CN105523181A - 一种可变直径的旋翼及其飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种可变直径的旋翼及其飞行器，该旋翼包括驱动轴、桨毂和至少两个的桨叶，桨毂安装于驱动轴的顶端，桨叶均匀分布的安装于桨毂外周围；桨毂上铰接有摆动块，桨毂内的每个摆动块上还连接有限定偏转摆动量大小控制每个桨叶直径变动量范围的弹性偏压装置；使得桨榖在驱动轴驱动下转动时，桨叶受离心力影响会沿桨毂径向向外移动，从而使旋翼直径变大，速度越高所受离心力越大，向外张开的程度越大，旋翼产生的动力越大；在桨叶速度变小时，桨叶在弹性偏压装置的回复力作用下向内收缩，使旋翼直径变小，旋翼产生的动力变小，实现对桨叶速度调节的同时对旋翼直径也进行了调节，使旋翼对动力调节的反应速度加快，动力的可调节范围增大。

Description

一种可变直径的旋翼及其飞行器
【技术领域】
本发明涉及飞行器旋翼连接技术，尤其涉及一种可变直径的旋翼。
【背景技术】
旋翼是飞行器飞行产生升力和操纵力的核心部件。旋翼由连接到桨毂上的两片或多片桨叶组成。桨叶靠来自发动机的扭矩保持旋转运动。旋翼产生飞行器飞行所必需的升力、拉力和操纵力，飞行器的动力与桨叶转速、桨叶迎角和桨叶数量及旋翼直径相关，旋翼几何特性中最重要的参数是其直径，即叶尖旋转所扫掠的圆周直径；旋翼直径的大小，通常由空气动力学计算和比较综合确定，旋翼的直径与发动机的功率和转速、额定速度和飞行高度、桨叶数目及宽度皆有直接的关系。根据旋翼气功理论，随着旋翼桨叶直径的增大/减小，不仅会增加或减少旋翼的拉力或推力，也会提高或降低旋翼效率；为减少制造和装配难度，在旋翼其他几何特性不变的情况下，高空空气密度低，为了提供足够的推力，旋翼直径越大越好；低空空气密度大，为了避免产生多余推力而造成旋翼气功性能下降，旋翼直径相对高空旋翼直径适当减小。
目前，大多数现有旋翼的浆叶是固定在桨毂上的，飞行器动力的调节只能通过调节桨叶转速而进行，不仅会增加电机的功耗和发热，而且旋翼反应速度较慢且动力的可调节范围受限。也有一些飞行器通过变桨距的方法调节飞行器的动力，现有的变桨距方法是根据高度或推力要求调整桨距，然后锁定桨距，这些需要变距调节装置和桨距锁定装置进行闭环控制，这些调节机构通常在结构上独立于旋翼驱动装置，这样一来不但增加旋翼控制***的复杂性，而且还增加了旋翼的整体重量。
【发明内容】
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
本发明提供一种结构简单、控制方便，调节反应速度快、动力可调节范围广，自适应自动调整的可变直径的旋翼及其飞行器。
一种可变直径的旋翼，包括驱动轴、桨毂和至少两个的桨叶，桨毂安装于驱动轴的顶端，桨叶均匀分布的安装于桨毂外周围；所述桨毂上铰接有与每个桨叶分别固定连接并且偏转摆动控制每个桨叶旋转直径的摆动块，所述桨毂内的每个摆动块上还连接有限定偏转摆动量大小控制每个桨叶直径变动量范围的弹性偏压装置。
进一步地，所述弹性偏压装置包括伸缩件、拉簧和两个铰接件，伸缩件由相互套接滑动配合的伸缩杆和套筒组成，相互套接的伸缩杆与套筒的外端分别连接有便于铰接固定的铰接件，所述拉簧安装于两个铰接件之间并限定伸缩件上伸缩杆相对于套筒的伸缩范围。
进一步地，每个摆动块外侧安装有一个与其连接的桨叶，所述弹性偏压装置上的一个铰接件固定在摆动块与桨毂偏转固定连接的转轴轴心上，弹性偏压装置上的另一个铰接件安装于相邻摆动块的自由端上，两个相邻摆动块对应的自由端上的铰接件和转轴轴心上的铰接件分别与伸缩件和拉簧的两端铰接。
进一步地，每个摆动块与桨毂偏转固定连接的转轴轴心上还设有一小齿轮，所述桨毂的中心安装有一与所有摆动块上小齿轮同时啮合的大齿轮。
进一步地，所述摆动块上的桨叶为与摆动块外侧铰接连接的可折叠桨叶。
进一步地，每个摆动块外侧安装有一个与其连接的桨叶，该摆动块与桨毂之间设有便于摆动块偏转固定的转轴轴心，所述弹性偏压装置上的一个铰接件固定在摆动块转轴轴心对应的自由端上，弹性偏压装置上的另一个铰接件安装固定于桨毂上，所述伸缩件和拉簧的两端分别铰接于桨毂和摆动块上的铰接件上。
进一步地，所述桨毂上侧还固定连接有与其配合的整流罩，所述整流罩顶部内侧还设有与每个桨叶连接的摆动块配合限定每个桨叶直径变动量范围的限位槽，所述摆动块自由端上固定的铰接件顶端一体连接有与限位槽滑动配合的滑动柱。
进一步地，所述摆动块为一端为自由端的圆弧形摆动块。
一种飞行器，该飞行器采用上述可变直径的旋翼。
本发明的有益效果是：
本发明通过桨叶安装在与桨榖铰接的摆动块上，使得桨榖在驱动轴的驱动下转动时，所有桨叶受离心力作用会沿桨毂径向向外张开，从而使旋翼直径变大，桨叶速度越高则其所受离心力越大，桨叶向外转动的程度越大，旋翼产生的动力越大；在桨叶速度变小时，桨叶在弹性偏压装置的拉簧回复力作用下向内收缩，使旋翼直径变小，旋翼产生的动力变小，从而实现对桨叶速度调节的同时达到对旋翼直径同时进行调节，使旋翼对动力调节的反应速度加快，动力的可调节范围增大。
【附图说明】
图1是本发明实施例一的立体结构示意图；
图2是本发明实施例一的剖视结构示意图；
图3是本发明实施例一中整流罩的剖视结构示意图；
图4是本发明实施例一中除去整流罩时旋翼直径变大后立体结构放大示意图；
图5是本发明实施例一中除去整流罩时弹性偏压装置收缩复位时的立体结构放大示意图；
图6是本发明实施例二中除去整流罩的立体结构放大示意图；
图7是本发明实施例三中除去整流罩的立体结构放大示意图。
【具体实施方式】
实施例一
一种可变直径的旋翼，应用于飞行器上，如图1至图5所示，包括驱动轴1、桨毂2、整流罩3和三个均匀布设于桨毂2外周围的桨叶4，整流罩3固定连接于桨毂2上侧，桨毂2安装于飞行器电机5的驱动轴1顶端；桨毂2上铰接有与每个桨叶4分别固定连接并且偏转摆动控制每个桨叶4旋转直径的摆动块6，摆动块6为一端固定于桨毂2上另一端为自由端的圆弧形摆动块，该桨叶4可折叠的铰接连接于摆动块6外侧；在桨毂2内的每个摆动块6上还连接有限定其偏转摆动量大小进而控制每个桨叶4直径变动量范围的弹性偏压装置7，该弹性偏压装置7包括伸缩件70、拉簧71和两个铰接轴72，伸缩件70由相互套接滑动配合的伸缩杆70a和套筒70b组成，相互套接的伸缩杆70a与套筒70b的外端分别连接有便于与其铰接的铰接轴72，所述拉簧两端安装于两个铰接轴72之间并限定伸缩件7上伸缩杆70a相对于套筒70b的伸缩范围。
继续如图1至图5所示，弹性偏压装置7上的一个铰接轴72固定在摆动块6与桨毂2偏转固定连接的转轴轴心上，弹性偏压装置7上的另一个铰接件安装于相邻摆动块6的自由端上，两个相邻摆动块6对应的自由端上的铰接轴72和转轴轴心上的铰接轴72分别与伸缩件70和拉簧71的两端铰接，所有摆动块6上的弹性偏压装置7依次首尾连接构成一个整体联动的桨叶联动体，有效地保证所有桨叶4的直径同步变大或变小。
继续如图1至图5所示，在整流罩3顶部内侧还设有与每个桨叶4连接的摆动块6配合便于限定每个桨叶直径变动量范围的限位槽30，在摆动块6自由端上固定的铰接轴72顶端一体连接有与限位槽30滑动配合的滑动柱720，通过滑动柱720与限位槽30的滑动配合，除了使整流罩3的限位槽30对桨叶4进行导向作用外，同时可实现整流罩3与桨榖2的同步转动。
实施例二
如图6所示，该实施例与实施例一的不同之处在于，该桨叶4不可折叠的固定连接于摆动块6外侧，每个摆动块6与桨毂2转轴轴心的铰接轴72上还固定连接有一小齿轮8，在桨毂2的中心安装有一与所有摆动块6上小齿轮8同时啮合的大齿轮9，这样，通过大齿轮9与每个摆动块6上的小齿轮8同时啮合来控制所有桨叶同时联动，进一步的保证所有桨叶4的直径同步变大或同步变小。
实施例三
如图7所示，该实施例与实施例一的不同之处在于，该桨叶4不可折叠的固定连接于摆动块6外侧，弹性偏压装置7的连接固定方式也与实施例一明显不同；即在该实施例中，每个摆动块6与桨毂2之间单独的设有便于摆动块6偏转固定的转轴轴心，弹性偏压装置7上的一个铰接轴72固定在摆动块6转轴轴心对应的自由端上，弹性偏压装置7上的另一个铰接轴72安装固定于桨毂2上，伸缩件70和拉簧71的两端分别铰接于桨毂2和摆动块自由端上的铰接轴73上。
通过以上实施例，工作时，使得桨榖在驱动轴的驱动下转动时，所有桨叶受离心力作用会沿桨毂径向向外张开，从而使旋翼直径变大，桨叶速度越高则其所受离心力越大，桨叶向外转动的程度越大，旋翼产生的动力越大；在桨叶速度变小时，桨叶在弹性偏压装置的拉簧回复力作用下向内收缩，使旋翼直径变小，旋翼产生的动力变小，从而实现对桨叶速度调节的同时达到对旋翼直径同时进行调节，使旋翼对动力调节的反应速度加快，动力的可调节范围增大。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可变直径的旋翼，包括驱动轴、桨毂和至少两个的桨叶，桨毂安装于驱动轴的顶端，桨叶均匀分布的安装于桨毂外周围；其特征在于：
所述桨毂上铰接有与每个桨叶分别固定连接并且偏转摆动控制每个桨叶旋转直径的摆动块，所述桨毂内的每个摆动块上还连接有限定偏转摆动量大小控制每个桨叶直径变动量范围的弹性偏压装置。
2.根据权利要求1所述的一种可变直径的旋翼，其特征在于，所述弹性偏压装置包括伸缩件、拉簧和两个铰接件，伸缩件由相互套接滑动配合的伸缩杆和套筒组成，相互套接的伸缩杆与套筒的外端分别连接有便于铰接固定的铰接件，所述拉簧安装于两个铰接件之间并限定伸缩件上伸缩杆相对于套筒的伸缩范围。
3.根据权利要求1和2所述的一种可变直径的旋翼，其特征在于，每个摆动块外侧安装有一个与其连接的桨叶，所述弹性偏压装置上的一个铰接件固定在摆动块与桨毂偏转固定连接的转轴轴心上，弹性偏压装置上的另一个铰接件安装于相邻摆动块的自由端上，两个相邻摆动块对应的自由端上的铰接件和转轴轴心上的铰接件分别与伸缩件和拉簧的两端铰接。
4.根据权利要求3所述的一种可变直径的旋翼，其特征在于，每个摆动块与桨毂偏转固定连接的转轴轴心上还设有一小齿轮，所述桨毂的中心安装有一与所有摆动块上小齿轮同时啮合的大齿轮。
5.根据权利要求3所述的一种可变直径的旋翼，其特征在于，所述摆动块上的桨叶为与摆动块外侧铰接连接的可折叠桨叶。
6.根据权利要求1和2所述的一种可变直径的旋翼，其特征在于，每个摆动块外侧安装有一个与其连接的桨叶，该摆动块与桨毂之间设有便于摆动块偏转固定的转轴轴心，所述弹性偏压装置上的一个铰接件固定在摆动块转轴轴心对应的自由端上，弹性偏压装置上的另一个铰接件安装固定于桨毂上，所述伸缩件和拉簧的两端分别铰接于桨毂和摆动块上的铰接件上。
7.根据权利要求2所述的一种可变直径的旋翼，其特征在于，所述桨毂上侧还固定连接有与其配合的整流罩，所述整流罩顶部内侧还设有与每个桨叶连接的摆动块配合限定每个桨叶直径变动量范围的限位槽，所述摆动块自由端上固定的铰接件顶端一体连接有与限位槽滑动配合的滑动柱。
8.根据权利要求1所述的一种可变直径的旋翼，其特征在于，所述摆动块为一端为自由端的圆弧形摆动块。
9.一种飞行器，其特征在于，该飞行器采用权利要求1至8任一项权利要求书所述的一种可变直径的旋翼。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105799930A (zh) * 2016-05-12 2016-07-27 谭圆圆 一种多旋翼式无人飞行器的旋翼固定结构
CN109278985A (zh) * 2018-11-20 2019-01-29 西安君晖航空科技有限公司 一种变桨距装置及其安装方法
CN111844680A (zh) * 2020-07-23 2020-10-30 安徽省力天新材料股份有限公司 一种挤出机的进料口防堵装置
CN112623211A (zh) * 2020-12-28 2021-04-09 桂林航天工业学院 一种测绘航拍用的无人机

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3256938A (en) * 1964-03-28 1966-06-21 Bolkow Gmbh Helicopter rotor construction and improved rotor blade therefor having a retractible trailing portion
US5620304A (en) * 1995-12-11 1997-04-15 Sikorsky Aircraft Corporation Rotor system having alternating length rotor blades and positioning means therefor for reducing blade-vortex interaction (BVI) noise
US20060140769A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Frampton Thomas C Ceiling fan with retractable fan blades
US20070059175A1 (en) * 2005-04-27 2007-03-15 Eurocopter Rotocraft rotor with hinged blades and lockable retractable flapping abutments
CN102935890A (zh) * 2012-09-21 2013-02-20 中国空间技术研究院 一种可变直径螺旋桨
CN104943853A (zh) * 2015-04-27 2015-09-30 西北工业大学 一种能够变桨径的螺旋桨

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3256938A (en) * 1964-03-28 1966-06-21 Bolkow Gmbh Helicopter rotor construction and improved rotor blade therefor having a retractible trailing portion
US5620304A (en) * 1995-12-11 1997-04-15 Sikorsky Aircraft Corporation Rotor system having alternating length rotor blades and positioning means therefor for reducing blade-vortex interaction (BVI) noise
US20060140769A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Frampton Thomas C Ceiling fan with retractable fan blades
US20070059175A1 (en) * 2005-04-27 2007-03-15 Eurocopter Rotocraft rotor with hinged blades and lockable retractable flapping abutments
CN102935890A (zh) * 2012-09-21 2013-02-20 中国空间技术研究院 一种可变直径螺旋桨
CN104943853A (zh) * 2015-04-27 2015-09-30 西北工业大学 一种能够变桨径的螺旋桨

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《武器百科》编委会编: "《武器百科》", 31 August 2013, 中国华侨出版社 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105799930A (zh) * 2016-05-12 2016-07-27 谭圆圆 一种多旋翼式无人飞行器的旋翼固定结构
CN109278985A (zh) * 2018-11-20 2019-01-29 西安君晖航空科技有限公司 一种变桨距装置及其安装方法
CN109278985B (zh) * 2018-11-20 2023-09-29 西安君晖航空科技有限公司 一种变桨距装置及其安装方法
CN111844680A (zh) * 2020-07-23 2020-10-30 安徽省力天新材料股份有限公司 一种挤出机的进料口防堵装置
CN112623211A (zh) * 2020-12-28 2021-04-09 桂林航天工业学院 一种测绘航拍用的无人机

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