CN206914624U - 一种螺旋桨、动力组件及飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种螺旋桨，包括桨叶，所述桨叶旋转形成桨盘；所述桨叶在与所述桨盘的中心相距为桨盘半径的α处的攻角为β，且满足如下条件：当0≤α≤20％时，0°＜β＜17.89°；当20≤α≤40％时，17.79°＜β＜21.92°；当40≤α≤60％时，11.07°＜β＜17.79°；当60≤α≤80％时，7.26°＜β＜11.07°；当80≤α≤100％时，2.40°＜β＜7.26°。本实用新型所提供的螺旋桨、动力组件及飞行器，能够降低飞行过程中对螺旋桨的阻力，提高了对螺旋桨的升力，延长了飞行器的续航时间和飞行距离，提高了飞行效率。

Description

一种螺旋桨、动力组件及飞行器

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种螺旋桨、动力组件及飞行器。

背景技术

多旋翼无人机又叫多轴飞行器，由三个或三个以上的独立动力***来进行控制各种装置，结构简单，协调电机之间的转速即可实现控制，飞行器姿态保持能力较高，具有非常广阔的使用领域和研究价值。

螺旋桨作为动力***的关键器件，其通过自身旋转将电机转动功率转化为动力；高效率的螺旋桨可以极大改善无人机的飞行性能，然而现有螺旋桨的桨叶大多为矩形，飞行时阻力较大、效率较低，从而缩短了飞行器的续航时间，而且使得飞行器的飞行速度较小，对飞行器的飞行性能造成了极大影响。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题，提供一种螺旋桨、动力组件及飞行器，其能提高飞行器飞行性能，减小飞行阻力，延长续航时间。

为了达到上述技术效果，本实用新型包括以下技术方案：一种螺旋桨，包括桨叶，所述桨叶旋转形成桨盘；所述桨叶在与所述桨盘的中心相距为桨盘半径的α处的攻角为β，且满足如下条件：

当0≤α≤20％时，0°＜β＜17.89°；

当20≤α≤40％时，17.79°＜β＜21.92°；

当40≤α≤60％时，11.07°＜β＜17.79°；

当60≤α≤80％时，7.26°＜β＜11.07°；

当80≤α≤100％时，2.40°＜β＜7.26°。

如上所述的螺旋桨，

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的20％处，所述桨叶的弦长为35.83毫米，攻角为17.89°；

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的40％处，所述桨叶的弦长为44.34毫米，攻角为17.79°；

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的60％处，所述桨叶的弦长为34.43毫米，攻角为11.01°；

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的80％处，所述桨叶的弦长为26.40毫米，攻角为7.26°；

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的100％处，所述桨叶的弦长为12.97毫米，攻角为2.40°。

所述桨叶有两个，两个桨叶关于桨盘的中心呈中心对称，两个桨叶之间通过桨夹连接。

在一些实施例中，所述桨叶包括叶底部、叶中部和叶端部，所述桨叶与所述桨夹相接处为叶底部，与叶底部相对的桨叶边缘处为叶端部，连接所述叶底部与所述叶端部的部分为所述叶中部。

进一步地，在一些实施例中，所述桨叶厚度由叶底部沿叶端部的方向逐渐减小。

在一些实施例中，所述桨叶宽度由叶底部沿所述叶中部方向逐渐增加、由叶中部沿所述叶端部方向逐渐减小。

在一些实施例中，所述叶底部、叶中部和叶端部共同形成向上的桨面、向下的桨背、连接于所述桨面及所述桨背一侧之间的第一侧端部以及连接于所述桨面及所述桨背另一侧之间的第二侧端部；所述桨面和桨背皆为曲面；

所述第一侧端部包括位于叶底部的第一侧端部a以及位于叶中部的第一侧端部b，所述第二侧端部包括位于叶底部的第二侧端部a以及位于叶中部的第二侧端部b，所述第一侧端部a具有曲面状的向桨面拱起的第一凸起部，所述第二侧端部a具有曲面状的向桨背凹陷的第一凹面部；

所述第一侧端部b具有曲面状的向外侧且向桨背拱起的第二凸起部，所述第二侧端部b具有曲面状的向外侧且向桨背拱起的第三凸起部；

所述第二凸起部的凸出程度大于第三凸起部的凸出程度。

另一方面，本实用新型提供了一种动力组件，包括电机和上述螺旋桨，所述螺旋桨通过桨夹与所述电机连接。

本实用新型又一方面提供了一种飞行器，包括机身和上述动力组件，所述动力组件与所述机身连接。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本实用新型所提供的螺旋桨、动力组件及飞行器，能够降低飞行过程中对螺旋桨的阻力，提高了对螺旋桨的升力，延长了飞行器的续航时间和飞行距离，提高了飞行效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供螺旋桨的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所提供桨叶的俯视图；

图3为本实用新型实施例所提供在桨叶上划分不同截面的示意图；

图4为图3中A-A截面的结构示意图；

图5为图3中B-B截面的结构示意图；

图6为图3中C-C截面的结构示意图；

图7为图3中D-D截面的结构示意图；

图8为图3中E-E截面的结构示意图；

图9为图2所示桨叶的左视图；

图10为图2所示桨叶的右视图

图中，

1、桨叶；110、叶底部；111、叶中部；112、叶端部；1101、第一侧端部a；1102、第二侧端部a；1110、第一侧端部b；1111、第二侧端部b；121、桨面；122、桨背；2、桨夹。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

实施例1：

本实施例提供了一种新型螺旋桨的设计方案，克服了现有螺旋桨在应用中存在阻力大、续航时间段的缺陷，该实施例提供的技术方案可以应用于常用的22寸或28寸螺旋桨，但不限于上述尺寸和型号，可以获得更高的飞行效率。

本实施例中，螺旋桨可以是正桨或反桨，正桨是指从俯视飞行器的角度看，顺时针旋转而产生升力的螺旋桨；反桨是指从俯视飞行器的角度看，逆时针旋转而产生升力的螺旋桨。本实施例仅以正桨的结构为例进行说明，本领域技术人员可以根据所提供的正桨结构扩展到反桨。

另外，本实施例所提供的螺旋桨适用于多轴飞行器，例如四轴飞行器、六轴或八轴飞行器，每个螺旋桨上的桨叶可以为两个、三个或更多，本实施例以一个螺旋桨上两个桨叶的方式为例进行说明。

如图1所示的一种螺旋桨，包括桨叶1，所述桨叶1旋转形成桨盘，桨叶有两个且关于桨盘的中心呈中心对称，由此可以提高螺旋桨的平衡性，两个桨叶1之间通过桨夹2连接。参阅图2，桨叶1包括叶底部110、叶中部111和叶端部112，所述桨叶1与所述桨夹2相接处为叶底部110，与叶底部110相对的桨叶1边缘处为叶端部112，连接所述叶底部110与所述叶端部112的部分为所述叶中部111。进一步地，在一些实施例中，所述桨叶厚度由叶底部110沿叶端部112的方向逐渐减小。进一步地，所述桨叶宽度由叶底部110沿所述叶中部111方向逐渐增加、由叶中部111沿所述叶端部110方向逐渐减小，有利于减小飞行时对螺旋桨的阻力，提高飞行速度，延长续航时间。

参阅图3，桨叶在与所述桨盘的中心相距为桨盘半径的α处的攻角为β，其中攻角为弦翼与气体来流方向的夹角，且满足如下条件：

当0≤α≤20％时，0°＜β＜17.89°；当20≤α≤40％时，17.79°＜β＜21.92°；当40≤α≤60％时，11.07°＜β＜17.79°；当60≤α≤80％时，7.26°＜β＜11.07°；当80≤α≤100％时，2.40°＜β＜7.26°。

如图4所示，桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的20％处，所述桨叶的弦长L1为35.83毫米，攻角M1为17.89°；

如图5所示，所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的40％处，所述桨叶的弦长L2为44.34毫米，攻角M2为17.79°；

如图6所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的60％处，所述桨叶的弦长L3为34.43毫米，攻角M3为11.01°；

如图7所示，所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的80％处，所述桨叶的弦长L4为26.40毫米，攻角M4为7.26°；

如图8所示，所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的100％处，所述桨叶的弦长L5为12.97毫米，攻角M5为2.40°。

本实施例通过在桨叶半径的不同位置处设置不同桨叶弦长及攻角，在相同的能耗下，提高了螺旋桨的升力，降低了空气阻力，延长了飞行距离，改善了飞行性能。

在本实施例中，同时参阅图9和10，所述叶底部110、叶中部111和叶端部112共同形成向上的桨面121、向下的桨背122、连接于所述桨面121及所述桨背122一侧之间的第一侧端部以及连接于所述桨面121及所述桨背122另一侧之间的第二侧端部；所述桨面121和桨背122皆为曲面，当桨叶1处于水平状态时，第一侧端部所处的位置低于第二侧端部所处的位置，该结构设计能够减小空气对桨叶的阻力，提高螺旋桨飞行效率。

其中，第一侧端部包括位于叶底部110的第一侧端部a1101以及位于叶中部111的第一侧端部b1110，第一侧端部a1101与第一侧端部b1110平滑过渡连接，第一侧端部b1110位于叶中部111的近叶底部110端；所述第二侧端部包括位于叶底部110的第二侧端部a1102以及位于叶中部111的第二侧端部b1111，第二侧端部a1102与第二侧端部b1111平滑过渡连接，所述第一侧端部a1101具有曲面状的向桨面121拱起的第一凸起部，所述第二侧端部a1102具有曲面状的向桨背122凹陷的第一凹面部；第一侧端部a1101和第二侧端部a1102与桨面121各处平滑过渡连接，第一凸起部和第一凹面部的设计提高了桨叶的升力，降低了空气阻力，同时有利于提高螺旋桨的可靠性。

所述第一侧端部b1110具有曲面状的向外侧且向桨背122拱起的第二凸起部，所述第二侧端部b1111具有曲面状的向外侧且向桨背122拱起的第三凸起部；其中，第二凸起部的凸起程度大于第三凸起部的凸起程度，桨面各处平滑过渡。所述第二凸起部的凸出程度大于第三凸起部的凸出程度。

本实施例所提供的上述螺旋桨，通过与现有技术中螺旋桨的对比，参阅表一可知，在相同的拉力下，本实施例所提供的螺旋桨的功率更低，且转速明显高于现有螺旋桨的转速，即在较小功率下具有更大的拉力，或在相同转速下，螺旋将所需要的拉力更小，节省电量消耗，延长了续航时间和飞行距离，提高了飞行效率。

表一为本实施例所提供的螺旋桨与现有螺旋桨的对比参数。

实施例2：

本实施例提供了一种动力组件，包括电机和上述螺旋桨，所述螺旋桨通过桨夹与所述电机连接，其中，螺旋桨与桨夹可以采用拆卸式连接方式，电机带动桨夹转动，从而带动螺旋桨的桨叶转动，本实施例在实施例1的基础上，通过桨叶在不同半径处弦长和攻角的设定，减小了在转动过程中空气对螺旋桨的阻力，延长了飞行续航时间。

实施例3：

本实施例提供了一种飞行器，包括机身和上述动力组件，所述动力组件与所述机身连接，其中，动力组件的个数可以为多个，本实施例提供的飞行器，采用了实施例2中的动力组件，提高了无人机飞行效率，改善了飞行性能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种螺旋桨，包括桨叶，其特征在于，所述桨叶旋转形成桨盘；所述桨叶在与所述桨盘的中心相距为桨盘半径的α处的攻角为β，且满足如下条件：

当0≤α≤20％时，0°＜β＜17.89°；

当20≤α≤40％时，17.79°＜β＜21.92°；

当40≤α≤60％时，11.07°＜β＜17.79°；

当60≤α≤80％时，7.26°＜β＜11.07°；

当80≤α≤100％时，2.40°＜β＜7.26°。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于，

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的20％处，所述桨叶的弦长为35.83毫米，攻角为17.89°；

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的40％处，所述桨叶的弦长为44.34毫米，攻角为17.79°；

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的60％处，所述桨叶的弦长为34.43毫米，攻角为11.01°；

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的80％处，所述桨叶的弦长为26.40毫米，攻角为7.26°；

所述桨叶在距离所述桨盘的中心为所述桨盘半径的100％处，所述桨叶的弦长为12.97毫米，攻角为2.40°。

3.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于，所述桨叶（1）有两个，两个桨叶（1）关于桨盘的中心呈中心对称，两个桨叶（1）之间通过桨夹连接。

4.根据权利要求3所述的螺旋桨，其特征在于，所述桨叶（1）包括叶底部（110）、叶中部（111）和叶端部（112），所述桨叶（1）与所述桨夹（2）相接处为叶底部（110），与叶底部（110）相对的桨叶边缘处为叶端部（112），连接所述叶底部（110）与所述叶端部（112）的部分为所述叶中部（111）。

5.根据权利要求4所述的螺旋桨，其特征在于，所述桨叶（1）厚度由叶底部（110）沿叶端部（112）的方向逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的螺旋桨，其特征在于，所述桨叶（1）宽度由叶底部（110）沿所述叶中部（111）方向逐渐增加、由叶中部（111）沿所述叶端部（112）方向逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的螺旋桨，其特征在于，所述叶底部（110）、叶中部（111）和叶端部（112）共同形成向上的桨面（121）、向下的桨背（122）、连接于所述桨面（121）及所述桨背（122）一侧之间的第一侧端部以及连接于所述桨面及所述桨背另一侧之间的第二侧端部；所述桨面和桨背皆为曲面。

8.根据权利要求7所述的螺旋桨，其特征在于，所述第一侧端部包括位于叶底部（110）的第一侧端部a（1101）以及位于叶中部（111）的第一侧端部b（1110）；所述第二侧端部包括位于叶底部（110）的第二侧端部a（1102）以及位于叶中部（111）的第二侧端部b（1111），所述第一侧端部a（1101）具有曲面状的向桨面（121）拱起的第一凸起部，所述第二侧端部a（1102）具有曲面状的向桨背（122）凹陷的第一凹面部；

所述第一侧端部b（1110）具有曲面状的向外侧且向桨背（122）拱起的第二凸起部，所述第二侧端部b（1111）具有曲面状的向外侧且向桨背（122）拱起的第三凸起部；

所述第二凸起部的凸出程度大于第三凸起部的凸出程度。

9.一种动力组件，其特征在于，包括电机和如权利要求1-8任意一项中所述的螺旋桨，所述螺旋桨通过桨夹与所述电机连接。

10.一种飞行器，包括机身，其特征在于，还包括权利要求9所述的动力组件，所述动力组件与所述机身连接。