一种用于无人机的螺旋桨

技术领域

本发明涉及航空技术领域，尤其涉及一种用于无人机的螺旋桨。

背景技术

无人驾驶飞机简称无人机，其是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。无人机实际上是无人驾驶飞行器的统称，从技术角度定义可以分为：无人固定翼飞机、无人垂直起降飞机、无人飞艇、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人伞翼机等。与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。

对于旋翼飞行器而言，为了实现飞行器空中灵活多变，需要对螺旋桨旋转平面内各处升力进行调节，也即对螺旋桨的桨距进行调节，继而螺旋桨能够对飞行器产生不同方位的驱动力。但目前的螺旋桨的桨距调节方式，大都采用分别配备驱动机构对螺旋桨的桨叶进行单独调节，该种结构形式，不仅结构复杂，需要的驱动机构笨重，而且桨叶之间匹配的合力矩不容易掌控。

综上所述，如何解决螺旋桨桨距调节不方便且所需配备驱动机构结构复杂的问题已经成为本领域技术人员亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于无人机的螺旋桨，以解决螺旋桨桨距调节不方便且所需配备驱动机构结构复杂的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于无人机的螺旋桨，包括桨毂和对称布置在所述桨毂的两端的桨叶，所述桨毂包括桨毂主框和位于所述桨毂主框内侧的套筒；所述桨毂主框与所述套筒之间通过转动关节连接，且所述转动关节沿螺旋桨的横向轴线布置，所述转动关节包括分别固定设置在所述套筒两侧的轴套和设置在所述桨毂主框内侧的两个销柱，所述轴套的轴心沿所述螺旋桨的横向轴线布置，所述销柱插设在所述轴套内且能够绕所述轴套的轴心转动；所述套筒与螺旋桨转轴同轴固定连接；所述桨毂主框上设置有关于所述螺旋桨的横向轴线对称布置的变距拉杆，所述变距拉杆和所述桨毂主框通过第一铰接轴铰接，且所述第一铰接轴平行于所述螺旋桨的横向轴线。

优选地，所述螺旋桨的桨叶分别以铰接的方式安装在所述桨毂的两端。

优选地，所述桨毂与所述桨叶之间还设置有桨叶安装座，所述桨叶安装座的一端通过第二铰接轴与所述桨毂铰接，所述桨叶安装座的另一端通过第三铰接轴与所述桨叶铰接，所述第二铰接轴和所述第三铰接轴均与所述螺旋桨的横向轴线垂直，且所述第二铰接轴和所述第三铰接轴相互垂直。

优选地，所述第二铰接轴垂直于所述桨毂主框所在平面。

优选地，所述第三铰接轴垂直于所述桨毂主框所在平面。

优选地，所述销柱包括固定柱段和与所述固定柱段同轴布置的插入柱段，所述固定柱段的两侧通过加强肋板与所述桨毂主框的内侧面连接；所述插入柱段插入所述轴套内侧且与所述轴套转动连接。

优选地，所述销柱与所述轴套之间通过轴承连接。

优选地，每个所述销柱与其对应侧的轴套之间所设轴承的数量不少于2个。

优选地，所述变距拉杆包括连接柱和设置于所述连接柱两端的铰接座。

优选地，所述连接柱至少与其中一个铰接座为螺纹连接，且所述连接柱旋入该铰接座的深度可调节。

相比于背景技术介绍内容，上述用于无人机的螺旋桨，包括桨毂和对称布置在桨毂的两端的桨叶，桨毂包括桨毂主框和位于桨毂主框内侧的套筒；桨毂主框与套筒之间通过转动关节连接，且转动关节沿螺旋桨的横向轴线布置，转动关节包括分别固定设置在套筒两侧的轴套和设置在桨毂主框内侧的两个销柱，轴套的轴心沿螺旋桨的横向轴线布置，销柱插设在轴套内且能够绕轴套的轴心转动；套筒与螺旋桨转轴同轴固定连接；桨毂主框上设置有关于螺旋桨的横向轴线对称布置的变距拉杆，变距拉杆和桨毂主框通过第一铰接轴铰接，且第一铰接轴平行于螺旋桨的横向轴线。该螺旋桨在实际应用过程中，通过在桨毂主框与套筒之间布置转动关节，且转动关节采用销柱插入轴套的结构形式，因此，桨毂主框能够相对套筒绕螺旋桨的横向轴线转动；同时由于套筒与螺旋桨转轴同轴固定连接，因此，套筒还能够带动桨毂主体随螺旋桨转轴一起旋转，在螺旋桨需要变距时，只需驱动桨毂主框上关于螺旋桨的横向轴线对称布置的变距拉杆，通过变距拉杆上下浮动即可对桨毂主框两端的桨叶的桨距同时调节，调节方式简单易于实现，并且驱动结构仅需驱动变距拉杆即可，驱动机构得到大幅简化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于无人机的螺旋桨的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的切除桨叶部分结构的螺旋桨的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的切除桨叶部分结构的螺旋桨的俯视结构示意图；

图4为图3的A-A剖视结构示意图；

图5为本发明实施例提供的销柱一侧的加强筋肋板的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的销柱另一侧的加强筋肋板的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的螺旋桨的横向轴线与X轴平行时的变距原理示意图；

图8为本发明实施例提供的螺旋桨的横向轴线与Y轴平行时的变距原理示意图。

上图1-图8中，

桨毂1、桨毂主框1a、套筒1b、转动关节1c、轴套1c1、销柱1c2、轴承1c3、桨叶2、螺旋桨转轴3、变距拉杆4、连接柱4a、铰接座4b、第一铰接轴5、桨叶安装座6、第二铰接轴7、第三铰接轴8、加强肋板9。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于无人机的螺旋桨，以解决螺旋桨桨距调节不方便且所需配备驱动机构结构复杂的问题。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，如若涉及术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，如若涉及术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1-图8所示，本发明实施例提供的一种用于无人机的螺旋桨，包括桨毂1和对称布置在桨毂1的两端的桨叶2，桨毂1包括桨毂主框1a和位于桨毂主框1a内侧的套筒1b；桨毂主框1a与套筒1b之间通过转动关节1c连接，且转动关节1c沿螺旋桨的横向轴线布置，转动关节1c包括分别固定设置在套筒1b两侧的轴套1c1和设置在桨毂主框1a内侧的两个销柱1c2，轴套1c1的轴心沿螺旋桨的横向轴线布置，销柱1c2插设在轴套1c1内且能够绕轴套1c1的轴心转动；套筒1a与螺旋桨转轴3同轴固定连接；桨毂主框1a上设置有关于螺旋桨的横向轴线对称布置的变距拉杆4，变距拉杆4和桨毂主框1a通过第一铰接轴5铰接，且第一铰接轴5平行于螺旋桨的横向轴线。

该螺旋桨在实际应用过程中，通过在桨毂主框与套筒之间布置转动关节，且转动关节采用销柱插入轴套的结构形式，因此，桨毂主框能够相对套筒绕螺旋桨的横向轴线转动；同时由于套筒与螺旋桨转轴同轴固定连接，因此，套筒还能够带动桨毂主体随螺旋桨转轴一起旋转，在螺旋桨需要变距时，只需驱动桨毂主框上关于螺旋桨的横向轴线对称布置的变距拉杆，通过变距拉杆上下浮动即可对桨毂主框两端的桨叶的桨距同时调节，调节方式简单易于实现，并且驱动结构仅需驱动变距拉杆即可，驱动机构得到大幅简化。

为了本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合图7和图8对本发明的螺旋桨的变距过程进行简要说明：

螺旋桨转轴3带动套筒1b、桨毂主框1a以及桨叶2共同绕Z轴顺时针旋转。控制系统通过变距拉杆4进行螺旋桨的周期变距。当螺旋桨的横向轴线指向Y轴方向时，变距拉杆位于初始位置，当螺旋桨的横向轴线指向X轴方向时，其中一个变距拉杆下拉，另一个变距拉杆上推，使得桨毂一端的桨叶前缘升高，桨距角增大；桨毂另一端的桨叶后缘升高，桨距角减小。导致两个桨叶产生升力差，继而产生绕Y轴的转动力矩，实现对无人机的控制。

在一些具体的实施方案中，上述螺旋桨的桨叶2优选采用分别以铰接的方式安装在桨毂1的两端。通过铰接连接的结构形式，当螺旋桨转动时，桨叶会在离心力的作用下而被拉直至横向轴线方向；当不飞行时，可以通过折叠桨叶实现螺旋桨的折叠，从而能够缩小飞行器整体的占用空间，收纳更加方便。

进一步的实施方案中，上述桨毂1与桨叶2之间还设置有桨叶安装座6，桨叶安装座6的一端通过第二铰接轴7与桨毂1铰接，桨叶安装座6的另一端通过第三铰接轴8与桨叶2铰接，第二铰接轴7和第三铰接轴8均与螺旋桨的横向轴线垂直，且第二铰接轴7和第三铰接轴8相互垂直。通过上述桨叶安装座6的布置，使得桨叶可以相对桨毂在两个垂直的面内折摆，继而能够实现在桨毂倾斜的情况下，桨叶也能靠拢螺旋桨转轴进行折叠，继而有助于缩减折叠后的体积。

这里需要说明的是，实际应用过程中，可以将第二铰接轴7设计成垂直于桨毂主框1a所在平面；也可以将第三铰接轴8设计成垂直于桨毂主框1a所在平面，均不影响桨叶的正常收纳和离心撑开，实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择。

在一些更具体的实施方案中，上述销柱1c2的具体结构可以包括固定柱段和与固定柱段同轴布置的插入柱段，固定柱段的两侧可以通过加强肋板9与桨毂主框1a的内侧面连接；插入柱段插入轴套1c1内侧且与轴套1c1转动连接。通过设计成分段式的销柱结构，且固定柱段采用加强肋板与桨毂主框内侧面连接，插入柱段与轴套配合，有助于增强转动关节的结构稳定性。其中加强肋板上还可以设计有用于减重的楼空孔，当然为了保证桨毂整体的配重均匀，楼空孔一般需要关于螺旋桨的横向轴线对称布置。此外，加强肋板与桨毂主框之间的连接方式，可以选择焊接连接的方式，也可以选择一体注塑成型，实际应用过程中可以根据实际需求进行选择。

进一步的实施方案中，为了减小转动关节之间的摩擦阻力，上述插入柱段1c2与轴套1c1之间一般优选采用轴承1c3连接。并且实际应用过程中，每个销柱1c2与其对应侧的轴套1c1之间所设轴承1c3的数量可以为一个也可以为多个，一般设计成不少于2个的结构形式。实际应用过程中，可以根据实际需求进行选择对应的轴承数量，在此不做更具体的限定。

在一些更具体的实施方案中，上述变距拉杆4的具体结构可以包括连接柱4a和设置于连接柱4a两端的铰接座4b。通过设计成双铰接座的结构形式，使得变距拉杆的安装连接更加方便。

进一步的实施方案中，为了增强变距拉杆的装配时的匹配性，避免因为加工误差等导致变距调节不准确，上述连接柱4a至少与其中一个铰接座4b为螺纹连接，且连接柱4a旋入该铰接座4b的深度可调节。当然也可以设计成连接柱的两端均与铰接座螺纹连接，通过螺纹连接方式，可以通过调节连接柱旋入铰接座的深度对变距拉杆的总长度进行调节，继而使得装配调试更加方便。

以上对本发明所提供的用于无人机的螺旋桨进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

还需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。