CN110834717A - 一种自适应螺旋桨装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自适应螺旋桨装置，涉及螺旋桨设计技术领域，包括：传动轴、盘式弹簧、连杆机构和螺旋桨，所述传动轴一端用于与电机输出端固定连接，所述盘式弹簧固定套设在所述传动轴另一端，所述螺旋桨固定套设在所述盘式弹簧外周，所述连杆机构一端与所述传动轴滑动连接，所述连杆机构另一端与所述螺旋桨固定连接，以克服现有的螺旋桨桨距调节装置整套系统复杂程度高、可靠性差且结构质量大的缺陷，本发明具有结构简单、可靠性高和适应性强的优点。

Description

一种自适应螺旋桨装置
技术领域
本发明涉及螺旋桨设计技术领域，特别是涉及一种自适应螺旋桨装置。
背景技术
高空飞行器在做大跨度飞行时，其螺旋桨的工作环境变化大，如海拔20km～30km高度下，空气密度是海平面的1/13～1/70，现有技术中，定桨距螺旋桨不能同时满足高低空不同环境下的气动特性需求；新型的水空两栖式无人机采用一套螺旋桨实现水中和空中驱动以降低结构重量和制造成本(如美国罗格斯大学的Naviator水空无人机)，然而空气密度仅为水密度的1/700～1/800，定桨距螺旋桨也无法满足实际应用需求；然而，传统变距螺旋桨采用主动方式改变桨距，需要搭配执行器、桨距调节机构和主动控制系统，并且，控制系统根据传感器反馈及控制需求发送控制量，采用液压作动或电动的方式调节螺旋桨桨距，整套系统复杂程度高、可靠性差且结构质量大。
发明内容
本发明的目的是提供一种自适应螺旋桨装置，以解决上述现有技术存在的问题，具有结构简单、可靠性高和适应性强的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种自适应螺旋桨装置，包括传动轴、盘式弹簧、连杆机构和螺旋桨，所述传动轴一端用于与电机输出端固定连接，所述盘式弹簧固定套设在所述传动轴另一端，所述螺旋桨固定套设在所述盘式弹簧外周，所述连杆机构一端与所述传动轴滑动连接，所述连杆机构另一端与所述螺旋桨固定连接。
优选的，所述螺旋桨包括桨毂和桨叶，所述桨毂固定套设在所述盘式弹簧外周，所述桨叶与所述桨毂活动连接。
优选的，所述连杆机构包括第一连杆、两根第二连杆、直角连杆和固定连杆，所述第一连杆一端与所述传动轴滑动连接，所述第一连杆另一端与一根所述第二连杆一端球铰接，一根所述第二连杆另一端与所述直角连杆一端铰接，所述直角连杆另一端与另一根所述第二连杆一端铰接，另一根所述第二连杆另一端与所述固定连杆一端球铰接，所述固定连杆另一端与所述桨叶固定连接。
优选的，所述连杆机构的数量为两个，两个所述连杆机构关于所述传动轴中心对称设置。
优选的，所述传动轴上开设有滑槽，所述第一连杆一端与所述滑槽滑动连接。
优选的，所述桨毂包括轴承、壳体和滑轨，所述壳体通过所述轴承与所述传动轴连接，所述桨叶与所述壳体活动连接，所述滑轨固定设置在所述壳体上，所述连杆机构与所述滑轨滑动连接。
优选的，所述连杆机构还包括第三连杆，所述第三连杆一端与所述直角连杆的直角部分铰接，所述第三连杆另一端与所述滑轨滑动连接。
优选的，所述桨叶的数量为两个，每个所述桨叶均与一个所述连杆机构连接。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供了一种自适应螺旋桨装置，通过盘式弹簧的形变促使螺旋桨与传动轴相对转动，进而通过连杆机构带动螺旋桨沿纵向转动，进而改变螺旋桨桨距，使桨距能够根据所处环境自适应变化，通过盘式弹簧和连杆机构实现纯机械式变距，无控制系统参与，从而简化了螺旋桨的变距过程，且降低了结构重量，具有结构简单、可靠性高和适应性强的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明提供的自适应螺旋桨装置主视图；
图2为本发明提供的自适应螺旋桨装置侧视图；
图3为本发明提供的自适应螺旋桨装置的桨毂剖视图；
图4为图3的俯视剖视图；
图5为本发明提供的自适应螺旋桨装置的连杆机构变化示意图；
其中：100-传动轴，201-轴承，202-壳体，203-滑轨，301-第二连杆，302-直角连杆，303-第一连杆，304-固定连杆，305-球铰链，306-普通铰链，400-桨叶，500-盘式弹簧。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的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。
本发明的目的是提供一种自适应螺旋桨装置，以解决现有技术存在的问题，具有结构简单、可靠性高和适应性强的优点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～5所示：本实施例提供了一种自适应螺旋桨装置，包括传动轴100、盘式弹簧500、连杆机构和螺旋桨，传动轴100一端用于与电机输出端固定连接，盘式弹簧500固定套设在传动轴100另一端，螺旋桨固定套设在盘式弹簧500外周，连杆机构一端与传动轴100滑动连接，连杆机构一端能够在传动轴100中沿纵向移动，连杆机构另一端与螺旋桨固定连接，用于带动螺旋桨发生桨距变化。
电机通过传动轴带动螺旋桨旋转，当螺旋桨工作环境为稳态时，动力距等于阻力矩，盘式弹簧500形变量保持不变，传动轴与桨毂的相对转角不变，螺旋桨桨距保持稳定；当螺旋桨所处环境发生变化导致负载力矩变大/减小时，通过盘式弹簧500连接的传动轴与螺旋桨将发生相对转动，并带动连杆机构使螺旋桨沿纵向旋转，从而实现桨距减小/增大，使桨距能够根据所处环境自适应变化，即通过盘式弹簧500和连杆机构实现纯机械式变距，无控制系统参与，从而简化了螺旋桨的变距过程，且降低了结构重量，具有结构简单、可靠性高和适应性强的优点。具有结构简单、可靠性高和适应性强的优点。
螺旋桨包括桨毂和桨叶400，桨毂固定套设在盘式弹簧500外周，桨叶400与桨毂活动连接。
连杆机构包括第一连杆303、两根第二连杆301、直角连杆302和固定连杆304，第一连杆303一端与传动轴100滑动连接，第一连杆303另一端与一根第二连杆301一端通过一球铰链305球铰接，一根第二连杆301另一端与直角连杆302一端通过一普通铰链306铰接，直角连杆302另一端与另一根第二连杆301一端通过一普通铰链306铰接，另一根第二连杆301另一端与固定连杆304一端通过一球铰链305球铰接，固定连杆304另一端与桨叶400固定连接，当桨叶400未发生变距时，第二连杆301与传动轴100应避免处于垂直的相对位置关系，避免第二连杆301进入死点。
连杆机构的数量为两个，两个连杆机构关于传动轴100中心对称设置，这样设置，能够使两片桨叶400的桨距变化量一致。
传动轴100上开设有滑槽，第一连杆303一端与滑槽滑动连接，通过第一连杆303一端在滑槽上滑动以适应传动轴与桨毂的相对角度的变化。
桨毂包括轴承201、壳体202和滑轨203，壳体202通过轴承201与传动轴100转动连接，桨叶400与壳体202活动连接，滑轨203固定设置在壳体202上，连杆机构与滑轨203滑动连接。
连杆机构还包括第三连杆，第三连杆一端与直角连杆302的直角部分通过一普通铰链306铰接，第三连杆另一端与滑轨203滑动连接。
桨叶400的数量为两个，每个桨叶400均与一个连杆机构连接。
根据实际需要，不同的螺旋桨应配置不同刚度的盘式弹簧，本装置能够实现桨距在较大范围内随动力矩(输入功率)进行自适应变化，有利于提高螺旋桨在不同工况下的平均效率，且结构简单可靠，实用性强。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种自适应螺旋桨装置，其特征在于：包括电机、传动轴、盘式弹簧、连杆机构和螺旋桨，所述电机输出端与所述传动轴一端固定连接，所述盘式弹簧固定套设在所述传动轴另一端，所述螺旋桨固定套设在所述盘式弹簧外周，所述连杆机构一端与所述传动轴滑动连接，所述连杆机构另一端与所述螺旋桨固定连接。
2.根据权利要求1所述的自适应螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨包括桨毂和桨叶，所述桨毂固定套设在所述盘式弹簧外周，所述桨叶与所述桨毂活动连接。
3.根据权利要求2所述的自适应螺旋桨装置，其特征在于：所述连杆机构包括第一连杆、两根第二连杆、直角连杆和固定连杆，所述第一连杆一端与所述传动轴滑动连接，所述第一连杆另一端与一根所述第二连杆一端球铰接，一根所述第二连杆另一端与所述直角连杆一端铰接，所述直角连杆另一端与另一根所述第二连杆一端铰接，另一根所述第二连杆另一端与所述固定连杆一端球铰接，所述固定连杆另一端与所述桨叶固定连接。
4.根据权利要求1所述的自适应螺旋桨装置，其特征在于：所述连杆机构的数量为两个，两个所述连杆机构关于所述传动轴中心对称设置。
5.根据权利要求3所述的自适应螺旋桨装置，其特征在于：所述传动轴上开设有滑槽，所述第一连杆一端与所述滑槽滑动连接。
6.根据权利要求3所述的自适应螺旋桨装置，其特征在于：所述桨毂包括轴承、壳体和滑轨，所述壳体通过所述轴承与所述传动轴连接，所述桨叶与所述壳体活动连接，所述滑轨固定设置在所述壳体上，所述连杆机构与所述滑轨滑动连接。
7.根据权利要求6所述的自适应螺旋桨装置，其特征在于：所述连杆机构还包括第三连杆，所述第三连杆一端与所述直角连杆的直角部分铰接，所述第三连杆另一端与所述滑轨滑动连接。
8.根据权利要求2所述的自适应螺旋桨装置，其特征在于：所述桨叶的数量为两个，每个所述桨叶均与一个所述连杆机构连接。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114426089A (zh) * 2022-02-14 2022-05-03 北京航空航天大学 一种可调桨距的矢量推进器

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103158870A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 贝尔直升机泰克斯特龙公司 具有反馈杆的桨叶俯仰控制系统
CN105584626A (zh) * 2015-12-29 2016-05-18 王伟 自变距螺旋桨与其配置固定座组件和装配该装置的飞行器
CN205499338U (zh) * 2016-03-21 2016-08-24 深圳市龙云创新航空科技有限公司 一种自适应变距螺旋桨与飞机
CN105947183A (zh) * 2015-12-30 2016-09-21 王伟 一种螺旋桨的变距机构与装配该装置的旋翼机
CN206885309U (zh) * 2017-06-01 2018-01-16 广州市番禺远航螺旋桨制造有限公司 一种可改变拖曳阻力的变螺距螺旋桨
CN109843712A (zh) * 2016-08-08 2019-06-04 世界直升机韩国 螺旋桨的桨距角控制装置及控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103158870A (zh) * 2011-12-14 2013-06-19 贝尔直升机泰克斯特龙公司 具有反馈杆的桨叶俯仰控制系统
CN105584626A (zh) * 2015-12-29 2016-05-18 王伟 自变距螺旋桨与其配置固定座组件和装配该装置的飞行器
CN105947183A (zh) * 2015-12-30 2016-09-21 王伟 一种螺旋桨的变距机构与装配该装置的旋翼机
CN205499338U (zh) * 2016-03-21 2016-08-24 深圳市龙云创新航空科技有限公司 一种自适应变距螺旋桨与飞机
CN109843712A (zh) * 2016-08-08 2019-06-04 世界直升机韩国 螺旋桨的桨距角控制装置及控制方法
CN206885309U (zh) * 2017-06-01 2018-01-16 广州市番禺远航螺旋桨制造有限公司 一种可改变拖曳阻力的变螺距螺旋桨

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114426089A (zh) * 2022-02-14 2022-05-03 北京航空航天大学 一种可调桨距的矢量推进器

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