CN108290630B - 使用由端头连接器接合的共转螺旋桨的冗余飞行器推进系统 - Google Patents
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Abstract
多个螺旋桨叶片(504,506)可由端头连接器(508)接合以形成闭合式螺旋桨设备。端头连接器可在第一螺旋桨和第二螺旋桨的各邻近端头之间形成连续结构。端头连接器的使用可减小螺旋桨叶片的端头附近产生的涡流,所述涡流造成阻力并减慢螺旋桨叶片的旋转。端头连接器也可减小由螺旋桨叶片的旋转导致的噪音。此外,端头连接器通过形成支撑结构以抵消原本将导致螺旋桨叶片的偏转的力来减小或消除螺旋桨叶片的偏转,从而改善螺旋桨叶片负载。在一些实施例中,端头连接器可由可延展材料形成和/或包括使螺旋桨中的至少一个能够修改螺旋桨叶片的螺距的一个或多个接头。
Description
相关申请的交叉引用
本专利要求于2015年12月17日提交的美国实用专利申请序列号14/973,610的标题为“Redundant Aircraft Propulsion System Using Co-rotating Propellers JoinedBy Tip Connectors”的优先权,该申请的全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本发明总体涉及一种飞行器推进系统。
背景技术
常规的旋翼飞行器有时使用多个螺旋桨(即旋翼),所述螺旋桨有时相对于飞行器的质心对称地定位。每个螺旋桨联接到不同的驱动轴,并且通过使用电子速度控制器(ESC),由不同的单个马达来提供动力,所述电子速度控制器控制马达的旋转速度,从而控制螺旋桨的旋转速度。一些旋翼飞行器具有四个、六个、八个或更多螺旋桨。
当许多螺旋桨用于旋翼飞行器的推进时,旋翼飞行器可能具有一些级别或冗余,以防马达的故障或螺旋桨的损坏。例如,八旋翼直升机可以在马达中驱动特定螺旋桨的一个发生故障或特定螺旋桨损坏的情况下继续可控地飞行,原因在于即使在一个螺旋桨不再完全起作用时其他七个螺旋桨通常可维持八旋翼直升机的飞行。然而,具有较少螺旋桨的旋翼飞行器在马达发生故障或螺旋桨损坏的情况下可能不能维持可控飞行。
螺旋桨叶片像翅膀一样在螺旋桨叶片旋转期间产生涡流。涡流产生阻力,这使螺旋桨变慢并且效率变低。另外,螺旋桨叶片在以高旋转速度操作期间通常会产生不希望的噪音,这至少部分地归因于螺旋桨叶片端头周围的气流。当负载过重时,螺旋桨叶片可能会偏转,这可能会在一定程度上降低螺旋桨的效率,甚至在偏转损害螺旋桨的结构完整性的情况下可能会导致螺旋桨发生故障。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种螺旋桨设备,其包括:第一螺旋桨,其包括至少一个叶片,还包括位于所述第一螺旋桨的相对端处的第一端头和第二端头,所述第一螺旋桨与第一旋转平面关联;第二螺旋桨,其包括至少一个叶片,还包括位于所述第二螺旋桨的相对端处的第三端头和第四端头,所述第二螺旋桨与平行于所述第一旋转平面的第二旋转平面关联,其中,所述第一螺旋桨被配置为改变所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的一个或多个螺距;第一端头连接器,其在所述第一端头与所述第三端头之间延伸;以及第二端头连接器,其在所述第二端头与所述第四端头之间延伸,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器形成使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合的连续结构,其中,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器由可延展材料形成,所述可延展材料被配置来允许所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构,使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合。
本发明的另一个方面涉及一种无人飞行器,其包括:框架;电源,其联接到所述框架;以及至少一个推进单元,其联接到所述框架并且连接到所述电源,其中至少一个推进单元包括:第一螺旋桨,其包括至少一个叶片,还包括位于所述第一螺旋桨的相对端处的第一端头和第二端头,所述第一螺旋桨与第一旋转平面关联;第二螺旋桨,其包括至少一个叶片,还包括位于所述第二螺旋桨的相对端处的第三端头和第四端头,所述第二螺旋桨与平行于所述第一旋转平面的第二旋转平面关联,其中,所述第一螺旋桨被配置为改变所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的一个或多个螺距;第一端头连接器,其在所述第一端头与所述第三端头之间延伸;第二端头连接器,其在所述第二端头与所述第四端头之间延伸,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器形成使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合的连续结构;驱动轴,其将所述第一螺旋桨联接到所述第二螺旋桨;以及马达总成,其联接到所述框架和所述驱动轴,所述马达由所述电源提供动力并且被配置来使所述驱动轴旋转,其中,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器由可延展材料形成,所述可延展材料被配置来允许所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构,使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合。
附图说明
参考附图来描述详细说明。在图中,附图标号最左侧的数字标识所述附图标号首次出现的图。不同附图中的相同附图标号指示类似或相同项。
图1A是使用多个马达来驱动联接到螺旋桨的单个轴的说明性冗余飞行器推进系统的透视图。
图1B是图1所示的说明性冗余飞行器推进系统的分解透视图。
图2是使用堆叠式多个马达来驱动联接到螺旋桨的单个轴的说明性冗余飞行器推进系统的透视图。
图3是使用多个马达的说明性冗余飞行器推进系统的透视图,所述多个马达使啮合联接到螺旋桨的轴上的嵌齿轮旋转。
图4是响应于探测到马达故障而向冗余飞行器推进系统的马达提供动力的说明性操作的流程图。
图5A是使用多个马达来驱动联接到说明性闭合式螺旋桨设备的单个轴的说明性冗余飞行器推进系统的透视图。
图5B是图5A所示的冗余飞行器推进系统的侧视图。马达定位在闭合式螺旋桨设备的相对侧。
图6是具有单个马达的冗余飞行器推进系统的侧视图。
图7是具有定位于螺旋桨之间的多个马达的冗余飞行器推进系统的侧视图。
图8是具有定位于螺旋桨之间的单个马达的冗余飞行器推进系统的侧视图。
图9是具有达成螺旋桨中的至少一个的可变螺距操作的多个接头的冗余飞行器推进系统的侧视图。
图10A-10C示出在螺旋桨的旋转平面中具有角度偏移的说明性共螺旋桨。图10A是说明性闭合式螺旋桨设备的透视图,图10B是说明性闭合式螺旋桨设备的俯视图,并且图10C是说明性闭合式螺旋桨设备的侧视图。
图11A-11C示出具有不同螺旋桨叶片轮廓并且构造成闭合式构造的说明性共螺旋桨。图11A是说明性闭合式螺旋桨设备的透视图,图11B是说明性闭合式螺旋桨设备的俯视图,并且图11C是说明性闭合式螺旋桨设备的侧视图。
图12是说明性无人飞行器(UAV)1200的框图。
具体实施方式
本公开涉及飞行器推进系统。在一些实施方案中,飞行器推进系统可能基于使用多个马达来驱动(旋转)联接到螺旋桨的单个轴而具有冗余。可选择马达使得在联接到驱动轴的第二马达出故障的情况下第一马达能够使驱动轴旋转。单向离合器轴承或类似装置可界接在马达和驱动轴之间,以在马达变得不可操作的情况下,诸如马达由于由过热导致的或由其他状况或事件导致的故障而卡滞或锁定在位置中,达成驱动轴的自由旋转。第二马达的使用可固定驱动轴的位置,所述驱动轴可在径向偏心负荷下支撑螺旋桨。
在各种实施方案中,飞行器推进系统可通过使用由端头连接器接合以形成闭合式螺旋桨设备的多个螺旋桨叶片来具有冗余和/或实现效率。端头连接器可在第一螺旋桨和第二螺旋桨的各邻近端头之间创建连续结构。端头连接器的使用可减小螺旋桨叶片的端头附近产生的涡流,所述涡流造成阻力并减慢螺旋桨叶片的旋转。端头连接器也可降低由螺旋桨叶片的旋转导致的噪音。此外,端头连接器通过创建支撑结构以抵消原本将导致螺旋桨叶片的偏转的力来减小或消除螺旋桨叶片的偏转,从而改善螺旋桨叶片负载。因为两个螺旋桨联接在一起,所以螺旋桨将以相同速度旋转,这可消除一些尝试匹配不同螺旋桨的旋转速度的实现方式中使用的控制特征。在一些实施方案中,端头连接器可由可延展材料形成和/或包括使螺旋桨中的至少一个能够修改螺旋桨叶片的螺距的一个或多个接头。
可使用多个马达以在动力源以及诸如螺旋桨叶片、驱动轴和其他物理结构的物理结构两者中创建冗余来采用闭合式螺旋桨设备。例如,由于通过端头连接器进行的螺旋桨的联接以及通过驱动轴的螺旋桨的可能联接,闭合式螺旋桨设备的结构刚性已增加。增加的结构刚性可在螺旋桨叶片与另一对象进行接触的情况下增加螺旋桨叶片的耐久性。马达可定位成邻近闭合式螺旋桨设备的外表面或可位于螺旋桨叶片之间。
本文所述的设备、系统和技术可以许多方式来实现。下文参考附图来提供示例实现方式。
图1A是说明性冗余飞行器推进系统100的透视图。冗余飞行器推进系统100可包括使用多个马达102来使联接到螺旋桨106的驱动轴104旋转。尽管将螺旋桨106示出为具有两个叶片,但是螺旋桨106(以及本文所述的任何其他螺旋桨)可具有更多螺旋桨叶片,诸如三个叶片、四个叶片、五个叶片或更多叶片。马达102可包括第一马达102(1)和第二马达102(2);然而,也可在冗余飞行器推进系统100中使用附加马达以取得类似结果。马达102可联接到诸如马达安装翼梁的框架108,其使马达102能够赋予驱动轴104和螺旋桨106相对于框架108的旋转。框架108可以是诸如无人机(UAV)、直升机或其他飞行器的飞行器的框架,其中,螺旋桨106被用来通过空气垂直地、水平地或以这两种方式推动框架。然而,框架108可以是用于诸如陆地载具、海上船舶和/或固定装置(诸如风扇)的其他装置的框架。
轴承110可联接到驱动轴104和诸如马达102和/或框架108的其他结构。在一些实施方案中,第一轴承组110(1)联接在第一马达102(1)与驱动轴104之间,而第二轴承组110(2)联接在第二马达102(2)与驱动轴104之间。在马达102中的一个(例如第一马达102(1))变得不可操作,诸如第一马达102(1)由于由过热导致的或由其他状况或事件导致的故障而卡滞或锁定在位置中的情况下,轴承110可达成驱动轴104的自由旋转。在一些实施方案中,轴承可联接在框架108与驱动轴104之间,以将驱动轴104固定在旋转轴线112上。在各种实施方案中,马达102和/或轴承110可将驱动轴104固定在旋转轴线112上。例如,图1A所示的构造中第二马达102(2)或第二轴承110(2)的使用可在径向偏心负荷期间固定驱动轴104的位置并经由驱动轴104支撑螺旋桨106。
如图1A所示,第一马达102(1)可位于螺旋桨106的第一侧114,而第二马达102(2)可位于螺旋桨106的第二侧116。然而,马达102可位于相对于框架108和螺旋桨的其他位置。例如,马达102示出为位于框架108的对置结构之间;然而马达102可位于(例如)框架108的对置结构外部。在另一实例中,另外两个马达可堆叠在螺旋桨106的同一侧。
在操作期间,由于螺旋桨106移动空气或其他气体或流体引起的阻力,驱动轴104旋转达到每分钟转数阈值并达到阈值转矩。可选择第一马达102(1)和/或第二马达102(2)来以小于阈值转矩的最大阈值转矩进行操作,以使得马达102的组合在操作时达到或超过设计需求以用于长期操作(例如,驱动轴104和螺旋桨106达到预定时间量或无限期地连续旋转)。在马达102中的一个变得不可操作的情况下,操作的马达可继续使驱动轴104和螺旋桨106旋转,但是可能持续少于预定时间量的时间。例如,单个马达可能在短时间段内以导致过热的能力操作,如果持续超过阈值时间量,则可能导致单个马达也发生故障并变得不可操作。因此,用单个马达进行的操作可使不需要峰值或接近峰值输出(例如,不需要在高度上提升或使飞行器爬升)的操作得以执行,但是可能以较低的输出使用(例如,以维持巡航高度和/或使飞行器成功着陆)。
在一些实施方案中,三个或更多个马达可联接到驱动轴104。当马达中的一个变得不可操作时,多个马达仍可操作以引起旋转,这可使用具有较低动力的马达,以使得马达的最大输出的总和达到或超过阈值转矩,但有可能超过阈值转矩小于在冗余飞行器推进系统100中使用较少马达的实施。
图1B是图1所示的示例性冗余飞行器推进系统100的分解透视图,其示出了冗余飞行器推进系统100的部件的说明性组件。如图1B所示,第一马达102(1)可定位成接近驱动轴104的第一部分104(1),而第二马达102(2)可定位成接近驱动轴104的第二部分104(2)。
轴承110(1)和110(2)可包括轴承壳体118和单向离合器轴承120,所述单向离合器轴承120被构造来沿一个方向自由旋转并且防止沿与第一方向相反的第二方向旋转。因此,单向离合器轴承120可以防止旋转(沿第二方向),这使得马达能够经由单向离合器轴承120向驱动轴104施加旋转力。当马达发生故障时,轴承沿第一方向自由旋转,同时另一马达使驱动轴104旋转。轴承110(1)-110(2)可以是桶形的或者以其他形状成形以形成冗余飞行器推进系统100的紧凑组装或形状系数。在一些实施方案中,轴承110可以在定制马达实现方式中与马达102集成。因此,马达102可包括单向离合器轴承120,所述单向离合器轴承120可在组装冗余飞行器推进系统100之前联接到马达并且可能与马达整体地形成。
马达102可以是无刷直流(DC)马达和/或其他类型的马达,其以典型操作期间经历的转矩(例如,最大操作转矩)产生驱动轴的期望转速。然而,可以使用其他类型的马达,诸如DC有刷马达,交流(AC)马达,汽油发动机和/或其它类型的旋转发生装置。在一些实施方案中,第一马达102(1)可以是与第二马达102(2)不同类型的马达。如下所述,也可使用齿轮传动系统,其可被包括在马达中或由马达驱动。
冗余飞行器推进系统100的各种部件可使用已知联接机构和/或特征中的任何一种来联接,包括螺纹紧固件,粘合剂,摩擦联接件和/或其他类型的联接机构/特征。
图2是使用多个马达的堆叠构造来使联接到螺旋桨106的驱动轴104旋转的说明性冗余飞行器推进系统200的透视图。第一马达102(1)和第二马达102(2)可位于螺旋桨106的同一侧上,诸如在螺旋桨106的第二侧116上。可能使用联接支撑装置202将马达102(1)-102(2)联接到框架108。联接支撑装置202可以固定第一马达102(1)相对于第二马达102(2)和/或相对于框架108的位置。冗余飞行器推进系统200可包括轴承110(1)-110(2),所述轴承110(1)-110(2)可位于相应马达与驱动轴104之间,以在马达中的一个变得不操作的情况下达成驱动轴104的旋转。马达102(1)-102(2)和/或轴承110(1)-110(2)可将驱动轴104固定在旋转轴线112上。
可使用螺旋桨的第一侧114不邻近框架108的构造的冗余飞行器推进系统200,如图2所示。例如,当螺旋桨被用在飞行器的机翼或机身的前侧和/或后侧并且在飞行器的向前飞行期间轴线112与地球的水平线大致上对齐的情况下,框架108可能仅可用于联接在螺旋桨106的单侧上。
图3是说明性冗余飞行器推进系统300的透视图。冗余飞行器推进系统300可以包括第一马达102(1)和第二马达102(2),它们可以分别直接或使用耦合到相应嵌齿轮的轴使第一嵌齿轮302(1)和第二嵌齿轮302(2)旋转。当马达102(1)-102(2)中的至少一个操作时,嵌齿轮302(1)-302(2)可啮合驱动轴嵌齿轮304并引起驱动轴嵌齿轮304的旋转。驱动轴嵌齿轮304联接到螺旋桨106的驱动轴104。因此,嵌齿轮302(1)-302(2)中的一个或多个的旋转导致螺旋桨的旋转。驱动轴104可通过轴承306固定在旋转轴线112上,所述轴承306可联接到框架108。虽然两个马达在图3中示出为定位成接近螺旋桨106的第二侧116,但是马达可位于任一侧或两侧(使用另一驱动轴嵌齿轮)和/或在相对于螺旋桨106或框架108的其他位置。
嵌齿轮302(1)-302(2)可包括嵌齿308,所述嵌齿308啮合驱动轴嵌齿轮304上的相应驱动轴嵌齿310。嵌齿308可被构造来在嵌齿轮302(1)-302(2)沿第一方向312旋转期间啮合驱动轴嵌齿310并且在嵌齿轮302(1)-302(2)沿与第一方向312相反的第二方向(从驱动轴嵌齿轮304的角度看)旋转期间不啮合驱动轴嵌齿310。例如,嵌齿308可以是弹簧加载的,并且可仅在沿第一方向旋转期间经由驱动轴嵌齿310引起驱动轴嵌齿轮304的旋转,但是在沿第二方向(从驱动轴嵌齿轮304的角度看)旋转期间可被驱动轴嵌齿轮310压缩并且不引起旋转。使用弹簧加载的嵌齿或产生类似效果的其他机构,即使在马达102(1)-102(2)中的一个变得不可操作时,驱动轴104也可旋转。即使当马达102(1)-102(2)中的一个变得不可操作时,其他机构也可使得驱动轴104可以旋转,诸如移动不可操作的马达和/或对应嵌齿轮以防止对应嵌齿轮抑制驱动轴嵌齿轮304旋转的机构,诸如离合器装置。
在一些实施方案中,在第二马达变得不可操作的情况下,嵌齿轮302(1)-302(2)可使用单向离合器轴承来达成第一马达的旋转。可如上所述地采用单向离合器轴承,诸如通过界接于相应马达与驱动相应嵌齿轮的对应轴之间。
在一些实施方案中,嵌齿轮302(1)、嵌齿轮302(2)中的至少一个或两个均具有与驱动轴嵌齿轮304不同数目的嵌齿,以便形成齿轮系统。齿轮系统可达成齿轮增速或齿轮减速,因此可相较于马达102(1)-102(2)中的一个或两个的旋转速度来增加或降低驱动轴104的旋转速度。
图4是响应于探测到马达故障而向冗余飞行器推进系统的马达提供动力的说明性过程400的流程图。过程400可由本文所述的使用两个或更多马达来使联接到螺旋桨的驱动轴旋转的任何冗余飞行器推进系统来执行。过程400在逻辑流程图中示出为一连串框,其代表可在硬件、软件或其组合中实施的一系列操作。也应了解,图4所示的逻辑流程路径并不意图被解释为指示所述过程操作需要以特定顺序执行,除非在本文中其他地方如这样地明确并且清晰地陈述。可替代地陈述,本文中的逻辑流程路径仅代表步骤可执行的许多可能顺序中的一些。在软件的上下文中,框代表存储于一个或多个计算机可读存储介质(例如机器可读存储介质)上的计算机可执行指令,当由一个或多个硬件处理器来执行时,其可执行所列举的操作。一般来说,计算机可执行指令包括执行特定功能或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。实施方案可作为包括其上存储有指令(以压缩或未压缩形式)的非暂时性计算机可读存储介质的计算机程序产品来提供,这些指令可用于编程计算机(或其他电子装置)来执行本文所述的过程或方法。电脑可读存储介质可包括但不限于硬盘驱动器、软盘、光盘、CD-ROM、DVD、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、闪速存储器、磁卡或光卡、固态存储器装置或适用于存储电子指令的其它类型的介质/计算机可读介质。此外,实施方案也可作为包括暂时性机器可读信号(以压缩或未压缩形式)的计算机程序产品来提供。机器可读信号(无论是否使用载波来调制)的示例包括但不限于托管或运行计算机程序的计算机系统或机器可被配置来存取的信号,包括下载的信号。描述操作的顺序并不意图被解释为具有限制性,并且许多所述框可以任何顺序和/或平行组合来实施过程400。
在402处,诸如电子速度控制器(ESC)的一个或多个控制器可向第一马达102(1)和第二马达102(2)提供动力以引起驱动轴104的旋转以及螺旋桨106的旋转,如上所述。可以第一动力设定来向马达提供动力。
在404处,一个或多个控制器、反馈电路和/或其他装置可探测诸如第一马达102(1)的马达的故障。然而,在第二马达102(2)发生故障时过程类似地起作用。马达的故障可致使马达不可操作,并且可能被卡住、卡滞或以其他方式不能旋转。
在406处,一个或多个控制器可响应于操作404处的探测而增加第二马达102(2)的动力设定。所述增加可能致使第二马达以相较操作402处使用的第一动力设定来说针对给定输入的更大每分钟转数来操作。通过增加第二马达的动力设定,第二马达可继续使驱动轴以维持诸如(例如)飞行器的继续飞行的期望操作的旋转速度来旋转。在使用反馈回路来确定驱动轴的旋转速度的一些实施方案中,可省略操作406。
在408处,诸如电子速度控制器(ESC)的一个或多个控制器可以增加的动力设定向第二马达102(2)提供动力,以使得即使在第一马达102(1)不可操作(例如卡滞、不起作用等)时也引起驱动轴104的旋转以及螺旋桨106的旋转,如上所述。如上所述,单向离合器轴承或产生类似效果的本文所述的其他装置可使驱动轴能够无视第一马达的不可操作而自由旋转。
在410处,一个或多个控制器可在马达操作飞行器的螺旋桨时更新飞行计划。飞行计划的更新可包括使飞行器执行降落和/或限制或更新飞行器的性能期望/阈值(例如,限制爬升和/或限制其他动力密集的操作)。在一些实施方案中,第二马达102(2)可足够强健,以便继续飞行器的飞行而不产生任何变化或不产生有关飞行计划的任何重大变化,诸如当第二马达102(2)被配置来以小于阈值转矩的最大阈值转矩来操作时,其中驱动轴旋转达到每分钟阈值转数并达到阈值转矩。
图5A是说明性冗余飞行器推进系统500的透视图。冗余性飞行器推进系统500包括闭合式螺旋桨设备502,所述闭合式螺旋桨设备502包括通过第一端头连接器508(1)和第二端头连接器508(2)联接到第二螺旋桨506(有时本文称为底部螺旋桨)的第一螺旋桨504(有时本文称为顶部螺旋桨)。第一端头连接器508(1)可将第一螺旋桨504的第一端头510联接到第二螺旋桨506的第二端头512,以形成使第一螺旋桨504接合到第二螺旋桨506的连续结构。类似地,第二端头连接器508(2)可联接螺旋桨504、506的邻近端头。端头连接器的剖面可类似泪珠或具有最小阻力同时具有结构刚性的其他空气动力轮廓。
尽管第一螺旋桨504和第二螺旋桨5069示出为具有两个叶片,但是螺旋桨(以及本文所述的任何其他螺旋桨)可具有更多个螺旋桨叶片,诸如可使用对应端头连接器以类似方式联接在一起的三个叶片、四个叶片、五个叶片或更多个。可选择第一螺旋桨504与第二螺旋桨506之间的距离以形成来自相应螺旋桨的最佳推力。
端头连接器508(1)-508(2)的使用可减小螺旋桨504、506的端头510、512附近产生的涡流,所述涡流造成阻力并减慢螺旋桨叶片的旋转。端头连接器508(1)-508(2)也可减小由螺旋桨叶片的旋转导致的噪音。此外,端头连接器508(1)-508(2)通过创建支撑结构以抵消原本将导致螺旋桨叶片的偏转的力来减小或消除螺旋桨叶片的偏转,从而改善螺旋桨叶片负载。因为两个螺旋桨联接在一起,所以螺旋桨将以相同速度旋转,这可消除一些尝试匹配不同螺旋桨的旋转速度的实现方式中使用的控制特征。在一些实施方案中,端头连接器508(1)-508(2)可由可延展材料形成和/或包括使螺旋桨中的至少一个能够修改螺旋桨叶片的螺距的一个或多个接头。
如图5A所示,第一螺旋桨504和第二螺旋桨506可绕同一轴线112旋转,并且可在彼此平行的旋转平面中旋转。闭合式螺旋桨设备502可包括驱动轴104,所述驱动轴104可联接到闭合式螺旋桨设备502并且可能与闭合式螺旋桨设备502整体地形成。驱动轴104可为闭合式螺旋桨设备502形成除端头连接器508(1)-508(2)以外的附加支撑结构,这也提供了闭合式螺旋桨设备502的支撑结构。
驱动轴104可以可能经由单向离合器轴承110(1)-110(2)联接到马达102(1)-102(2),如关于图1A所论述。在一些实施方案中,冗余飞行器推进系统500可包括使驱动轴104旋转的单个马达,因此可能不具有如参考图1A所述的马达冗余。
图5B是图5A所示的冗余飞行器推进系统500的侧视图。第一螺旋桨504可包括第一螺距514,而第二螺旋桨506可包括第二螺距516。螺距可以是螺旋桨叶片绕垂直于与驱动轴相切的线的轴线旋转的角度。螺距越大,螺旋桨在旋转期间移动越多空气。
在一些实施方案中,第一螺距514和第二螺距516可以是固定螺距,因此未被构造用于螺旋桨叶片相对于毂(轮毂)或旋转轴线的移动。第一螺距514和第二螺距516可相等或可不相等。例如,第一螺距514可具有比第二螺距516小的角度(因此移动更少空气)。然而,在一些实现方式中,第一螺距514可大于第二螺距516。参考图11A-11C更详细论述具有不同叶片设计或轮廓的螺旋桨的使用。
在各种实施方案中,第一螺旋桨504、第二螺旋桨506或两者均可被配置用于可变螺距,诸如通过使用致动器,所述致动器通过使叶片绕垂直于与驱动轴相切的线的轴线机械地旋转而致使螺旋桨叶片相对于毂(轮毂)的螺距(角度)改变。在这类实施方案中,端头连接器508(1)-508(2)可包括可延展部分518,所述可延展部分518可达成第一螺旋桨504、第二螺旋桨506或两者的叶片的螺距的改变。可延展结构518可由橡胶、塑料和/或其他可延展物质形成,所述可延展物质在仍向相应螺旋桨提供压缩力并同时通常维持诸如弯曲半径520的设计轮廓的情况下达成一些变形。可选择弯曲半径520以最小化阻力和/或最小化闭合式螺旋桨设备502的旋转期间形成的噪音。因此,可延展结构518达成叶片的螺距的移动同时维持使第一螺旋桨504和第二螺旋桨506接合的连续结构。在各种实施方案中,可延展结构518可达成第一叶片504和第二叶片506之间的偏移的动态改变,这可基于(例如)闭合式螺旋桨设备的旋转速度来执行。可使用致动器来将螺旋桨移动到一起或分开以改变偏移量。
图6是具有单个马达602的冗余飞行器推进系统600的侧视图。如图所示,冗余飞行器推进系统600可包括在闭合式螺旋桨设备502的第一侧上部分地用来固定马达602的框架108。驱动轴104可或可不在第一螺旋桨504与第二螺旋桨506之间延伸。例如,当驱动轴104不在螺旋桨之间延伸时,端头连接器508(1)-508(2)可在马达602致使第二螺旋桨506旋转时将由马达602赋予的旋转传送到第一螺旋桨504。
图7是冗余飞行器推进系统700的侧视图。冗余飞行器推进系统700可包括位于第一螺旋桨504与第二螺旋桨506之间的第一马达102(1)和第二马达102(2)。马达位于螺旋桨之间可以达成较小的形状系数(或外壳),以便能够容纳冗余的飞行器推进系统700。在一些实施方案中,冗余飞行器推进系统700可包括可位于马达与螺旋桨之间的单向离合器轴承110(1)-110(2)。
冗余飞行器推进系统700可包括沿着旋转轴线112固定驱动轴704的轴承702。驱动轴704可包括可能在驱动轴704的可旋转外体内的固定体,所述固定体是固定的并且用于将马达固定到框架108。固定体用于向马达提供动力,同时可旋转外体可联接到螺旋桨和/或单向离合器轴承110(1)-110(2)以使其旋转。然而,驱动轴704可使用其他构造,诸如具有在旋转内体外部的固定体的构造。
图8是具有定位于共转螺旋桨之间的单个马达802的冗余飞行器推进系统800的侧视图。在一些实施方案中,单个马达可位于闭合式螺旋桨设备502外部而非螺旋桨504、506之间。在这类情况下,框架108可不包括在闭合式螺旋桨设备502的每个侧上的支撑件。
图9是具有达成螺旋桨中的至少一个的可变螺距操作的多个接头的冗余飞行器推进系统900的侧视图。在各种实施方案中,第一螺旋桨504、第二螺旋桨506或两者均可被配置用于可变螺距,诸如通过使用致动器,所述致动器通过使叶片绕垂直于与驱动轴相切的线的轴线机械地旋转而致使螺旋桨叶片相对于毂(轮毂)的螺距(角度)改变。在这类实施方案中,第一接头902可位于端头连接器508(1)上或在端头连接器508(1)与第一端头510之间。第二接头904可位于端头连接器508(2)上或在端头连接器508(2)与第二端头512之间。可使用附加接头,以使得即使在一个或多个螺旋桨叶片的螺距改变之后也能达成端头连接器508(1)-508(2)的光滑并且连续的形状。也可使用附加接头来形成如下论述的联动。在一些实施方案中,接头可形成包括许多不同可移动零件的链状联动。
接头902、904可达成第一螺旋桨504、第二螺旋桨506或两者的叶片的螺距上的改变。接头902、904可允许叶片的节距的改变,同时大体维持闭合式螺旋桨设备502的设计轮廓,诸如弯曲半径520。可选择弯曲半径520,以最小化阻力和/或最小化闭合式螺旋桨设备502的旋转期间形成的噪音。因此,接头902、904达成叶片的螺距的移动,同时维持使第一螺旋桨504和第二螺旋桨506接合的连续结构。在一些实施方案中,接头902、904可形成使第一螺旋桨504的单个致动器或多个致动器能够通过将螺距的改变从第一螺旋桨504机械地传送到第二螺旋桨来修改第二螺旋桨506的叶片的螺距的联动系统。
在一些实施方案中,接头902、904可达成端头连接器508(1)、端头连接器508(2)或两者的以引起空气断路的方式的旋转,这可起到减慢闭合式螺旋桨设备502的旋转速度的作用。在各种实施方案中,对端头连接器相对于螺旋桨504、506的角度或定向的修改也可导致闭合式螺旋桨设备502的旋转期间生成的不同量的噪音。在各种实施方案中,接头902、904可达成第一叶片504与第二叶片506之间的偏移的动态改变,这可基于(例如)闭合式螺旋桨设备的旋转速度来执行。可使用致动器来将螺旋桨移动到一起或分开以改变偏移量。
图10A-10C示出说明性闭合式螺旋桨设备1000。图10A是闭合式螺旋桨设备的透视图。如图10A中所示,闭合式螺旋桨设备1000可包括经由端头连接器1002(1)和1002(2)在端头处连接的第一螺旋桨504和第二螺旋桨506,类似于端头连接器508(1)-508(2),所述端头连接器1002(1)和1002(2)形成连续结构。
第一螺旋桨504可包括第一纵向轴线1004,而第二螺旋桨506可包括第二纵向轴线1006。如作为闭合式螺旋桨设备1000的俯视图的图10B所示,第一纵向轴线1004可包括角度偏移α1008,以使得第二螺旋桨506在闭合式螺旋桨设备1000的旋转期间尾随第一螺旋桨504。然而,在一些实施方案中,角度偏移α1008可被配置以使得第一螺旋桨504在闭合式螺旋桨设备1000的旋转期间尾随第二螺旋桨506。图10C是闭合式螺旋桨设备1000的侧视图。以另一方式陈述,角度偏移α1008是第一螺旋桨504与第二螺旋桨506在螺旋桨的旋转平面上的角度差。当角度偏移α1008大于零时,第一纵向轴线1004不平行于第二纵向轴线1006。
角度偏移α1008可致使第二螺旋桨506移动彻底的层流或“更干净的”空气,与不使用角度偏移时(例如,α=0)发生的情况相比。角度偏移α1008可以是达90度的任一角度,然而,超过45度的角度可能是不切实际的,这归因于形成跨越这类距离的端头连接器1002(1)-1002(2)的长版本中的约束以及这类设计涉及的额外重量和复杂性。可选择角度偏移α1008以形成来自相应螺旋桨的最佳推力。角度偏移的使用也可与本文论述的其他特征中的任何一个结合,包括可变螺距或不同螺旋桨叶片轮廓(或设计)的使用,这在下文立即论述。
图11A-11C示出说明性闭合式螺旋桨设备1100。闭合式螺旋桨设备1100包括不同的螺旋桨叶片轮廓。图11A是闭合式螺旋桨设备1100的透视图。如图11A中所示,闭合式螺旋桨设备1100可包括经由端头连接器1102(1)和1102(2)在端头处连接的第一螺旋桨504和第二螺旋桨506,类似于端头连接器508(1)-508(2),所述端头连接器1102(1)和1102(2)形成连续结构。
第一螺旋桨504可包括第一叶片轮廓(或设计)1104,而第二螺旋桨506可包括第二叶片轮廓(或设计)1106。叶片设计可致使螺旋桨以不同方式移动空气,这在适当调节时可增加由闭合式螺旋桨设备1100生成的推力。
图11B是闭合式螺旋桨设备1100的俯视图,而图11C是闭合式螺旋桨设备1100的侧视图。可选择第一螺旋桨504和第二螺旋桨506的叶片设计以形成来自相应螺旋桨的最佳推力。在一些实施方案中,叶片轮廓可包括叶片的螺距、叶片的长度、叶片的倾斜部分的长度、叶片的前缘和/或后缘的半径和/或螺旋桨叶片的其他设计系数。
图12是说明性无人飞行器(UAV)1200的框图。可使用UAV 1200来实施上文论述的各种系统、装置和技术。在所示实现方式中,UAV 1200包括一个或多个处理器1202,所述处理器1202经由输入/输出(I/O)接口1210联接到非暂时性计算机可读介质1220。UAV 1200也可包括螺旋桨马达控制器1204、电源供应模块1206和/或导航系统1208。UAV 1200还包括库存(inventory)啮合机构控制器1212、网络接口1216以及一个或多个输入/输出装置1218。
在各种实现方式中,可使用包括一个处理器1202的单处理器系统或包括若干处理器1202(例如两个、四个、八个或另一合适数目)的多处理器系统来实施UAV 1200。处理器1202可以是能够执行指令的任何合适的处理器。例如,在各种实现方式中,处理器1202可以是实施各种指令集架构(ISA)中任何一种架构的通用或嵌入式处理器,所述架构诸如x86、PowerPC、SPARC、或MIPS ISA或任何其他合适的ISA。在多处理器系统中,每个处理器1202可通常但不必要实施相同的ISA。
非暂时性计算机可读介质1220可被配置来存储可执行的指令、数据、飞行路径和/或处理器1202可存取的数据项。在各种实现方式中,非暂时性计算机可读存储介质1220可使用任何合适的存储器技术来实现,所述存储器技术诸如静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM)、非易失性/快闪型存储器或任何其他类型的存储器。在所示实现方式中,实施诸如上文所述功能的所需功能的程序指令和数据被示出为分别作为程序指令1222、数据存储1224和飞行路径数据1226存储在非暂时性计算机可读存储器内。在其他实现方式中,程序指令、数据和/或飞行路径可被接收、发送或存储在不同类型的计算机可存取介质上,诸如非暂时性介质或与非暂时性计算机可读存储介质1220或UAV 1200分开的类似介质上。一般来说,非暂时性计算机可读存储器可包括经由I/O接口1210联接到UAV 1200的存储介质或存储器介质,诸如快闪存储器(例如,固态存储器)、磁性或光学介质(例如,盘)。经由非暂时性计算机可读介质存储的程序指令和数据可通过诸如电信号、电磁信号或数字信号的传输介质或信号来传输,所述传输介质或信号可经由诸如网络和/或无线链路的通信介质来传送,诸如可通过网络接口1216来实施。
在一种实现方式中,I/O接口1210可被配置来协调处理器1202、非暂时性计算机可读介质1220与任何外围装置(网络接口或其他外围接口,诸如输入/输出装置1218)之间的I/O通信量。在一些实现方式中,I/O接口1210可执行任何必需协议、计时或其他数据转换以将来自一个部件(例如,非暂时性计算机可读介质1220)的数据信号转化成适合于由另一部件(例如,处理器1202)使用的格式。在一些实现方式中,I/O接口1210可包括对通过各种类型的外围总线附接的装置的支持,所述总线诸如(例如)外围部件互连(PCI)总线标准或通用串行总线(USB)标准的变型。在一些实现方式中,I/O接口1210的功能可划分成两个或更多个单独组件,诸如(例如)北桥和南桥。此外,在一些实现方式中,诸如非暂时性计算机可读介质1220的接口的I/O接口1210的功能中的一些或全部可直接并入到处理器1202中。
螺旋桨马达控制器1204与导航系统1208通信并且调整每个螺旋桨马达的动力以沿着确定的飞行路径引导UAV。电源供应模块1206可控制与UAV的一个或多个电源模块(例如,电池)相关联的充电和任何开关功能。
导航系统1208可包括GPS或可用于将UAV导向和/或导离某个位置的其他类似系统。库存啮合机构控制器1212与用于啮合和/或脱离库存的致动器或马达(例如,伺服马达)通信。例如,当UAV定位在递送位置处的水平面上方时,库存啮合机构控制器1212可向马达提供控制库存啮合机构释放库存的指令。
网络接口1216可被配置来允许数据在UAV 1200与诸如其他计算机系统的附接到网络的其他装置之间、和/或与其他UAV的UAV控制系统进行交换。例如,网络接口1216可达成众多UAV之间的无线通信。在各种实现方式中,网络接口1216可支持经由诸如Wi-Fi网络的无线通用数据网络进行通信。例如,网络接口1216可支持经由诸如蜂窝通信网络、卫星网络等的电信网络进行通信。
在一些实现方式中,输入/输出装置1218可包括图像捕获装置、红外传感器、飞行时间传感器、加速度计、灯、扬声器以及航空中常用的其他输入/输出装置。多个输入/输出装置1218可存在并且由UAV 1200控制。可利用这些传感器中的一个或多个来协助着陆以及在飞行期间避开障碍物。
在各种实现方式中,在本文中被示出为包括在一个或多个数据存储中的参数值和其他数据可与未描述的其他信息组合,或可以不同的方式划分成更多、更少或不同的数据结构。在一些实现方式中,数据存储可物理地位于一个存储器中,或可分布在两个或更多个存储器之中。
本领域技术人员将了解,UAV 1200仅仅是说明性的并且并不意图限制本发明的范围。特定而言,计算系统和装置可包括可执行指定功能的硬件或软件的任何组合,包括计算机、网络装置、互联网设备、PDA、无线电话、寻呼机等。UAV 1200也可连接到未示出的其他装置,或实际上可作为独立系统操作。另外,在一些实现方式中,所示部件所提供的功能性可组合在较少部件中或分布于附加部件中。类似地,在一些实现方式中,可不提供一些所示部件的功能性,和/或可获得其他另外功能性。
本领域的技术人员还应了解,虽然各种项目被示出为在使用时存储在存储器中或存储装置中,但是为了存储器管理和数据完整性的目的,这些项目或它们的部分可在存储器与其他存储装置之间传送。可替代地,在其他实现方式中,软件部件中的一些或全部可在另一装置上的存储器中执行,并且与所示UAV 1200通信。系统部件或数据结构中的一些或全部还可存储(例如,作为指令或结构化数据)在将由适当的驱动器读取的非暂时性计算机可存取介质或便携式制品上,它们的各种示例已在上文描述。在一些实现方式中,存储在与UAV 1200分开的计算机可存取介质上的指令可经由诸如电信号、电磁信号或数字信号的传输介质或信号来传输到UAV控制系统1200,所述传输介质或信号经由诸如无线链路的通信介质来传送。各种实现方式还可包括根据以上描述在计算机可存取介质上实施的接收、发送或存储指令和/或数据。因此,本文所述的技术可用其他UAV控制系统配置来实践。
本文所公开的实施方案可包括推进装置,所述推进装置包括以下各项中一个或多个:驱动轴;顶部螺旋桨,其联接到所述驱动轴,所述顶部螺旋桨包括位于所述顶部螺旋桨的相对端处的顶部第一端头和顶部第二端头;底部螺旋桨,其联接到所述驱动轴,所述底部螺旋桨包括位于所述底部螺旋桨的相对端处的底部第一端头和底部第二端头;第一端头连接器,其在所述顶部第一端头与所述底部第一端头之间延伸,第二端头连接器,其在所述顶部第二端头与所述底部第二端头之间延伸;以及马达,其联接到所述驱动轴以使所述驱动轴、所述顶部螺旋桨和所述底部螺旋桨旋转。任选地,所述第一端头连接器和/或所述第二端头连接器可形成使所述顶部螺旋桨与所述底部螺旋桨接合的连续结构。
任选地,所述顶部螺旋桨或所述底部螺旋桨中的至少一个可被配置来改变叶片的螺距。任选地,所述第一端头连接器和/或所述第二端头连接器可包括达成叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构使所述顶部螺旋桨与所述底部螺旋桨接合的可延展部分中的一个或多个,和/或达成叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构使所述顶部螺旋桨与底部螺旋桨接合的一个或多个接头。任选地,所述顶部螺旋桨可包括顶部纵向轴线,而所述底部螺旋桨可包括不平行于所述顶部总行轴线的底部纵向轴线。任选地,所述顶部螺旋桨可包括不同于所述底部螺旋桨的底部叶片轮廓的顶部叶片轮廓。任选地,所述马达可以是第一马达,并且还可包括联接到所述驱动轴的第二马达,其中,所述第一马达可定位成接近所述顶部螺旋桨,而所述第二马达可定位成接近所述底部螺旋桨。
本文中所公开实施方案可包括一种设备,其包括以下各项中的一个或多个:第一螺旋桨,其包括位于所述第一螺旋桨的相对端的第一端头和第二端头,所述第一螺旋桨与第一旋转平面关联;第二螺旋桨,其包括位于所述第二螺旋桨的相对端处的第三端头和第四端头,所述第二螺旋桨与平行于所述第一旋转平面的第二旋转平面关联;第一端头连接器,其在所述第一端头与所述第三端头之间延伸;和/或第二端头连接器,其在所述第二端头与所述第四端头之间延伸,所述第一端头连接器与所述第二端头连接器形成使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合的连续结构。
任选地,所述设备也可包括在所述第一及第二螺旋桨的旋转轴线处将所述第一螺旋桨联接到所述第二螺旋桨的驱动轴。任选地,所述驱动轴可包括从所述第一螺旋桨的第一侧向外延伸的第一部分和/或从与所述第一螺旋桨的所述第一侧相对的所述第二螺旋桨的第二侧向外延伸的第二部分。任选地,所述设备还可包括联接到所述驱动轴的所述第一部分的第一马达和/或联接到所述驱动轴的所述第二部分的第二马达。任选地,所述设备还可包括第一单向离合器轴承,其联接于所述第一马达与所述驱动轴之间,其中,所述第一单向离合器轴承在所述第一马达不可操作时可使所述第二马达旋转所述驱动轴。任选地,所述设备还可包括第二单向离合器轴承,其联接于所述第二马达与所述驱动轴之间,其中,所述第二单向离合器轴承在所述第二马达不可操作时可使所述第一马达旋转所述驱动轴。
任选地,所述设备还可包括以下各项中的一个或多个:驱动轴,其将所述第一螺旋桨联接到所述第二螺旋桨;第一框架构件;第一马达,其联接到所述驱动轴和所述第一框架构件以致使所述驱动轴相对于所述第一框架构件旋转;和/或第二框架构件。任选地,第二马达可联接到所述驱动轴和所述第二框架构件以致使所述驱动轴相对于所述第二框架构件旋转。任选地,所述第一马达和所述第二马达中的至少一个可位于所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨之间。任选地,所述第一螺旋桨可被配置来改变叶片的螺距。任选地,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器可由可延展材料形成,所述可延展材料被配置来允许叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合。任选地,所述第一螺旋桨可被配置来改变叶片的螺距。任选地,所述第一端头连接器和/或所述第二端头连接器可包括一个或多个接头,所述接头被配置来允许叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合。任选地,所述第一螺旋桨可包括不同于所述第二螺旋桨的第二叶片轮廓的第一叶片轮廓。任选地,所述第一螺旋桨可包括在所述第一螺旋桨的所述第一旋转平面上的与所述第二螺旋桨的角度偏移,所述角度偏移致使所述第一螺旋桨在旋转期间尾随所述第二螺旋桨。
本文中所公开实施方案可包括无人飞行器(UAV),其包括以下各项中的一个或多个:框架;电源,其联接到所述框架;和/或至少一个推进单元,其联接到所述框架并且连接到所述电源。任选地,所述至少一个推进单元还可包括以下各项中的一个或多个:第一螺旋桨,其包括位于所述第一螺旋桨的相对端处的第一端头和第二端头,所述第一螺旋桨可与第一旋转平面关联;第二螺旋桨,其包括位于所述第二螺旋桨的相对端处的第三端头和第四端头,所述第二螺旋桨可与第二旋转平面关联;第一端头连接器,其可在所述第一端头与所述第三端头之间延伸;第二端头连接器,其可在所述第二端头与所述第四端头之间延伸,所述第一端头连接器与所述第二端头连接器可形成使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合的连续结构;驱动轴,其可将所述第一螺旋桨联接到所述第二螺旋桨;和/或马达总成,其联接到所述框架和所述驱动轴,所述马达可由所述电源提供动力并且被配置来旋转所述驱动轴。
任选地,所述马达总成可包括第一马达和第二马达。任选地,所述驱动轴可包括从所述第一螺旋桨的第一侧向外延伸的第一部分和从与所述第一螺旋桨的第一侧相对的所述第二螺旋桨的第二侧向外延伸的第二部分。任选地,所述第一马达可联接到所述驱动轴的所述第一部分。任选地,所述第二马达可联接到所述驱动轴的所述第二部分。任选地,所述第一螺旋桨可被配置来改变叶片的螺距,并且其中,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器可由可延展材料形成,所述可延展材料被配置来允许叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合。任选地,所述第一螺旋桨可包括不同于所述第二螺旋桨的叶片的第二螺距的第一螺距的叶片。任选地,所述第一螺旋桨包括在所述第一螺旋桨的所述旋转平面上的与所述第二螺旋桨的角度偏移。任选地,所述第一螺旋桨可包括不同于所述第二螺旋桨的第二叶片轮廓的第一叶片轮廓。
尽管已用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了主题,但是应理解,所附权利要求书中限定的主题不必限于所述特定特征或动作。相反,公开了特定特征和动作作为实现权利要求书的说明性形式。
Claims (13)
1.一种螺旋桨设备,其包括:
第一螺旋桨,其包括至少一个叶片,还包括位于所述第一螺旋桨的相对端处的第一端头和第二端头,所述第一螺旋桨与第一旋转平面关联;
第二螺旋桨,其包括至少一个叶片,还包括位于所述第二螺旋桨的相对端处的第三端头和第四端头,所述第二螺旋桨与平行于所述第一旋转平面的第二旋转平面关联,其中,所述第一螺旋桨被配置为改变所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的一个或多个螺距;
第一端头连接器,其在所述第一端头与所述第三端头之间延伸;以及
第二端头连接器,其在所述第二端头与所述第四端头之间延伸,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器形成使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合的连续结构,
其中,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器由可延展材料形成,所述可延展材料被配置来允许所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构,使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合。
2.如权利要求1所述的螺旋桨设备,其还包括在所述第一及第二螺旋桨的旋转轴线处将所述第一螺旋桨联接到所述第二螺旋桨的驱动轴。
3.如权利要求2所述的螺旋桨设备,其中,所述驱动轴包括从所述第一螺旋桨的第一侧向外延伸的第一部分和从与所述第一螺旋桨的第一侧相对的所述第二螺旋桨的第二侧向外延伸的第二部分,并且还包括:
第一马达,其联接到所述驱动轴的所述第一部分;以及
第二马达,其联接到所述驱动轴的所述第二部分。
4.如权利要求3所述的螺旋桨设备,其还包括:
第一单向离合器轴承,其联接于所述第一马达与所述驱动轴之间,其中,所述第一单向离合器轴承在所述第一马达不可操作时使所述第二马达旋转所述驱动轴;以及
第二单向离合器轴承,其联接于所述第二马达与所述驱动轴之间,其中,所述第二单向离合器轴承在所述第二马达不可操作时使所述第一马达旋转所述驱动轴。
5.如权利要求1、2、3或4中任一项所述的螺旋桨设备,其还包括:
驱动轴,其将所述第一螺旋桨联接到所述第二螺旋桨;
第一框架构件;
第一马达,其联接到所述驱动轴和所述第一框架构件以致使所述驱动轴相对于所述第一框架构件的转;以及
第二框架构件;以及
第二马达,其联接到所述驱动轴和所述第二框架构件以致使所述驱动轴相对于所述第二框架构件的转,
其中,所述第一马达和所述第二马达中的至少一个位于所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨之间。
6.如权利要求1、2、3或4中任一项中所述的螺旋桨设备,其中,所述第一螺旋桨被配置来改变叶片的所述螺距,并且其中,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器包括一个或多个接头,所述接头达成叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合。
7.如权利要求1、2、3或4中任一项中所述的设备,其中,所述第一螺旋桨包括不同于所述第二螺旋桨的第二叶片轮廓的第一叶片轮廓。
8.如权利要求1、2、3或4中任一项中所述的螺旋桨设备,其中,所述第一螺旋桨包括在所述第一螺旋桨的所述第一旋转平面上的与所述第二螺旋桨的角度偏移,所述角度偏移致使所述第一螺旋桨在旋转期间尾随所述第二螺旋桨。
9.一种无人飞行器,其包括:
框架;
电源,其联接到所述框架;以及
至少一个推进单元,其联接到所述框架并且连接到所述电源,其中至少一个推进单元包括:
第一螺旋桨,其包括至少一个叶片,还包括位于所述第一螺旋桨的相对端处的第一端头和第二端头,所述第一螺旋桨与第一旋转平面关联;
第二螺旋桨,其包括至少一个叶片,还包括位于所述第二螺旋桨的相对端处的第三端头和第四端头,所述第二螺旋桨与平行于所述第一旋转平面的第二旋转平面关联,其中,所述第一螺旋桨被配置为改变所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的一个或多个螺距;
第一端头连接器,其在所述第一端头与所述第三端头之间延伸;
第二端头连接器,其在所述第二端头与所述第四端头之间延伸,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器形成使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合的连续结构;
驱动轴,其将所述第一螺旋桨联接到所述第二螺旋桨;以及
马达总成,其联接到所述框架和所述驱动轴,所述马达由所述电源提供动力并且被配置来使所述驱动轴旋转,
其中,所述第一端头连接器和所述第二端头连接器由可延展材料形成,所述可延展材料被配置来允许所述第一螺旋桨的所述至少一个叶片和所述第二螺旋桨的所述至少一个叶片的螺距的移动同时维持所述连续结构,使所述第一螺旋桨与所述第二螺旋桨接合。
10.如权利要求9所述的无人飞行器,其中:
所述马达总成包括第一马达和第二马达,
所述驱动轴包括从所述第一螺旋桨的第一侧向外延伸的第一部分和从与所述第一螺旋桨的第一侧相对的所述第二螺旋桨的第二侧向外延伸的第二部分,以及
所述第一马达联接到所述驱动轴的所述第一部分;以及
所述第二马达联接到所述驱动轴的所述第二部分。
11.如权利要求9或10中任一项中所述的无人飞行器,其中,所述第一螺旋桨包括不同于所述第二螺旋桨的叶片的第二螺距的第一螺距。
12.如权利要求9或10中任一项中所述的无人飞行器,其中,所述第一螺旋桨包括在所述第一螺旋桨的所述第一旋转平面上的与所述第二螺旋桨的角度偏移。
13.如权利要求9或10中任一项中所述的无人飞行器,其中,所述第一螺旋桨包括不同于所述第二螺旋桨的第二叶片轮廓的第一叶片轮廓。
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