CN105235893B

CN105235893B - 一种螺旋桨及飞行器

Info

Publication number: CN105235893B
Application number: CN201510706722.3A
Authority: CN
Inventors: 李晓亮; 梁智颖
Original assignee: Shenzhen Autel Intelligent Aviation Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Autel Intelligent Aviation Technology Co Ltd
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2018-01-16
Anticipated expiration: 2035-10-27
Also published as: CN105235893A; WO2017070978A1

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，具体公开一种螺旋桨及飞行器。本发明的螺旋桨包括桨箍及与桨箍相连的至少两个桨叶；桨叶的翼型为ARA‑D，桨叶由依次相连的根部、主体部和叶梢部构成，根部的长度L1为桨叶长度L的20％‑30％，桨叶长度L为桨叶在沿从浆箍中心至叶稍部最远端的第一方向上的长度，根部的安装倾斜角度为10‑15°，根部的叶宽沿第一方向逐渐增大；主体部的长度L2为桨叶长度L的60％‑70％，主体部的叶宽沿第一方向逐渐减小，主体部的最小叶宽为其最大叶宽的55％‑65％；叶梢部的长度L3＝(L－L1－L2)，叶梢部的叶宽沿第一方向逐渐减小。该螺旋桨减少了空气阻力，提高了效率，从而提高了飞行器的飞行速度和飞行距离。

Description

一种螺旋桨及飞行器

【技术领域】

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种螺旋桨及飞行器。

【背景技术】

螺旋桨是产生无人飞行器飞行所必需的升力、拉力和操作力的动力部件，提高螺旋桨的效率可以极大的改善无人飞行器的飞行性能。

现有的螺旋桨阻力大、效率低，导致无人飞行器的飞行速度小、续航距离短。

【发明内容】

本发明旨在克服现有技术中存在的缺陷，提供一种改进的、具有减小的阻力和提高的效率的螺旋桨及使用该螺旋桨的飞行器。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供一种螺旋桨，包括桨箍及与所述桨箍相连的至少两个桨叶；所述桨叶的翼型为ARA-D，所述桨叶由依次相连的根部、主体部和叶梢部构成，所述根部的长度L1为桨叶长度L的20％-30％，所述桨叶长度L为所述桨叶在沿从所述桨箍中心至所述叶梢部最远端的第一方向上的长度，所述根部的安装倾斜角度为10-15°，所述根部的叶宽沿所述第一方向逐渐增大；所述主体部的长度L2为所述桨叶长度的60％-70％，所述主体部的叶宽沿所述第一方向逐渐减小，所述主体部的最小叶宽为其最大叶宽的55％-65％；所述叶梢部的长度L3为所述桨叶长度的8％-15％，并且满足L＝(L1+L2+L3)，所述叶梢部的叶宽沿所述第一方向逐渐减小。

一些实施例中，所述根部的厚度大于所述主体部，所述根部与所述桨箍的连接处设置有加强倒角。

一些实施例中，所述根部的长度L1为所述桨叶长度L的22％-26％，所述根部的安装倾斜角度为11-13°，所述主体部的长度L2为所述桨叶长度L的62％-66％，所述叶梢部的长度L3为所述桨叶长度L的10％-12％。

一些实施例中，所述根部的长度L1为25mm-35mm，所述主体部的长度为73mm-83mm，所述主体部的最大叶宽为29mm-33mm。

优选地，所述根部的长度为30mm，所述主体部的长度为78mm，所述主体部的最大叶宽为31mm，在距离所述桨箍中心83mm处，所述主体部的叶宽为21mm。

一些实施例中，所述桨叶的结构刚度沿所述第一方向逐渐缩小。

一些实施例中，所述桨叶包括上下两叶面，以及分别在所述桨叶的两侧连接于所述上下两叶面之间的第一侧缘面和第二侧缘面，所述上下两叶面及所述第一侧缘面和所述第二侧缘面均为光滑曲面并且它们之间平滑过渡。

一些实施例中，所述第一侧缘面包括向外凸出的第一凸出部，所述第二侧缘面包括向外凸出的第二凸出部，所述第二凸出部向外凸出的程度小于所述第一凸出部，所述第一凸出部和所述第二凸出部位于所述主体部上靠近所述根部的一端。

一些实施例中，所述桨叶有两个，所述两个桨叶关于所述桨箍的中心呈中心对称。

另一方面，本发明提供一种飞行器，包括机身、设置于所述机身的飞行控制装置和如上所述的螺旋桨，所述飞行控制装置用于控制所述螺旋桨旋转。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：该螺旋桨通过桨叶设置成ARA-D翼型，以及按照一定的比例设置根部、主体部和叶梢部的长度比例，使得该螺旋桨的整体雷诺数最大，并较少了空气阻力，提高了效率，从而提高了无人飞行器的飞行速度和飞行距离。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式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方式，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是本发明实施例的螺旋桨第一实施方式的右视图；

图2是图1所示的螺旋桨的主视图；

图3是本发明实施例的螺旋桨的ARA-D翼型截面示意图；

图4是图2中A-A处的剖视图；

图5是图2所示的螺旋桨的根部结构示意图；

图6是本发明实施例的螺旋桨第二实施方式的结构示意图；

图7是本发明实施例的无人飞行器的结构示意图。

【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用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图5，本发明实施例提出了一种螺旋桨100，包括一桨箍110及与桨箍110相连的至少两个桨叶120；桨叶120的翼型为ARA-D，桨叶110包括依次相连的根部121、主体部122和叶梢部123，在图中，根部121与主体部122以虚线为界，主体部122与叶梢部123以虚线为界。

桨叶具有长度L，该长度为桨叶110在沿从桨箍中心至叶梢部123最远端的第一方向上的长度。

根部121的长度L1为桨叶长度L的20％-30％，例如，根部121的长度L1为桨叶长度L的20％、22％、24％、26％、28％、30％等。根部121的长度L1为桨箍中心至根部121最远端的长度。

根部121的安装倾斜角度β为10-15°。例如根部121的安装倾斜角度β可以为10°、11°、12°、13°、14°、15°；优选地，根部121的安装倾斜角度为12°。根部121的叶宽沿第一方向逐渐增大。

主体部122的长度L2为桨叶长度L的60％-70％。例如，主体部122的长度L2为桨叶长度L的60％、62％、64％、66％、68％、70％等。主体部122的长度L2为主体部122距桨箍中心最近端至最远端的长度，主体部122的叶宽沿第一方向逐渐缩小，主体部122的最小叶宽为其最大叶宽的55％-65％，例如主体部122的最小叶宽为其最大叶宽的55％、57％、59％、60％、61％、63％、65％等。优选地，主体部122的叶宽沿远离桨箍中心的第一方向平滑变化。

叶梢部123的长度L3为桨叶长度L的8％-15％，例如叶梢部123的长度L3为桨叶长度L的8％、10％、12％、14％、15％等。显然地，L＝L1+L2+L3。叶梢部123的长度L3为叶梢部123距桨箍中心最近端至其最远端的长度，叶梢部123的叶宽沿第一方向逐渐缩小。优选地，叶梢部123的叶宽沿第一方向平滑变化，且叶梢部最远端的叶宽为0。

螺旋桨100通过桨叶110设置成ARA-D翼型，以及按照一定的比例设置根部111、主体部112和叶梢部113的长度比例，使得螺旋桨100的整体雷诺数最大，并较少了空气阻力，提高了效率，从而提高了无人飞行器的飞行速度和飞行距离。

优选地，根部121的厚度大于主体部122，且由根部121至主体部122平滑过渡，根部121与桨箍110的连接处设置有加强倒角130，加强倒角130进一步增强了螺旋桨100的强度，从而提高了螺旋桨100的稳定性。

进一步而言，根部121的长度L1为桨叶长度L的22％-26％，例如根部121的长度L1为桨叶长度L的22％、23％、24％、25％、26％；根部121的安装倾斜角度β为11°-13°，例如根部121的安装倾斜角度β为11°、12°、13°等；主体部122的长度为桨叶长度的62％-66％，例如主体部122的长度为桨叶长度的62％、63％、64％、65％、66％等；叶梢部123的长度为桨叶长度的10％-12％，叶梢部123的长度为桨叶长度的10％、11％、12％等。

具体地，根部121的长度为25mm-35mm，例如根部121的长度为25mm、26mm、27mm、28mm、29mm、30mm、31mm、32mm、33mm、34mm、35mm等，优选地，根部121的长度为30mm；主体部122的长度为73mm-83mm，例如主体部122的长度为73mm、74mm、75mm、76mm、77mm、78mm、79mm、80mm、81mm、82mm、83mm等，优选地，主体部122的长度为78mm；主体部122的最大叶宽为29mm-33mm，例如主体部122的最大叶宽为29mm、30mm、31mm、32mm、33mm等。

更优选地，在距离桨箍中心83mm处，主体部的叶宽为21mm。

进一步而言，桨叶120的结构刚度沿远离浆箍中心的第一方向逐渐缩小。

进一步参照图2，桨叶120包括上下两叶面124，以及分别在桨叶120的两侧连接于上下两叶面124之间的第一侧缘面125和第二侧缘面126，叶面124、第一侧缘面125和第二侧缘面126均为光滑曲面，且它们之间平滑过渡。

进一步而言，第一侧缘面125包括向外凸出的第一凸出部125a，第二侧缘126包括向外凸出的第二凸出部126a，第二凸出部126a向外凸出的程度小于第一凸出部125a，第一凸出部125a和第二凸出部126a均位于主体部122上靠近桨叶120的根部121的一端。

在本发明实施例的第一实施方式中，桨叶120有两个，两个桨叶120关于桨箍110的中心呈中心对称。

参照图6，本发明实施例还提出了第二实施方式，桨叶120有三个，三个桨叶120关于桨箍110的中心呈中心对称。

参照图7，本发明实施例还提出了一种飞行器，包括机身200、设置于机身200的飞行控制装置300和如上所述的螺旋桨100，飞行控制装置300用于控制螺旋桨100旋转。在本实施例中，机身200包括主壳体210和连接于主壳体的四个机臂220，四个机臂220呈十字交叉分布。

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

1.一种螺旋桨，其特征在于，包括桨箍及与所述桨箍相连的至少两个桨叶；所述桨叶的翼型为ARA-D，所述桨叶由依次相连的根部、主体部和叶梢部构成，

所述根部的长度L1为桨叶长度L的20％-30％，所述桨叶长度L为所述桨叶在沿从所述桨箍中心至所述叶梢部最远端的第一方向上的长度，所述根部的安装倾斜角度为10-15°，所述根部的叶宽沿所述第一方向逐渐增大；

所述主体部的长度L2为所述桨叶长度L的60％-70％，所述主体部的叶宽沿所述第一方向逐渐减小，所述主体部的最小叶宽为其最大叶宽的55％-65％；

所述叶梢部的长度L3为所述桨叶长度L的8％-15％，并且满足L＝(L1+L2+L3)，所述叶梢部的叶宽沿所述第一方向逐渐减小，所述叶梢部的叶宽沿第一方向平滑变化，且叶梢部最远端的叶宽为0。

2.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于，所述根部的厚度大于所述主体部，所述根部与所述桨箍的连接处设置有加强倒角。

3.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于，所述根部的长度L1为所述桨叶长度L的22％-26％，所述根部的安装倾斜角度为11-13°，所述主体部的长度L2为所述桨叶长度L的62％-66％，所述叶梢部的长度L3为所述桨叶长度L的10％-12％。

4.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于，所述根部的长度为25mm-35mm，所述主体部的长度为73mm-83mm，所述主体部的最大叶宽为29mm-33mm。

5.根据权利要求4所述的螺旋桨，其特征在于，所述根部的长度L1为30mm，所述主体部的长度L2为78mm，所述主体部的最大叶宽为31mm，在距离所述桨箍中心83mm处，所述主体部的叶宽为21mm。

6.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于，所述桨叶的结构刚度沿所述第一方向逐渐缩小。

7.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于，所述桨叶包括上下两叶面，以及分别在所述桨叶的两侧连接于所述上下两叶面之间的第一侧缘面和第二侧缘面，所述上下两叶面及所述第一侧缘面和所述第二侧缘面均为光滑曲面并且它们之间平滑过渡。

8.根据权利要求7所述的螺旋桨，其特征在于，所述第一侧缘面包括向外凸出的第一凸出部，所述第二侧缘面包括向外凸出的第二凸出部，所述第二凸出部向外凸出的程度小于所述第一凸出部，所述第一凸出部和所述第二凸出部位于所述主体部上靠近所述根部的一端。

9.根据权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于，所述桨叶有两个，所述两个桨叶关于所述桨箍的中心呈中心对称。

10.一种飞行器，其特征在于，包括机身、设置于所述机身的飞行控制装置和如权利要求1-9任一项所述的螺旋桨，所述飞行控制装置用于控制所述螺旋桨旋转。