CN105059536A - 变螺距旋翼装置以及多旋翼飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于飞行器技术领域，提供了一种变螺距旋翼装置及多旋翼飞行器。该变螺距旋翼装置包括：具有输出轴的动力装置；至少两个螺旋桨；传动组件，具有至少两条与输出轴互成夹角的转动轴；其中，动力装置在匀速旋转的基础上加速或减速旋转，并通过传动组件驱动各螺旋桨绕转动轴做偏转运动，以使所述螺旋桨的桨叶剖面弦与所述螺旋桨的旋转平面之间的夹角发生改变。该变螺距旋翼装置通过动力装置在匀速旋转的基础上加速或减速，各螺旋桨由于惯性作用会与传动组件之间发生偏移，进而改变了各螺旋桨的气动攻角，以改变此刻各螺旋桨的升力大小，该变螺距旋翼装置结构简单且可靠性高。

Description

变螺距旋翼装置以及多旋翼飞行器

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，尤其涉及一种变螺距旋翼装置以及具有该变螺距旋翼装置的多旋翼飞行器。

背景技术

如今多旋翼飞行器已经广泛应用于多种行业，如航拍、电力巡线、森林防火、无人机快递、反恐侦查、模型玩具等领域。为了使多旋翼飞行器有更广泛的用途，就要提升多旋翼飞行器本身的飞行性能。由于目前的多旋翼飞行器大多为不完整控制系统，其抗风能力及机动能力有限，并不适宜应对恶劣的工作环境。因此，在一些如大风、阵风和对飞行器有高机动性要求的环境下传统多旋翼飞行器就难以胜任。

多旋翼飞行器通常具有四个或四个以上的螺旋桨。这其中最常见的为四旋翼飞行器。四旋翼飞行器有四个螺旋桨，通过调整四个螺旋桨的平均转速来控制飞行器的飞行高度，通过调节各个螺旋桨之间的转速差来控制飞行器的姿态。

多数的多旋翼飞行器为固定螺距，这类飞行器使用的螺旋桨的螺距是固定不变的，其每个螺旋桨所产生的推力大小由驱动其旋转的电机转速决定，转速越高推力越大，反之转速越小推力越小。虽然这类飞行器的螺旋桨产生的推力大小可控，但是其推力的方向是固定的，是不可改变的，这导致飞行器的控制力矩有限，进而导致抗风能力偏弱。当飞行器需要快速下降时，由于螺旋桨的平均转速降低，导致控制力矩进一步降低，因此，在这类飞行工况下这种飞行器的飞行性能会变得更差。

另一种多旋翼飞行器使用了主动变螺距机构，这种飞行器的每个螺旋桨都配有一个专门的私服装置，通过相应的连杆机构实现对螺旋桨螺距大小的实时控制。其每个螺旋桨的推力大小和方向都可控，因此这类多旋翼飞行器的抗风能力较好，在飞行器快速下降时的稳定性较好，并且可以进行特技飞行。2012年来自MIT的一篇研究生论文《DesignandControlofanAutonomousVariable-PitchQuadrotorHelicopter》详细介绍了这类飞行器的设计方法及性能。然而，这类主动变螺距的多旋翼飞行器需要与螺旋桨数目相同的伺服装置来控制螺旋桨的螺距变化，并且还要配合较为复杂的连杆结构。这样整个装置的制造成本大幅提升，可靠性下降，而且这种多旋翼飞行器的螺旋桨在飞行过程中一旦遭到撞击其整个连杆和伺服机构都有可能损坏，这样会给维修带来很大的麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变螺距旋翼装置，旨在解决现有技术中主动变螺距旋翼装置需要专门的伺服装置和连杆机构配合而造成结构复杂及可靠性下降的技术问题。

本发明是这样实现的，一种变螺距旋翼装置，包括：

动力装置，用于提供动力并具有输出轴；

至少两个螺旋桨；

传动组件，连接于所述动力装置与各所述螺旋桨之间并具有至少两条与所述输出轴互成夹角的转动轴，所述传动组件与所述输出轴转动连接并通过各所述转动轴与对应的所述螺旋桨活动连接；

其中，所述动力装置以一速度带动所述传动组件旋转，并通过所述传动组件驱动所述螺旋桨匀速旋转；所述动力装置在匀速旋转的基础上加速或减速旋转并产生惯性转矩，所述惯性转矩通过所述传动组件驱动所述螺旋桨绕所述转动轴做偏转运动，以使所述螺旋桨的桨叶剖面弦与所述螺旋桨的旋转平面之间的夹角发生改变。

进一步地，所述转动轴与所述输出轴之间的夹角范围为大于0°且小于或者等于90°。

进一步地，所述传动组件包括与所述输出轴转动连接的动力传动件以及至少两个通过所述转动轴转动连接于所述动力传动件并与对应的所述螺旋桨固定连接的连接件。

进一步地，各所述螺旋桨与对应的所述连接件的重心位于所述转动轴之远离所述输出轴的一侧。

进一步地，所述动力传动件设有一对对称设置于所述输出轴相对两侧的倾斜平面，所述连接件包括与所述倾斜平面相对设置的接合平面，所述转动轴与所述倾斜平面相垂直。

进一步地，所述连接件与所述动力传动件和所述螺旋桨的连接端由一体成型而制成且由抗疲劳柔性材料制成。

进一步地，所述连接件上设有相对于所述输出轴呈倾斜状态的凹槽，所述凹槽的倾斜角度与所述转动轴的倾斜角度相同。

进一步地，所述动力传动件包括与所述输出轴转动连接的主动件以及对称设置于所述主动件相对两侧并与所述转动轴转动连接的从动件，所述主动件将所述动力装置产生的惯性转矩经所述从动件传递至对应的所述螺旋桨。

进一步地，所述主动件和所述从动件均为锥形齿轮；或者，所述主动件为蜗杆，所述从动件为涡轮。

进一步地，所述动力传动件还包括连接于所述输出轴与所述转动轴的固定支架，所述固定支架设有与所述输出轴配合的第一轴孔以及与所述转动轴配合的第二轴孔，所述输出轴穿过所述第一轴孔并与所述主动件配合，所述转动轴穿过所述第二轴孔并与所述从动件配合。

进一步地，所述动力传动件还包括位于所述输出轴末端并将所述主动件与所述固定支架弹性连接的柔性元件。

本发明还提供了一种多旋翼飞行器，包括机身、与所述机身相连的若干机臂以及位于各所述机臂上的变螺距旋翼装置，所述变螺距旋翼装置为上述变螺距旋翼装置。

进一步地，所述变螺距旋翼装置的数量最少为4件。

本发明相对于现有技术的技术效果是：该变螺距旋翼装置通过所述动力装置在匀速旋转的基础上加速旋转或者减速旋转并产生惯性转矩，各所述螺旋桨由于惯性作用会与所述传动组件之间发生偏移，也就是说各所述螺旋桨会沿着各自的转动轴偏移一定角度，即形成偏转角度，而该偏转角度直接改变了各所述螺旋桨的桨叶剖面弦与所述螺旋桨的旋转平面之间的夹角，进而改变了各所述螺旋桨的气动攻角，以改变此刻各所述螺旋桨的升力大小，该变螺距旋翼装置结构简单且可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明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，下面所描述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是本发明实施例提供的变螺距旋翼装置的原理图；

图2是本发明一实施例提供的变螺距旋翼装置的结构图；

图3是图2中变螺距旋翼装置的分解图；

图4是本发明另一实施例提供的变螺距旋翼装置的结构图；

图5是本发明又一实施例提供的变螺距旋翼装置的结构图；

图6是图5中变螺距旋翼装置的分解图；

图7是本发明实施例提供的变螺距旋翼装置于加速旋转时螺旋桨的桨叶剖面弦与所述螺旋桨的旋转平面之间的夹角的示意图；

图8是本发明实施例提供的变螺距旋翼装置于减速旋转时螺旋桨的桨叶剖面弦与所述螺旋桨的旋转平面之间的夹角的示意图；

图9是本发明实施例提供的变螺距旋翼装置于初始状态时螺旋桨的桨叶剖面弦与所述螺旋桨的旋转平面之间的夹角的示意图；

图10是本发明实施例提供的多旋翼飞行器的结构示意图。

附图标记说明：

1变螺距旋翼装置343从动件

10动力装置344固定支架

12输出轴3440第一轴孔

20螺旋桨3442第二轴孔

B夹角345柔性元件

30传动组件36连接件

32转动轴361接合平面

34动力传动件362凹槽

341倾斜平面4机身

342主动件5机臂

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参照图1至图9，本发明实施例提供的变螺距旋翼装置1包括：

动力装置10，用于提供动力并具有输出轴12；

至少两个螺旋桨20；

传动组件30，连接于所述动力装置10与各所述螺旋桨20之间并具有至少两条与所述输出轴12互成夹角的转动轴32，所述传动组件30与所述输出轴12转动连接并通过各所述转动轴32与对应的所述螺旋桨20活动连接；

其中，所述动力装置10以一速度带动所述传动组件30旋转，并通过所述传动组件30驱动各所述螺旋桨20匀速旋转；所述动力装置10在匀速旋转的基础上加速或者减速旋转并产生惯性转矩，所述惯性转矩通过所述传动组件30驱动各所述螺旋桨20绕所述转动轴32做偏转运动，以使所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B发生改变。

本发明实施例提供的变螺距旋翼装置1通过所述动力装置10在匀速旋转的基础上加速旋转或者减速旋转并产生惯性转矩，各所述螺旋桨20由于惯性作用会与所述传动组件30之间发生偏移，也就是说各所述螺旋桨20会沿着各自的转动轴32偏移一定角度，即形成偏转角度，而该偏转角度直接改变了各所述螺旋桨20的的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B，进而改变了各所述螺旋桨20的气动攻角，以改变此刻各所述螺旋桨20的升力大小，该变螺距旋翼装置1结构简单且可靠性高。

在该实施例中，所述动力装置10可以是电机或者燃油发动机。

本发明实施例提供的变螺距旋翼装置1通过所述动力装置10加速或者减速以使所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面发生偏转，从而改变所述螺旋桨20的升力大小，使飞行控制器的中高频控制信号的响应性能更佳，可使飞行器获得更高频率的控制力，进而提高了飞行器的可操控性和抗风能力。

请参照图1至图9，以下简要说明下该所述变螺距旋翼装置1的工作原理：

所述动力装置10以一速度驱动各所述螺旋桨20顺时针旋转并达到一转速区间，该转速区间一般为多旋翼飞行器悬停时的平均转速，此时，所述多旋翼飞行器处于匀速旋转状态。

在匀速旋转的基础上，所述动力装置10加速旋转时，各所述螺旋桨20由于惯性的作用会稍微滞后于所述传动组件30，也就是说各所述螺旋桨20会沿着各自的所述转动轴32向后偏移一定角度，即改变了所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B，利用该夹角B增大了各所述螺旋桨20的气动攻角，从而使这一时刻各所述螺旋桨20获得更大的升力，如图7所示。

当所述动力装置10的加速度减为零时，由于离心力的作用，各所述螺旋桨20又会回到初始位置，即各所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B逐渐变小并回到所述动力装置10加速前的状态，如图9所示。

在匀速旋转的基础上，所述动力装置10减速旋转时，各所述螺旋桨20由于惯性的作用会稍微超前于所述传动组件30，也就是说各所述螺旋桨20会沿着各自的所述转动轴32向前偏移一定角度，即改变了所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B，利用该夹角B减小了各所述螺旋桨20的气动攻角，从而使这一时刻各所述螺旋桨20获得更小的升力，如图8所示。

当所述动力装置10的加速度减为零时，由于离心力的作用，各所述螺旋桨20又会回到初始位置，即各所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B逐渐变大并回到所述动力装置10减速前的状态，如图9所示。

请参照图1至图6，进一步地，所述转动轴32与所述输出轴12之间的夹角范围为大于0°且小于或者等于90°。通过将所述转动轴32与所述输出轴12之间的夹角设置为90°(包含90°)以内的大小，以使各所述螺旋桨20可相对于所述转动轴32发生偏转，也可以相对于所述输出轴12发生角度改变，从而使各所述螺旋桨20获得不同的气动攻角，从而获得不同的升力大小，结构简单。

在该实施例中，所述转动轴32对称设置于所述输出轴12的相对两侧，以使各所述螺旋桨20具有相同的运动状态。

请参照图1至图6，进一步地，所述传动组件30包括与所述输出轴12转动连接的动力传动件34以及至少两个通过所述转动轴32转动连接于所述动力传动件34并与对应的所述螺旋桨20固定连接的连接件36。所述连接件36与对应的所述螺旋桨20固定连接，以使所述螺旋桨20随着所述连接件36相对于所述动力传动件34的转动而转动。所述动力传动件34与所述输出轴12固定连接。利用所述动力传动件34将所述动力装置10产生的动力经所述连接件36传递至各所述螺旋桨20上，进而改变各所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B，以改变各所述螺旋桨20的气动攻角，从而改变各所述螺旋桨20的升力大小。

在该实施例中，所述转动轴32的一端固定于所述连接件36上并相对于所述动力传动件34转动，或者，所述转动轴32的一端与所述连接件36相连接且所述连接件36可相对于所述转动轴32转动。优选地，利用轴承连接于所述转动轴32与所述连接件36之间，以及利用轴承连接于所述动力传动件34与所述输出轴12之间。

优选地，所述连接件36与对应的所述螺旋桨20之间采用可拆卸连接或者一体成型而制成，可拆卸连接方式可以为螺栓连接、螺丝连接、铆接或者卡扣连接等。

请参照图1至图6，进一步地，各所述螺旋桨20与对应的所述连接件36的重心位于所述转动轴32之远离所述输出轴12的一侧。通过将各所述螺旋桨20与对应的所述连接件36的重心位于所述转动轴32之远离所述输出轴12的一侧，以避免所述动力装置10在加速或者减速时，各所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B与预期应该获得的夹角相反，例如，当所述动力装置10加速旋转时，各所述螺旋桨20在惯性的作用下会稍微滞后于所述动力传动件34，这样，通过重心位置的设置以避免各所述螺旋桨20超前于所述动力传动件34。

请参照图2和图3，进一步地，所述动力传动件34设有一对对称设置于所述输出轴12相对两侧的倾斜平面341，所述连接件36包括与所述倾斜平面341相对设置的接合平面361，所述转动轴32与所述倾斜平面341相垂直。所述倾斜平面341与所述接合平面361相贴合，当所述螺旋桨20相对于所述转动轴32转动时并形成偏转角度时，所述接合平面361与所述倾斜平面341发生一定角度的错开但仍旧相互贴合。

请参照图4，进一步地，所述连接件36与所述动力传动件34和所述螺旋桨20的连接端由一体成型而制成且由抗疲劳柔性材料制成。在该实施例中，所述连接件36为所述螺旋桨20的一部分，且为所述螺旋桨20与所述动力传动件34之间的一部分，所述转动轴32为由所述柔性材料形成的一虚拟轴，所述螺旋桨20绕所述抗疲劳柔性材料适度转动，以形成偏转角度。

在该实施例中，所述柔性材料对称设置于所述输出轴12的相对两侧，且所形成的虚拟转动轴32也相对于所述输出轴12对称设置。

优选地，所述柔性材料为聚四氟乙烯。

请参照图4，进一步地，所述连接件36上设有相对于所述输出轴12呈倾斜状态的凹槽362，所述凹槽362的倾斜角度与所述转动轴32的倾斜角度相同。所述螺旋桨20以所述凹槽362作为轴线并适度活动，进而使所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面发生偏转，并形成夹角B，进而改变了所述螺旋桨20的气动攻角。

请参照图5和图6，进一步地，所述动力传动件34包括与所述输出轴12转动连接的主动件342以及对称设置于所述主动件342相对两侧并与所述转动轴32转动连接的从动件343，所述主动件342将所述动力装置10产生的动力经所述从动件343传递至对应的所述螺旋桨20。所述动力装置10带动所述主动件342转动，由于所述主动件342与所述从动件343配合，所述主动件342将所述动力装置10产生的动力传递至所述从动件343，并由所述从动件343传递至各所述螺旋桨20。优选地，所述主动件342和所述从动件343均为锥形齿轮；或者，所述主动件342为涡轮，所述从动件343为蜗杆。可选地，所述主动件342与所述动力装的输出轴12同轴连接。

请参照图5和图6，进一步地，所述动力传动件34还包括连接于所述输出轴12与所述转动轴32的固定支架344，所述固定支架344设有与所述输出轴12配合的第一轴孔3440以及与所述转动轴32配合的第二轴孔3442，所述输出轴12穿过所述第一轴孔3440并与所述主动件342配合，所述转动轴32穿过所述第二轴孔3442并与所述从动件343配合。所述固定支架344由一体成型而制成，且所述主动件342和所述从动件343均位于所述固定支架344内以分别于所述动力装置10和所述连接件36相配合。各所述第二轴孔3442相对设置，且量所述第二轴孔3442中心线的连线与所述输出轴12垂直，所述转动轴32与所述第二轴孔3442同轴设置。

请参照图5和图6，进一步地，所述动力传动件34还包括位于所述输出轴12末端并将所述主动件342与所述固定支架344弹性连接的柔性元件345。利用所述柔性元件345以使所述固定支架344与所述输出轴12之间可以发生一定量的偏转，以使所述主动件342与所述固定支架344可以发生适度转动，以避免所述固定支架344与所述输出轴12之间刚性连接，而降低了所述变螺距旋翼装置1的可靠性。

请参照图5至图9，以下简要说明下该实施例中所述变螺距旋翼装置1的工作原理：

所述动力装置10加速旋转时，各所述螺旋桨20由于惯性转矩的作用，与所述动力装置10固连的所述主动件342会向所述动力装置10的旋转方向相对于所述固定支架344转动一定的角度，得到一偏转角度，由于所述主动件342与所述从动件343的配合，优选地，所述锥形齿轮与所述锥形齿轮的相互啮合，这一偏转角度会传递至各所述螺旋桨20上，以直接改变了各所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B，进而增大了各所述螺旋桨20的气动攻角，从而使这一时刻各所述螺旋桨20获得更大的升力，如图7所示。

当所述动力装置10的加速度减为零时，惯性转矩消失，所述弹性元件又会将刚滞后一个角度的所述固定支架344拉回到初始位置，此时，各所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B逐渐变小并回到所述动力装置10产生加速前的状态，如图9所示。

所述动力装置10减速旋转时，各所述螺旋桨20由于惯性转矩的作用，与所述动力装置10固连的所述主动件342会向所述动力装置10的旋转的反方向相对于所述固定支架344转动一定的角度，得到一偏转角度，由于所述主动件342与所述从动件343的配合，优选地，所述锥形齿轮与所述锥形齿轮的相互啮合，这一偏转角度会传递至各所述螺旋桨20上，以直接改变了各所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B，进而减小了各所述螺旋桨20的气动攻角，从而使这一时刻各所述螺旋桨20获得更小的升力甚至负升力，如图8所示。

当所述动力装置10的减速度减为零时，惯性转矩消失，所述弹性元件又会将刚超前一个角度的所述固定支架344拉回到初始位置，此时，各所述螺旋桨20的桨叶剖面弦与所述螺旋桨20的旋转平面之间的夹角B逐渐增大并回到所述动力装置10减速前的状态，如图9所示。

请参照图10，本发明实施例提供的多旋翼飞行器包括机身4、与所述机身4相连的若干机臂5以及位于各所述机臂5上的变螺距旋翼装置1，所述变螺距旋翼装置1为上述变螺距旋翼装置1。该实施例的变螺距旋翼装置1与上述各实施例中的变螺距旋翼装置1具有相同的结构，且具有相同的作用，此处不赘述。

本发明通过一种新型的螺旋桨20结构配合新的电机控制方式，使得旋翼所产生的控制力能够对飞行控制器产生的控制信号有更好的响应，尤其是在飞行控制器的中高频转速控制信号下为多旋翼飞行器带来更好的控制和飞行性能。其通过驱动电机扭矩变化来诱导螺旋桨20的螺距变化，在不增加伺服装置和复杂机械结构的情况下，使具备这种螺旋桨20结构和控制方式的新型多旋翼飞行器即具备固定螺距多旋翼简单可靠的优点又具备主动变螺距多旋翼飞行器抗风能力强的优点。

本发明实施例提供的所述多旋翼飞行器通过设置所述变螺距旋翼装置1，该变螺距旋翼装置1为被动变螺距装置，其带来如下优点：

1、各所述螺旋桨20在加速或者减速时，其螺距也跟随发生变化，具体地，这一变化使各所述螺旋桨20在加速时可产生更大的升力，或者，使各所述螺旋桨20在减速时可产生更小升力甚至负升力，为飞行器提供更大的控制力，从而使飞行器有更好的机动性能和抗风性能；

2、本发明实施例提供的螺旋桨20对飞行控制器的中高频控制信号的响应性能更好，可使飞行器获得更高频率的控制力，进而提高了飞行器的可操控性；

3、相比于采用主动变螺距的多旋翼飞行器，本发明实施例提供的多旋翼飞行器省去了其复杂的连杆机构和伺服控制装置，提高了可靠性并降低了制造及维护成本；

4、本发明实施例提供的螺旋桨20能够提高飞行器的系统级效率，并使多旋翼飞行器获得更长的续航时间。

请参照图10，进一步地，所述变螺距旋翼装置1的数量最少为4件。本发明实施例以飞行器安装有4组螺旋桨20为例进行说明，且这4组螺旋桨20沿机头方向呈X形布局，形成四旋翼飞行器，其中，位于机头方向前端且相邻设置的为1号螺旋桨20a和2号螺旋桨20b，与1号螺旋桨20a对角的为4号螺旋桨20d，与2号螺旋桨20b对角的为3号螺旋桨20c，1号螺旋桨20a、2号螺旋桨20b、4号螺旋桨20d和3号螺旋桨20c呈顺时针排布且呈等角度分布。工作时，1号螺旋桨20a与4号螺旋桨20d逆时针旋转，2号螺旋桨20b与3号螺旋桨20c顺时针旋转。

飞行控制器会实时调整4组螺旋桨20的转速来控制整个飞行器，具体地，当飞行器处于空中悬停状态时，4组螺旋桨20的平均转速相近，此时，如果飞行器需要向前飞行，飞行控制器将同时控制并驱动1号螺旋桨20a和2号螺旋桨20b的动力装置10减速，3号螺旋桨20c和4号螺旋桨20d的动力装置10加速。根据前面各实施例所述的螺旋桨20工作原理，当驱动1号螺旋桨20a和2号螺旋桨20b的动力装置10减速时，对应的1号螺旋桨20a和2号螺旋桨20b所产生的升力将减小，当驱动3号螺旋桨20c和4号螺旋桨20d的动力装置10加速时，对应的3号螺旋桨20c和4号螺旋桨20d所产生的升力将增大，这时飞行器会受到一个总的俯仰方向上的力矩，在该力矩的作用下飞行器向前倾斜并向前飞行。

需要说明的是，本实施例中的前端、上、下等位置术语，是以多旋翼飞行器的常规运行姿态为参照的，而不应当认为是限制性的。本发明实施例附图提供的为一种X形布局四旋翼飞行器，所述机身4和机臂5采用了省略画法，本发明亦可以应用于大于四个的偶数旋翼飞行器上。当然，本发明亦可用于五个以上的奇数旋翼的飞行器上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种变螺距旋翼装置，其特征在于，包括：

动力装置，用于提供动力并具有输出轴；

至少两个螺旋桨

传动组件，连接于所述动力装置与各所述螺旋桨之间并具有至少两条与所述输出轴互成夹角的转动轴，所述传动组件与所述输出轴转动连接并通过各所述转动轴与对应的所述螺旋桨活动连接；

其中，所述动力装置以一速度带动所述传动组件旋转，并通过所述传动组件驱动所述螺旋桨匀速旋转；所述动力装置在匀速旋转的基础上加速或减速旋转并产生惯性转矩，所述惯性转矩通过所述传动组件驱动所述螺旋桨绕所述转动轴做偏转运动，以使所述螺旋桨的桨叶剖面弦与所述螺旋桨的旋转平面之间的夹角发生改变。

2.如权利要求1所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述转动轴与所述输出轴之间的夹角范围为大于0°且小于或者等于90°。

3.如权利要求1或者2所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述传动组件包括与所述输出轴转动连接的动力传动件以及至少两个通过所述转动轴转动连接于所述动力传动件并与对应的所述螺旋桨固定连接的连接件。

4.如权利要求3所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，各所述螺旋桨与对应的所述连接件的重心位于所述转动轴之远离所述输出轴的一侧。

5.如权利要求3所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述动力传动件设有一对对称设置于所述输出轴相对两侧的倾斜平面，所述连接件包括与所述倾斜平面相对设置的接合平面，所述转动轴与所述倾斜平面相垂直。

6.如权利要求3所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述连接件与所述动力传动件和所述螺旋桨的连接端由一体成型而制成且由抗疲劳柔性材料制成。

7.如权利要求6所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述连接件上设有相对于所述输出轴呈倾斜状态的凹槽，所述凹槽的倾斜角度与所述转动轴的倾斜角度相同。

8.如权利要求3所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述动力传动件包括与所述输出轴转动连接的主动件以及对称设置于所述主动件相对两侧并与所述转动轴转动连接的从动件，所述主动件将所述动力装置产生的惯性转矩经所述从动件传递至对应的所述螺旋桨。

9.如权利要求8所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述主动件和所述从动件均为锥形齿轮；或者，所述主动件为蜗杆，所述从动件为蜗轮。

10.如权利要求8所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述动力传动件还包括连接于所述输出轴与所述转动轴的固定支架，所述固定支架设有与所述输出轴配合的第一轴孔以及与所述转动轴配合的第二轴孔，所述输出轴穿过所述第一轴孔并与所述主动件配合，所述转动轴穿过所述第二轴孔并与所述从动件配合。

11.如权利要求10所述的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述动力传动件还包括位于所述输出轴末端并将所述主动件与所述固定支架弹性连接的柔性元件。

12.一种多旋翼飞行器，包括机身、与所述机身相连的若干机臂以及位于各所述机臂上的变螺距旋翼装置，其特征在于，所述变螺距旋翼装置为如权利要求1至11任意一项所述的变螺距旋翼装置。

13.如权利要求12所述的多旋翼飞行器，其特征在于，所述变螺距旋翼装置的数量最少为4件。