一种直升机主减半主动液压隔振器

摘要

本发明涉及直升机振动控制技术，具体是一种直升机主减半主动液压隔振器。本发明解决了现有电子式半主动隔振器响应缓慢、结构复杂、造价高昂、故障率高的问题。一种直升机主减半主动液压隔振器，包括主体机构、液压放大机构、刚度调节机构；所述主体机构包括圆盘形底座、圆形缸筒、斜撑杆；所述液压放大机构包括阻尼弹簧、小活塞、大活塞、振动输入轴、双法兰直管；所述刚度调节机构包括连接法兰、板簧、矩形框架、限位滑块、辅助约束滑块、齿条、传动轴、连杆。本发明适用于直升机振动控制。

权利要求

1.一种直升机主减半主动液压隔振器，其特征在于：包括主体机构、液压放大机构、刚度调节机构；

所述主体机构包括圆盘形底座（101）、圆形缸筒（102）、斜撑杆（103）；

圆盘形底座（101）的端面中央开设有上下贯通的中心圆孔；圆盘形底座（101）的上端面沿径向开设有两道纵条形凹槽（104）和两道横条形凹槽（105）；第一道纵条形凹槽（104）的后端封闭、前端贯通圆盘形底座（101）的外侧面；第二道纵条形凹槽（104）的前端封闭、后端贯通圆盘形底座（101）的外侧面；第一道横条形凹槽（105）的两端均封闭，且第一道横条形凹槽（105）位于圆盘形底座（101）的中心圆孔的左侧；第二道横条形凹槽（105）的左端封闭、右端贯通圆盘形底座（101）的外侧面；圆形缸筒（102）的下端封闭、上端设有敞口；圆形缸筒（102）的内侧面为上粗下细的台阶面；圆形缸筒（102）的外侧面上端与圆盘形底座（101）的中心圆孔的孔壁下端固定配合；圆形缸筒（102）的外侧面中部延伸设置有定位凸环；斜撑杆（103）的数目为若干根；各根斜撑杆（103）的上端均与圆盘形底座（101）的下端面固定；各根斜撑杆（103）的下端均与圆形缸筒（102）的定位凸环的上端面固定；各根斜撑杆（103）围绕圆盘形底座（101）的中心线等距排列；

所述液压放大机构包括阻尼弹簧（201）、小活塞（202）、大活塞（203）、振动输入轴（204）、双法兰直管（205）；

阻尼弹簧（201）的下端与圆形缸筒（102）的下内端面固定；小活塞（202）滑动装配于圆形缸筒（102）的内侧面细段，且小活塞（202）的下端面与阻尼弹簧（201）的上端固定；大活塞（203）滑动装配于圆形缸筒（102）的内侧面粗段，且大活塞（203）与小活塞（202）之间填充有液压油；振动输入轴（204）垂直固定于大活塞（203）的上端面中央；双法兰直管（205）的内侧面与振动输入轴（204）的侧面间隙配合，且双法兰直管（205）的下法兰的下端面与大活塞（203）的上端面固定；

所述刚度调节机构包括连接法兰（301）、板簧（302）、矩形框架（303）、限位滑块（304）、辅助约束滑块（305）、齿条（306）、传动轴（307）、连杆（308）；

连接法兰（301）的内侧面与振动输入轴（204）的侧面间隙配合，且连接法兰（301）的下端面与双法兰直管（205）的上法兰的上端面固定；板簧（302）的表面中央开设有上下贯通的中心圆孔，且中心圆孔的孔壁与振动输入轴（204）的侧面间隙配合；板簧（302）的下表面与连接法兰（301）的上端面固定；矩形框架（303）的数目为两个；两个矩形框架（303）分别滑动套设于板簧（302）的两端；两个矩形框架（303）的上框边外侧面中央各延伸设置有一个上装配凸柱；两个矩形框架（303）的下框边外侧面中央各延伸设置有一个下装配凸柱；限位滑块（304）的数目为两个；两个限位滑块（304）分别滑动装配于两道纵条形凹槽（104）内；两个限位滑块（304）的表面中央各开设有一个上下贯通的中心圆孔，且两个中心圆孔的孔壁上端分别与两个矩形框架（303）的下装配凸柱的侧面下端固定配合；辅助约束滑块（305）滑动装配于第一道横条形凹槽（105）内，且辅助约束滑块（305）的上表面中央延伸设置有装配凸柱；齿条（306）滑动装配于第二道横条形凹槽（105）内，且齿条（306）的齿面朝上；传动轴（307）垂直固定于齿条（306）的上表面左端；连杆（308）的数目为四根；每根连杆（308）的两端均开设有一个上下贯通的装配圆孔；第一根连杆（308）的两个装配圆孔的孔壁分别与第一个矩形框架（303）的下装配凸柱的侧面和辅助约束滑块（305）的装配凸柱的侧面间隙配合；第二根连杆（308）的两个装配圆孔的孔壁分别与第二个矩形框架（303）的下装配凸柱的侧面和辅助约束滑块（305）的装配凸柱的侧面间隙配合；第三根连杆（308）的两个装配圆孔的孔壁分别与第一个矩形框架（303）的上装配凸柱的侧面和传动轴（307）的侧面间隙配合；

第四根连杆（308）的两个装配圆孔的孔壁分别与第二个矩形框架（303）的上装配凸柱的侧面和传动轴（307）的侧面间隙配合。

2.根据权利要求1所述的一种直升机主减半主动液压隔振器，其特征在于：传动轴（307）的侧面上端固定装配有轴帽（309）。

3.根据权利要求1或2所述的一种直升机主减半主动液压隔振器，其特征在于：各根斜撑杆（103）的上端均通过螺栓与圆盘形底座（101）的下端面固定；各根斜撑杆（103）的下端均通过螺栓与圆形缸筒（102）的定位凸环的上端面固定。

说明书

一种直升机主减半主动液压隔振器

技术领域

[0001] 本发明涉及直升机振动控制技术，具体是一种直升机主减半主动液压隔振器。

背景技术

[0002] 直升机在飞行过程中，旋翼振动载荷会通过主减系统传递到机身，由此一方面影响乘坐舒适性，另一方面影响直升机部件和机载设备的可靠性。为了降低传递到机身的旋翼振动载荷，目前普遍采用的措施是在直升机的主减系统与机身之间安装电子式半主动隔振器。然而实践表明，电子式半主动隔振器由于自身结构所限，存在响应缓慢、结构复杂、造价高昂、故障率高的问题。基于此，有必要发明一种全新的隔振器，以解决现有电子式半主动隔振器存在的上述问题。

发明内容

[0003] 本发明为了解决现有电子式半主动隔振器响应缓慢、结构复杂、造价高昂、故障率高的问题，提供了一种直升机主减半主动液压隔振器。

[0004] 本发明是采用如下技术方案实现的：一种直升机主减半主动液压隔振器，包括主体机构、液压放大机构、刚度调节机构；
所述主体机构包括圆盘形底座、圆形缸筒、斜撑杆；
圆盘形底座的端面中央开设有上下贯通的中心圆孔；圆盘形底座的上端面沿径向开设有两道纵条形凹槽和两道横条形凹槽；第一道纵条形凹槽的后端封闭、前端贯通圆盘形底座的外侧面；第二道纵条形凹槽的前端封闭、后端贯通圆盘形底座的外侧面；第一道横条形凹槽的两端均封闭，且第一道横条形凹槽位于圆盘形底座的中心圆孔的左侧；第二道横条形凹槽的左端封闭、右端贯通圆盘形底座的外侧面；圆形缸筒的下端封闭、上端设有敞口；
圆形缸筒的内侧面为上粗下细的台阶面；圆形缸筒的外侧面上端与圆盘形底座的中心圆孔的孔壁下端固定配合；圆形缸筒的外侧面中部延伸设置有定位凸环；斜撑杆的数目为若干根；各根斜撑杆的上端均与圆盘形底座的下端面固定；各根斜撑杆的下端均与圆形缸筒的定位凸环的上端面固定；各根斜撑杆围绕圆盘形底座的中心线等距排列；
所述液压放大机构包括阻尼弹簧、小活塞、大活塞、振动输入轴、双法兰直管；
阻尼弹簧的下端与圆形缸筒的下内端面固定；小活塞滑动装配于圆形缸筒的内侧面细段，且小活塞的下端面与阻尼弹簧的上端固定；大活塞滑动装配于圆形缸筒的内侧面粗段，且大活塞与小活塞之间填充有液压油；振动输入轴垂直固定于大活塞的上端面中央；双法兰直管的内侧面与振动输入轴的侧面间隙配合，且双法兰直管的下法兰的下端面与大活塞的上端面固定；
所述刚度调节机构包括连接法兰、板簧、矩形框架、限位滑块、辅助约束滑块、齿条、传动轴、连杆；
连接法兰的内侧面与振动输入轴的侧面间隙配合，且连接法兰的下端面与双法兰直管的上法兰的上端面固定；板簧的表面中央开设有上下贯通的中心圆孔，且中心圆孔的孔壁与振动输入轴的侧面间隙配合；板簧的下表面与连接法兰的上端面固定；矩形框架的数目为两个；两个矩形框架分别滑动套设于板簧的两端；两个矩形框架的上框边外侧面中央各延伸设置有一个上装配凸柱；两个矩形框架的下框边外侧面中央各延伸设置有一个下装配凸柱；限位滑块的数目为两个；两个限位滑块分别滑动装配于两道纵条形凹槽内；两个限位滑块的表面中央各开设有一个上下贯通的中心圆孔，且两个中心圆孔的孔壁上端分别与两个矩形框架的下装配凸柱的侧面下端固定配合；辅助约束滑块滑动装配于第一道横条形凹槽内，且辅助约束滑块的上表面中央延伸设置有装配凸柱；齿条滑动装配于第二道横条形凹槽内，且齿条的齿面朝上；传动轴垂直固定于齿条的上表面左端；连杆的数目为四根；每根连杆的两端均开设有一个上下贯通的装配圆孔；第一根连杆的两个装配圆孔的孔壁分别与第一个矩形框架的下装配凸柱的侧面和辅助约束滑块的装配凸柱的侧面间隙配合；第二根连杆的两个装配圆孔的孔壁分别与第二个矩形框架的下装配凸柱的侧面和辅助约束滑块的装配凸柱的侧面间隙配合；第三根连杆的两个装配圆孔的孔壁分别与第一个矩形框架的上装配凸柱的侧面和传动轴的侧面间隙配合；第四根连杆的两个装配圆孔的孔壁分别与第二个矩形框架的上装配凸柱的侧面和传动轴的侧面间隙配合。

[0005] 工作时，本隔振器（即本发明所述的一种直升机主减半主动液压隔振器）安装于直升机的主减系统与机身之间，齿条与外部驱动装置（例如电动机、液压缸等）连接。具体工作过程如下：当直升机飞行时，旋翼振动载荷通过振动输入轴输入到本隔振器，然后分两路传递到机身：第一路依次经大活塞、液压油、小活塞、阻尼弹簧、圆形缸筒、圆盘形底座传递到机身，第二路依次经大活塞、双法兰直管、连接法兰、板簧、矩形框架、限位滑块传递到机身。在上述过程中，大活塞在旋翼振动载荷的作用下进行上下振动，并通过液压油推动小活塞进行上下振动。若旋翼振动载荷的输入频率与本隔振器的反共振点频率相等，则小活塞振动的惯性力恰好可以抵消来自液压油的压力，由此阻止第一路旋翼振动载荷的传递，从而降低传递到机身的旋翼振动载荷。若旋翼振动载荷的输入频率与本隔振器的反共振点频率不相等，则通过刚度调节机构对本隔振器的反共振点频率进行调节，直至本隔振器的反共振点频率与旋翼振动载荷的输入频率相等。具体调节过程如下：通过外部驱动装置驱动齿条进行横向移动，齿条通过传动轴和连杆带动两个矩形框架进行纵向移动，由此使得板簧的工作长度（板簧的工作长度即为两个矩形框架之间的距离）发生变化，从而使得本隔振器的刚度发生变化，进而使得本隔振器的反共振点频率发生变化。

[0006] 基于上述过程，与现有电子式半主动隔振器相比，本发明所述的一种直升机主减半主动液压隔振器通过采用全新结构，降低了传递到机身的旋翼振动载荷，由此具备了响应快速、结构简单、造价低廉、故障率低的优点。

[0007] 进一步地，传动轴的侧面上端固定装配有轴帽。工作时，轴帽的作用是防止连杆脱落。

[0008] 本发明结构合理、设计巧妙，有效解决了现有电子式半主动隔振器响应缓慢、结构复杂、造价高昂、故障率高的问题，适用于直升机振动控制。

附图说明

[0009] 图1是本发明的立体结构示意图。

[0010] 图2是本发明的平面结构示意图。

[0011] 图3是图2的右视图。

[0012] 图4是图2的A-A剖视图。

[0013] 图5是图2的俯视图。

[0014] 图中：101-圆盘形底座，102-圆形缸筒，103-斜撑杆，104-纵条形凹槽，105-横条形凹槽，201-阻尼弹簧，202-小活塞，203-大活塞，204-振动输入轴，205-双法兰直管，301-连接法兰，302-板簧，303-矩形框架，304-限位滑块，305-辅助约束滑块，306-齿条，307-传动轴，308-连杆，309-轴帽。

具体实施方式

[0015] 一种直升机主减半主动液压隔振器，包括主体机构、液压放大机构、刚度调节机构；所述主体机构包括圆盘形底座101、圆形缸筒102、斜撑杆103；
圆盘形底座101的端面中央开设有上下贯通的中心圆孔；圆盘形底座101的上端面沿径向开设有两道纵条形凹槽104和两道横条形凹槽105；第一道纵条形凹槽104的后端封闭、前端贯通圆盘形底座101的外侧面；第二道纵条形凹槽104的前端封闭、后端贯通圆盘形底座
101的外侧面；第一道横条形凹槽105的两端均封闭，且第一道横条形凹槽105位于圆盘形底座101的中心圆孔的左侧；第二道横条形凹槽105的左端封闭、右端贯通圆盘形底座101的外侧面；圆形缸筒102的下端封闭、上端设有敞口；圆形缸筒102的内侧面为上粗下细的台阶面；圆形缸筒102的外侧面上端与圆盘形底座101的中心圆孔的孔壁下端固定配合；圆形缸筒102的外侧面中部延伸设置有定位凸环；斜撑杆103的数目为若干根；各根斜撑杆103的上端均与圆盘形底座101的下端面固定；各根斜撑杆103的下端均与圆形缸筒102的定位凸环的上端面固定；各根斜撑杆103围绕圆盘形底座101的中心线等距排列；
所述液压放大机构包括阻尼弹簧201、小活塞202、大活塞203、振动输入轴204、双法兰直管205；
阻尼弹簧201的下端与圆形缸筒102的下内端面固定；小活塞202滑动装配于圆形缸筒
102的内侧面细段，且小活塞202的下端面与阻尼弹簧201的上端固定；大活塞203滑动装配于圆形缸筒102的内侧面粗段，且大活塞203与小活塞202之间填充有液压油；振动输入轴
204垂直固定于大活塞203的上端面中央；双法兰直管205的内侧面与振动输入轴204的侧面间隙配合，且双法兰直管205的下法兰的下端面与大活塞203的上端面固定；
所述刚度调节机构包括连接法兰301、板簧302、矩形框架303、限位滑块304、辅助约束滑块305、齿条306、传动轴307、连杆308；
连接法兰301的内侧面与振动输入轴204的侧面间隙配合，且连接法兰301的下端面与双法兰直管205的上法兰的上端面固定；板簧302的表面中央开设有上下贯通的中心圆孔，且中心圆孔的孔壁与振动输入轴204的侧面间隙配合；板簧302的下表面与连接法兰301的上端面固定；矩形框架303的数目为两个；两个矩形框架303分别滑动套设于板簧302的两端；两个矩形框架303的上框边外侧面中央各延伸设置有一个上装配凸柱；两个矩形框架
303的下框边外侧面中央各延伸设置有一个下装配凸柱；限位滑块304的数目为两个；两个限位滑块304分别滑动装配于两道纵条形凹槽104内；两个限位滑块304的表面中央各开设有一个上下贯通的中心圆孔，且两个中心圆孔的孔壁上端分别与两个矩形框架303的下装配凸柱的侧面下端固定配合；辅助约束滑块305滑动装配于第一道横条形凹槽105内，且辅助约束滑块305的上表面中央延伸设置有装配凸柱；齿条306滑动装配于第二道横条形凹槽
105内，且齿条306的齿面朝上；传动轴307垂直固定于齿条306的上表面左端；连杆308的数目为四根；每根连杆308的两端均开设有一个上下贯通的装配圆孔；第一根连杆308的两个装配圆孔的孔壁分别与第一个矩形框架303的下装配凸柱的侧面和辅助约束滑块305的装配凸柱的侧面间隙配合；第二根连杆308的两个装配圆孔的孔壁分别与第二个矩形框架303的下装配凸柱的侧面和辅助约束滑块305的装配凸柱的侧面间隙配合；第三根连杆308的两个装配圆孔的孔壁分别与第一个矩形框架303的上装配凸柱的侧面和传动轴307的侧面间隙配合；第四根连杆308的两个装配圆孔的孔壁分别与第二个矩形框架303的上装配凸柱的侧面和传动轴307的侧面间隙配合。

[0016] 传动轴307的侧面上端固定装配有轴帽309。

[0017] 具体实施时，各根斜撑杆103的上端均通过螺栓与圆盘形底座101的下端面固定；各根斜撑杆103的下端均通过螺栓与圆形缸筒102的定位凸环的上端面固定。