CN105346720A - 桨叶、螺旋桨及无人飞行器 - Google Patents

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本发明涉及无人飞行器技术领域，具体公开了一种桨叶、螺旋桨及无人飞行器。本发明的桨叶包括桨叶主体和翼梢小翼，所述翼梢小翼包括平板部和连接部，所述翼梢小翼设置于所述桨叶主体的第一端，所述桨叶主体、所述连接部、所述平板部依次相连且形成一连续的平滑曲面，从所述第一端至所述平板部，所述平滑曲面的宽度逐渐减小，且所述翼梢小翼与所述桨叶主体在水平方向上具有一倾角α，10°≤α＜35°。该桨叶采用了翼梢小翼的布局设计，改善了该螺旋桨的气动性能和动力学特性，减少了空气阻力，提高了效率，提高了无人飞行器的飞行速度和飞行距离；并减少了扰流对翼梢的影响，提高了螺旋桨的控制性能，提高了无人飞行器的飞行稳定性。

Description

桨叶、螺旋桨及无人飞行器
【技术领域】
本发明涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种桨叶、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地改善无人飞行器的飞行性能。
现有的螺旋桨效率低、稳定性差，导致无人飞行器的飞行速度小、续航距离短、飞行稳定性差。
【发明内容】
本发明旨在克服现有技术的无人飞行器中，螺旋桨效率低、稳定性差的缺陷，提供一种改进的桨叶，以及使用该桨叶的螺旋桨和无人飞行器。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案
一方面，本发明实施例提供了一种桨叶，所述桨叶用于无人飞行器的螺旋桨，所述桨叶包括桨叶主体和翼梢小翼，所述翼梢小翼包括平板部和连接部，所述翼梢小翼设置于所述桨叶主体的第一端，所述桨叶主体、所述连接部、所述平板部依次相连且形成一连续的平滑曲面，从所述第一端至所述平板部，所述平滑曲面的宽度逐渐减小，且所述翼梢小翼与所述桨叶主体在水平方向上具有一倾角α，10°≤α＜35°。
一些实施例中，所述翼梢小翼的高度为所述桨叶主体长度的3％-6％；所述连接部的高度为所述桨叶主体长度的1％-4％。
一些实施例中，所述翼梢小翼的高度为所述桨叶主体长度的4％-5％；所述连接部的高度为所述桨叶主体长度的2％-3％。
一些实施例中，所述桨叶主体与所述连接部的相接处为第一相接处，所述连接部与所述平板部的相接处为第二相接处，所述第二相接处的宽度为所述第一相接处宽度的74％-77％；所述平板部顶端宽度为所述第一相接处的宽度的61％-64％。
一些实施例中，所述倾角α满足：15°≤α≤30°。
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其根部的一端。
另一方面，本发明实施例还提出了一种螺旋桨，包括桨箍和至少两个上述任一项所述的桨叶，所述至少两个桨叶分别与所述桨箍相连。
另一方面，本发明实施例还提出了一种无人飞行器，包括机身、连接于所述机身的飞行控制装置和上述的螺旋桨，所述飞行控制装置用于控制所述螺旋桨旋转。
一些实施例中，所述机身包括主壳体和连接于所述主壳体的四个机臂，所述四个机臂呈十字交叉，且所述主壳体与所述机臂为一体。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明的桨叶采用了翼梢小翼的布局设计，改善了该螺旋桨的气动性能和动力学特性，减少了空气阻力，提高了效率，提高了无人飞行器的飞行速度和飞行距离；并减少了扰流对翼梢的影响，提高了螺旋桨的控制性能，提高了无人飞行器的飞行稳定性。
【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主视图。
图2是图1所示的螺旋桨中翼梢小翼的结构放大图。
图3是图1所示的螺旋桨中桨叶的结构示意图。
图4是图3所示的桨叶中翼梢小翼的结构放大图。
图5是图1所示的螺旋桨的俯视图。
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1的第一实施方式，在本实施方式中，螺旋桨1为无人飞行器的螺旋桨，包括一桨箍100和至少两个与桨箍100相连的桨叶200。优选地，螺旋桨1包括两个桨叶200，且两个桨叶200关于桨箍100的中心呈中心对称。特别地，螺旋桨1为9.4寸螺旋桨。本发明螺旋桨1采用轻质材料一体化成型，该轻质材料可为增强材料为玻璃纤维的复合材料。
进一步参照图3和图4，在本发明实施例的螺旋桨1中，桨叶200包括桨叶主体210和设置于桨叶主体210的第一端211的翼梢小翼220，且翼梢小翼220背离桨叶主体210的底面翘起。
翼梢小翼220包括平板部221和连接部222，平板部221通过连接部222与桨叶主体210的第一端211相连，桨叶主体210、连接部222、平板部221依次相连且形成一连续的平滑曲面，连接部222与桨叶主体210的第一端211的第一相接处201平滑过渡，平板部221与连接部222的第二相接处202平滑过渡，从桨叶主体210的第一端211至翼梢小翼220的顶端203，桨叶200的宽度逐渐缩小。
翼梢小翼220与桨叶主体210在水平方向上具有一倾角α，且10°≤α＜35°，例如倾角α为10°、15°、20°、25°、30°、35°等。更优选地，15°≤α≤30°，倾角α为15°、20°、25°、30°等。
螺旋桨1的桨叶200采用了翼梢小翼的布局设计，改善了螺旋桨1的气动性能和动力学特性，减少了空气阻力，提高了效率，从而提高了使用螺旋桨1的无人飞行器的飞行速度和飞行距离；并减少了扰流对翼梢的影响，提高了螺旋桨1的控制性能，从而提高了无人飞行器的飞行稳定性。
进一步而言，翼梢小翼220的高度H1为桨叶主体210长度的3％-6％，翼梢小翼220的高度H1是指桨叶主体210的水平最低点至翼梢小翼220径向最远处的高度，例如翼梢小翼220的高度H1为桨叶主体210长度的3％、4％、5％、6％等。连接部222的高度H2为桨叶主体210长度的1％-4％，连接部222的高度H2是指桨叶主体210的水平最低点至连接部222径向最远处的高度，例如连接部222的高度H2为桨叶主体210长度的1％、2％、3％、4％等。
更优选地，翼梢小翼220的高度H1为桨叶主体210长度的4％-5％，例如翼梢小翼220的高度H1为桨叶主体210长度的4％、4.5％、5％等。连接部222的高度H2为桨叶主体长度的2％-3％，例如连接部222的高度H2为桨叶主体210长度的2％、2.5％、3％等。
进一步而言，第二相接处202的宽度为第一相接处宽度的74％-77％，例如第二相接处202的宽度为第一相接处201宽度的74％、75％、76％、77％等。翼梢小翼220顶端宽度为第一相接处201的宽度的61％-64％，例如翼梢小翼220顶端203宽度为第一相接处201的宽度的61％、62％、63％、64％等。
进一步参照图5，桨叶主体210包括上下两个相对设置的叶面212、连接于上下两叶面212的一侧之间第一侧缘面213和第二侧缘面214，叶面212、第一侧缘面213和第二侧缘面214均为光滑曲面，并且它们之间平滑过渡。将桨叶主体210的外表面设置为光滑曲面有效的减轻了螺旋桨1的飞行阻力，从而提高其飞行效率。
进一步而言，第一侧缘213包括一向外凸出的第一凸出部213a，第二侧缘214包括一向外凸出的第二凸出部214a，第二凸出部214a向外凸出的程度小于第一凸出部213a，第一凸出部213a和第二凸出部214a位于桨叶主体靠近其根部的一端。从桨叶200与桨箍100相连的一端至第一凸出部213a，桨叶200的弦宽逐渐增大，从第一凸出部213a至桨叶主体210的尾部，桨叶的弦宽逐渐缩小。
进一步参照图6，本发明实施例的螺旋桨还提出了第二实施方式，在本实施方式中，螺旋桨1包括一桨箍100和三个与桨箍100相连的桨叶200，优选地，三个桨叶200关于桨箍100的中心呈中心对称。特别地，螺旋桨1为9.4寸螺旋桨。
进一步参照图7，本发明实施例还提供了一种无人飞行器，包括机身2、连接于机身2的飞行控制装置3和上述的螺旋桨1，飞行控制装置3用于控制螺旋桨1旋转。在本实施例中，机身2包括主壳体21和连接于主壳体21的四个机臂22，四个机臂22呈十字交叉，且主壳体21与机臂22为一体。
该无人飞行器的螺旋桨1采用了翼梢小翼的布局设计，改善了螺旋桨1的气动性能和动力学特性，减少了空气阻力，提高了效率，从而提高了该无人飞行器的飞行速度和飞行距离；并减少了扰流对翼梢的影响，提高了螺旋桨1的控制性能，从而提高该无人飞行器的飞行稳定性。
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 (10)

1.一种桨叶，所述桨叶用于无人飞行器的螺旋桨，其特征在于，所述桨叶包括桨叶主体和翼梢小翼，
所述翼梢小翼包括平板部和连接部，所述翼梢小翼设置于所述桨叶主体的第一端，所述桨叶主体、所述连接部、所述平板部依次相连且形成一连续的平滑曲面，从所述第一端至所述平板部，所述平滑曲面的宽度逐渐减小，且所述翼梢小翼与所述桨叶主体在水平方向上具有一倾角α，10°≤α＜35°。
2.根据权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述翼梢小翼的高度为所述桨叶主体长度的3％-6％；
所述连接部的高度为所述桨叶主体长度的1％-4％。
3.根据权利要求2所述的桨叶，其特征在于，所述翼梢小翼的高度为所述桨叶主体长度的4％-5％；
所述连接部的高度为所述桨叶主体长度的2％-3％。
4.根据权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述桨叶主体与所述连接部的相接处为第一相接处，所述连接部与所述平板部的相接处为第二相接处，所述第二相接处的宽度为所述第一相接处宽度的74％-77％；所述平板部顶端宽度为所述第一相接处的宽度的61％-64％。
5.根据权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述倾角α满足：15°≤α≤30°。
6.根据权利要求1所述的桨叶，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。
7.根据权利要求6所述的桨叶，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桨叶主体上靠近其根部的一端。
8.一种螺旋桨，其特征在于，包括桨箍和至少两个如权利要求1-7任一项所述的桨叶，所述至少两个桨叶分别与所述桨箍相连。
9.一种无人飞行器，其特征在于，包括机身、连接于所述机身的飞行控制装置和如权利要求8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。
10.根据权利要求9所述的无人飞行器，其特征在于，所述机身包括主壳体和连接于所述主壳体的四个机臂，所述四个机臂呈十字交叉，且所述主壳体与所述机臂为一体。
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