CN112937837B - 一种变距螺旋桨 - Google Patents

Abstract

本发明属于螺旋桨技术领域，具体涉及一种自由变距螺旋桨。本发明包括桨毂以及通过桨根部回转配合于桨毂的装配腔内的桨叶，其特征在于：桨根部包括套筒状的桨根支座，桨根支座上同轴的由后至前依序布置环形凸起、推力轴承以及回转连接座，回转连接座的外环面固定在装配腔上，回转连接座的内环面与桨根支座间形成回转轴线与桨根支座轴线同轴的回转配合，推力轴承的两端分别抵紧环形凸起的前侧轴肩与回转连接座的后侧环面。本发明能在确保桨叶相对桨毂的正常回转功能的同时，桨叶与桨毂的连接强度亦能得到有效保证，并同步具备结构简单紧凑、装配流程简洁且成本低的优点。

Description

一种变距螺旋桨

技术领域

本发明属于螺旋桨技术领域，具体涉及一种自由变距螺旋桨。

背景技术

螺旋桨是飞行器的关键元件，螺旋桨用于将飞行器的电机或者发动机中转轴的转动转化为推动力，从而为飞行器提供飞行的动力。螺旋桨的变距控制装置是在发动机和飞机的各种工作状态下，控制螺旋桨能在最佳的桨叶角的状态下工作，以达到螺旋桨的最佳工作效率。由于飞机的飞行环境非常复杂，研究螺旋桨的变距控制装置，使其更精确地控制桨叶变角，达到螺旋桨的最佳输出效率是永久不变的课题。传统的螺旋桨的边距控制装置存在的问题在于：一方面，变距动力传递传统或依赖锥形齿轮传递结构，或者为连杆传递结构等，无一例外都存在构造及动作复杂的缺陷，后期维护及维修更是十分繁复；另一方面，对于传统的桨毂与桨叶的连接结构，只采用单轴承的方式来确保桨叶能相对桨毂产生回转动作即可；然而，桨叶在工作时同时还需承受巨大的离心力，该离心力施加在桨叶与桨毂的连接处，长时间后容易造成该连接部位出现配合问题，从而给螺旋桨的正常可靠工作带来较大影响。此外的，自由变距螺旋桨要求桨叶和桨毂的连接结构可以保证快速可靠的变距，连接结构需使用上述的轴承等零件，因此桨叶根部必须选用金属材料结构。由于桨叶根部为金属结构，桨叶叶身为复合材料结构，金属结构和复合材料结构材料属性不同，金属与复合材料连接是目前桨叶设计的一大难点。因此，现在只有大型螺旋桨桨叶采用复合材料结构，其桨叶根部连接结构是：首先设计金属外套状的桨根支座，在桨根支座外壁处留有与轴承的内圈配合的表面，桨根支座内部铺放复合材料的承力梁，承力梁由多层布层组成，在承力梁的末端嵌入复合材料的倒楔布层，使承力梁呈倒楔结构，起到承受桨叶离心力的作用。承力梁内部装有支撑管，防止复合材料在离心力作用下向内部压溃；整体入炉固化成型，此时桨根支座与复合材料成为一体。显然，上述现有连接结构结构复杂，整个制造过程涉及诸多装配流程和入炉固化工艺，造成桨叶的成本很高，从而给实际的生产经营及后期维护均带来诸多困扰。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而使用可靠便捷的自由变距螺旋桨，其能在确保桨叶相对桨毂的正常回转功能的同时，桨叶与桨毂的连接强度亦能得到有效保证，并同步具备结构简单紧凑、装配流程简洁且成本低的优点。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种变距螺旋桨，其特征在于：包括桨毂以及通过桨根部回转配合于桨毂的装配腔内的桨叶，其特征在于：桨根部包括套筒状的桨根支座，桨根支座上同轴的由后至前依序布置环形凸起、推力轴承以及回转连接座，回转连接座的外环面固定在装配腔上，回转连接座的内环面与桨根支座间形成回转轴线与桨根支座轴线同轴的回转配合，推力轴承的两端分别抵紧环形凸起的前侧轴肩与回转连接座的后侧环面。

优选的，所述推力轴承为滚针推力轴承；所述桨根支座外形呈两端细而中部粗的三段式的阶梯轴套状，其中部大轴径段构成所述环形凸起，前部小轴径段构成可供推力轴承及回转连接座安装的前安装段，后部小轴径段构成可供径向轴承的内圈装配的后安装段；径向轴承的内圈一端抵紧在环形凸起的相应轴肩处，另一端通过轴向装配在桨根支座端面上的压紧环夹紧在后安装段上，径向轴承的外圈装配于装配腔内预设的一段轴承配合段上；径向轴承为深沟球轴承。

优选的，该变距螺旋桨还包括同轴箍套在桨叶上的装配位置靠近桨根部处的配重环，配重环上布置配重块。

优选的，桨叶还包括用于配合桨根部的叶片部，叶片部的尾端同轴插入桨根支座的筒腔内从而使得两者形成孔轴插接配合；该变距螺旋桨还包括用于填充叶片部与桨根支座之间的孔轴配合间隙的胀紧套，且所述胀紧套为两组以上的弧瓦状的胀紧片彼此配合形成的瓣环状构造；胀紧套外壁与桨根支座筒腔壁之间和/或胀紧套内壁与叶片部外壁之间为锥面配合，且该锥面的锥尖指向方向与叶片部相对桨根支座的插接方向同向；所述桨根支座的外壁处设置外螺纹段，同轴套设在叶片部上的锁紧螺母与桨根支座间形成螺纹配合，且锁紧螺母的内端面构成用于将胀紧套抵紧在所述孔轴配合间隙内的抵靠面。

优选的，所述锁紧螺母外形呈具备二段式阶梯孔状筒腔的套筒状；锁紧螺母的大孔径段布置内螺纹段从而配合所述桨根支座，锁紧螺母的孔肩构成所述抵靠面；胀紧套的外筒端处布置便于抵紧所述抵靠面的外翻边；所述外翻边的外径大于桨根支座筒径。

优选的，桨毂顶端轴线铅垂的安装有电机，动力丝杆的顶端与电机的动力输出轴间形成动力传递关系；动力丝杆上布置变距滑块，且两者间形成丝杆滑块配合，以使得变距滑块可在电机驱动下产生铅垂向的往复直线动作；桨根部上配合有偏心销，所述偏心销的回转轴线垂直变距滑块的动作方向，且偏心销的回转轴线与桨根部回转轴线之间存有间距；变距滑块上凹设有可供偏心销插入的配合槽，配合槽的槽长方向水平延伸且垂直偏心销轴线方向。

优选的，所述装配腔为三组且环绕动力丝杆轴线而周向均布在桨毂上；所述变距滑块为三棱柱状，配合槽相应的开设于变距滑块的各棱面处；桨毂内还布置有轴线铅垂设置的夹设于变距滑块与桨根部之间的定向杆，所述定向杆为三组且面贴合的布置于三棱柱状的变距滑块的相应棱面处；所述配合槽由变距滑块的棱边处起，沿变距滑块的棱面处水平延伸，并止于定向杆处。

优选的，该变距螺旋桨还包括用于感应变距滑块所处位置并驱动电机切换工作模式的感应组件；感应组件包括固定在桨毂顶端的导向座；导向座内布置贯通孔以便容纳电机，导向座外壁处导向配合有导杆，导向座外壁处对应的布置行程开关从而与导杆上的触发挡板间形成触发构造；所述导杆包括减速导杆、加速导杆及顺桨导杆，减速导杆与顺桨导杆处行程开关位于触发挡板的上方处，且减速导杆处触发挡板与对应行程开关之间距离小于顺桨导杆处触发挡板与对应行程开关之间距离，加速导杆处行程开关位于触发挡板的下方处；所述减速导杆上套设有复位压簧，且复位压簧的弹性伸缩方向平行减速导杆轴线，减速导杆上同轴的套设触发挡板，复位压簧底端固接减速导杆，复位压簧的顶端沿减速导杆轴线向上延伸并固定在触发挡板上。

优选的，所述导向座外形呈具备上翻边和下翻边的线盘状，各导杆沿导向座的轴向由下而上的依次贯穿导向座的下翻边及上翻边，并与各翻边上相应的贯穿孔间形成孔轴滑动配合关系；所述行程开关布置于导向座外壁处；各导杆均包括与上翻边处贯穿孔间构成孔轴插接配合的上套体以及与下翻边处贯穿孔间构成孔轴滑动配合的下杆体，所述下杆体外形呈上细下粗的二段式的阶梯轴状，且下杆体的小直径段与上套体间形成同轴的孔轴插接式滑动配合；减速导杆及顺桨导杆处触发挡板位于上套体上，加速导杆处触发挡板位于下杆体上。

优选的，所述下杆体的小直径段上同轴套设有调节套，调节套上同轴的回转配合有下调节螺母；下杆体的小直径段上布置外螺纹段，下调节螺母与外螺纹段间形成螺纹配合；复位压簧一端固定于调节套上，另一端固定于上套体上；下杆体的小直径段的顶端露出上套体的顶端面，且在小直径段的顶端螺纹配合有上调节螺母；所述触发挡板外形呈环板状，所述减速导杆及顺桨导杆处触发挡板固定在调节套的底端处且与对应的下杆体间形成套接配合，加速导杆的触发挡板固定在调节套的顶端处且与对应的下杆体间形成套接配合。

本发明的有益效果在于：

1）、在传统的变距螺旋桨的回转结构的基础上，本发明增设了依靠桨根支座与回转连接座夹持定位的推力轴承结构；这样，工作时，桨叶正常回转配合在桨毂内，而主要起到承受轴向力的推力轴承起到承受桨叶的离心力的功能，以便满足桨叶最大两倍离心力载荷的要求。显然，通过上述结构，本发明能在确保桨叶相对桨毂的正常回转功能的同时，桨叶与桨毂的连接强度亦能得到有效保证，并同步具备结构简单紧凑、装配流程简洁且成本低的优点。

2）、作为上述方案的进一步优选方案，作为径向轴承的深沟球轴承主要用于支撑桨叶，减小调距时的摩擦力。作为推力轴承的滚针推力轴承主要用于承受桨叶的离心力，可以满足桨叶最大两倍离心力载荷的要求。同时，回转连接座与桨毂间可有多种装配方式，如两者间直接焊固或通过螺钉等法兰紧固，或两者间依靠铆接等方式形成一体结构等。本发明优选采用螺纹配合方式，以确保两者的模块化拆装目的。实际工作时，优选螺纹齿型为锯齿状，且锯齿倒伏方向与叶片部的装入方向相反，以保证巨大离心力下叶片部仍能可靠的固定在桨根支座上。

3）、进一步的，本发明通过在叶片部与桨根部的孔轴配合间隙内打入胀紧套，并通过锁紧螺母来进一步的定位和压紧胀紧套，即可利用胀紧套的锥面胀紧来简便化的确保叶片部与桨根部的可靠装配状态。即使在螺旋桨工作时产生的巨大离心力下，本发明亦能有效的保证叶片部与桨根部的高连接强度，使之不仅适用于大型自由变距螺旋桨场合所使用，同时也能应用于小型自由变距螺旋桨结构中，使用范围能得到进一步提升。实际操作时，为确保胀紧套的胀紧功能，本发明优选采用瓣环式而非整体式的胀紧套。此外，对于锁紧螺母而言，通过其内部筒腔处孔肩相对胀紧片的外翻边的抵压性，从而进一步确保了胀紧套的安装可靠性。

4）、对于外翻边而言，其具备两种功能：一方面，外翻边直接面抵靠锁紧螺母的孔肩，从而使得锁紧螺母能更好压紧胀紧套；另一方面，外翻边的外径需大于桨根支座筒径，从而避免胀紧套在装配及工作时整体掉入桨根支座的筒腔内。

5）、本发明依靠位于桨毂内的电机与动力丝杆形成第一道动力传递，依靠变距滑块与动力丝杆形成的丝杆滑块配合实现第二道动力传递，随后再依靠偏心销与配合槽的滑槽导向配合完成第三次动力传递，随后可实现原本就回转配合在桨毂上的桨根部乃至整个桨叶的可控回转效果，最终能可靠而稳定的实现对桨叶的角度变化的在线控制目的。实际操作时，配合槽的槽长方向只需要不铅垂设置，也即配合槽相对偏心销的导向方向不平行变距滑块的直线动作方向，就能够确保对偏心销的可靠导向目的，最终也就能保证偏心销能适时的带动整个桨叶产生角度变化。优选状况下，仍然希望配合槽槽长方向能直接垂直变距滑块的动作方向，从而最大化的提升力传递效果。

6）、作为本发明的进一步优选方案，变距滑块应当能直接适配常规的三组桨叶同时变距要求，从而实现单动力源下的全部桨叶的同步变距目的，以确保整体构造的紧凑性、简洁性及变距的精确同步性。

7）、定向杆的设计，一方面在于起到夹持和辅助导向变距滑块动作方向的功能；另一方面，也能避免变距滑块在桨毂内产生无用的回转状况，以确保对偏心销的可靠控制效果。而对于偏心销，其只需直接滑动配合在由变距滑块的一侧棱边处水平延伸至相应定向杆处的配合槽内，即可保证桨叶在指定的变化角度内产生适应性的精确调节动作。

8）、一方面，本发明通过电机所驱动的变距滑块产生铅垂向动作，随之带动带有偏心销的桨叶产生适应性的回转动作，即实现在线的桨叶角度调节功能。另一方面，桨距角也即桨叶角度不可能随意变化，避免超出正常的螺旋桨迎角范围，造成失速，发生飞行事故，需要对其最大和最小角度进行限定，也即当桨叶回转至最大和最小角度时，需要变距滑块重新反向动作。因此，本发明通过采用感应组件来感应变距滑块位置，从而间接的实现对桨距角的在线监控及极限位置切换目的。具体设计感应组件时，本发明使用了构造更为简洁紧凑的机械式感应结构，当变距滑块产生上行或下行动作时，会自然带动相全部导杆产生上行及下行动作。当下行至加速导杆所在的行程开关处时，该处行程开关被触发，动力源反向动作带动变距滑块产生反向动作，直至触发减速导杆所在处的行程开关，以此反复，动作可靠而稳定。此外的，顺桨模式下，需持续驱动变距滑块动作直至桨叶转到与飞行方向接近平行状态下，此模式通常在发动机因某种原因出现空中停止工作的情况下使用，以减小阻力和避免损坏发动机。此时需断开减速导杆处行程开关，三组导杆继续上行直至触碰更高处的顺桨导杆位置的行程开关，以完成顺桨模式的切换。

9）、实际使用时，导向座可自行安装在桨毂正上方，从而包覆作为动力源的电机。与此同时，导向座为线盘状，从而利用导向座的两组翻边处贯穿孔来形成导向孔，完成对相应的导杆的动作方向的导向目的，最终保证整体结构的紧凑性。装配时，三组导杆至少包括上套体、下杆体、触发挡板及复位压簧。正常工作时，复位压簧不会影响减速导杆和加速导杆的正常动作；而当出现特殊情况需要顺桨时，三组导杆持续上行，直至加速导杆处触发挡板碰触对应行程开关后仍然继续上行，此时复位压簧受压，从而利用复位压簧的压缩空间来换取三组导杆的持续上行空间，进而完成顺桨模式的切换目的。

10）、上调节螺母与下调节螺母，可实现复位压簧压缩量的在线调节和实现触发挡板相对行程开关的初始间距的调整目的，以利于实际调试。

附图说明

图1为本发明的装配结构剖视图；

图2为图1的I部分局部放大图；

图3为桨叶的剖视示意图；

图4为图3所示结构的立体结构爆炸图；

图5为配重环及配重块相对桨叶的装配结构示意图；

图6为配重环与配重块的装配结构爆炸图；

图7为桨毂与桨叶的装配结构爆炸图；

图8为变距滑块与动力丝杆在桨毂内的装配状态示意图；

图9为偏心销的装配状态示意图；

图10为变距滑块、动力丝杆及电机的装配状态示意图；

图11为图10所示结构与导向座的装配结构立体图；

图12为导向座与导杆的装配结构图；

图13为减速导杆的正视图；

图14为电刷组件的立体结构示意图；

图15为碳刷与滑环的配合示意图；

图16为碳刷的局部剖视示意图；

图17为变距限位电路的布置示意图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

10-桨根部 10a-偏心销 10b-回转螺钉

11-桨根支座 11a-环形凸起

12-回转连接座 13-推力轴承 14-径向轴承 15-压紧环

20-叶片部 21-限位凸台

30-胀紧套 31-胀紧片 32-外翻边 40-锁紧螺母

50-桨毂 51-变距滑块 51a-配合槽

52-电机 53-安装轴承 54-动力丝杆 55-定向杆

61-滑环 61a-导电环 62-碳刷

62a-固定座 62b-安装套 62c-碳块 62d-电路板

62e-压缩弹簧 62f-导线

71-导向座 72-行程开关

731-减速导杆 732-加速导杆 733-顺桨导杆

73a-触发挡板 73b-复位压簧 73c-上套体 73d-下杆体

73e-调节套 73f-下调节螺母 73g-上调节螺母

81-配重环 82-配重块

实施方式

为便于理解，此处结合附图，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本发明的具体结构如图1-17所示，其以实现桨叶相对桨毂50的可控回转动作的变距回转组件为主体，辅以驱动变距回转组件产生动作的变距驱动组件以及自动切换变距执行组件动作模式的感应组件，从而共同形成本发明的三大模块。为更便于理解，变距回转组件可以看作是主要针对桨叶的变化，变距驱动组件是主要针对桨毂50内部结构的变化，而感应组件则是主要针对桨毂50上方结构的变化。其中：

变距回转组件中，首先需将叶片部20通过胀紧结构可靠的配合于桨根部内，再将桨根部10回转配合在桨毂50处的对应装配腔中，即形成如图1-4所示的装配结构。而对于桨叶而言，其包括沿桨叶长度方向由后至前依序布置的桨根部10及叶片部20。装配时，桨根部10起到承前启后的功能，用于衔接叶片部20与桨毂50。

对于桨根部10而言，如图2-3所示的，其以桨根支座11为主体，并在桨根支座11上由后至前依序划分出后安装段、环形凸起11a以及前安装段。后安装段处安装有主要承受径向力的径向轴承14，优选深沟球轴承，并通过压紧环15将径向轴承14的内圈压紧装配在环形凸起11a的后侧轴肩处，以起到支撑桨叶和减小调距时的摩擦力的功能。前安装段处安装有主要承受轴向力的推力轴承13，优选滚针推力轴承，并通过回转连接座12与环形凸起11a的前侧轴肩的彼此夹持来固定该推力轴承13，以起到用于承受桨叶的离心力的功能，可以满足桨叶最大两倍离心力载荷的要求。当上述装配操作完成后，直接将套设在桨根支座11上的回转连接座12如图2所示的螺纹配合在装配腔内，即很方便的实现桨根部10与桨毂的全部装配流程。

在本发明中，叶片部20通过孔轴配合的方式插接在桨根部10内，从而实现两者的可靠连接状态。具体装配时，如图1-4所示的，本发明包括彼此插接的桨根支座11与叶片部20，且在叶片部20上再设置锁紧螺母40及胀紧套30，以实现预定的装配效果。实际安装时，多瓣式的胀紧套30及叶片部20的尾端均位于套筒状的桨根支座11的筒腔内。由图3-4所示结构可看出，多瓣式的胀紧套30沿其轴线方向为变外径结构，其目的在于通过胀紧套30的锥面与桨根支座11筒腔处相应锥面之间的配合，从而实现其胀紧式装配效果。当然，胀紧套30也可设计为可变内径结构，甚至胀紧套30为常规套筒而桨根支座11或叶片部20外壁为单锥面结构等，只需能确保相应配合面处能形成锥面配合即可，实际可根据现场状况酌情使用。

对于叶片部20而言，其尾部通常呈圆柱形，因此适于安装多瓣式的胀紧套30。由于螺旋桨旋转时会产生较大离心力，影响螺旋桨的变距，导致电机工作的不稳定。作为优选，可在圆柱形的叶片部20尾部处安装给配重结构，也即如图5-6所示的配重环及配重块。该配重结构既实现了上述动作稳定功能，又由于自身卡在桨根部与叶片部的结合处，因此也能起到一定的抑制桨根部径向移动的功能。必要时，可在叶片部20的尾部带有如图3所示的限位凸台21，以便防止叶片部20因未有效锁紧而出现意外甩出状况。

在图4中，三组胀紧片31所形成的多瓣式的胀紧套30紧紧地夹住叶片部20尾端，并随着锁紧螺母40的锁紧动作而被持续钉入叶片部20与桨根部10的孔轴配合间隙内，从而依靠胀紧套30的胀紧作用来确保叶片部20与桨根部10的可靠连接功能。如图3-4所示的，本发明还在胀紧套30的用于配合锁紧螺母40的外筒端处布置外翻边32。外翻边32一方面增大了锁紧螺母40与胀紧套30的接触面；另一方面又因其布置于桨根支座11的相应筒端外侧，从而可有效的防止胀紧套30意外掉入桨根支座11的筒腔内。正常情况下，外翻边32与桨根支座11的筒端面不接触。

变距驱动组件的具体结构如图7-10所示，包括由动力丝杆54与变距滑块51构成的丝杆滑块组件和由配合槽51a与偏心销10a形成的导槽滑块组件，而感应组件由变距滑块51和导杆等配合形成。实际装配时，如图11-12所示的，导向座71固定在桨毂50上方，电机52轴线铅垂的插在导向座71的贯通孔内；电机52的输出轴连接位于桨毂50内的动力丝杆54。在图8所示结构中可看出，三棱柱状的变距滑块51通过三根定向杆55夹持式的导向固定在桨毂50内，且可在动力丝杆54的带动下产生铅垂向的往复升降动作，且动力丝杆54的两端均通过安装轴承53从而轴承配合在桨毂50内。在导向座71的外壁处则设置三组导杆，也即减速导杆731、加速导杆732及顺桨导杆733，变距滑块51的顶端直接固定三组导杆的底端，从而形成联动结构。

实际装配时，三棱柱状的变距滑块51上水平向的延伸有如图10-11所示的配合槽51a，配合槽51a槽腔的横截面外形与偏心销10a的横截面外形一致，以便于偏心销10a在配合槽51a内产生沿配合槽51a槽长方向的往复滑移动作。同时，如图9所示的偏心销10a通过回转螺钉10b回转配合在桨根部10的端面处。工作时，由于桨根部10的轴线与偏心销10a的回转轴线存有间距，且桨根部10通过径向轴承等回转配合结构装配在桨毂50上，此时一旦变距滑块51动作，随后带动偏心销10a产生滑移动作，偏心销10a即可如手轮般的拽动桨根部10，使得桨根部10产生自转动作。视偏心销10a绕桨根部10轴线的行走距离，固定在桨根部10上的叶片部的桨叶角度随之产生相应幅度的变化，最终实现桨叶角度的在线调整功能。

具体设计时，偏心销10a的回转轴线的理解，是既可以直接相对桨根部10产生转动动作，也即通过如图9所示的回转螺钉10b完成相对桨根部10的回转装配目的；也可以直接在桨根部10上固定偏心销10a，工作时，偏心销10a必须为圆柱状，从而在相对配合槽51a滑动的同时，也相对配合槽51a产生相对转动，这同样可以实现桨叶的角度调节效果。对于变距滑块51而言，其可采用铝合金材料进行精密加工而成，以保证实际使用效果。

感应组件包括线盘状的导向座71。导向座71固定在桨毂50顶端，且环绕导向座71的轴线均布三组导杆，也即加速导杆732、减速导杆731及顺桨导杆733。在图11-12所示的三组导杆中，减速导杆731与顺桨导杆733结构一致，而加速导杆732与减速导杆731的区别在于触发挡板73a的位置有所差异。具体而言，如图11-13所示的，减速导杆731与顺桨导杆733均包括沿铅垂向由上而下依序布置的上调节螺母73g、上套体73c、触发挡板73a、复位压簧73b、调节套73e、下调节螺母73f及下杆体73d，行程开关72位于触发挡板73a的行进路径的上方；加速导杆732包括沿铅垂向由上而下依序布置的上调节螺母73g、上套体73c、复位压簧73b、触发挡板73a、调节套73e、下调节螺母73f及下杆体73d，行程开关72位于触发挡板73a的行进路径的下方。

值得注意的是，顺桨导杆733的设计目的在于桨叶处于顺桨时实现系统模式的切换功能，其是基于减速导杆731的结构基础上设置的，因此，此处的减速导杆731处触发挡板73a与行程开关72之间距离应当小于顺桨导杆733处触发挡板73a与行程开关72之间距离。正常工作时，复位压簧73b不会影响减速导杆731和加速导杆732的正常动作；而当出现特殊情况需要顺桨时，三组导杆持续上行，直至加速导杆732处触发挡板73a碰触对应行程开关72后仍然继续上行，此时复位压簧受压，从而利用复位压簧的压缩空间来换取三组导杆的持续上行空间，进而完成顺桨模式的切换目的。

在搭配如图11-13所示的感应组件时，可考虑增加如图14-16所示的电刷组件提供衔接功能。电刷组件可以是常规电刷结构，也可以参照图14-16所示的：在桨毂50的底端面上同轴的法兰装配滑环61，滑环61由绝缘材料作为基体也即绝缘环，内嵌多个完全隔开的导电环61a，实际制作时可直接选用导电铜环，并进一步细分为内导电环、中导电环及外导电环。当滑环61与桨毂50一同旋转时，通过固定在发动机上的碳刷62可实现作为静件的发动机与作为动件的整个桨毂50乃至桨毂50内部件的可靠电力供应目的。碳刷62通过固定座62a固定在发动机上，每个碳块62c与滑环61对应的导电环61a接触，并通过压缩弹簧62e压紧，保持一定的预紧力，实现高速旋转以及振动情况下的稳定供电效果。具体设计时，如图16所示的，依靠安装套62b的套腔自然形成导向腔，再通过压缩弹簧62e来保证碳块62c与导电环61a的贴合性。即使碳块62c后期出现磨损，在压缩弹簧62e的弹性力下，也始终能确保碳块62c与导电环61a的可靠贴合目的。压缩弹簧62e的环腔自然形成可供导线62f穿行的穿行腔，导线62f可电连接电路板62d与碳块62c，整体结构紧凑合理，工作可靠而稳定。

在上述电机52及相应的丝杆滑块机构和电刷组件装配完成后，即可实现电机52的三种工作模式，也即减速、加速及顺桨的驱动操作。当对应的电力通过电刷组件传递到电机52处，且电机52当前处于减速模式时，电机52对应驱动动力丝杆54动作，随后带动变距滑块51动作，最后通过偏心销10a与配合槽51a的配合而使得桨叶处于低桨距状态，此时桨叶角度变小，螺旋桨的升力较低。而当电力供应由对应的碳块62c传递至加速档所在导电环61a处时，电机52处于加速模式，电机52对应驱动动力丝杆54动作，随后带动变距滑块51动作，最后通过偏心销10a与配合槽51a的配合而使得桨叶处于高桨距状态，此时桨叶角度增大，螺旋桨的升力提升。而在顺桨模式下，电机52持续驱动变距滑块51动作，直至桨叶转到与飞行方向接近平行状态下，此模式通常在发动机因某种原因出现空中停止工作的情况下使用，以减小阻力和避免损坏发动机。

相对于感应组件，如图17所示，本发明还同步提供了相匹配的变距限位电路。当然，实际装配时，该电路也可以应用至传统的诸如电机52驱动连杆直至带动桨距角变化，或电机52驱动锥面齿轮直至带动桨距角变化等场合所使用。当具体应用至本发明所示结构中时，电路布局如下：

如图17所示的，该电路包括与加速导杆732对应的加速感应模组b、与减速导杆731对应的减速感应模组c以及与顺桨导杆733对应的顺桨感应模组a。每组感应模组均包括两组彼此串联且常闭的行程开关72以及两组同向且串联的二极管；行程开关72与二极管彼此并联以便形成相应的感应模组。各感应模组与TCU的衔接均依托电刷组件的相应导电环来实现。进一步设计时，可在电刷组件上增设测速传感器，用于感应螺旋桨实际转速并产生信号发送给TCU，具体安装位置如图9所示，此处就不再赘述。

实际组装时，如图17所示的，电刷组件形成了TCU与后续工作模块之间的桥梁。TCU的6脚依序连接电刷组件的外导电环、第二支路、加速感应模组b、电机52、减速感应模组c、第一支路、中导电环并最终连接至TCU的5脚。而TCU的4脚则依序连接内导电环、顺桨感应模组a后，再连接至减速感应模组c的二极管正极所在端与电机52之间的一端电路上。以12V电压为例，结合图17所示，当5脚接+12V，而6脚接-12V时，螺旋桨的桨距角降低，螺旋桨开始减速；当5脚接-12V，而6脚接+12V时，螺旋桨的桨距角增大，螺旋桨开始增速；当4脚接+12V，6脚接-12V，5脚悬空时，螺旋角的桨距角持续减小，直至为零，螺旋桨处于顺桨位置。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种变距螺旋桨，其特征在于：包括桨毂（50）以及通过桨根部（10）回转配合于桨毂（50）的装配腔内的桨叶，其特征在于：桨根部（10）包括套筒状的桨根支座（11），桨根支座（11）上同轴的由后至前依序布置环形凸起（11a）、推力轴承（13）以及回转连接座（12），回转连接座（12）的外环面固定在装配腔上，回转连接座（12）的内环面与桨根支座（11）间形成回转轴线与桨根支座（11）轴线同轴的回转配合，推力轴承（13）的两端分别抵紧环形凸起（11a）的前侧轴肩与回转连接座（12）的后侧环面；

桨毂（50）顶端轴线铅垂的安装有电机（52），动力丝杆（54）的顶端与电机（52）的动力输出轴间形成动力传递关系；动力丝杆（54）上布置变距滑块（51），且两者间形成丝杆滑块配合，以使得变距滑块（51）可在电机（52）驱动下产生铅垂向的往复直线动作；桨根部（10）上配合有偏心销（10a），所述偏心销（10a）的回转轴线垂直变距滑块（51）的动作方向，且偏心销（10a）的回转轴线与桨根部（10）回转轴线之间存有间距；变距滑块（51）上凹设有可供偏心销（10a）插入的配合槽（51a），配合槽（51a）的槽长方向水平延伸且垂直偏心销（10a）轴线方向；

该变距螺旋桨还包括用于感应变距滑块（51）所处位置并驱动电机（52）切换工作模式的感应组件；感应组件包括固定在桨毂（50）顶端的导向座（71）；导向座（71）内布置贯通孔以便容纳电机（52），导向座（71）外壁处导向配合有导杆，导向座（71）外壁处对应的布置行程开关（72）从而与导杆上的触发挡板（73a）间形成触发构造；所述导杆包括减速导杆（731）、加速导杆（732）及顺桨导杆（733），减速导杆（731）与顺桨导杆（733）处行程开关（72）位于触发挡板（73a）的上方处，且减速导杆（731）处触发挡板（73a）与对应行程开关（72）之间距离小于顺桨导杆（733）处触发挡板（73a）与对应行程开关（72）之间距离，加速导杆（732）处行程开关（72）位于触发挡板（73a）的下方处；所述减速导杆（731）上套设有复位压簧（73b），且复位压簧（73b）的弹性伸缩方向平行减速导杆（731）轴线，减速导杆（731）上同轴的套设触发挡板（73a），复位压簧（73b）底端固接减速导杆（731），复位压簧（73b）的顶端沿减速导杆（731）轴线向上延伸并固定在触发挡板（73a）上。

2.根据权利要求1所述的一种变距螺旋桨，其特征在于：所述推力轴承（13）为滚针推力轴承；所述桨根支座（11）外形呈两端细而中部粗的三段式的阶梯轴套状，其中部大轴径段构成所述环形凸起（11a），前部小轴径段构成可供推力轴承（13）及回转连接座（12）安装的前安装段，后部小轴径段构成可供径向轴承（14）的内圈装配的后安装段；径向轴承（14）的内圈一端抵紧在环形凸起（11a）的相应轴肩处，另一端通过轴向装配在桨根支座（11）端面上的压紧环（15）夹紧在后安装段上，径向轴承（14）的外圈装配于装配腔内预设的一段轴承配合段上；径向轴承（14）为深沟球轴承。

3.根据权利要求2所述的一种变距螺旋桨，其特征在于：该变距螺旋桨还包括同轴箍套在桨叶上的装配位置靠近桨根部处的配重环（81），配重环（81）上布置配重块（82）。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种变距螺旋桨，其特征在于：桨叶还包括用于配合桨根部（10）的叶片部（20），叶片部（20）的尾端同轴插入桨根支座（11）的筒腔内从而使得两者形成孔轴插接配合；该变距螺旋桨还包括用于填充叶片部（20）与桨根支座（11）之间的孔轴配合间隙的胀紧套（30），且所述胀紧套（30）为两组以上的弧瓦状的胀紧片（31）彼此配合形成的瓣环状构造；胀紧套（30）外壁与桨根支座（11）筒腔壁之间和/或胀紧套（30）内壁与叶片部（20）外壁之间为锥面配合，且该锥面的锥尖指向方向与叶片部（20）相对桨根支座（11）的插接方向同向；所述桨根支座（11）的外壁处设置外螺纹段，同轴套设在叶片部（20）上的锁紧螺母（40）与桨根支座（11）间形成螺纹配合，且锁紧螺母（40）的内端面构成用于将胀紧套（30）抵紧在所述孔轴配合间隙内的抵靠面。

5.根据权利要求4所述的一种变距螺旋桨，其特征在于：所述锁紧螺母（40）外形呈具备二段式阶梯孔状筒腔的套筒状；锁紧螺母（40）的大孔径段布置内螺纹段从而配合所述桨根支座（11），锁紧螺母（40）的孔肩构成所述抵靠面；胀紧套（30）的外筒端处布置便于抵紧所述抵靠面的外翻边（32）；所述外翻边（32）的外径大于桨根支座（11）筒径。

6.根据权利要求1所述的一种变距螺旋桨，其特征在于：所述装配腔为三组且环绕动力丝杆（54）轴线而周向均布在桨毂（50）上；所述变距滑块（51）为三棱柱状，配合槽（51a）相应的开设于变距滑块（51）的各棱面处；桨毂（50）内还布置有轴线铅垂设置的夹设于变距滑块（51）与桨根部（10）之间的定向杆（55），所述定向杆（55）为三组且面贴合的布置于三棱柱状的变距滑块（51）的相应棱面处；所述配合槽（51a）由变距滑块（51）的棱边处起，沿变距滑块（51）的棱面处水平延伸，并止于定向杆（55）处。

7.根据权利要求1所述的一种变距螺旋桨，其特征在于：所述导向座（71）外形呈具备上翻边和下翻边的线盘状，各导杆沿导向座（71）的轴向由下而上的依次贯穿导向座（71）的下翻边及上翻边，并与各翻边上相应的贯穿孔间形成孔轴滑动配合关系；所述行程开关（72）布置于导向座（71）外壁处；各导杆均包括与上翻边处贯穿孔间构成孔轴插接配合的上套体（73c）以及与下翻边处贯穿孔间构成孔轴滑动配合的下杆体（73d），所述下杆体（73d）外形呈上细下粗的二段式的阶梯轴状，且下杆体（73d）的小直径段与上套体（73c）间形成同轴的孔轴插接式滑动配合；减速导杆（731）及顺桨导杆（733）处触发挡板（73a）位于上套体（73c）上，加速导杆（732）处触发挡板（73a）位于下杆体（73d）上。

8.根据权利要求7所述的一种变距螺旋桨，其特征在于：所述下杆体（73d）的小直径段上同轴套设有调节套（73e），调节套（73e）上同轴的回转配合有下调节螺母（73f）；下杆体（73d）的小直径段上布置外螺纹段，下调节螺母（73f）与外螺纹段间形成螺纹配合；复位压簧一端固定于调节套（73e）上，另一端固定于上套体（73c）上；下杆体（73d）的小直径段的顶端露出上套体（73c）的顶端面，且在小直径段的顶端螺纹配合有上调节螺母（73g）；所述触发挡板（73a）外形呈环板状，所述减速导杆（731）及顺桨导杆（733）处触发挡板（73a）固定在调节套（73e）的底端处且与对应的下杆体（73d）间形成套接配合，加速导杆（732）的触发挡板（73a）固定在调节套（73e）的顶端处且与对应的下杆体（73d）间形成套接配合。