CN110979658A - 一种共轴无人直升机折叠旋翼 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种共轴无人直升机折叠旋翼，包括：变距桨毂、折叠桨夹组件、桨叶、扭簧和离心摆限动器，折叠桨夹组件通过挥舞螺栓和挥舞轴承转动连接在变距桨毂的端部；桨叶连接在折叠桨夹组件的端部；扭簧套设在挥舞螺栓上，扭簧的上扭臂伸入变距桨毂的通孔内，扭簧的下扭臂抵接在折叠桨夹组件的底部；离心摆限动器通过转轴活动连接在变距桨毂上，当折叠桨夹组件展开后，其卡接在折叠桨夹组件的端部。本申请旋翼不会出现打桨现象，运行的稳定性高，安全性高，安装方便。

Description

一种共轴无人直升机折叠旋翼

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种共轴无人直升机折叠旋翼。

背景技术

目前，随着科技的不断发展，无人机得到了广泛的应用，无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机通过旋翼的高速转动给无人机提供升力，现有的类似可折叠桨叶无人机旋翼采用挥舞铰实现旋翼桨叶折叠，桨叶垂直于旋翼平面上下挥舞。上述旋翼虽然可以满足基本功能，但有以下不足：

1)展开过程中，由于转速的不均匀，造成桨叶上挥不受控容易打桨；

2)目前的展开机构展开主要靠离心力甩开，这种方式只适合直径较小的旋翼，对于较大直径旋翼这种展开方式成功概率低；

3)由于现有折叠结构中没有限动设计，直升机在飞行中遇到大风有打桨风险。

发明内容

本申请的目的在于提供一种共轴无人直升机折叠旋翼，该旋翼不会出现打桨现象，运行的稳定性高，安全性高，安装方便。

为达到上述目的，本申请提供一种共轴无人直升机折叠旋翼，包括：桨毂、变距桨毂、折叠桨夹组件、桨叶、扭簧和离心摆限动器，所述折叠桨夹组件通过挥舞螺栓和挥舞轴承转动连接在所述变距桨毂的端部；所述桨叶连接在所述折叠桨夹组件的端部；所述扭簧套设在所述挥舞螺栓上，所述扭簧的上扭臂伸入所述变距桨毂的通孔内，所述扭簧的下扭臂抵接在所述折叠桨夹组件的底部；所述离心摆限动器通过转轴活动连接在所述变距桨毂上，当所述折叠桨夹组件展开后，其卡接在所述折叠桨夹组件的尾部。

如上的，其中，所述离心摆限动器对称连接在所述变距桨毂的两侧。

如上的，其中，所述折叠桨夹组件一端具有限位机构，另一端具有用于连接桨叶的连接部，当所述折叠桨夹组件处于展开状态时；所述离心摆限动器卡接在所述限位机构内，当所述折叠桨夹组件处于折叠状态时，所述离心摆限动器与所述限位机构分离。

如上的，其中，所述限位机构包括间隔开设置的上限动凸块和下限动凸块，所述上限动凸块与所述下限动凸块之间形成限位槽；所述离心摆限动器包括逆止爪，当所述折叠桨夹组件处于展开状态下时，所述逆止爪卡接在所述限位槽内，所述上限动凸块位于所述离心摆限动器的上方，所述下限动凸块分别位于所述逆止爪的底部。

如上的，其中，所述下限动凸块靠近所述限位槽的一面为平面，另一面为圆弧过渡面；当所述逆止爪卡接在所述限位槽内时，所述逆止爪与所述下限动凸块接触的一面为平面。

如上的，其中，所述离心摆限动器靠近所述上限动凸块的一端为圆弧部，另一端为伸出杆。

当所述折叠桨夹组件处于展开状态时，所述下限动凸块卡接在所述伸出杆与所述逆止爪之间的凹槽内。

如上的，其中，所述变距桨毂与所述桨毂中央件转动连接。

一种共轴无人直升机折叠旋翼，还包括变距摇臂，所述变距摇臂通过变距桨毂组件与所述变距桨毂连接。

如上的，其中，所述挥舞螺栓固定连接在所述变距桨毂远离所述桨毂的一端，所述折叠桨夹组件的两端分别套设在所述挥舞螺栓的两端，并通过挥舞轴承与所述挥舞螺栓转动连接。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请采用了扭簧和离心摆限动器双重保险限制折叠桨夹组件的限动角度，也即折叠桨夹组件可相对于变距桨毂向上或向下可偏移的角度，当桨毂连接的电机转速不均匀或直升机在飞行中遇到大风等情况下，本申请可防止上下桨叶向上或向下偏移角度过大，造成打桨的现象，提高无人直升机飞行的稳定性和安全性。

(2)本申请的限动角度可根据实际情况变动，有效防止旋翼在展开及飞行过程中上下桨叶打桨的现象，提高无人直升机飞行的稳定性。

(3)本申请扭簧给桨叶初始展开提供动力，不仅有利于小直径旋翼的展开，也有利于大直径旋翼的展开。

(4)本申请在满足基础设计的要求和功能下，不需要过多的增加重量，维修方便，易于加工。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种共轴无人直升机折叠旋翼的立体结构示意图。

图2为本发明一种共轴无人直升机折叠旋翼展开状态下的剖视图。

图3为本发明一种共轴无人直升机折叠旋翼折叠状态下的剖视图。

图4为本发明一种共轴无人直升机折叠旋翼折叠状态下的局部示意图。

图5为本发明一种共轴无人直升机折叠旋翼折叠状态下的离心摆限动器与折叠桨夹组件之间的位置示意图。

图6为本发明一种共轴无人直升机折叠旋翼展开状态下的离心摆限动器与折叠桨夹组件之间的位置示意图。

图7为本发明一种共轴无人直升机折叠旋翼展开状态下折叠桨夹组件处于下限位置的状态示意图。

图8为本发明一种共轴无人直升机折叠旋翼展开状态下折叠桨夹组件处于上限位置的状态示意图。

附图标记：1-桨毂中央件；2-变距桨毂；3-折叠桨夹组件；4-扭簧；5-离心摆限动器；6-挥舞螺栓；7-挥舞轴承；8-变距摇臂；9-变距桨毂组件；21-通孔；22-开口槽；31-限位机构；32-连接部；33-桨叶安装槽；34-连接侧板；41- 上扭臂；42-下扭臂；51-逆止爪；52-伸出杆；53-圆弧部；311-上限动凸块； 312-下限动凸块；313-限位槽。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1所示，一种共轴无人直升机折叠旋翼，包括：桨毂中央件1、变距桨毂2、折叠桨夹组件3、桨叶(图中未示出)、扭簧4和离心摆限动器5，变距桨毂2对称安装在桨毂中央件1的两端；折叠桨夹组件3通过挥舞螺栓6和挥舞轴承7转动连接在变距桨毂2的端部；桨叶连接在折叠桨夹组件3的端部；且桨叶平行于折叠桨夹组件3设置；当折叠桨夹组件3平行于变距桨毂2的方向时，折叠桨夹组件3处于展开状态，桨叶处于展开状态；当折叠桨夹组件3 垂直于变距桨毂2的方向时，折叠桨夹组件3处于折叠状态，桨叶处于折叠状态；扭簧4套设在挥舞螺栓6上，扭簧4的上扭臂41伸入变距桨毂2的通孔21 内，扭簧4的下扭臂42抵接在折叠桨夹组件3的底部；离心摆限动器5通过转轴活动连接在变距桨毂2上，当折叠桨夹组件3展开后，其卡接在折叠桨夹组件3的尾部。离心摆限动器5对称连接在变距桨毂2的两侧，即离心摆限动器5 对称连接在变距桨毂2的前侧和后侧。

如图1所示，桨毂中央件1中间具有中心孔，无人直升机的转轴穿入中心孔内，桨毂中央件1与转轴固定连接，当转轴转动时，桨毂中央件1跟随转轴转动。桨毂中央件1用于带动变距桨毂2、折叠桨夹组件3和桨叶转动，变距桨毂2用于将折叠桨夹组件3和桨毂中央件1连接在一起。扭簧4和离心摆限动器5均用于限制折叠桨夹组件3的位置，限制折叠桨夹组件3处于展开状态时可向上或向下偏移的角度。

如图1所示，折叠桨夹组件3一端具有限位机构31，限位机构31用于与离心限动器5配合作用限制折叠桨夹组件3展开后可向上或向下偏移的角度，另一端具有用于连接桨叶的连接部32，当折叠桨夹组件3处于展开状态时；离心摆限动器5卡接在限位机构31内，折叠桨夹组件3相对于变距桨毂2向上和向下可偏移的角度均被限制，由于，无人直升机的旋翼包括上旋翼和下旋翼，上旋翼和下旋翼间隔开一定距离设置，如果桨叶向上或向下偏移的角度过大，则上桨叶和下桨叶打桨的现象发生，因此，限制折叠桨夹组件3向上或向下可偏移的角度，则可限制上桨叶和下桨叶向上或向下可偏移的角度，从而防止打桨现象；当折叠桨夹组件3处于折叠状态时，离心摆限动器5与限位机构31分离。

如图1所示，折叠桨夹组件3的连接部32处具有桨叶安装槽33，桨叶安装槽33用于安装桨叶。

如图2所示，扭簧4套设在挥舞螺栓6上，当折叠桨夹组件3处于展开状态时，上扭臂41和下扭臂42平行，并呈倾斜状态，上扭臂41沿挥舞螺栓6倾斜向上延伸，限制在通孔21内，通孔21的作用为限制上扭臂41的位置，不可左右移动，仅可在孔内倾斜向上或向下移动；下扭臂42沿挥舞螺栓6倾斜向下延伸，并抵接在折叠桨夹组件3的底部，给折叠桨夹组件3提供一定的支撑力。

扭簧4布置在变距桨毂2上，不需要额外的结构，扭簧4用于提供桨叶初始展开的动力，在惯性力作用下，桨叶可展开至70度以上，便于旋翼的顺利展开。对于直径较大的旋翼，主要靠离心力的作用不容易展开桨叶，本发明的扭簧4给桨叶初始展开提供动力，不仅适用于小直径桨叶的展开，也适用于大直径桨叶的展开。

如图3所示，折叠桨夹组件3处于折叠状态，相对于折叠桨夹组件3处于展开状态下，上扭臂41沿通孔21缩回一段长度。下扭臂42沿挥舞螺栓6倾斜向下延伸，并抵接在折叠桨夹组件3的底部，给折叠桨夹组件3提供一定的支撑力。

如图4所示，变距桨毂2具有开口槽22，挥舞螺栓6穿过开口槽22的侧壁，扭簧4套在挥舞螺栓6上，且位于开口槽22内部，通孔21开设在开口槽22的顶壁上，开口槽22的下壁开设有通槽，扭簧4的上扭臂41伸入通孔21内，下扭臂42穿过通槽延伸到折叠桨夹组件3的底部。折叠桨夹组件3具有连接侧板 34，连接侧板34对称设置在折叠桨夹组件3的两侧，连接侧板34上开设有可穿入挥舞螺栓6的孔，连接侧板34套设在挥舞螺栓6上，挥舞轴承7套设在挥舞螺栓6上，并固定在连接侧板34的孔内，变距桨毂2端部伸入折叠桨夹组件 3两侧的连接侧板34之间。

如图5所示，限位机构31包括间隔开设置的上限动凸块311和下限动凸块 312，上限动凸块311与下限动凸块312之间形成限位槽313；离心摆限动器5 包括逆止爪51。逆止爪51限位在限位槽313内，用于限制折叠桨夹组件3向下偏移的角度。

当旋翼处于折叠状态时，离心摆限动器5和折叠桨夹组件3处于如图5中所示的位置，离心摆限动器5与折叠桨夹组件3分离，离心摆限动器5对折叠桨夹组件3不起限位作用。

如图6所示，为旋翼处于展开状态时，折叠桨夹组件3呈水平状态，当折叠桨夹组件3处于展开状态下时，逆止爪51卡接在限位槽313内，上限动凸块 311位于离心摆限动器5的上方，下限动凸块312分别位于逆止爪51的底部。上限位凸块311限位在离心摆限动器5上方，用于限制折叠桨夹组件3向上偏移的角度；下限动凸块312限位在逆止爪51下方，用于限制折叠桨夹组件3向下偏移的角度。

如图6所示，下限动凸块312靠近限位槽313的一面为平面，另一面为圆弧过渡面；当逆止爪51卡接在限位槽313内时，逆止爪51与下限动凸块312 接触的一面为平面。逆止爪51与下限动凸块312相对的面均为平面，两者卡合后不容易滑脱，限位效果好。当折叠桨夹组件3从折叠状态转为展开状态的过程中，下限动凸块312靠近离心摆限动器5一侧的表面为圆弧过渡面可以保证折叠桨夹组件3顺畅的展开，防止下限动凸块312与离心摆限动器5之间产生碰撞。

如图6所示，离心摆限动器5靠近上限动凸块311的一端为圆弧部53，另一端为伸出杆52。伸出杆52有利于在离心力的作用下使离心摆限动器5摇摆。

当旋翼开始旋转后，离心摆限动器5受到离心力的作用有向右摆动的趋势，折叠桨夹组件3逐渐展开，离心摆限动器5的逆止爪51则伸入折叠桨夹组件3 的限位槽313内。

如图7所示，如果发生特殊情况，桨叶向下挥动，则逆止爪51卡在下限动凸块312的顶部，伸出杆52卡在下限动凸块312的底部，桨叶下挥的角度被限制。根据本发明的一个实施例，桨叶下挥的角度被限制在5度角内。

如图8所示，如果发生特殊情况，桨叶向上挥动，则上限动凸块311与离心摆限动器5撞在一起，离心摆限动器5对上限动凸块311起到限位作用，上限动凸块311顶在离心摆限动器5的圆弧部53处，折叠桨夹组件3无法再向上偏移，桨叶无法再向上挥动。根据本发明的一个实施例，桨叶向上偏移的角度被限制在8度角内。

如图6所示，当折叠桨夹组件3处于展开状态时，下限动凸块312卡接在伸出杆52与逆止爪51之间的凹槽内。

根据本发明的一个具体实施例，变距桨毂2与桨毂中央件1转动连接，变距桨毂2带动折叠桨夹组件3和桨叶偏转一定角度。

根据本发明的一个具体实施例，旋翼还包括变距摇臂8，变距摇臂8通过变距桨毂组件9与变距桨毂2连接，变距桨毂组件9用于连接变距摇臂8和变距桨毂2，变距摇臂8用于带动变距桨毂组件9和变距桨毂2相对于桨毂中央件1 转动。

根据本发明的一个具体实施例，挥舞螺栓6固定连接在变距桨毂2远离桨毂中央件1的一端，折叠桨夹组件3的两端分别套设在挥舞螺栓6的两端，并通过挥舞轴承7与挥舞螺栓6转动连接。

本申请实现的有益效果如下：

(1)本申请采用了扭簧和离心摆限动器双重保险限制折叠桨夹组件的限动角度，也即折叠桨夹组件可相对于变距桨毂向上或向下可偏移的角度，当桨毂中央件连接的电机转速不均匀或直升机在飞行中遇到大风等情况下，本申请可防止上下桨叶向上或向下偏移角度过大，造成打桨的现象，提高无人直升机飞行的稳定性和安全性。

(2)本申请的限动角度可根据实际情况变动，有效防止旋翼在展开及飞行过程中上下桨叶打桨的现象，提高无人直升机飞行的稳定性。

(3)本申请扭簧给桨叶初始展开提供动力，不仅有利于小直径旋翼的展开，也有利于大直径旋翼的展开。

(4)本申请在满足基础设计的要求和功能下，不需要过多的增加重量，维修方便，易于加工。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，包括：变距桨毂、折叠桨夹组件、桨叶、扭簧和离心摆限动器，

所述折叠桨夹组件通过挥舞螺栓和挥舞轴承转动连接在所述变距桨毂的端部；

所述桨叶连接在所述折叠桨夹组件的端部；

所述扭簧套设在所述挥舞螺栓上，所述扭簧的上扭臂伸入所述变距桨毂的通孔内，所述扭簧的下扭臂抵接在所述折叠桨夹组件的底部；

所述离心摆限动器通过转轴活动连接在所述变距桨毂上，当所述折叠桨夹组件展开后，其卡接在所述折叠桨夹组件的尾部。

2.根据权利要求1所述的共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，所述离心摆限动器对称连接在所述变距桨毂的两侧。

3.根据权利要求2所述的共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，所述折叠桨夹组件一端具有限位机构，另一端具有用于连接桨叶的连接部，当所述折叠桨夹组件处于展开状态时；所述离心摆限动器卡接在所述限位机构内，当所述折叠桨夹组件处于折叠状态时，所述离心摆限动器与所述限位机构分离。

4.根据权利要求3所述的共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，所述限位机构包括间隔开设置的上限动凸块和下限动凸块，所述上限动凸块与所述下限动凸块之间形成限位槽；所述离心摆限动器包括逆止爪，当所述折叠桨夹组件处于展开状态下时，所述逆止爪卡接在所述限位槽内，所述上限动凸块位于所述离心摆限动器的上方，所述下限动凸块分别位于所述逆止爪的底部。

5.根据权利要求4所述的共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，所述下限动凸块靠近所述限位槽的一面为平面，另一面为圆弧过渡面；当所述逆止爪卡接在所述限位槽内时，所述逆止爪与所述下限动凸块接触的一面为平面。

6.根据权利要求5所述的共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，所述离心摆限动器靠近所述上限动凸块的一端为圆弧部，另一端为伸出杆。

7.根据权利要求6所述的共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，当所述折叠桨夹组件处于展开状态时，所述下限动凸块卡接在所述伸出杆与所述逆止爪之间的凹槽内。

8.根据权利要求1所述的共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，所述变距桨毂与桨毂中央件转动连接。

9.根据权利要求8所述的共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，还包括变距摇臂，所述变距摇臂与所述变距桨毂连接。

10.根据权利要求1所述的共轴无人直升机折叠旋翼，其特征在于，所述挥舞螺栓固定连接在所述变距桨毂远离所述桨毂的一端，所述折叠桨夹组件的两端分别套设在所述挥舞螺栓的两端，并通过挥舞轴承与所述挥舞螺栓转动连接。

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