CN110871881A - 一种弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构,包括桨叶、桨叶铰链、桨榖、轴套、连杆、推力轴承、离合器，本发明利用弹簧弹力自动打开螺旋桨，同时利用螺旋桨离合器及其联动装置在螺旋桨折叠时断开发动机与螺旋桨的连接、在螺旋桨打开后通过联动装置带动螺旋桨离合器闭合从而连接发动机为无人机提供推力的机构。

Description

一种弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构
技术领域
本发明涉及无人机领域,特别是弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构。
背景技术
当前为了减少无人机停放和储存的空间，一般会将无人机的机翼、尾翼以及螺旋桨折叠，在发射前展开机翼、尾翼以及螺旋桨。其中螺旋桨的折叠方式有轴向折叠和径向折叠两种，螺旋桨的打开方式一般有人工打开以及利用离心力打开两种。使用人工打开方式展开螺旋桨费时费力，不适用于多架次连续密集弹射的应用场合。利用离心力打开螺旋桨无法在狭小的发射容器内实现热启动，只能采用冷启动的方式，若采用内燃机作为发动机，在弹射之后在空中启动发动机，存在点火失败的风险。若采用电动机作为动力，则由于电池技术的限制，无人机的飞行时长会受到很大的限制；若采用燃油-电池混合动力则会大大增加无人机的结构重量且内燃机-发电机的能量转化效率较低，无人机的飞行时长仍然低于纯燃油动力无人机。
因此，亟需一种结构简单、可实现热启动的螺旋桨折叠机构。
发明内容
为解决人工打开方式展开螺旋桨费时费力、采用内燃机作为动力的离心力打开螺旋桨技术无法实现热启动的问题的技术问题，本发明利用弹簧弹力自动打开螺旋桨，同时利用螺旋桨离合器及其联动装置在螺旋桨折叠时断开发动机与螺旋桨的连接、在螺旋桨打开后通过联动装置带动螺旋桨离合器闭合从而连接发动机为无人机提供推力的机构。
本发明为解决其技术问题提供的技术方案是：
一种弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构，包括桨叶、桨叶铰链、桨榖、轴套、连杆、推力轴承、承压弹簧、离合器，桨叶通过桨叶铰链铰接在桨榖上，桨榖的转轴插入轴套内，连杆铰接在轴套的耳片上，连杆的另一端与桨叶铰链的耳片相连，轴套通过推力轴承安装在机身后部，离合器的一半摩擦片通过螺栓固定在桨榖的转轴上，承压弹簧套在桨榖的转轴上，一头顶住轴套，另一头顶住离合器，发动机通过螺栓连接在机身中，离合器的另一半摩擦片通过螺栓固定在发动机的主轴上。
在螺旋桨打开时，离合器被弹簧紧紧压在发动机主轴上的摩擦片上，发动机的扭矩通过离合器的摩擦力传递给螺旋桨，从而带动桨榖桨叶铰链，桨叶以及弹簧轴套连杆等机构一起转动，弹簧的反作用力通过轴套传递给推力轴承并最终传递到机身上。
螺旋桨折叠时，桨叶连同桨叶铰链绕铰链轴向机身折叠，并由发射容器限制在折叠位置，从而压缩连杆，由于连杆的另一头安装在轴套上，而轴套通过推力轴承安装在机身上，无法沿机身方向滑动，因此连杆只能通过铰链带动桨榖在轴套内滑动，从而带动离合器脱开与发动机的连接，此时弹簧被离合器和轴套压缩到最短的状态。
当无人机准备弹射时，无人机螺旋桨处于折叠状态，此时离合器与发动机断开，因此此时启动发动机不会带动螺旋桨旋转，从而不会对无人机及其发射容器造成损伤,从而解决了依靠离心力打开的折叠螺旋桨无法在发射前启动发动机的问题，进而允许折叠弹射的无人机使用内燃机作为动力，增加无人机的飞行时长。
无人机弹射后，无人机各翼面依次展开，螺旋桨桨叶失去了发射容器的限制，弹簧推动离合器向发动机方向滑动，从而离合器带动桨榖向发动机方向滑动，在连杆和桨叶铰链的作用下桨叶被打开至旋转片面内，此时离合器正好与发动机上的摩擦片压实，发动机主轴扭矩通过离合器的摩擦力带动螺旋桨转动，为无人机提供动力。从而实现了折叠式无人机螺旋桨。
本发明与现有的人工展开式折叠螺旋桨相比，可以在弹射后自动展开螺旋桨，发射前准备工作少，发射占用场地小，有利于实现无人机的快速、密集发射；本发明同离心力展开式折叠螺旋桨相比，由于发射前螺旋桨与发动机脱开，发动机可预先启动，提高发射成功率。
附图说明
图1是螺旋桨折叠机构打开结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是螺旋桨折叠机构折叠结构示意图；
图4是图3的俯视图；
1-桨叶，2-桨叶铰链，3-桨榖，4-轴套，5-连杆，6-推力轴承，7-承压弹簧，8-离合器，9-发动机，10-机身。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明的弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构作进一步的详细描述。
如图1-图4所示，
一种弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构，包括桨叶1通过桨叶铰链2铰接在桨榖3上，桨榖3的转轴插入轴套4内，连杆5铰接在轴套4的耳片上，连杆5的另一端与桨叶铰链2的耳片相连，轴套4通过推力轴承6安装在机身10后部，离合器8的一半摩擦片通过螺栓固定在桨榖3的转轴上，承压弹簧7套在桨榖3的转轴上，一头顶住轴套4，另一头顶住离合器8，发动机9通过螺栓连接在机身10中，离合器8的另一半摩擦片通过螺栓固定在发动机9的主轴上。
在螺旋桨打开时，离合器8被弹簧7紧紧压在发动机9主轴上的摩擦片上，发动机的扭矩通过离合器8的摩擦力传递给螺旋桨，从而带动桨榖3桨叶铰链2，桨叶1以及弹簧7轴套4连杆5等机构一起转动，弹簧7的反作用力通过轴套4传递给推力轴承6并最终传递到机身10上。
螺旋桨折叠时，桨叶1连同桨叶铰链2绕铰链轴向机身折叠，并由发射容器限制在折叠位置，从而压缩连杆5，由于连杆5的另一头安装在轴套4上，而轴套4通过推力轴承6安装在机身10上，无法沿机身方向滑动，因此连杆5只能通过铰链2带动桨榖3在轴套4内滑动，从而带动离合器8脱开与发动机9的连接，此时弹簧7被离合器8和轴套4压缩到最短的状态。
当无人机准备弹射时，无人机螺旋桨处于折叠状态，此时离合器8与发动机9断开，因此此时启动发动机不会带动螺旋桨旋转，从而不会对无人机及其发射容器造成损伤,从而解决了依靠离心力打开的折叠螺旋桨无法在发射前启动发动机的问题，进而允许折叠弹射的无人机使用内燃机作为动力，增加无人机的飞行时长。
无人机弹射后，无人机各翼面依次展开，螺旋桨桨叶1失去了发射容器的限制，弹簧7推动离合器8向发动机方向滑动，从而离合器8带动桨榖3向发动机方向滑动，在连杆5和桨叶铰链2的作用下桨叶被打开至旋转片面内，此时离合器8正好与发动机9上的摩擦片压实，发动机主轴扭矩通过离合器8的摩擦力带动螺旋桨转动，为无人机提供动力。从而实现了折叠式无人机螺旋桨。
本发明与现有的人工展开式折叠螺旋桨相比，可以在弹射后自动展开螺旋桨，发射前准备工作少，发射占用场地小，有利于实现无人机的快速、密集发射；本发明同离心力展开式折叠螺旋桨相比，由于发射前螺旋桨与发动机脱开，发动机可预先启动，提高发射成功率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构，包括桨叶(1)、桨叶铰链(2)、桨榖(3)、轴套(4)、连杆(5)、推力轴承(6)、离合器(8)，其特征在于：桨叶(1)通过桨叶铰链(2)铰接在桨榖(3)上，桨榖(3)的转轴插入轴套(4)内，连杆(5)铰接在轴套(4)的上，连杆(5)的另一端与桨叶铰链(2)的相连，轴套(4)通过推力轴承(6)安装在机身(10)后部，离合器(8)的一半摩擦片固定在桨榖(3)的转轴上，发动机(9)固定在机身(10)中，离合器(8)的另一半摩擦片固定在发动机(9)的主轴上。
2.如权利要求1所述的一种弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构，其特征在于：还包括承压弹簧(7)，承压弹簧(7)套在桨榖(3)的转轴上，一端顶靠轴套(4)，另一端顶靠离合器(8)。
3.如权利要求1所述的一种弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构，其特征在于：发动机通过螺栓连接在机身中，离合器(8)的一半摩擦片通过螺栓固定在桨榖的转轴上，离合器(8)的另一半摩擦片通过螺栓固定在发动机的主轴上。
4.如权利要求1所述的一种弹射式无人机用的螺旋桨折叠机构，其特征在于：连杆(5)铰接在轴套(4)的耳片上，连杆(5)的另一端与桨叶铰链(2)的耳片相连。
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