CN109606645A - 桨叶结构及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了桨叶结构及无人机，涉及无人机技术领域。本发明提供的桨叶结构包括桨叶、安装组件和传动组件；安装组件包括桨毂和多个固定件，桨毂通过固定件与桨叶固定连接，多个固定件环绕传动组件设置，传动组件与桨叶固定连接，传动组件与桨毂传动连接并用于带动桨毂和桨叶转动。本发明还提供了一种包括桨叶结构的无人机。本发明提供的桨叶结构及无人机，其其不仅结构简单，装配和拆卸迅速、方便，而且装配牢固，使用寿命高。

Description

桨叶结构及无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及桨叶结构及无人机。

背景技术

无人机的用途广泛，包括警用、城市管理、农业、地质、气象、电力、抢险救灾、视频拍摄等行业。

无人机主要动力来源于发动机带动螺旋桨旋转，在螺旋桨转动地过程中产生推力或者拉力带动无人机运动。但是现有的桨叶安装结构复杂，桨叶装配后也不够牢固。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桨叶结构，其不仅结构简单，装配和拆卸迅速、方便，而且装配牢固，使用寿命高。

本发明提供一种关于桨叶结构的技术方案：

一种桨叶结构，包括桨叶、安装组件和传动组件；安装组件包括桨毂和多个固定件，桨毂通过固定件与桨叶固定连接，多个固定件环绕传动组件设置，传动组件与桨叶固定连接，传动组件与桨毂传动连接并用于带动桨毂和桨叶转动。

进一步地，上述桨毂设置有第一固定孔，桨叶设置有与第一固定孔对应的第二固定孔，固定件设置于第一固定孔和第二固定孔内，固定件分别与第一固定孔和第二固定孔过盈配合。

进一步地，上述传动组件包括传动轴、桨轴螺栓和螺母，桨轴螺栓的两端分别与传动轴和螺母连接，桨毂固定地套设于传动轴，桨叶固定地套设于桨轴螺栓。

进一步地，上述传动轴与桨轴螺栓螺纹连接，桨轴螺栓与螺母螺纹连接，传动轴和螺母与桨轴螺栓连接的螺纹旋向相同。

进一步地，上述桨毂设置有连接孔，传动轴包括传动段、过渡段和第一连接部，过渡段的两端分别与传动段和第一连接部连接，过渡段与连接孔配合，第一连接部与桨轴螺栓连接。

进一步地，上述连接孔具有相对的第一开口和第二开口，第一开口的内径大于第二开口的内径，过渡段具有相对的第一端部和第二端部，第一端部的直径大于第二端部的直径，第一开口和第一端部均靠近传动段，第二开口和第二端部均靠近第一连接部。

进一步地，上述桨毂设置有安装槽，安装槽与连接孔连通，第一连接部伸入安装槽内与桨轴螺栓连接。

进一步地，上述桨轴螺栓包括螺栓本体和第二连接部，螺栓本体与第二连接部连接，第二连接部设置有螺纹孔，第一连接部伸入螺纹孔内与第二连接部螺纹连接，桨叶套设于螺栓本体，螺栓本体与螺母螺纹连接，第二连接部与安装槽的底部相抵持。

进一步地，上述传动组件还包括压块，压块套设于桨轴螺栓，压块位于桨叶与螺母之间。

本发明的另一目的在于提供一种无人机，其桨叶结构不仅结构简单，装配和拆卸迅速、方便，而且装配牢固，使用寿命高。本发明还提供一种关于无人机的技术方案：

一种无人机，包括发动机和如上述任意一项的桨叶结构，桨叶结构包括桨叶、安装组件和传动组件；安装组件包括桨毂和多个固定件，桨毂通过固定件与桨叶固定连接，传动组件与桨叶固定连接，传动组件与桨毂传动连接并用于带动桨毂和桨叶转动。发动机与传动组件连接。

相比现有技术，本发明提供的桨叶结构及无人机的有益效果是：

本发明提供的桨叶结构及无人机，通过多个固定件将桨叶与桨毂直接连接，固定件均匀环绕传动组件设置。桨叶与桨毂通过固定件连接后，通过转动组件与桨叶和桨毂的连接为固定件的固定施加轴向上的紧固力，装配时无需对固定件额外施加径向锁紧力，仅通过将桨叶和桨毂安装于传动组件即可实现整个装配过程，使得装配过程更加简单。桨叶转动过程中的轴向力由传动组件承受，固定件只承受转动过程中的扭力，不用承受轴向上的力，并且固定件的扭力受力分布均匀，不易疲劳，从而提升桨叶在转动运行时的稳定性，进而使得结构更加牢固，提升使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的桨叶结构的结构示意图；

图2为本发明的实施例提供的固定件第一种位置示意图；

图3为本发明的实施例提供的固定件第二种位置示意图；

图4为本发明的实施例提供的桨毂的结构示意图；

图5为本发明的实施例提供的桨毂剖面示意图；

图6为本发明的实施例提供的传动轴的结构示意图；

图7为本发明的实施例提供的桨轴螺栓的结构示意图。

图标：10-桨叶结构；100-桨叶；200-安装组件；300-传动组件；110-第二固定孔；210-桨毂；220-固定件；230-安装槽；240-键槽；250-凹陷段；251-切面；211-第一固定孔；212-连接孔；2121-第一开口；2122-第二开口；310-传动轴；320-桨轴螺栓；330-螺母；340-压块；311-传动段；312-过渡段；3121-第一端部；3122-第二端部；313-第一连接部；321-螺栓本体；322-第二连接部；3221-螺纹孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

请参阅图1，图1为本发明的实施例提供的桨叶结构10的结构示意图。本实施例提供了一种桨叶结构10，其不仅结构简单，装配和拆卸迅速、方便，而且装配牢固，使用寿命高。

本实施例提供的桨叶结构10可以用于无人机中，目前油动无人机主要动力来源于发动机带动螺旋桨产生推力或者拉力，螺旋桨安装固定的方式复杂，并且不牢固。发动机在运行中振动较大，桨容易受力变形，并且在轴向力和径向力的双重作用下，时常出现桨叶100脱落的现象。而为了提升桨叶结构10的装配稳定性，对于装配的要求也就相应的提高，装配要求越高，装配和拆卸的效率也就越低，装配过程也就越复杂。本实施例提供的桨叶结构10不仅结构简单，装配和拆卸迅速、方便，而且装配牢固，使用寿命高。

本实施例提供的桨叶结构10包括桨叶100、安装组件200和传动组件300，安装组件200包括桨毂210和多个固定件220，桨毂210通过固定件220与桨叶100固定连接。本实施例提供的桨叶100不仅仅可以为无人机桨叶100，也可以为直升机桨叶100、水轮机桨叶100或者工业机械桨叶100等。传动组件300与桨叶100固定连接，传动组件300与桨毂210传动连接。桨叶100与桨毂210连接为在轴向方向上通过固定件220连接，桨叶100与传动组件300的固定连接为在径向上的连接，其方式可以为桨叶100套设于传动组件300。传动组件300与桨毂210传动连接的方式也可以为桨毂210套设于传动组件300，通过传动组件300为桨毂210传递动力，以带动桨毂210和桨叶100转动。

需要说明的是，利用固定件220将桨毂210和桨叶100连接，固定件220只承受只转动过程中的扭力，不用承受轴向上的力，扭力受力分布均匀，不易疲劳，从而提升桨叶100在转动运行时的稳定性。固定件220在安装时也较简单，不用考虑安装时的紧固力的大小，通过简单装配即能达到要求，拆卸过程省时省力。桨毂210和桨叶100均与传动组件300连接，传动组件300的动力输入主要由无人机的发动机传入，发动机的输出轴与传动组件300连接，输出轴将扭力传递给传动组件300，传动组件300再将扭力传递至桨毂210，桨毂210再通过固定件220将扭力传递至桨叶100。固定件220在桨叶10的转动过程中，只承受发动机扭力，轴向力由传动组件300承受，并且受力均匀，不易疲劳，能够有效地延长工作寿命，使得无人机运行时更加安全可靠。

需要说明的是，固定件220用于连接桨叶100和桨毂210，在设置时，固定件220可以为长条柱状结构，比如销子，其截面形状可以为圆形、矩形、多边形等形状。当固定件220为销子时，销子不存在与其他类似螺帽这样的部位连接处，也就不存在应力集中点，不会在应力集中点断裂，柱状的固定件220受力分布也均匀，不易疲劳。

可选地，桨毂210设置有第一固定孔211，桨叶100设置有与第一固定孔211对应的第二固定孔110，固定件220设置于第一固定孔211和第二固定孔110内，固定件220分别与第一固定孔211和第二固定孔110过盈配合。过盈配合的连接方式在满足连接紧固要求的同时，安装也更加简便，不用考虑安装后是否受力均匀的问题，也不用考虑施加的紧固力是否达到要求，省时省力。固定件220的两端分别在第一固定孔211和第二固定孔110内，第一固定孔211设置在桨毂210上并未贯穿，以通过固定孔的底壁为固定件220提供抵持力。

请参阅图2和图3，图2为本发明的实施例提供的固定件220第一种位置示意图，图3为本发明的实施例提供的固定件220第二种位置示意图。关于第二固定孔110的设置，第二固定孔110可以为贯穿桨叶100的通孔，也可以为类似第一固定孔211，不贯穿桨叶100。固定件220的作用主要为将桨叶100和桨毂210连接在一起，并通过固定件220将发动机传递给桨毂210的扭力传递给桨叶100。因此，固定件220在轴向上只需承受极小的一部分力保证不脱落即可，第一固定孔211和第二固定孔110均不贯穿时，固定件220的两端分别与桨毂210和桨叶100抵持，并不会有脱落的风险。第二固定孔110为通孔时，在固定件220装配后需要对通孔进行封堵，防止固定件220在桨叶100转动过程中因振动而脱落。

可选地，传动组件300包括传动轴310、桨轴螺栓320、螺母330和压块340。桨轴螺栓320的两端分别与传动轴310和螺母330连接，桨毂210固定地套设于传动轴310，桨叶100固定地套设于桨轴螺栓320。压块340套设于桨轴螺栓320，压块340位于桨叶100与螺母330之间，压块340可以用于在第二固定孔110为通孔时进行封堵，通过压块340将固定件220抵持于第一固定孔211和第二固定孔110内。压块340设置于桨叶100和螺母330之间，在通过螺母330将桨叶100和桨毂210固定时，能够增加螺母330和桨轴螺栓320之间的锁紧力，提高桨叶100在转动时的安全可靠性。

需要说明的是，传动轴310用于与发动机输出轴连接，以通过发动机为传动轴310提供动力，可以理解，传动轴310也可以与发动机的输出轴设置为一体，即将发动机的输出轴作为传动轴310。桨叶100通过桨轴螺栓320定位，能够保证桨叶100的中心与传动轴310同心，也就是保证桨叶100的中心与发动机的输出轴同心，从而保证无人机的推力线与发动机的输出轴轴心线一致。可选地，传动轴310与桨轴螺栓320通过螺纹连接，桨轴螺栓320与螺母330通过螺纹连接。传动轴310和螺母330与桨轴螺栓320连接的螺纹旋向相同。

需要说明的是，传动轴310和桨轴螺栓320连接的螺纹旋向为顺时针时，螺母330和桨轴螺栓320连接的螺纹旋向也为顺时针。假设发动机输出轴转动的方向为逆时针，此时，传动轴310和桨轴螺栓320连接的螺纹旋向，螺母330和桨轴螺栓320连接的螺纹旋向均与输出轴转动的方向相反，那么，旋转的过程中，因螺纹方向与旋转方向不同而产生相反方向的紧固力，从而达到螺栓自紧的目的。同理，当输出轴的转动方向为顺时针时，可以将传动轴310和桨轴螺栓320连接的螺纹旋向设置为逆时针，螺母330和桨轴螺栓320连接的螺纹旋向设置为逆时针，以达到螺栓自紧的目的，防止螺母330松动。

请参阅图4至图6，图4为本发明的实施例提供的桨毂210的结构示意图，图5为本发明的实施例提供的桨毂210剖面示意图，图6为本发明的实施例提供的传动轴310的结构示意图。本实施例提供的桨毂210设置有连接孔212，传动轴310包括传动段311、过渡段312和第一连接部313，过渡段312的两端分别与传动段311和第一连接部313连接，过渡段312与连接孔212配合，第一连接部313与桨轴螺栓320连接。传动段311用于与发动机连接。桨毂210套设在传动轴310上后，实际为过渡段312位于连接孔212内，过渡段312的外壁与连接孔212的内壁之间配合连接。

需要说明的是，连接孔212内还设置有键槽240，相应地在过渡段312也设置有键槽240，装配时键槽240内放置有对应大小的键。键的设置能够保证在通过传动轴310为桨毂210传递扭力时，传动轴310与桨毂210之间不会发生相对转动。除此之外，键的另一重要作用是用于定位发动机上止点，以此来设定发动机点火提前角。

可选地，连接孔212具有相对的第一开口2121和第二开口2122，第一开口2121的内径大于第二开口2122的内径，过渡段312具有相对的第一端部3121和第二端部3122，第一端部3121的直径大于第二端部3122的直径，第一开口2121和第一端部3121均靠近传动段311，第二开口2122和第二端部3122均靠近第一连接部313。

需要说明的是，第一开口2121的内径大于第二开口2122的内径，在第一开口2121处的径向截面面积大于第二开口2122的径向截面面积。从第一开口2121到第二开口2122处，其轴向截面线为倾斜直线，径向截面面积逐渐减小，使得连接孔212呈现为锥度孔的形式。同样的，过渡段312的轴向截面线也为倾斜直线，径向截面面积逐渐减小，使得过渡段312呈现为锥度轴的形式。从而实现桨毂210的锥度孔与发动机传动轴310的锥度轴压紧配合，实现发动机扭矩传递到桨毂210。

除此之外，通过第一开口2121和第一端部3121均靠近传动段311，第二开口2122和第二端部3122均靠近第一连接部313，限定了径向截面面积较小的一端靠近第一连接部313，在桨毂210套设在过渡段312上，桨叶100套设在桨毂210螺栓后，通过拧紧螺母330时，过渡段312外壁与连接孔212内壁、螺母330和桨叶100之间分别向中间靠近，在靠近过程中，过渡段312与内壁抵持，螺母330和桨叶100抵持，从而将桨毂210和桨叶100锁紧在中间，实现桨毂210和桨叶100连接的固定。

其中，第一连接部313的直径可以小于或等于第二端部3122的直径。

可选地，桨毂210设置有安装槽230，安装槽230与连接孔212连通，第一连接部313伸入安装槽230内与桨轴螺栓320连接。安装槽230可以为桨轴螺栓320与传动轴310的连接提供安装空间，同时，也可以适当减小桨毂210的重量，除此之间，在桨毂210的侧面，可以设置凹陷段250，凹陷段250内设置二切面251，切面251方便在对桨毂210装配时进行夹持。同样地，凹陷段250也可以适当的减轻桨毂210的重量。

请参阅图7，图7为本发明的实施例提供的桨轴螺栓320的结构示意图。可选地，桨轴螺栓320包括螺栓本体321和第二连接部322，螺栓本体321与第二连接部322连接，第二连接部322设置有螺纹孔3221，第一连接部313伸入螺纹孔3221内与第二连接部322螺纹连接，桨叶100套设于螺栓本体321，螺栓本体321与螺母330螺纹连接，第二连接部322与安装槽230的底部相抵持。

需要说明的是，第一连接部313和第二连接部322的螺纹连接方式，除上述所说的在第二连接部322设置螺纹孔3221，在螺纹孔3221内设置内螺纹，第二连接部322设置外螺纹，第二连接部322通过螺纹套设在第一连接部313；也可以为第一连接部313设置螺纹孔3221，第二连接部322设置外螺纹，第一连接部313通过螺纹套设在第二连接部322。第二连接部322的直径大于第一开口2121的内径，以便于第二连接部322能够与安装槽230的底部相抵持。

本实施例提供的桨叶结构10的安装过程为：

1、传动轴310穿过连接孔212伸入到桨毂210内的安装槽230内；

2、桨轴螺栓320与传动轴310通过螺纹连接；

3、将固定件220压装至第一固定孔211内，保证每颗固定件220进入到第一固定孔211内的深度一致，再将固定件220装入第二固定孔110中，将桨毂210与桨叶100通过固定件220连接；

4、放上压块340，拧紧螺母330。

桨叶100通过桨轴螺栓320及固定件220定位，直接压入或者拔出就能实现桨叶100的快速拆装，并且达到装配要求，省时省力。

本实施例还提供一种无人机，包括发动机和如上述任意一项的桨叶结构10，桨叶结构10包括桨叶100、安装组件200和传动组件300；安装组件200包括桨毂210和多个固定件220，桨毂210通过固定件220与桨叶100固定连接，传动组件300与桨叶100固定连接，传动组件300与桨毂210传动连接并用于带动桨毂210和桨叶100转动。发动机与传动组件300连接，发动机通过传动组件300为桨叶100提供旋转动力。本实施例提供的无人机其桨叶结构10不仅结构简单，装配和拆卸迅速、方便，而且装配牢固，使用寿命高。

本实施例提供的桨叶结构10及无人机的有益效果：

本实施例提供的桨叶结构10及无人机，通过多个固定件220将桨叶100与桨毂210直接连接，固定件220均匀环绕传动组件300设置。桨叶100与桨毂210通过固定件220连接后，通过转动组件300与桨叶100和桨毂210的连接为固定件220的固定施加轴向上的紧固力，装配时无需对固定件220额外施加径向锁紧力，仅通过将桨叶100和桨毂210安装于传动组件300即可实现整个装配过程，使得装配过程更加简单。桨叶100转动过程中的轴向力由传动组件300承受，固定件220只承受转动过程中的扭力，不用承受轴向上的力，并且固定件220的扭力受力分布均匀，不易疲劳，从而提升桨叶100在转动运行时的稳定性，进而使得结构更加牢固，提升使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桨叶结构，其特征在于，包括桨叶、安装组件和传动组件；

所述安装组件包括桨毂和多个固定件，所述桨毂通过所述固定件与所述桨叶固定连接，所述多个固定件环绕所述传动组件设置，所述传动组件与所述桨叶固定连接，所述传动组件与所述桨毂传动连接并用于带动所述桨毂和所述桨叶转动。

2.根据权利要求1所述的桨叶结构，其特征在于，所述桨毂设置有第一固定孔，所述桨叶设置有与所述第一固定孔对应的第二固定孔，所述固定件设置于所述第一固定孔和所述第二固定孔内，所述固定件分别与所述第一固定孔和所述第二固定孔过盈配合。

3.根据权利要求1所述的桨叶结构，其特征在于，所述传动组件包括传动轴、桨轴螺栓和螺母，所述桨轴螺栓的两端分别与所述传动轴和所述螺母连接，所述桨毂固定地套设于所述传动轴，所述桨叶固定地套设于所述桨轴螺栓。

4.根据权利要求3所述的桨叶结构，其特征在于，所述传动轴与所述桨轴螺栓螺纹连接，所述桨轴螺栓与所述螺母螺纹连接，所述传动轴和所述螺母与所述桨轴螺栓连接的螺纹旋向相同。

5.根据权利要求3所述的桨叶结构，其特征在于，所述桨毂设置有连接孔，所述传动轴包括传动段、过渡段和第一连接部，所述过渡段的两端分别与所述传动段和所述第一连接部连接，所述过渡段与所述连接孔配合，所述第一连接部与所述桨轴螺栓连接。

6.根据权利要求5所述的桨叶结构，其特征在于，所述连接孔具有相对的第一开口和第二开口，所述第一开口的内径大于所述第二开口的内径，所述过渡段具有相对的第一端部和第二端部，所述第一端部的直径大于所述第二端部的直径，所述第一开口和所述第一端部均靠近所述传动段，所述第二开口和所述第二端部均靠近所述第一连接部。

7.根据权利要求5所述的桨叶结构，其特征在于，所述桨毂设置有安装槽，所述安装槽与所述连接孔连通，所述第一连接部伸入所述安装槽内与所述桨轴螺栓连接。

8.根据权利要求6所述的桨叶结构，其特征在于，所述桨轴螺栓包括螺栓本体和第二连接部，所述螺栓本体与所述第二连接部连接，所述第二连接部设置有螺纹孔，所述第一连接部伸入所述螺纹孔内与所述第二连接部螺纹连接，所述桨叶套设于所述螺栓本体，所述螺栓本体与所述螺母螺纹连接，所述第二连接部与所述安装槽的底部相抵持。

9.根据权利要求3所述的桨叶结构，其特征在于，所述传动组件还包括压块，所述压块套设于所述桨轴螺栓，所述压块位于所述桨叶与所述螺母之间。

10.一种无人机，其特征在于，包括发动机和如权利要求1-9中任意一项所述的桨叶结构，所述发动机与所述传动组件连接。