CN109533305A - 用于固定翼垂直起降飞行器的可折叠旋翼组件 - Google Patents

用于固定翼垂直起降飞行器的可折叠旋翼组件 Download PDF

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Abstract

本申请公开了用于固定翼VTOL飞行器的旋翼组件。该旋翼组件配置为为固定翼VTOL飞行器提供垂直飞行。在一个实施例中，旋翼组件包括轮毂组件，安装到轮毂组件的第一旋翼叶片，以及安装到轮毂组件的第二旋翼叶片。当轮毂组件停止以便翼载飞行时，轮毂组件使第二旋翼叶片关于轮毂组件的旋转轴线相对于第一旋翼叶片定向，其中第一旋翼叶片和第二旋翼叶片竖直堆放。

Description

用于固定翼垂直起降飞行器的可折叠旋翼组件
技术领域
本公开涉及用于垂直起降(VTOL)飞行器的旋翼的领域。
背景技术
一种能够垂直起飞、盘旋和降落的飞行器被称为VTOL飞行器。VTOL飞行器具有一个或更多个制造垂直升力的旋翼。一些VTOL飞行器还具有固定翼，当飞行器通过螺旋桨、喷气发动机等等被向前推进时该固定翼产生升力。当这些固定翼飞行器从垂直飞行转向水平飞行或翼载飞行时，一个或多个盘旋旋翼关闭。一个问题是，当盘旋旋翼停止时，其可能制造阻力，并且阻碍翼载飞行。
发明内容
在此描述的实施例为固定翼垂直起降飞行器提供了改进的旋翼组件，其中当旋翼组件停止时，旋翼组件的叶片折叠。由于旋翼组件的结构，叶片能够关于彼此竖直堆放。因为叶片能够以这种方式堆放，当VTOL飞行器参与到翼载飞行中时，旋翼组件的宽度减少并且产生更小的阻力。
一个实施例包括轮毂组件，该轮毂组件包括分别连接到轮毂组件并沿不同的水平面竖直堆放的第一旋翼叶片和第二旋翼叶片。
在另一个实施例中，轮毂组件进一步包括内轮毂和外轮毂。内轮毂包括刚性安装在马达的输出轴上的第一主体构件，以及附连到第一旋翼叶片的第一叶片柄。外轮毂包括经由角接触轴承安装到内轮毂上以允许外轮毂关于内轮毂旋转的第二主体构件，以及附连到第二旋翼叶片的第二叶片柄。
另一个实施例包括固定翼VTOL飞行器，该固定翼VTOL飞行器包括配置为提供垂直飞行的旋翼组件。旋翼组件包括轮毂组件，附着到轮毂组件的第一旋翼叶片，以及附着到轮毂组件的第二旋翼叶片。轮毂组件使第二旋翼叶片关于轮毂组件的旋转的轴线相对于第一旋翼叶片定向，当轮毂组件停止以用于翼载飞行时，第一旋翼叶片以及第二旋翼叶片竖直堆放。
在另一个实施例中，当轮毂组件旋转用于垂直飞行时，轮毂组件使第二旋翼叶片关于旋转的轴线相对于第一旋翼叶片定向在第一方位角位置处。
在另一个实施例中，轮毂组件使第二旋翼叶片定向在第一方位角位置处，该第一方位角位置关于旋转的轴线与第一旋翼叶片在直径上对置。
在另一个实施例中，旋翼组件进一步包括附着到轮毂组件的第三旋翼叶片。当轮毂组件旋转用于垂直飞行时，轮毂组件使第三旋翼叶片关于旋转的轴线相对于第一旋翼叶片定向在第二方位角位置处。第一旋翼叶片、在第一方位角位置的第二旋翼叶片以及在第二方位角位置的第三旋翼叶片是围绕旋转的轴线匀称的。轮毂组件使第三旋翼叶片关于旋转的轴线相对于第一旋翼叶片定向，当轮毂组件停止以翼载飞行时，第一旋翼叶片、第二旋翼叶片以及第三旋翼叶片竖直堆放。
在另一个实施例中，轮毂组件包括内轮毂和外轮毂。内轮毂包括刚性安装在马达的输出轴上的第一主体构件，以及附连到第一旋翼叶片的第一叶片柄。外轮毂包括经由角接触轴承安装在内轮毂上以允许外轮毂相对于内轮毂旋转的第二主体构件，以及附连到第二旋翼叶片的第二叶片柄。
在另一个实施例中，内轮毂的第一主体构件具有圆柱形外表面，并且角接触轴承安装在圆柱形外表面上。外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承上。
在另一个实施例中，内轮毂的第一主体构件具有圆柱形孔，该圆柱形孔滑到在马达上方的输出轴上。角接触轴承的内圈安装在第一主体构件的圆柱形外表面上第一叶片柄的上方。外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承的外圈上，以使第二旋翼叶片定位在与第一旋翼叶片不同的平面上。
在另一个实施例中，内轮毂的第一主体构件具有圆柱形孔，以使内轮毂包围马达。角接触轴承的内圈安装在第一主体构件的圆柱形外表面上第一叶片柄上方并围绕包围马达的一部分内轮毂。外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承的外圈上，以使第二旋翼叶片定位在与第一旋翼叶片不同的平面上。
在另一个实施例中，内轮毂的第一主体构件具有圆柱形孔，该圆柱形孔滑到在马达上方的输出轴上。内轮毂的第一叶片柄包括第一臂和第二臂，该第一臂和该第二臂从第一主体构件延伸并由间隙间隔。角接触轴承的内圈安装在在第一臂和第二臂之间的间隙中的第一主体构件的圆柱形外表面上。外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承的外圈上，以使第二旋翼叶片与第一旋翼叶片共面定位。外轮毂的第二叶片柄枢转连接到第二旋翼叶片以允许第二旋翼叶片相对于外轮毂枢转以与第一旋翼叶片竖直堆放。
在另一个示例中，内轮毂的第一主体构件具有圆柱形孔，该圆柱形孔滑到在马达上方的输出轴上。内轮毂的第一叶片柄包括第一臂和第二臂，该第一臂和该第二臂从第一主体构件延伸并由间隙间隔。角接触轴承的内圈安装在第一臂和第二臂之间的间隙中的第一主体构件的圆柱形外表面上。外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承的外圈上。内圈具有倾斜槽，当外轮毂旋转时倾斜槽提供外圈相对于内圈的轴向平移，以使当第二旋翼叶片和第一旋翼叶片关于旋转的轴线在直径上对置时，使第二旋翼叶片和第一旋翼叶片共面定位，并且当第二旋翼叶片和第一旋翼叶片竖直堆放时，使第二旋翼叶片定位在与第一旋翼叶片不同的平面上。
在另一个实施例中，旋翼组件进一步包括第一回转联结器，以便当内轮毂旋转时将外轮毂耦接到内轮毂以使得第二旋翼叶片与第一旋翼叶片关于旋转的轴线在直径上对置。
在另一个实施例中，旋翼组件进一步包括第二回转联结器，以便当内轮毂旋转时将外轮毂耦接到内轮毂以使得第二旋翼叶片与第一旋翼叶片竖直堆放。
在另一个实施例中，第一回转联结器包括第一突片，该第一突片从外轮毂突出以与从内轮毂突出的第二突片接合，以便当内轮毂旋转时使外轮毂耦接到内轮毂以使得第二旋翼叶片与第一旋翼叶片关于旋转的轴线在直径上对置。第二回转联结器包括第三突片，该第三突片从外轮毂突出以与从内轮毂突出的第二突片接合，以便当内轮毂旋转时使外轮毂耦接到内轮毂，以使得第二旋翼叶片与第一旋翼叶片竖直堆放。外轮毂能够在第一回转联结器和第二回转联结器之间相对于内轮毂旋转180°。
在另一个实施例中，所述轮毂组件进一步包括连接在内轮毂和外轮毂之间的扭转弹簧。
另一个实施例包括固定翼VTOL飞行器，其包括旋翼组件，该旋翼组件配置为提供垂直飞行。旋翼组件包括轮毂组件，该轮毂组件包括被刚性安装在马达的输出轴上并且固定第一旋翼叶片的内轮毂。轮毂组件包括外轮毂，该外轮毂经由角接触轴承安装在内轮毂上以允许外轮毂相对于内轮毂旋转，并且该外轮毂固定第二旋翼叶片。轮毂组件包括第一回转联结器，该第一回转联结器使外轮毂耦接到内轮毂，使得当旋翼组件展开用于垂直飞行时，第二旋翼叶片关于轮毂组件旋转的轴线相对于第一旋翼叶片成一角度。外轮毂相对于内轮毂旋转，使得当旋翼组件折叠用于翼载飞行时，第一旋翼叶片和第二旋翼叶片竖直堆放。
在另一个实施例中，轮毂组件进一步包括第二回转联结器，该第二回转联结器使外轮毂耦接到内轮毂，使得当旋翼组件折叠时，第一旋翼叶片和第二旋翼叶片竖直堆放。
在另一个实施例中，当旋翼组件展开时，角度是180°。
在另一个实施例中，当旋翼组件展开时，第二旋翼叶片在与第一旋翼叶片不同的平面上，并且当旋翼组件折叠时，第二旋翼叶片在在与第一旋翼叶片不同的平面上。
在另一个实施例中，当旋翼组件展开时，第二旋翼叶片与第一旋翼叶片共面，并且当旋翼组件折叠时，第二旋翼叶片在在与第一旋翼叶片不同的平面上。
在另一个实施例中，当旋翼组件展开时，第二旋翼叶片与第一旋翼叶片共面，并且当旋翼组件折叠时，第二旋翼叶片与第一旋翼叶片共面，并且第二旋翼叶片枢转连接到外轮毂以允许第一旋翼叶片和第二旋翼叶片竖直堆放。
在另一个实施例中，轮毂组件进一步包括连接在内轮毂和外轮毂之间的扭转弹簧。
另一个实施例包括用于固定翼VTOL飞行器的旋翼组件。旋翼组件包括轮毂组件，该轮毂组件包括固定第一旋翼叶片的内轮毂以及固定第二旋翼叶片的外轮毂。内轮毂刚性安装在马达的输出轴上。外轮毂经由角接触轴承安装在内轮毂上。外轮毂在角接触轴承上相对于内轮毂在第一定向和第二定向之间旋转，其中在第一定向下当轮毂组件旋转时第一旋翼叶片与第二旋翼叶片关于轮毂组件的旋转的轴线在直径上对置，以及在第二定向下当轮毂组件停止时第一旋翼叶片与第二旋翼叶片竖直堆放处。
所讨论的特性、功能和优点可以在各个实施例中独立实现，也可以在其他实施例中组合，其进一步的细节可以参考下面的描述和图。
附图说明
现在本发明的一些实施例通过仅仅是示例的方式参考附图被描述。相同的参考编号表示所有图纸上的相同元件或相同类型的元件。
图1-图2是在示例示例的实施例中的固定翼VTOL飞行器的等轴侧视图。
图3是在展开配置中的常见旋翼组件的顶视图。
图4是在折叠配置中的常见旋翼组件的顶视图。
图5是在折叠配置中的常见旋翼组件的侧视图。
图6是在示例示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件的顶视图。
图7是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的顶视图。
图8是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的侧视图。
图9是在示例示例实施例中的轮毂组件的示意图示意图。
图10-图11是在示例示例实施例中的轮毂组件的横截面的示意示意图。
图12是在示例示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件的等轴侧视图。
图13是在示例示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件的侧视图。
图14是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的等轴侧视图。
图15是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的侧视图。
图16是在示例示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件的等轴侧视图。
图17是在示例示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件的侧视图。
图18是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的等轴侧视图。
图19是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的侧视图。
图20是在示例示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件的等轴侧视图。
图21是在示例示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件的侧视图。
图22是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的等轴侧视图。
图23是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的侧视图。
图24是在示例示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件的等轴侧视图。
图25是在示例示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件的侧视图。
图26是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的等轴侧视图。
图27是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的侧视图。
图28是在示例示例实施例中的带有三个旋翼叶片的旋翼组件的等顶图。
图29是在示例示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件的侧视图。
图30是在另一个示例示例实施例中的轮毂组件的示意示意图。
具体实施方式
图和下面的说明书阐明特定的示例示例实施例。应认识到，本领域普通技术人员将能够设计出各种安排，这些安排虽未在此被明确描述或表示，但体现了在此所述的原则，并被包括在遵循本说明书的权利要求的预期范围内。此外，本文所描述的任何示例都旨在帮助理解本公开的原则，并被解释为不是限制。作为结果，本公开不限于下面描述的具体实施例或示例，而是由权利要求书及其对等物限制的。
图1-图2是在示例示例的实施例中的固定翼VTOL飞行器100的等轴侧视图。飞行器100可以是由一个或更多个驾驶员飞行的有人驾驶飞行器，或可以是无人驾驶飞行器(例如，无人机)。飞行器100的结构仅仅作为示例被提供，并且在此描述的概念适用于任何固定翼VTOL飞行器。在这个示例中，飞行器100包括机身102，并且机翼104-105从机身102的相对的侧面延伸以限定用于水平或翼载飞行的支撑平面。飞行器100还包括推进器108，该推进器108提供用于翼载飞行的推力，尽管其它类型的发动机可以被用于产生推力。
为提供垂直飞行(也就是，起飞、盘旋和降落)，飞行器100包括一个或更多个旋翼组件110。在图1-图2中被示出的旋翼组件110的数量和方位仅用于示例，并且可以根据需要改变。旋翼组件110能够在展开配置和折叠或装载配置之间切换。在图1中，旋翼组件110的旋翼叶片是展开的。由于旋翼组件110经由马达旋转，旋翼组件110提供垂直的升力以使飞行器100能够起飞、盘旋和降落。在图2中，当飞行器100从垂直飞行转换到翼载飞行时，旋翼组件110的旋翼叶片能够折叠以减少阻力。在本文描述的实施例中，因为当折叠时旋翼叶片堆放在彼此的顶部上，旋翼组件110被增强。由于旋翼叶片堆放，旋翼组件110的宽度小于常见的旋翼组件，这有利地减少在翼载飞行中来自旋翼组件110的阻力。
为阐明在此描述的实施例的技术优势，图3-图5表示常见的可折叠旋翼组件300。图3是旋翼组件300的顶视图。旋翼组件300包括轮毂302以及旋翼叶片304-305。旋翼叶片304-305在相对的侧面上枢轴连接到轮毂302以使当展开时它们沿相反方向从轮毂302的旋转的轴线径向突出。尽管在图3中不明显，旋翼叶片304-305是共平面的。图4是在折叠配置中的旋翼组件300的顶视图。当旋翼组件300停止时，旋翼叶片304-305能够向后折叠并与飞行器的向前行进方向(由箭头420指出)相反。图5是在折叠配置中的旋翼组件300的侧视图。图5中的视图来自图4中的视图箭头5-5。当折叠时，旋翼叶片305在这个侧视图中是可见的。由于旋翼叶片304-305是共面的，旋翼叶片304隐藏在页面内的旋翼叶片305后并且不可见。如图4-图5中所示，尽管旋翼组件300是可折叠的，当折叠时，旋翼组件300的宽度(图4中的W1)可以产生对于翼载飞行不期望的数量的阻力。
图6-图8阐明用于飞行器100或另一个飞行器的旋翼组件110，旋翼组件110在示例的实施例中是可折叠的。图6-图8中的旋翼组件110的图解是为了说明与常见的旋翼组件相比旋翼组件110是如何能够折叠的。图6是在示例的实施例中的旋翼组件110的顶视图。旋翼组件110包括轮毂组件602以及旋翼叶片604-605。当展开时，轮毂组件606使旋翼叶片定向，以使旋翼叶片沿相反的方向从轮毂组件602的旋转的轴线径向突出。如下文以进一步的细节描述的，当旋翼叶片604-605展开时，旋翼叶片604-605的主要表面可以共平面或可以在不同的平面上。图7是在示例的实施例中的在折叠配置中的旋翼组件110的顶视图。当旋翼组件110停止用于翼载飞行时，轮毂组件602使旋翼叶片604关于轮毂组件602的旋转的轴线相对于旋翼叶片605定向，以使旋翼叶片604-605竖直堆放。这样，旋翼叶片604-605能够向后折叠并且与飞行器的向前行进方向(由箭头720指出)相反。旋翼叶片604-605两者沿相同的方向从轮毂组件602的旋转的轴线径向延伸，并沿着相同的径向方向从轮毂组件602竖直堆放。竖直堆放意味着旋翼叶片604-605坐落在不同的水平面(由旋翼叶片604-605的主要表面限定)上，并且至少一部分的旋翼叶片604沿竖直面重叠旋翼叶片605，该竖直面横向于旋翼叶片的水平面。图8是在示例的实施例中在折叠配置中的旋翼组件110的侧视图。图8中的视图来自图7中的视图箭头8-8。当折叠时，旋翼叶片604被竖直地堆放在旋翼叶片605的顶部。旋翼叶片604在第一水平面810上，并且旋翼叶片605在第二水平面811上，第二水平面811通过距离D1与水平面810间隔。由于旋翼叶片604-605以这种方式堆放，旋翼组件110的宽度(图7中的W2)小于常见的旋翼组件，以便减少翼载飞行的阻力。
图9是在示例的实施例中的轮毂组件602的示意图。轮毂组件602安装在输出轴902上，输出轴902由马达(未示出)驱动以旋转。轮毂组件602是多件式单元，轮毂组件602包括内轮毂920、外轮毂930以及一个或更多个角接触轴承940。图9中所示的结构用于两个旋翼组件，但是如果实施多于两个旋翼，可以使用更多轮毂。内轮毂920包括主体构件922以及集成到主体构件922或连接到主体构件922的叶片柄924。内轮毂920的主体构件具有滑到输出轴902上的圆柱形孔927，并且主体构件922刚性附着到输出轴902。内轮毂920的至少一部分具有圆柱形外表面928，以提供安装一个或多个角接触轴承940的表面。叶片柄924配置为附连或固定到旋翼叶片的末端。叶片柄924包括从主体构件922延伸的一对臂925-926，臂925-926之间有间隙。旋翼叶片的末端可以滑入臂925-926之间的间隙，并用螺栓、螺钉或其他紧固件固定在臂925-926上。
外轮毂930包括主体构件932以及与主体构件932集成或连接到主体构件932的叶片柄934。主体构件932具有圆柱形孔937，一个或多个角接触轴承940安装在圆柱形孔937中。叶片柄934配置为附连到或固定旋翼叶片的末端。叶片柄934包括从主体构件932延伸的一对臂935-936，臂935-936之间有间隙。旋翼叶片的末端可以滑入臂935-936之间的间隙，并用螺栓、螺钉或其他紧固件固定在臂935-936上。
角接触轴承940具有内圈942、外圈944以及在内圈942和外圈944之间的滚动元件946(比如滚子轴承、滚柱轴承，等等)，滚动元件946能够旋转运动。内圈942安装在内轮毂920上，或更特别地，在内轮毂920的圆柱形外表面928上。这样，在这个实施例中，内圈942的尺寸配合内轮毂920的圆柱形外表面928。在其他示例中，内圈942的尺寸配合输出轴902或另外的表面。外圈944安装在外轮毂930的主体构件932内，并且其尺寸配合外轮毂930的圆柱形孔937。
通过这种安排，由于内轮毂920与输出轴902的刚性连接，内轮毂920被直接驱动而旋转。因为外轮毂930安装在角接触轴承940上，外轮毂930不被输出轴902直接驱动，并能够相对于内轮毂920/外轮毂902旋转。这是有利的，因为外轮毂930可以在翼载飞行中相对于内轮毂920旋转(由于阻力)，使得连接到外轮毂930的旋翼叶片与连接到内轮毂920的旋翼叶片竖直堆放。
在其他实施例中，轮毂组件602的结构可以根据需要变化，每个变化均具有外轮毂能够相对于内轮毂920旋转的特性。例如，在其他实施例中内轮毂920以及外轮毂930的形状和轮廓可以与图9中所示不同。在其他实施例中，角接触轴承940可以安装在输出轴902上，而不是被安装在内轮毂902上。在其他实施例中，外轮毂930可以安装在内轮毂930下方。
尽管外轮毂930能够经由角接触轴承940相对于内轮毂920旋转，外轮毂930在沿轮毂组件602的旋转的轴线的一个或更多个点处与内轮毂920耦接。当旋翼组件100展开用于垂直飞行时，内轮毂920可以驱动外轮毂930。这样外轮毂930在沿旋转的轴线的某个点处与内轮毂920耦接，以使旋翼叶片被正确定向用于垂直飞行。例如，在两旋翼组件中，在展开配置中(见图6)旋翼叶片关于轮毂组件602上在直径上对置(也就是，180°间隔)。当外轮毂930和内轮毂930的叶片柄924、934竖直对准或大体上对准时，外轮毂930可以与内轮毂930耦接。这样，在折叠配置中，由叶片柄924、934固定的旋翼叶片将轴向或竖直堆放(见图8)。为使外轮毂930与内轮毂920在一个或更多个点处耦接，可以应用如图10-图11中所示的回转联结器。
图10-图11是在示例实施例中的轮毂组件602的剖面示意图。在图10中，角接触轴承940安装在内轮毂920上，并且外轮毂930安装在角接触轴承940上，使得外轮毂930能够关于内轮毂920旋转。叶片柄924、934已被省略以简化图10-11，但应理解叶片柄924固定旋翼叶片605以及叶片柄934固定旋翼叶片604。轮毂组件602包括回转联结器1002，回转联结器1002在沿着轮毂组件602的旋转的轴线的某个点处将外轮毂930耦接到内轮毂920用于垂直飞行。回转联结器包含任意结构或装置，该结构或装置在沿旋转轴线的某点处将外轮毂930连结、链接或以其他方式耦接到内轮毂920。沿轮毂组件602的旋转的轴线的点也可以被称作定向或方位角位置，其是沿旋转轴线的由在旋翼叶片605的长轴线和旋翼叶片604的长轴线之间的角度限定的方位。例如，旋翼叶片605的长轴线可以被认为是参考向量，并且方位角位置沿轮毂组件602的旋转轴线由在参考向量和旋翼叶片604的长轴线之间的夹角限定。在图10所示的两旋翼组件中，回转联结器1002在点或定向处使外轮毂930耦接到内轮毂920，在该点或定向处，旋翼叶片604关于旋转轴线(其是进入或离开页面的)与旋翼叶片605直径对置。在一个实施例中，回转联结器1002可以包括在外轮毂930上的突片1004或突起物，该突片1004或突起物与在内轮毂920上的相应的突片1010或突起物接合。在内轮毂920上的突片1010可以从叶片柄924延伸，并且在外轮毂930上的突片1004可以在关于旋转轴线(见图9)相对于叶片柄934的位置处从主体构件932延伸。假设在本示例中，内轮毂920被驱动以按照箭头1020所指示旋转逆时针旋转用于垂直飞行。随着内轮毂920旋转，内轮毂920的突片1010将同样地逆时针旋转并与在外轮毂930上的突片1004接合。当内轮毂920上的突片1010与外轮毂930上的突片1004接合时，外轮毂930与内轮毂920作为一个单元相连，使得它们在相同的速度的情况下旋转。内轮毂920和外轮毂930作为单元旋转将允许用于垂直飞行。
当轮毂组件602停止旋转以翼载飞行时，内轮毂920将停止。在本实施例中，假定内轮毂920停止，使得内轮毂920的突片1010在图11中所表明的方位处。在沿由箭头1110所指出的方向的翼载飞行期间，阻力将导致外轮毂930在箭头1108指示的方向上关于内轮毂920(其是停止的)旋转。轮毂组件602还可以包括回转联结器1102，回转联结器1102在沿轮毂组件602的旋转轴线的某点处使外轮毂930耦接到内轮毂920，使得旋翼叶片604与旋翼叶片605竖直堆放。在一个实施例中，回转联结器1102可以包括在外轮毂920上的突片1104或突起物，该突片1104或突起物与在内轮毂920上的突片1010接合。在内轮毂920上的突片1010可以从叶片柄924延伸，以及在外轮毂930上的突片1004可以从叶片柄934延伸，使得当突片1004接合突片1010时(见图9)叶片柄924、叶片柄935大体上对准。突片1104沿外轮毂930的弧度与突片1004隔开大约180°。随着外轮毂930旋转，比如由于阻力，突片1104将与内轮毂920的突片1010接合。当突片1104与突片1010接合，外轮毂930将被链接到内轮毂920作为单元，使得外轮毂930停止旋转。当外轮毂930停止旋转时，旋翼叶片604将与旋翼叶片605竖直堆放。
由于回转联结器1002和1102的应用，外轮毂930能够沿围绕轮毂组件602的旋转轴线的半圆形弧相对于内轮毂920旋转。这意味着当轮毂组件602旋转时，旋翼叶片604将与旋翼叶片605间隔大约180°，而当轮毂组件602停止时间隔将为大约0°(就是说，旋翼叶片604-605堆叠)。这样，旋翼组件110可以展开并用于垂直飞行，并且可以在翼载飞行中折叠，其中由于旋翼叶片604-605堆叠在彼此的顶部，旋翼组件110的外形更加紧凑。
图12-图17阐明旋翼组件110的各种配置的示例。
示例1
图12是在示例的实施例中的在展开配置中的旋翼组件110的等轴侧视图。轮毂组件602安装在输出轴902上，输出轴902是圆柱形轴，该圆柱形轴从马达1204向上延伸并由马达1204驱动以旋转。如上，轮毂组件602包括内轮毂920和外轮毂930。内轮毂920的主体构件922滑到输出轴902上，并且被刚性附连在输出轴902上。内轮毂920的叶片柄924附连到旋翼叶片605的末端。在这个实施例中，叶片柄924被刚性附着到旋翼叶片605(比如用多个螺栓)，但在其他实施例中可以枢转附着到旋翼叶片605。
外轮毂930的主体构件932经由一个或多个角接触轴承940安装在内轮毂920上使得外轮毂930相对于内轮毂920旋转。外轮毂930的叶片柄934附连到旋翼叶片604的一端。在这个实施例中，叶片柄934被刚性附着到旋翼叶片604，但在其他实施例中，可以枢转附着到旋翼叶片604。
图13是在示例的实施例中的在展开配置中的旋翼组件110的侧视图。由于内轮毂920以及外轮毂930安装的方式，当展开时，旋翼组件604-605在不同的水平面上。在这个实施例中，内轮毂920安装在马达1204上方并且叶片柄924将旋翼叶片605固定在第一水平面上。外轮毂930安装在内轮毂920上方并且叶片柄934将旋翼叶片604固定在第二水平面上，该第二水平面与旋翼叶片605的第一水平面不同。这个视图进一步阐明外轮毂930如何经由角接触轴承940安装在内轮毂920上。角接触轴承940的内圈942安装在内轮毂920上，或更特别地，安装在内轮毂920的圆柱形外表面928上(见图9)。外圈944安装在外轮毂930的主体构件932内。用这个安排，由于内轮毂920与输出轴902的刚性连接，内轮毂920被直接驱动以旋转。因为外轮毂930安装在角接触轴承940上，外轮毂930不由输出轴902直接驱动。为将输出轴902的旋转传输到外轮毂930，当外轮毂930的叶片柄934关于旋转的轴线1330与内轮毂920的叶片柄924在直径上对置时，内轮毂920上的突片1010与外轮毂930上的突片1004(在图13中不可见)接合。如上所述，当展开时，旋翼叶片604-605间隔大约180°。因此，当旋翼叶片604-605分开大约180°时，内轮毂920的突片1010与外轮毂930的突片1004接合。
图14是在示例的实施例中的在折叠配置中的旋翼组件110的等轴侧视图。当飞行器100转换到翼载飞行时，内轮毂920停止并且外轮毂930能够在角接触轴承940上相对于内轮毂920旋转直到旋翼叶片604与旋翼叶片605竖直对准。图15是在示例的实施例中的在折叠配置中的旋翼组件110的侧视图。当外轮毂930相对于内轮毂920旋转时，在外轮毂930上的突片1104与在内轮毂920(在图19中不可见)上的突片1010在外轮毂930的叶片柄934与内轮毂920的叶片柄924竖直堆叠时接合。如上面所描述的，当旋翼组件110折叠时，旋翼叶片604-605竖直堆叠。因此，当旋翼叶片604在旋翼叶片605上方堆叠时，在外轮毂930上的突片1104与在内轮毂920上的突片1010接合。图15还阐明在外轮毂930上的突片1004，当外轮毂930的叶片柄934关于旋转的轴线1330与内轮毂920的叶片柄924在直径上对置时，该突片1004将外轮毂930耦接到内轮毂920，突片1004在外轮毂930上(在图13中不可见)。
示例2
图16是在另一个示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件110的等轴侧视图。轮毂组件602安装在马达(不可见)的输出轴902上。同上，轮毂组件602包括内轮毂920和外轮毂930。内轮毂920的主体构件922滑到输出轴902上，并刚性附着到输出轴902。内轮毂920的叶片柄924附连到旋翼叶片605的一端。外轮毂930的主体构件932经由一个或多个角接触轴承940安装在内轮毂920上，使得外轮毂930相对于内轮毂920旋转。外轮毂930的叶片柄934附连到旋翼叶片604的一端。
图17是在示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件110的侧视图。在这个实施例中，在内轮毂920的主体构件922内的圆柱形孔927包围或环绕马达1704，该马达1704驱动输出轴902。如果马达1704是外转式马达(outrunner type motor)，那么内轮毂920的主体构件922可以刚性附着到马达1704的外壳。如果马达1704是内转式马达(inrunner typemotor)，那么圆柱形孔927可以具有相比马达1704的外壳稍大的直径，以使内轮毂920能够围绕马达1704旋转。由于内轮毂920以及外轮毂930安装的方式，当展开时，旋翼叶片604-605在不同的水平面上。在这个实施例中，内轮毂920围绕马达1704安装并且叶片柄924将旋翼叶片605固定在第一水平面上。外轮毂930安装在内轮毂920上并且叶片柄934将旋翼叶片604固定在第二水平面上，该第二水平面与旋翼叶片605的第一水平面不同。这个视图进一步阐明外轮毂930如何经由角接触轴承940安装在内轮毂920上。角接触轴承940的内圈942安装在内轮毂920上，或更特别地，安装在内轮毂920的圆柱形外表面928上(见图9)。外圈944安装在外轮毂930的主体构件932中。用这个安排，由于内轮毂920与输出轴902的刚性连接(以及可能地其与马达1704的外壳的刚性连接)，内轮毂920被直接驱动以旋转。因为外轮毂930安装在角接触轴承940上，外轮毂930不由输出轴902直接驱动。为将输出轴902的旋转传输到外轮毂930，当外轮毂930的叶片柄934关于旋转的轴线1730与内轮毂920的叶片柄924在直径上对置时，内轮毂920上的突片1010与外轮毂930上的突片1004(在图17中不可见)接合。如上所述，当展开时，旋翼叶片604-605间隔大约180°。因此，当旋翼叶片604-605间隔大约180°时，内轮毂920的突片1010与外轮毂930的突片1004接合。因为内轮毂920包围马达1704并能够围绕马达1704旋转，旋翼叶片604-605位于马达1704的高度下方(例如，不向延伸在高度上方)。因此，与其他旋翼组件相比，在这个实施例中旋翼组件110的竖直轮廓减少，这减少在翼载期间的阻力。
图18是在示例的实施例中的在折叠配置中的旋翼组件110的等轴侧视图。当飞行器100转换到翼载飞行时，内轮毂920停止而外轮毂930能够在角接触轴承940上相对于内轮毂920旋转直到旋翼叶片604与旋翼叶片605竖直对准。
图19是在示例的实施例中的在折叠配置中的旋翼组件110的侧视图。当外轮毂930关于内轮毂920旋转时，外轮毂930上的突片1104与内轮毂920上的突片1010(在图19中不可见)在外轮毂930的叶片柄934与内轮毂920的叶片柄924竖直堆叠时接合。如上面所描述的，当旋翼组件110折叠时，旋翼叶片604-605竖直堆叠。因此，在轮毂1014上的突片1104与在内轮毂920上的突片1010接合，使得旋翼叶片604在旋翼叶片605的上方堆叠。图19还阐明外轮毂930上的突片1004，当外轮毂930的叶片柄934关于旋转的轴线1730与内轮毂920的叶片柄924在直径上对置时，该突片1004(在图17中不可见)将外轮毂930耦接到内轮毂920。
示例3
图20是在另一个示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件110的等轴侧视图。轮毂组件602安装在马达2004的输出轴902上。同上，轮毂组件602包括内轮毂920和外轮毂930。内轮毂920的主体构件922滑到输出轴902上，并被刚性附着到输出轴902。内轮毂920的叶片柄924附连到旋翼叶片605的一端。叶片柄924包括从主体构件922延伸的一对臂925-926，臂925-926之间有间隙。外轮毂930的主体构件932经由一个或多个角接触轴承940安装在内轮毂920上，以使外轮毂930关于内轮毂920旋转。外轮毂930的叶片柄934附连到旋翼叶片604的一端。在这个实施例中，在叶片柄924的臂925-926之间的间隙被加宽，以便外轮毂930被安装在在臂925-926之间的角接触轴承940上。
图21是在示例的实施例中的在展开配置中的旋翼组件110的侧视图。在这个实施例中，内轮毂920的圆柱形外表面928在叶片柄924的臂925-926之间(见图9)。角接触轴承940被安装到在臂925-926之间的圆柱外表面928上，并且外轮毂930安装在角接触轴承940上。因此，外轮毂930在叶片柄924的臂925-926之间旋转。为适应在臂925-926之间更宽的间隙，叶片柄924可以使用一个或更多个垫片2102附连到旋翼叶片905。由于内轮毂920和外轮毂930的安装方式，旋翼叶片604-605在展开时处于相同的平面或大约相同的平面上。垫片2102的高度可以被调整使得旋翼叶片605大体上处于与旋翼叶片604相同的平面上。
通过这种安排，由于内轮毂920与输出轴902的刚性连接，内轮毂920被直接驱动旋转。由于外轮毂930安装在角接触轴承940上，所以外轮毂930不由输出轴902直接驱动。为了将输出轴902的旋转给与到外轮毂930，当外轮毂930的叶片柄934关于旋转的轴线2130与内轮毂920的叶片柄924在直径上对置时，在内轮毂920上的突片1010与在外轮毂930上的突片1004(在图21中不可见)接合。如上所述，当展开时，旋翼叶片604-605间隔大约180°。因此，当旋翼叶片604-605间隔大约180°时，在内轮毂920上的突片1010与在外轮毂930上的突片1004接合。
图22是在示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件110。当飞行器100转换到翼载飞行时，内轮毂920停止并且外轮毂930能够在角接触轴承940上相对于内轮毂920旋转，直到旋翼叶片604几乎与旋翼叶片605竖直对准。在这个实施例中，叶片柄924可以具有与旋翼叶片605在一起的可枢转附件2202，和/或叶片柄934可以具有与旋翼叶片604在一起的可枢转附件2204。图23是在示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件110的侧视图。当外轮毂930相对于内轮毂920旋转时(逆时针)，外轮毂930的叶片柄934与内轮毂920的叶片柄924接合。由于外轮毂930位于叶片柄924的臂925-926之间，外轮毂930不能够旋转足够远，以使旋翼叶片604与旋翼叶片605竖直对准。为了帮助旋翼叶片604与旋翼叶片605对准，旋翼叶片604可以由于翼载飞行的阻力相对于叶片柄934枢转以便与旋翼叶片605竖直对准。
示例4
图24是在另一个示例实施例中的展开配置中的旋翼组件110的等轴侧视图。轮毂组件602安装在马达2404的输出轴902上。如上，轮毂组件602包括内轮毂920以及外轮毂930。内轮毂920的主体构件922滑到输出轴902上，并被刚性附着到输出轴902。内轮毂920的叶片柄924附连到旋翼叶片605的一端。叶片柄924包括从主体构件922延伸的一对臂925-926，臂925-926之间带有间隙。外轮毂930的主体构件932经由一个或多个角接触轴承940安装在内轮毂920上，使得外轮毂930关于内轮毂920旋转。外轮毂930的叶片柄934附连到旋翼叶片604的一端。在这个实施例中，在叶片柄924的臂925-926之间的间隙被扩宽使得外轮毂930在臂925-926之间安装在角接触轴承940上。并且，角接触轴承940具有倾斜槽2440，由于按一个方向的旋转(例如，顺时针)，倾斜槽2440提供外圈944相对于内圈942的轴向平移。
图25是在示例实施例中的在展开配置中的旋翼组件110的侧视图。在这个实施例中，内轮毂920的圆柱形外表面928在叶片柄924的臂925-926之间(见图9)。角接触轴承940安装在臂925-926之间的圆柱形外表928上，以及外轮毂930安装在角接触轴承940上。这样，外轮毂930在叶片柄924的臂925-926之间旋转。为适应在臂925-926之间更宽的间隙，叶片柄924可以使用一个或更多个垫片2502附连到旋翼叶片905。由于内轮毂920和外轮毂930的安装方式，当展开时，旋翼叶片604-605在同样的平面或大约同样的平面上。垫片2502的高度可以被调整以便旋翼叶片605在与旋翼叶片604相同的平面上。
通过这种安排，由于内轮毂920与输出轴902的刚性连接，内轮毂920被直接驱动旋转。由于外毂930安装在角接触轴承940上，所以外毂930不由输出轴902直接驱动。为了将输出轴902的旋转给与到外轮毂930，当外轮毂930的叶片柄934关于旋转的轴线2530与内轮毂920的叶片柄924在直径上对置时，在内圈942上的槽2440的一端与在外圈944上的突片(不可见)接合。如上所述，当展开时，旋翼叶片604-605间隔大约180°。因此，当旋翼叶片604-605间隔大约180°时，内圈942的槽2440的末端与外圈944的突片接合。
图26是在示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件110的等轴侧视图。当飞行器100转换到翼载飞行，内轮毂920停止并且外轮毂930能够在角接触轴承940上相对于内轮毂920(顺时针)旋转，直到旋翼叶片604几乎与旋翼叶片605竖直对准。当外轮毂930相对于内轮毂920旋转时，由于在内圈942上的倾斜槽2440，外轮毂930竖直平移。在外圈944中的突片(不可见)随着外轮毂930旋转而滑到倾斜槽2440中。由于在倾斜槽2440中的倾斜，外轮毂930将随其旋转沿轴向方向竖直平移(也就是，上升)直到旋翼叶片604与旋翼叶片605几乎竖直对准。在这个实施例中，叶片柄924可以具有与旋翼叶片605在一起的可枢转附件2602，和/或叶片柄934可以具有与旋翼叶片604在一起的可枢转附件2604。图27是在示例实施例中的在折叠配置中的旋翼组件110的侧视图。当外轮毂93相对于内轮毂920(顺时针)旋转时，在外轮毂930的叶片柄934与旋翼叶片605几乎竖直对准时，在内圈942上的槽2440的另一端与在外圈944上的突片(不可见)接合。由于外轮毂930位于内轮毂920的臂925-926之间，外轮毂930不能够旋转足够远，以使旋翼叶片604与旋翼叶片605竖直对准。用于帮助旋翼叶片604与旋翼叶片605的对准，外轮毂930的叶片柄934可以与旋翼叶片605枢轴耦接。这样，由于翼载飞行的阻力，旋翼叶片604可以关于叶片柄934枢转以便与旋翼叶片605竖直对准。另外，由于外轮毂930竖直平移，当轮毂组件602折叠时，旋翼叶片604移动到与旋翼叶片605不同的平面。
上述实施例用于两-旋翼组件，然而，上述概念也可以应用于带有多于两个旋翼的组件。图28是在示例的实施例中的带有三个旋翼叶片的旋翼组件110的顶视图。在这个实施例中，旋翼组件110包括轮毂组件602以及旋翼叶片604-605以及2802。轮毂组件602使旋翼叶片604-605以及2802定向在关于轮毂组件602的旋转的轴线(在图28中进入或离开纸面)在不同的方位角位置处。假定，例如，当轮毂组件602旋转以用于垂直飞行时，轮毂组件602使旋翼叶片604定向在围绕轮毂组件602的旋转的轴线的相对于旋翼叶片605的第一方位角位置处，并且在轮毂组件602旋转以用于垂直飞行时，使旋翼叶片2802定向在关于轮毂组件602的旋转的轴线的相对于旋翼叶片605的第二方位角位置处。旋翼叶片605、在第一方位角位置处的旋翼叶片604以及在第二方位角位置处的旋翼叶片2802可以是关于旋转的轴线匀称的。
就像上面描述的两-旋翼组件一样，旋翼叶片604-605以及2802能够折叠使得它们被竖直堆放用于翼载飞行。图29是在示例实施例中的折叠配置中的旋翼组件110的侧视图。图29中的视图是轮毂组件602的示意。在这个实施例中，轮毂组件602可以包括内轮毂920、外轮毂930以及另一个外轮毂2930。如上所述，外轮毂930可以经由角接触轴承940安装在内轮毂920上。同样地，外轮毂2930可以经由另一个角接触轴承940安装在内轮毂920或外轮毂930上。这样，外轮毂930能够相对于内轮毂920旋转，并且外轮毂2930能够相对于内轮毂920和外轮毂930旋转。由于轮毂组件602的结构，轮毂组件602能够折叠，其中旋翼叶片604-605以及2802在不同的水平面上。轮毂组件602可以从而使旋翼叶片604-605以及2802定向，使得当轮毂组件602停止以用于翼载飞行时，竖直堆放旋翼叶片604、旋翼叶片605以及旋翼叶片2802。
图30是在示例实施例中的轮毂组件602的示意图。图30中所示的轮毂组件602与图9中所示的轮毂组件602相似，并进一步包括安装在内轮毂920和外轮毂930之间的扭转弹簧3002。例如，扭转弹簧3002的弹簧常量小于旋翼605的形状阻力。当内轮毂920(例如，逆时针)旋转时，旋转将克服弹簧力并引起扭转弹簧3002扭转和储存机械能。当内轮毂920停止旋转时，扭转弹簧3002利用储存的机械能施加扭转力或恢复力到外轮毂930，这便于外轮毂930相对于内轮毂920旋转以用于翼载飞行，使得连接到外轮毂930的旋翼叶片与连接到内轮毂920的旋翼叶片竖直堆放。扭转弹簧3002还将扭转力施加到外轮毂930上以在内轮毂920停止时保持旋翼叶片堆放。
尽管在此描述了特定的实施例，但本发明的范围并不仅限于那些特定的实施例。更确切地说，本发明的范围由随附的权利要求书及其任意等同物所限定。
根据本发明的一方面，提供了轮毂组件，其包括分别连接到轮毂组件并沿不同的水平面竖直堆放的第一旋翼叶片以及第二旋翼叶片。
进一步公开的轮毂组件包括内轮毂以及外轮毂；内轮毂包括刚性安装在马达的输出轴上的第一主体构件，以及附连到第一旋翼叶片的第一叶片柄；以及外轮毂包括经由角接触轴承安装在内轮毂上以允许外轮毂相对于内轮毂旋转的的第二主体构件，以及附连到第二旋翼叶片的第二叶片柄。
根据本公开的另一个方面，提供了固定翼垂直起降(VTOL)飞行器，其包括旋翼组件，其配置为提供垂直飞行，该旋翼组件包括：轮毂组件；第一旋翼叶片，其附着到轮毂组件；以及第二旋翼叶片，其附着到轮毂组件；其中当轮毂组件停止以用于翼载飞行时，轮毂组件使第二旋翼叶片关于轮毂组件的旋转的轴线相对于第一旋翼叶片定向，其中第一旋翼叶片和第二旋翼叶片竖直堆放。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中当轮毂组件旋转用于垂直飞行时，轮毂组件使第二旋翼叶片定向在关于旋转轴线的相对于第一旋翼叶片的第一方位角位置处。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中轮毂组件使第二旋翼叶片定向在第一方位角位置处，该第一方位角位置关于旋转的轴线与第一旋翼叶片在直径上对置。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中旋翼组件进一步包括第三旋翼叶片，其附着到轮毂组件；其中当轮毂组件旋转用于垂直飞行时，轮毂组件使第三旋翼叶片定向在关于旋转的轴线的相对于第一旋翼叶片的第二方位角位置处；其中第一旋翼叶片、在第一方位角位置处的第二旋翼叶片以及在第二方位角位置处的第三旋翼叶片围绕旋转轴线是匀称的；其中当轮毂组件停止以用于翼载飞行时，轮毂组件使第三旋翼叶片关于旋转的轴线相对于第一旋翼叶片定向，其中第一旋翼叶片、第二旋翼叶片以及第三旋翼叶片竖直堆放。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中轮毂组件包括内轮毂和外轮毂；内轮毂包括刚性安装在马达的输出轴上的第一主体构件，和附连到第一旋翼叶片的第一叶片柄；以及外轮毂包括经由角接触轴承安装在内轮毂上以允许外轮毂相对于内轮毂旋转的的第二主体构件，外轮毂还包括附连到第二旋翼叶片的第二叶片柄。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中内轮毂的第一主体构件具有圆柱形外表面；角接触轴承安装在圆柱形外表面上；以及外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承上。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中内轮毂的第一主体构件具有圆柱形孔，圆柱形孔滑到在马达上方的输出轴上；角接触轴承的内圈安装在第一叶片柄上方的第一主体构件的圆柱形外表面上；以及外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承的外圈上，以使第二旋翼叶片定位在与第一旋翼叶片不同的平面上。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中内轮毂的第一主体构件具有圆柱形孔，使得内轮毂包围马达；角接触轴承的内圈安装在第一叶片柄上方的第一主体构件的圆柱形外表面上并围绕内轮毂包围马达的部分；外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承的外圈上，以将第二旋翼叶片定位在与第一旋翼叶片不同的平面上。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中内轮毂的第一主体构件具有圆柱形孔，该圆柱形孔滑到在马达上方的输出轴上；内轮毂的第一叶片柄包括第一臂和第二臂，该第一臂和第二臂从第一主体构件延伸并由间隙间隔；角接触轴承的内圈安装在第一臂和第二臂之间的间隙中的第一主体构件的圆柱形外表面上；外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承的外圈上，以使第二旋翼叶片与第一旋翼叶片共面定位；以及外轮毂的第二叶片柄枢转连接到第二旋翼叶片以允许第二旋翼叶片相对于外轮毂枢转以与第一旋翼叶片竖直堆放。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中内轮毂的第一主体构件具有圆柱形孔，该圆柱形孔滑到在马达上方的输出轴上；内轮毂的第一叶片柄包括第一臂和第二臂，该第一臂和第二臂从第一主体构件延伸并由间隙间隔；角接触轴承的内圈安装在第一臂和第二臂之间的间隙中的第一主体构件的圆柱形外表面上；外轮毂的第二主体构件安装在角接触轴承的外圈上；以及内圈具有倾斜槽，当外轮毂旋转时倾斜槽提供外圈相对于内圈的轴向平移，以使当第二旋翼叶片与第一旋翼叶片关于旋转的轴线在直径上对置时，使第二旋翼叶片和第一旋翼叶片共面定位，并且当第二旋翼叶片和第一旋翼叶片竖直堆放时，使第二旋翼叶片定位在与第一旋翼叶片不同的平面上。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中旋翼组件进一步包括第一回转联结器，当内轮毂旋转时第一回转联结器将外轮毂耦接到内轮毂以使得第二旋翼叶片与第一旋翼叶片关于旋转的轴线在直径上对置。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中旋翼组件进一步包括第二回转联结器，当内轮毂停止旋转时第二回转联结器将外轮毂耦接到内轮毂以使得第二旋翼叶片与第一旋翼叶片竖直堆放。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中第一回转联结器包括第一突片，该第一突片从外轮毂突出以与从内轮毂突出的第二突片接合，以便当内轮毂旋转时将外轮毂耦接到内轮毂以使得第二旋翼叶片与第一旋翼叶片关于旋转的轴线在直径上对置；第二回转联结器包括第三突片，该第三突片从外轮毂突出以与从内轮毂突出的第二突片接合，以便当内轮毂停止旋转时将外轮毂耦接到内轮毂以使得第二旋翼叶片与第一旋翼叶片竖直堆放；以及外轮毂能够在第一回转联结器和第二回转联结器之间相对于内轮毂旋转180°。
在此进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中轮毂组件进一步包括连接在内轮毂和外轮毂之间的扭转弹簧。
本公开的另一方面，提供了固定翼垂直起降(VTOL)飞行器，其包括旋翼组件，该旋翼组件配置为提供垂直飞行，旋翼组件包括轮毂组件，该轮毂组件包括内轮毂，其被刚性安装在马达的输出轴上并且固定第一旋翼叶片；以及外轮毂，其经由角接触轴承安装在内轮毂上以允许外轮毂相对于内轮毂旋转，并且该外轮毂固定第二旋翼叶片；以及第一回转联结器，该第一回转联结器使外轮毂耦接到内轮毂，使得当旋翼组件展开用于垂直飞行时，第二旋翼叶片在关于轮毂组件旋转的轴线相对于第一旋翼叶片的角度处；其中外轮毂相对于内轮毂旋转，使得当旋翼组件折叠用于翼载飞行时，第一旋翼叶片和第二旋翼叶片竖直堆放。
进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中轮毂组件进一步包括第二回转联结器，该第二回转联结器使外轮毂耦接到内轮毂，使得当旋翼组件折叠时，第一旋翼叶片和第二旋翼叶片竖直堆放。
进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中当旋翼组件展开时，角度是180°。
进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中当旋翼组件展开时，第二旋翼叶片在与第一旋翼叶片不同的平面上，并且当旋翼组件折叠时，第二旋翼叶片在在与第一旋翼叶片不同的平面上。
进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中当旋翼组件展开时，第二旋翼叶片与第一旋翼叶片共面，并且当旋翼组件折叠时，第二旋翼叶片在与第一旋翼叶片不同的平面上。
进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中当旋翼组件展开时，第二旋翼叶片与第一旋翼叶片共面，并且当旋翼组件折叠时，第二旋翼叶片与第一旋翼叶片共面，并且第二旋翼叶片枢转连接到外轮毂以允许第一旋翼叶片和第二旋翼叶片竖直堆放。
进一步公开的固定翼VTOL飞行器，其中轮毂组件进一步包括连接在内轮毂和外轮毂之间的扭转弹簧。
根据本公开的另一个实施例提供了用于固定翼垂直起降(VTOL)飞行器的旋翼组件，该旋翼组件包括轮毂组件，该轮毂组件包括固定第一旋翼叶片的内轮毂以及固定第二旋翼叶片的外轮毂；其中内轮毂刚性安装在马达的输出轴上；其中外轮毂经由角接触轴承安装在内轮毂上；其中外轮毂在角接触轴承上相对于内轮毂在第一定向和第二定向之间旋转，其中在第一定向下当轮毂组件旋转时第一旋翼叶片与第二旋翼叶片关于轮毂组件的旋转的轴线在直径上对置处，以及在第二方向下当轮毂组件停止时第一旋翼叶片与第二旋翼叶片被竖直堆放。

Claims (10)

1.一种固定翼垂直起降飞行器即固定翼VTOL飞行器，其包括：
旋翼组件，其配置为提供垂直飞行，所述旋翼组件包括：
轮毂组件；
第一旋翼叶片，其附着到所述轮毂组件；以及
第二旋翼叶片，其附着到所述轮毂组件；
其中当所述轮毂组件停止以便翼载飞行时，所述轮毂组件使所述第二旋翼叶片关于所述轮毂组件的旋转轴线相对于所述第一旋翼叶片定向，其中所述第一旋翼叶片和所述第二旋翼叶片竖直堆放。
2.根据权利要求1所述的固定翼VTOL飞行器，其中：
当所述轮毂组件旋转用于垂直飞行时，所述轮毂组件使所述第二旋翼叶片定向在关于所述旋转轴线的相对于所述第一旋翼叶片的第一方位角位置处。
3.根据权利要求2所述的固定翼VTOL飞行器，其中：
所述轮毂组件使所述第二旋翼叶片定向在关于所述旋转轴线与所述第一旋翼叶片在直径上对置的所述第一方位角位置处。
4.根据权利要求2所述的固定翼VTOL飞行器，其中所述旋翼组件进一步包括：
第三旋翼叶片，其附着到所述轮毂组件；
其中当所述轮毂组件旋转用于垂直飞行时，所述轮毂组件使所述第三旋翼叶片定向在关于所述旋转轴线的相对于所述第一旋翼叶片的第二方位角位置处；
其中所述第一旋翼叶片、在所述第一方位角位置处的所述第二旋翼叶片以及在所述第二方位角位置处的所述第三旋翼叶片围绕所述旋转轴线是匀称的；
其中当所述轮毂组件停止以便翼载飞行时，所述轮毂组件使所述第三旋翼叶片关于所述旋转轴线相对于所述第一旋翼叶片定向，其中所述第一旋翼叶片、所述第二旋翼叶片以及所述第三旋翼叶片竖直堆放。
5.根据权利要求1所述的固定翼VTOL飞行器，其中：
所述轮毂组件包括内轮毂和外轮毂；
所述内轮毂包括刚性安装在马达的输出轴上的第一主体构件，和附连到所述第一旋翼叶片的第一叶片柄；以及
所述外轮毂包括经由角接触轴承安装在所述内轮毂上以允许所述外轮毂相对于所述内轮毂旋转的第二主体构件，以及附连到所述第二旋翼叶片的第二叶片柄。
6.根据权利要求5所述的固定翼VTOL飞行器，其中：
所述内轮毂的所述第一主体构件具有圆柱形外表面；
所述角接触轴承安装在所述圆柱形外表面上；以及
所述外轮毂的所述第二主体构件安装在所述角接触轴承上。
7.根据权利要求6所述的固定翼VTOL飞行器，其中：
所述内轮毂的所述第一主体构件具有圆柱形孔，所述圆柱形孔滑到在所述马达上方的所述输出轴上；
所述角接触轴承的内圈安装在所述第一叶片柄上方的所述第一主体构件的所述圆柱形外表面上；以及
所述外轮毂的所述第二主体构件安装在所述角接触轴承的外圈上，以使所述第二旋翼叶片定位在与所述第一旋翼叶片不同的平面上。
8.根据权利要求6所述的固定翼VTOL飞行器，其中：
所述内轮毂的所述第一主体构件具有圆柱形孔，使得所述内轮毂包围所述马达；
所述角接触轴承的内圈安装在所述第一主体构件的所述圆柱形外表面上，且在所述第一叶片柄上方并围绕所述内轮毂包围所述马达的一部分；
所述外轮毂的所述第二主体构件安装在所述角接触轴承的外圈上，以将所述第二旋翼叶片定位在与所述第一旋翼叶片不同的平面上。
9.根据权利要求6所述的固定翼VTOL飞行器，其中：
所述内轮毂的所述第一主体构件具有圆柱形孔，所述圆柱形孔滑到在所述马达上方的所述输出轴上；
所述内轮毂的所述第一叶片柄包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂从所述第一主体构件延伸并由间隙间隔；
所述角接触轴承的内圈安装在所述第一臂和所述第二臂之间的所述间隙中的所述第一主体构件的所述圆柱形外表面上；
所述外轮毂的所述第二主体构件安装在所述角接触轴承的外圈上，以使所述第二旋翼叶片与所述第一旋翼叶片共面定位；以及
所述外轮毂的所述第二叶片柄枢转连接到所述第二旋翼叶片以允许所述第二旋翼叶片相对于所述外轮毂枢转以与所述第一旋翼叶片竖直堆放。
10.根据权利要求6所述的固定翼VTOL飞行器，其中：
所述内轮毂的所述第一主体构件具有圆柱形孔，所述圆柱形孔滑到在所述马达上方的所述输出轴上；
所述内轮毂的所述第一叶片柄包括第一臂和第二臂，所述第一臂和所述第二臂从所述第一主体构件延伸并由间隙间隔；
所述角接触轴承的内圈安装在所述第一臂和所述第二臂之间的间隙中的所述第一主体构件的所述圆柱形外表面上；
所述外轮毂的所述第二主体构件安装在所述角接触轴承的外圈上；以及
所述内圈具有倾斜槽，当所述外轮毂旋转时所述倾斜槽提供所述外圈相对于所述内圈的轴向平移，以使当所述第二旋翼叶片和所述第一旋翼叶片关于所述旋转轴线在直径上对置时，使所述第二旋翼叶片和所述第一旋翼叶片共面定位，并且当所述第二旋翼叶片和所述第一旋翼叶片竖直堆放时，使所述第二旋翼叶片定位在与所述第一旋翼叶片不同的平面上。
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