CN106043670A - 变距螺旋桨 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变距螺旋桨，其包括了电机、桨叶安装座、桨叶、变距摇臂、变距拨叉、导向座和驱动杆。电机的中轴、桨叶安装座中心、导向座中心和变距拨叉的中心都沿垂直方向设有通孔。导向座安装在电机中轴中心的通孔内，所述桨叶安装座的通孔套装在导向座上部且同时与电机的转动部分固定连接，驱动杆从下至上穿过导向座中心通孔和变距拨叉中心的通孔使得电机、导向座、桨叶安装座和变距拨叉连接在一起。本发明所提供的变距螺旋桨由中轴具有通孔的电机驱动，变距机构通过驱动杆穿过电机中轴上通孔来同步反向地对桨叶进行变距控制，具有部件数量少，结构设计合理，整机重量轻等优点，同时提高了可靠性和维护性。

Description

变距螺旋桨

技术领域

本发明属于航空技术领域，具体是用于轻、小、微型固定翼无人机的变距螺旋桨。

背景技术

一般轻、小、微型低速飞行器采用定距螺旋桨，在达到一定飞行速度后，桨叶气流开始分离，即便增加发动机功率也难以提高速度，桨叶效率降低。而现有大型飞行器采用的变距螺旋桨，一般使用液压系统驱动变距机构，而目前轻、小、微型无人机一般采用减速电动机带动蜗轮蜗杆进而驱动变距机构，上述变距机构均较为复杂且重量较大，并不适合轻、小、微型无人机的应用。也有每个桨叶自带电机或舵机进行变距控制，其利用电刷来传递控制信号，可靠性差。

发明内容

本发明的目的是为了改变现有定距螺旋桨桨叶效率低，变距螺旋桨结构复杂，可靠性差的现状，提供一种能够用于轻、小、微型无人机的变距螺旋桨，这种变距螺旋桨由外转子电机或内转子空心轴电机驱动桨叶，变距机构通过位于电机中轴上的驱动杆对桨叶进行变距控制，减少了部件数量和整机重量，提高了可靠性和维护性。

本发明为了实现上述目的，所采用的技术方案如下：一种变距螺旋桨，其包括电机、桨叶安装座、桨叶、变距摇臂、变距拨叉、导向座和驱动杆。所述电机的中轴、桨叶安装座中心、导向座中心和变距拨叉的中心都沿垂直方向设有通孔。其中导向座安装在电机中轴中心的通孔内，所述桨叶安装座的通孔套装在导向座上部且同时与电机的转动部分固定连接，这样通过电机的转动部分带动桨叶安装座转动。所述驱动杆从下至上穿过导向座中心通孔和变距拨叉中心的通孔使得电机、导向座、桨叶安装座和变距拨叉连接在一起，且驱动杆可以相对电机、导向座、桨叶安装座上下移动，既驱动杆可以带动变距拨叉上下移动。所述变距摇臂和桨叶均为两组，两个变距摇臂一端活动连接在变距拨叉的两端头，另一端与套装在桨叶安装座上的桨叶固定连接，这样在电机的作用下桨叶就可以随着桨叶安装座一起转动。同时本发明中变距摇臂与桨叶固定连接后呈Z字型，这样可以更精确地调整桨叶的偏转角度。

本发明中所述桨叶安装座为对称结构，中间为圆环状，两端为中空圆柱，中空圆柱内的孔沿水平方向且高于中间的圆环部分；所述中空圆柱内嵌有降低摩擦部件比如轴承或衬套，两片桨叶分别套装在桨叶安装座两端的中空圆柱上并与变距摇臂连接。桨叶安装座采用对称结构，并连接桨叶，从而起到连接桨叶与电机中间桥梁的作用，使得电机能带动桨叶旋转，而电机中轴采用中空的，驱动杆穿过中轴来调节桨叶变距而不会被影响，实现桨叶在旋转的同时可以进行变距。

本发明中所述桨叶安装座与变距摇臂之间还安装有推力轴承，这样在桨叶安装座转动可以降低摇臂与桨叶安装座之间的摩擦。桨叶依次穿过桨叶安装座和推力轴承与变距摇臂固定连接。其中所述中空圆柱内嵌的降低摩擦部件采用青铜材质或者聚四氟乙烯材质，这可以有效地降低磨损。本发明中的降低摩擦部件为衬套或轴承。

本发明中所述变距摇臂由连接桨叶的摇臂和连接变距拨叉传力杆组成，摇臂和传力杆之间连接，摇臂和传力杆之间就可以相对转动，两者连接在一起呈弯折结构，且摇臂与传力杆一体成型（制造成一体），也可以分别制造后连接。

本发明中在变距摇臂的传力杆连接变距拨叉的一端设有细颈，细颈嵌在变距拨叉两端中并能自由转动和滑动。

本发明中所述变距拨叉两端设有凹槽，所述传力杆的细颈部分镶嵌在凹槽内。所述变距拨叉中心的通孔内设有轴承，所述驱动杆顶端套装在轴承内，该轴承采用深沟球轴承；深沟球轴承也可采用上推力轴承与轴套配合构成来替代。

本发明所提供的变距螺旋桨由中轴具有通孔的电机驱动，变距机构通过驱动杆穿过电机中轴上通孔来同步反向地对桨叶进行变距控制，具有部件数量少，结构设计合理，整机重量轻等优点，同时提高了可靠性和维护性。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明中桨叶安装座结构示意图。

图3是本发明的变距摇臂结构示意图。

图4是本发明的变距拨叉结构示意图。

图5是本发明中变距摇臂与桨叶连接示意图。

图6是本发明的剖面结构示意图。

图中：1、电机，101、第一通孔，102、转动部分，2、桨叶安装座，201、第二通孔，202、第三通孔，3、降低摩擦部件，4、桨叶，5、推力轴承，6、变距摇臂，601、摇臂，602、传力杆，621、细颈，7、变距拨叉，701、凹槽，702、第四通孔，8、深沟球轴承，9、导向座，901、第五通孔，10、驱动杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明并不仅限于以下实施方式。

如图1-6所示：一种变距螺旋桨，主要包含有电机1，桨叶安装座2，桨叶4，变距摇臂6，变距拨叉7，导向座9，驱动杆10，其中电机1作为动力部分为桨叶旋转提供动力。

本发明在电机1的中轴轴向上设置第一通孔101，既是将电机的中轴设置为中空的。将导向座9套装在该第一通孔101内，且上部略高于第一通孔101方便桨叶安装座安装。桨叶安装座2为对称结构，且两端部分高于中间部分，桨叶安装座2两端沿水平方向设置第二通孔201，第二通孔201内嵌降低摩擦部件3，在桨叶安装座2中心上沿垂直方向开有第三通孔202，然后两端固定连接在电机1的转动部分102，跟随电机的转动部分102一起转动，且第二通孔201的位置高于电机转动部分的水平高度。中间部分套装在导向座9上端。本发明中的电机可以采用内转子电机或外转子电机均可，只需将电机的中轴设置为中空的，然后将驱动杆穿过该中轴并将桨叶安装座和变距拨叉连接在一起即可。本发明的实施例中采用的是外转子电机。

如图4所示，本发明所述的变距拨叉7为对称结构，在其中心沿垂直方向开有第四通孔702，第四通孔702中安装有深沟球轴承8；该深沟球轴承8也可以采用其他类型的轴承替代，比如用推力轴承与轴套配合等。

本发明中所述导向座9穿过电机1中的第一通孔101，并套装在该第一通孔101内，并在导向座9中心沿垂直方向设置第五通孔901。

然后将驱动杆10依次穿过导向座9内的第五通孔901、桨叶安装座2内的第三通孔202和深沟球轴承8，这样就驱动杆10就将电机1、桨叶安装座2和变距拨叉7串在一起形成一体，由电机1带动桨叶安装座2转动，桨叶安装座2带动桨叶转动，驱动杆10带动变距拨叉在垂直方向位移。这样电机1的转动部分102带动桨叶安装座2旋转，桨叶安装座2继而带动桨叶4、变距摇臂6、变距拨叉7一起绕电机1的中轴旋转。

如图3所示，本发明中的桨叶4依次穿过桨叶安装座2内的降低摩擦部件3、位于桨叶安装座2和变距摇臂6之间的推力轴承5，与变距摇臂6固定连接。其中变距摇臂6由连接桨叶4的摇臂601和连接变距拨叉7的传力杆602组成，摇臂601与传力杆602可以制造成一体，也可以分别制造后连接。这样变距摇臂6和桨叶4连接好之后大致呈Z字型。所述传力杆602连接变距拨叉7的一端制有细颈621，所述变距拨叉7为对称结构，在中心开设有第四通孔702，在两端设置有凹槽701。这样变距摇臂6的细颈621就嵌在变距拨叉7两端的凹槽701中并能自由转动和滑动。本发明通过采用变距摇臂6和变距拨叉7配合，通过调整变距拨叉7的高度带动变距摇臂6来调整桨叶的角度，从而使得整个变距操作十分简单，且完全采用机械式结构，具有性能稳定，方便维护，同时相比现有的变距螺旋桨，结构更是简单，成本低廉。

本发明中桨叶安装座内的降低摩擦部件3可采用青铜材质或者聚四氟乙烯材质，这样可以大幅降低摩擦，提高灵活性；前述的降低摩擦部件3可以采用衬套或轴承构成。

本发明还在变距拨叉7内安装有深沟球轴承8，所述驱动杆10套装在深沟球轴承8内，这样就可以允许驱动杆10不受变距拨叉7的影响而保持不旋转。

本发明的工作原理上是驱动杆10由外部作动器往复推拉，导向座9有利于驱动杆10的运动稳定性和形状稳定性，驱动杆10驱动变距拨叉7进行上下往复运动，再通过传力杆602转化为摇臂601的角度变化，由于摇臂601与桨叶4连接，桨叶4也同摇臂601同时进行角度变化，也即为驱动杆10的推拉运动控制了桨叶4的角度变化，从而改变桨叶的工作效率。简单地说，就是通过驱动杆10进行上下运动，从而达到对桨叶4的变距操作，改变桨叶4的工作效率。由此可见本发明为了实现驱动杆10来驱动变距拨叉，故将电机的中轴特意设置成为中空的，这样可以使得整个产品的结构布局紧凑合理，同时不影响电机的的正常工作，优化了整个产品的结构，也正是电机中轴采用中空本发明才能得以实现。

降低摩擦部件3有利于桨叶4的灵活转动，推力轴承5限制桨叶4不会因离心力而脱离桨叶安装座2。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，不能以此限定本发明的范围；对前述实施例所记载的技术方案进行的修改，或者对其中部分技术特征进行的等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种变距螺旋桨，其特征在于：包括电机、桨叶安装座、桨叶、变距摇臂、变距拨叉、导向座和驱动杆；所述电机的中轴、桨叶安装座中心、导向座中心和变距拨叉的中心都沿垂直方向设有通孔；其中导向座安装在电机中轴的通孔内，所述桨叶安装座的通孔套装在导向座上部且同时与电机的转动部分固定连接，所述驱动杆从下至上穿过导向座中心的通孔和变距拨叉中心的通孔使得电机、导向座、桨叶安装座和变距拨叉连接在一起；所述变距摇臂和桨叶均为两个，其中两个变距摇臂一端活动连接在变距拨叉的两端头，另一端与套装在桨叶安装座上的桨叶固定连接，变距摇臂与桨叶固定连接后呈Z字型。

2.根据权利要求1所述的变距螺旋桨，其特征在于：所述桨叶安装座为对称结构，中间为圆环状，两端为中空圆柱，中空圆柱内的孔沿水平方向且高于中间的圆环部分；所述中空圆柱内嵌有降低摩擦部件，两片桨叶分别套装在桨叶安装座两端的中空圆柱上并与变距摇臂连接。

3.根据权利要求2所述的变距螺旋桨，其特征在于：所述桨叶安装座与变距摇臂之间还安装有推力轴承，桨叶依次穿过桨叶安装座和推力轴承与变距摇臂固定连接。

4.根据权利要求2所述的变距螺旋桨，其特征在于：所述中空圆柱内嵌的降低摩擦部件为青铜材质或者聚四氟乙烯材质。

5.根据权利要求1所述的变距螺旋桨，其特征在于：所述变距摇臂由连接桨叶的摇臂和连接变距拨叉的传力杆组成，且摇臂和传力杆连接。

6.根据权利要求5所述的变距螺旋桨，其特征在于：所述摇臂与传力杆一体成型。

7.根据权利要求5所述的变距螺旋桨，其特征在于：传力杆连接变距拨叉的一端设有细颈，细颈嵌在变距拨叉两端中并能自由转动和滑动。

8.根据权利要求7所述的变距螺旋桨，其特征在于：所述变距拨叉两端设有凹槽，所述传力杆的细颈部分镶嵌在凹槽内。

9.根据权利要求1所述的变距螺旋桨，其特征在于：所述变距拨叉中心的通孔内设有轴承，该轴承采用深沟球轴承，所述驱动杆顶端套装在轴承内。