时，调整另一侧旋翼的升力方向，使得升力与重力在一条直线上，防止出现侧翻失控。
5.本发明提供了一种纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置，包括旋翼倾转装置，飞行状态检测器，落地缓冲装置。
6.所述的旋翼倾转装置包括与旋翼旋转轴和发动机输出轴相连的万向传动轴，与固定在机体主结构上的倾转导轨，以及在倾转导轨上带动旋翼旋转轴发生倾转的倾转移动模块。
7.所述的飞行状态检测器包括安装在机体中的水平仪，安装在旋翼下方机体中的激光旋翼转速测量仪，安装在机体上的空速管以及信号集成系统，信号集成系统分别与激光旋翼转速测量仪、水平仪和空速管连接。
8.所述的落地缓冲装置安装在机体的两端。
9.进一步改进，所述倾转导轨和倾转移动模块采用齿轮齿条的方式配合连接。所述的倾转导轨为齿条式倾转导轨，所述倾转移动模块包括旋转轴连接装置以及分布在旋转轴连接装置四周的齿轮式移动轮，齿轮式移动轮连接有驱动电机，驱动电机控制齿轮式移动轮在齿条式倾转导轨上运动。
10.进一步改进，所述的倾转导轨和机体主结构之间为整体结构，升力通过旋翼倾转装置传递到主结构上。
11.进一步改进，所述的激光旋翼转速测量仪在两侧旋翼下方各安装一个，分别监控两侧旋翼的旋转状态。
12.进一步改进，所述的落地缓冲装置包括折叠气囊，安装在气囊相同位置的气囊触发装置，气囊内设置有氮化钠（nan3）或硝酸铵（nh4no3）。
13.进一步改进，所述的信号集成系统集成在机体的内部。
14.本发明还提供了一种纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，包括以下步骤：1）当某一旋翼故障时，激光旋翼转速检测器检测到该旋翼转速异常，随后水平仪检测到无人机向该旋翼侧的倾转角度过大，飞行状态信号集成系统汇总上述异常数据，判断该旋翼故障并且向飞控手发出警报以及操作指南，启动左侧的旋翼倾转模块；2）当飞控手在控制端进行操作后，驱动电机驱使倾转移动模块带动旋转轴在倾转导轨上移动；3）当倾转完成后，无人机整机开始绕旋转轴自旋并且慢速下降，此时发动机功率应为最大功率；4）当快要落地时，飞控手视情况而定是否要启动缓冲装置。
15.本发明有益效果在于：1、通过设置的单侧旋翼倾转机构，可以在单侧旋翼失去升力时，调整另一侧旋翼的升力方向，使得升力与重力在一条直线上，防止出现侧翻失控。
16.2、通过飞行状态检测器，可以远程通过信号来查看飞行状态，而无需飞控手肉眼查看飞行状态，必要时可以设置自动反应装置来协助飞控手进行应急操作。
17.3、通过缓冲装置可以在无人机落地时进行缓冲，防止因为机体旋转或者速度过大而造成进一步损坏。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1是各个系统在共轴双旋翼无人机上的安装位置示意图。
20.图2是倾转机构的原理示意图。
21.图中，1-倾转导轨，2-倾转移动模块，3-万向传动轴，4-空速管，5-激光旋翼转速测量仪，6-机体主结构，7-水平仪，8-信号集成系统，9-落地缓冲装置，10-齿条式倾转导轨，11-齿轮式移动轮，12-驱动电机，13-旋转轴连接装置。
具体实施方式
22.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
23.本发明结构如图1所示，包括旋翼倾转装置，飞行状态检测器，落地缓冲装置9。
24.所述的旋翼倾转装置包括与旋翼旋转轴和发动机输出轴相连的万向传动轴3，与固定在机体主结构6上的倾转导轨1，以及在倾转导轨上带动旋翼旋转轴发生倾转的倾转移动模块2。
25.所述的飞行状态检测器包括安装在机体中的水平7仪，安装在旋翼下方机体中的
激光旋翼转速测量仪5，安装在机体上的空速管4以及信号集成系统8，信号集成系统分别与激光旋翼转速测量仪、水平仪和空速管连接。
26.所述的落地缓冲装置安装在机体的两端。
27.进一步改进，所述倾转导轨和倾转移动模块采用齿轮齿条的方式配合连接，如图2所示，所述的倾转导轨为齿条式倾转导轨10，所述倾转移动模块包括旋转轴连接装置13以及分布在旋转轴连接装置13四周的齿轮式移动轮11，齿轮式移动轮11连接有驱动电机12，驱动电机控制齿轮式移动轮在齿条式倾转导轨上运动。
28.进一步改进，所述的倾转导轨和机体主结构之间为整体结构，升力通过旋翼倾转装置传递到主结构上。
29.进一步改进，所述的激光旋翼转速测量仪在两侧旋翼下方各安装一个，分别监控两侧旋翼的旋转状态。
30.进一步改进，所述的落地缓冲装置包括折叠气囊，安装在气囊相同位置的气囊触发装置，气囊内设置有氮化钠（nan3）或硝酸铵（nh4no3）。
31.进一步改进，所述的信号集成系统集成在机体的内部。
32.本发明一种具体实施方式如下：如图1所示，假设右侧旋翼发生了故障导致旋翼停止旋转，首先是激光旋翼转速检测器5检测到右侧旋翼转速异常，随后水平仪7也检测到无人机向右倾斜的角度过大。此时，飞行状态信号集成系统8在综合分析了数据后判断出飞机右侧旋翼损毁，并且向飞控手发出警报以及操作指南：启动左侧的旋翼倾转模块。
33.如图2所示，当飞控手在控制端进行操作后，倾转移动模块的驱动电机启动，带动齿轮式移动轮11转动，使得整个倾转移动模块2带动旋转轴在齿条式倾转导轨10上移动。
34.如图1所示，当倾转完成后，无人机整机开始绕旋转轴自旋并且慢速下降，此时发动机功率应为最大功率。当快要落地时，飞控手可视情况而定是否要启动缓冲装置。
35.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，以上所述仅是本发明的优选实施方式，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，对于本技术领域的普通技术人员来说，可轻易想到的变化或替换，在不脱离本发明原理的前提下，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，其特征在于包括以下步骤：1）当某一旋翼故障时，激光旋翼转速检测器检测到该旋翼转速异常，随后水平仪检测到无人机向该旋翼侧的倾转角度过大，飞行状态信号集成系统汇总上述异常数据，判断该旋翼故障并且向飞控手发出警报以及操作指南，启动左侧的旋翼倾转模块；2）当飞控手在控制端进行操作后，驱动电机驱使倾转移动模块带动旋转轴在倾转导轨上移动；3）当倾转完成后，无人机整机开始绕旋转轴自旋并且慢速下降，此时发动机功率应为最大功率；4）当快要落地时，飞控手视情况而定是否要启动缓冲装置。2.根据权利要求1所述的纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，其特征在于：包括旋翼倾转装置，飞行状态检测器，落地缓冲装置；所述的旋翼倾转装置包括与旋翼旋转轴和发动机输出轴相连的万向传动轴，与固定在机体主结构上的倾转导轨，以及在倾转导轨上带动旋翼旋转轴发生倾转的倾转移动模块；所述的飞行状态检测器包括安装在机体中的水平仪，安装在旋翼下方机体中的激光旋翼转速测量仪，安装在机体上的空速管以及信号集成系统，信号集成系统分别与激光旋翼转速测量仪、水平仪和空速管连接；所述的落地缓冲装置安装在机体的两端。3.根据权利要求2所述的纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，其特征在于：所述倾转导轨和倾转移动模块采用齿轮齿条的方式配合连接。4.根据权利要求2所述的纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，其特征在于：所述的倾转导轨为齿条式倾转导轨，所述倾转移动模块包括旋转轴连接装置以及分布在旋转轴连接装置四周的齿轮式移动轮，齿轮式移动轮连接有驱动电机，驱动电机控制齿轮式移动轮在齿条式倾转导轨上运动。5.根据权利要求2所述的纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，其特征在于：所述的倾转导轨和机体主结构之间为整体结构，升力通过旋翼倾转装置传递到主结构上。6.根据权利要求2所述的纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，其特征在于：所述的激光旋翼转速测量仪在两侧旋翼下方各安装一个，分别监控两侧旋翼的旋转状态。7.根据权利要求2所述的纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，其特征在于：所述的落地缓冲装置包括折叠气囊，安装在气囊相同位置的气囊触发装置，气囊内设置有氮化钠或硝酸铵。

技术总结
本发明提供了一种纵列式双旋翼无人直升机安全保障装置的工作方法，该装置：包括旋翼倾转装置，飞行状态检测器，落地缓冲装置；所述的旋翼倾转装置包括与旋翼旋转轴和发动机输出轴相连的万向传动轴，与固定在机体主结构上的倾转导轨，以及在倾转导轨上带动旋翼旋转轴发生倾转的倾转移动模块。所述的飞行状态检测器包括安装在机体中的水平仪，安装在旋翼下方机体中的激光旋翼转速测量仪，安装在机体上的空速管以及信号集成系统。所述的落地缓冲装置安装在机体的两端。本发明通过设置的单侧旋翼倾转机构，可以在单侧旋翼失去升力时，调整另一侧旋翼的升力方向，使得升力与重力在一条直线上，防止出现侧翻失控。防止出现侧翻失控。防止出现侧翻失控。


技术研发人员：许骏飞 石文秀 李畅 李小光
受保护的技术使用者：南京壮大智能科技研究院有限公司
技术研发日：2022.08.30
技术公布日：2023/6/26