CN114516396A - 一种微型双速水空两用推进器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微型双速水空两用推进器，包括：动力装置、转速切换装置、桨轴、伸张面积自适应装置以及桨叶；其中，当传动主轴正转时，转速切换装置驱动桨轴以第一转速转动，使桨叶的长度方向与桨轴的径向呈第一夹角；当传动主轴反转时，转速切换装置驱动桨轴以第二转速转动，使桨叶的长度方向与桨轴的径向呈第二夹角。转动主轴正转时，桨轴的转速较高，桨叶的伸张面积较大，产生大面积的高速气流，适合在空中工作；转动主轴反转时，桨轴的转速较低，桨叶的伸张面积较小，利用周围的伴流，减小桨叶运行造成的附加质量，适合在水中工作。根据水空工作环境，通过桨轴的转速切换和桨叶伸张面积的调整，确保在不同工作环境下均具有较高的推进效率。

Description

一种微型双速水空两用推进器

技术领域

本发明涉及推进技术领域，尤其涉及的是一种微型双速水空两用推进器。

背景技术

移动机器人技术发展迅速，目前不仅在城市安全、国防和空间探测领域等有害与危险场合得到广泛的应用，而且也在工业、农业、医疗、服务等行业中也扮演着重要的角色。对于所有移动机器人，所需解决的基本问题是如何实现在其操作介质中有效且高效的运动，而对于跨水空两介质的移动机器人，其设计面临着空气和水的流体动力学截然不同带来的挑战。空气和水在密度和粘度方面的巨大差异意味着传统单一介质推进系统必然在另一种介质中效率低下，要使移动机器人具有在空气和水中高效运动的能力，水空两用推进器的设计和制造是其中重要的技术环节。目前，关于水空两用推进器的技术方案可以分为三种：1、直接使用空中推进器在水下推进；2、同时装备空中和水下两套推进器，根据工况适时切换使用；3、设计通用推进器，根据工况适时切换模式，实现跨介质推进。现有技术中，第三种技术方案由于结构较为复杂导致重量较大、推进效率较低。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种微型双速水空两用推进器，旨在解决现有技术中水空两用推进器推进效率较低的问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种微型双速水空两用推进器，其中，包括：

动力装置；

转速切换装置，与所述动力装置的传动主轴连接；

桨轴，与所述转速切换装置转动连接；

伸张面积自适应装置，与所述桨轴连接；

桨叶，与所述伸张面积自适应装置转动连接；

其中，当所述传动主轴正转时，所述转速切换装置驱动所述桨轴以第一转速转动，且所述伸张面积自适应装置使所述桨叶的长度方向与所述桨轴的径向呈第一夹角；

当所述传动主轴反转时，所述转速切换装置驱动所述桨轴以第二转速转动，且所述伸张面积自适应装置使所述桨叶的长度方向与所述桨轴的径向呈第二夹角；

所述第一转速大于所述第二转速；所述第一夹角小于所述第二夹角。

所述的微型双速水空两用推进器，其中，所述转速切换装置包括：

壳体，与所述桨轴转动连接；

减速组件，设置于所述传动主轴并位于所述壳体内；

第一单向轴承，所述第一单向轴承的内圈与所述减速组件连接，所述第一单向轴承的外圈与所述桨轴连接；其中，所述传动主轴正转时，所述第一单向轴承的内圈和所述第一单向轴承的外圈相对转动；

第二单向轴承，所述第二单向轴承的内圈与所述传动主轴连接，所述第二单向轴承的外圈与所述桨轴连接；其中，所述传动主轴反转时，所述第二单向轴承的内圈和所述第二单向轴承的外圈相对转动。

所述的微型双速水空两用推进器，其中，所述壳体包括：

太阳齿轮，所述太阳齿轮上设置有内齿；

所述减速组件包括：

偏心轴肩，设置于所述传动主轴；

行星齿轮，与所述偏心轴肩转动连接，且与所述传动主轴偏心设置；其中，所述行星齿轮上设置有外齿，所述外齿与所述内齿啮合，所述行星齿轮上设置有通孔；

第一传动衬套，套设在所述传动主轴外并与所述第一单向轴承的内圈连接；

其中，所述第一传动衬套上设置有轴部，所述轴部位于所述通孔内，所述轴部的直径小于所述通孔的直径。

所述的微型双速水空两用推进器，其中，所述外齿的齿数大于所述内齿的齿数；和/或

所述第一传动衬套包括：

基部，套设在所述传动主轴外；

连接部，设置于所述基部背离所述轴部的一侧，并与所述第一单向轴承的内圈连接；和/或

所述壳体还包括：

下端盖，设置于所述太阳齿轮的底部；

上端盖，设置于所述太阳齿轮的顶部；

其中，所述下端盖与所述动力装置连接；

所述上端盖与所述桨轴转动连接。

所述的微型双速水空两用推进器，其中，所述偏心轴肩包括：第一偏心轴肩和第二偏心轴肩，所述第一偏心轴肩的中心和所述第二偏心轴肩的中心分别位于所述传动主轴的两侧，且所述第一偏心轴肩位于所述第二偏心轴肩的上方；

所述行星齿轮包括：第一行星齿轮和第二行星齿轮，所述第一行星齿轮与所述第一偏心轴肩转动连接，所述第二行星齿轮与所述第二偏心轴肩转动连接；

所述通孔包括：第一通孔和第二通孔，所述第一通孔设置于所述第一行星齿轮，所述第二通孔设置于所述第一行星齿轮；

所述轴部依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔。

所述的微型双速水空两用推进器，其中，所述桨轴内形成轴承孔；

所述传动主轴穿过所述壳体并延伸至所述轴承孔内；

所述第二单向轴承位于所述轴承孔的内顶部，并通过第二传动衬套连接在所述传动主轴的端部；

所述第一单向轴承位于所述轴承孔内底部。

所述的微型双速水空两用推进器，其中，所述伸张面积自适应装置包括：

基座，设置于所述桨轴的外顶部；

延伸部，设置于所述基座，并向所述桨轴的径向延伸；

桨叶心轴，与所述延伸部转动连接；

其中，所述桨叶与所述桨叶心轴连接。

所述的微型双速水空两用推进器，其中，所述桨叶有至少两个，所述延伸部有至少两个，所述桨叶与所述延伸部一一对应设置，所述桨叶靠近所述延伸部的一端设置有抵接部，当所述传动主轴反转时，所述抵接部抵接在相邻的延伸部上。

所述的微型双速水空两用推进器，其中，所述动力装置包括：

固定座，所述转速切换装置设置于所述固定座；

驱动件，设置于所述固定座背离所述转速切换装置的一侧；

其中，所述驱动件具有所述传动主轴，所述传动主轴穿过所述固定座并延伸至所述转速切换装置内。

一种机器人，其中，包括：如上述任一项所述的微型双速水空两用推进器。

有益效果：转动主轴正转时，桨轴的转速较高，桨叶的伸张面积较大，可以产生大面积的高速气流，适合在空中工作；转动主轴反转时，桨轴的转速较低，桨叶的伸张面积较小，可以利用周围的伴流，减小桨叶运行造成的附加质量，适合在水中工作。根据水空工作环境，通过桨轴的转速切换和桨叶伸张面积的调整，确保在不同工作环境下均具有较高的推进效率。

附图说明

图1是本发明中推进器在高转速下的结构示意图。

图2是本发明中推进器在低转速下的结构示意图。

图3是本发明中推进器在高转速下的部分剖视图。

图4是本发明中推进器的第一爆炸图。

图5是本发明中推进器的第二爆炸图。

图6是本发明中推进器的截面图。

图7是本发明中减速组件和桨轴的第一剖视图。

图8是本发明中减速组件和桨轴的第二剖视图。

图9是本发明中桨叶的结构示意图。

图10是本发明中减速组件和动力装置的结构示意图。

图11是本发明中行星齿轮和太阳齿轮的结构示意图。

附图标记说明：

10、动力装置；11、固定座；12、驱动件；121、传动主轴；20、转速切换装置；21、壳体；211、太阳齿轮；212、下端盖；213、上端盖；214、安装螺栓；22、减速组件；221、第一偏心轴肩；222、第二偏心轴肩；223、第一行星齿轮；224、第二行星齿轮；225、第一传动衬套；2251、轴部；2252、基部；2253、连接部；226、第二传动衬套；227、第一行星轮轴承；228、第二行星轮轴承；23、第一单向轴承；24、第二单向轴承；30、桨轴；31、桨轴轴承；32、轴承孔；40、伸张面积自适应装置；41、基座；42、延伸部；43、桨叶心轴；50、桨叶；51、抵接部；a、第一夹角；b、第二夹角。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请同时参阅图1-图11，本发明提供了一种微型双速水空两用推进器的一些实施例。

如图1-图2所示，本发明的微型双速水空两用推进器，包括：

动力装置10；

转速切换装置20，与所述动力装置10的传动主轴121连接；

桨轴30，与所述转速切换装置20转动连接；

伸张面积自适应装置40，与所述桨轴30连接；

桨叶50，与所述伸张面积自适应装置40转动连接；

其中，当所述传动主轴121正转时，所述转速切换装置20驱动所述桨轴30以第一转速转动，且所述伸张面积自适应装置40使所述桨叶50的长度方向与所述桨轴30的径向呈第一夹角a；

当所述传动主轴121反转时，所述转速切换装置20驱动所述桨轴30以第二转速转动，且所述伸张面积自适应装置40使所述桨叶50的长度方向与所述桨轴30的径向呈第二夹角b；

所述第一转速大于所述第二转速；所述第一夹角a小于所述第二夹角b。

值得说明的是，动力装置10是指提供驱动力的装置，转速切换装置20是指切换桨轴30的转速的装置，转速切换装置20可以使桨轴30以第一转速或第二转速转动，桨轴30是指带动桨叶50转动的中心轴，伸张面积自适应装置40是指自适应调节桨叶50的伸张面积的装置，具体根据桨轴30的转速调整桨叶50的长度方向与桨轴30的径向之间的夹角大小以改变桨叶50的伸张面积，当桨轴30的转速较高时，桨叶50向外张开，伸张面积较大，桨叶50的长度方向与桨轴30的径向呈第一夹角a；当桨轴30的转速较低时，桨叶50向内折叠，伸张面积较小，桨叶50的长度方向与桨轴30的径向呈第二夹角b。转动主轴正转(如图1所示，正转为顺时针方向)时，桨轴30的转速较高，桨叶50的伸张面积较大，可以产生大面积的高速气流，适合在空中工作；转动主轴反转(如图2所示，反转为逆时针方向)时，桨轴30的转速较低，桨叶50的伸张面积较小，可以利用周围的伴流，减小桨叶50运行造成的附加质量，适合在水中工作。根据水空工作环境，通过桨轴30的转速切换和桨叶50伸张面积的调整，确保在不同工作环境下均具有较高的推进效率。第一转速可以采用高转速区间，第二转速采用低转速区间，高转速区间和低转速区间为不同的转速区间。

需要说明的是，桨轴30的径向是指自桨轴30旋转中心轴向桨叶50与所述伸张面积自适应装置40连接处延伸形成的方向，如图1所示，第一夹角a可以是0°，也就是说，桨叶50沿桨轴30的径向设置。第二夹角b可以是1°-180°，如图2和图9所示，第二夹角b大于90°。

伸张面积是指桨叶50在旋转过程中形成的圆的面积，在桨叶50的长度方向与桨轴30的径向呈第一夹角a时，桨叶50在旋转时形成的圆的面积较大，在桨叶50的长度方向与桨轴30的径向呈第二夹角b时，桨叶50在旋转时形成的圆的面积较小，通过伸张面积自适应装置40可以根据桨轴30的转速调整桨叶50的位置，以改变伸张面积的大小。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图3-图6所示，所述动力装置10包括：

固定座11，所述转速切换装置20设置于所述固定座11；

驱动件12，设置于所述固定座11背离所述转速切换装置20的一侧；

其中，所述驱动件12具有所述传动主轴121，所述传动主轴121穿过所述固定座11并延伸至所述转速切换装置20内。

具体地，固定座11用于安装驱动件12和转速切换装置20，驱动件12和转速切换装置20分别位于固定座11的两侧。传动主轴121与驱动件12通过温差装配实现过盈配合。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图2-图4以及图10所示，所述转速切换装置20包括：

壳体21，与所述桨轴30转动连接；

减速组件22，设置于所述传动主轴121并位于所述壳体21内；

第一单向轴承23，所述第一单向轴承23的内圈与所述减速组件22连接，所述第一单向轴承23的外圈与所述桨轴30连接；其中，所述传动主轴121正转时，所述第一单向轴承23的内圈和所述第一单向轴承23的外圈相对转动；

第二单向轴承24，所述第二单向轴承24的内圈与所述传动主轴121连接，所述第二单向轴承24的外圈与所述桨轴30连接；其中，所述传动主轴121反转时，所述第二单向轴承24的内圈和所述第二单向轴承24的外圈相对转动。

具体地，单向轴承是指在一方向上自由转动而相反方向上锁死的轴承，单向轴承可以采用离合滚针轴承。减速组件22是指降低转速以增加转矩的装置。当传动主轴121正转时，由于第一单向轴承23的内圈和外圈相对转动，则传动主轴121无法通过减速组件22和第一单向轴承23带动桨轴30转动，又由于第二单向轴承24的内圈和外圈无法相对转动，则传动主轴121可以通过第二单向轴承24带动桨轴30转动，没有经过减速组件22减速，桨轴30的转速与传动主轴121的转速一致，桨叶50呈现较高转速。当传动主轴121反转时，由于第二单向轴承24的内圈和外圈相对转动，则传动主轴121无法通过第二单向轴承24带动桨轴30转动，又由于第一单向轴承23的内圈和外圈无法相对转动，则传动主轴121通过减速组件22和第一单向轴承23带动桨轴30转动，经过减速组件22减速，桨轴30的转速低于传动主轴121的转速，桨叶50呈现较低转速。因此，在传动主轴121正转或反转时，桨叶50分别呈现高速转动或低速转动。

第一单向轴承23和第二单向轴承24都优先选用滚针轴承。驱动件12优先选用固定翼用电机。传动主轴121使用316不锈钢车削加工，固定座11采用7075铝合金车削，桨叶50为碳纤维材质，其他部件均使用尼龙材料3D打印制作。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图3-图8所示，所述壳体21包括：

太阳齿轮211，所述太阳齿轮211上设置有内齿；

所述减速组件22包括：

偏心轴肩，设置于所述传动主轴121；

行星齿轮，与所述偏心轴肩转动连接，且与所述传动主轴121偏心设置；其中，所述行星齿轮上设置有外齿，所述外齿与所述内齿啮合，所述行星齿轮上设置有通孔；

第一传动衬套225，套设在所述传动主轴121外并与所述第一单向轴承23的内圈连接；

其中，所述第一传动衬套225上设置有轴部2251，所述轴部2251位于所述通孔内，所述轴部2251的直径小于所述通孔的直径。

具体地，减速组件22位于壳体21内，偏心轴肩、行星齿轮均位于太阳齿轮211内，行星齿轮的直径小于太阳齿轮211的直径。偏心轴肩是指使传动主轴121的直径增大且偏心的构件，偏心轴肩呈圆柱状，传动主轴121也呈圆柱状，偏心轴肩的直径大于传动主轴121的直径，且偏心轴肩的中心与传动主轴121的中心间隔设置。行星齿轮与偏心轴肩转动连接，行星齿轮具体可以采用行星轮轴承与偏心轴肩转动连接。由于偏心轴肩相对于传动主轴121偏心设置，则行星齿轮相对于传动主轴121也是偏心设置的。太阳齿轮211呈圆筒状，传动主轴121位于太阳齿轮211的中心，传动主轴121在转动时，会带动偏心轴肩转动，从而带动行星齿轮转动。由于行星齿轮相对于传动主轴121偏心设置，则传动主轴121在转动时，行星齿轮会围绕传动主轴121转动，即围绕太阳齿轮211的中心进行公转。又由于太阳齿轮211是固定不动的，且行星齿轮的外齿与太阳齿轮211的内齿啮合，则传动主轴121在转动时，行星齿轮会以行星齿轮的中心进行自转。

行星齿轮在围绕传动主轴121进行公转时，会带动第一传动衬套225转动，从而带动第一单向轴承23的内圈转动，不论传动主轴121的转动方向，都能带动第一单向轴承23的内圈转动。具体地，当传动主轴121正转时，传动主轴121带动行星齿轮自转(自转的转动方向为反转)和公转(公转的转动方向为正转)，并带动第一传动衬套225反转，则第一单向轴承23的内圈反转，第一单向轴承23的内圈和第一单向轴承23的外圈相对转动，第一单向轴承23的内圈不会带动第一单向轴承23的外圈转动，也就无法带动桨轴30转动。当传动主轴121反转时，传动主轴121带动行星齿轮自转(自转的转动方向为正转)和公转(公转的转动方向为反转)，并带动第一传动衬套225正转，第一单向轴承23的内圈和第一单向轴承23的外圈不会相对转动，第一单向轴承23的内圈带动第一单向轴承23的外圈正转，也就带动桨轴30正转。由于传动主轴121反转(此时传动主轴121的转速为第一转速)带动第一传动衬套225正转时，传动主轴121的转速大于第一传动衬套225的转速，那么桨轴30正转的转速较低(桨轴30具体以第二转速转动)。

当传动主轴121正转时，传动主轴121带动第二单向轴承24的内圈正转，由于第二单向轴承24的内圈和第二单向轴承24的外圈无法相对转动，则第二单向轴承24的内圈带动第二单向轴承24的外圈正转，也就带动动桨轴30正转。由于传动主轴121正转带动第二单向轴承24的内圈和外圈正转时，传动主轴121的转速等于第二单向轴承24的转速，那么桨轴30正转的转速较高(桨轴30具体以第一转速转动)。

可以理解的是，传动主轴121正转或反转时，桨轴30的转动方向不变，都是正转，只是转动的转速不同，传动主轴121正转时，桨轴30的转速较高，传动主轴121反转时，桨轴30的转速较低。因此，通过动力装置10控制传动主轴121的转动方向，结合转速切换装置20的转速切换作用，以改变桨轴30的转速。

偏心轴肩与行星轮轴承可以通过过盈配合连接，行星轮轴承与行星齿轮通过过盈配合连接。通孔与轴部2251配合形成联轴器，使得第一传动衬套225向第一单向轴承23的内圈传递转矩。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图11所示，所述外齿的齿数大于所述内齿的齿数。

具体地，太阳齿轮211上外齿的齿数大于行星齿轮上内齿的齿数，具体可以根据需要设置外齿和内齿的齿数。本发明采用少齿差的行星齿轮作为减速组件22，可以以紧凑的结构获得较大的传动比。当然，其它串级行星齿轮或谐波齿轮可以代替本发明中的少齿差行星齿轮，相比串级行星齿轮，少齿差行星齿轮在紧凑性上更有优势；相比谐波齿轮，少齿差行星齿轮在成本上更有优势。相比其他传动机构，少齿差行星齿轮的特点是结构紧凑可靠、运行效率高、传动比大、制造成本低，虽然多级行星齿轮传动机构和谐波齿轮传动机构亦可以实现相同功能，但是出于成本考虑，少齿差行星齿轮传动机构为应用在微小型水空两用飞行器上的最优选择。

行星齿轮的参数为：减速比为i＝12.33，中心距为1.446mm，分度圆压力角为20°，模数为0.8，太阳齿轮211的齿数为40，变位系数为0.3312；行星齿轮的齿数为37，变位系数为-0.1279。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图4-图6所示，所述第一传动衬套225包括：

基部2252，套设在所述传动主轴121外；

连接部2253，设置于所述基部2252背离所述轴部2251的一侧，并与所述第一单向轴承23的内圈连接。

具体地，基部2252上设置有内孔，形成圆环形，传动主轴121位于该内孔内。连接部2253内设置有过孔，形成圆筒状，传动主轴121位于该过孔内。连接部2253用于连接第一单向轴承23的内圈，连接部2253与轴部2251分别位于基部2252的两侧。行星齿轮在转动过程中，会带动轴部2251移动，从而带动基部2252和连接部2253转动，第一单向轴承23的内圈也会随之转动。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图2-图4所示，所述壳体21还包括：

下端盖212，设置于所述太阳齿轮211的底部；

上端盖213，设置于所述太阳齿轮211的顶部；

其中，所述下端盖212与所述动力装置10连接；

所述上端盖213与所述桨轴30转动连接。

具体地，上端盖213、太阳齿轮211以及下端盖212依次连接，形成壳体21。壳体21内形成容纳空间，减速组件22位于该容纳空间内。动力装置10设置在下端盖212上，桨轴30与上端盖213转动连接，具体，桨轴30采用桨轴30轴承与上端盖213转动连接。下端盖212设置于固定座11上，具体地，采用安装螺栓214依次穿过上端盖213、太阳齿轮211以及下端盖212并固定在固定座11上。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图6、图10以及图11所示，所述偏心轴肩包括：第一偏心轴肩221和第二偏心轴肩222，所述第一偏心轴肩221的中心和所述第二偏心轴肩222的中心分别位于所述传动主轴121的两侧，且所述第一偏心轴肩221位于所述第二偏心轴肩222的上方；

所述行星齿轮包括：第一行星齿轮223和第二行星齿轮224，所述第一行星齿轮223与所述第一偏心轴肩221转动连接，所述第二行星齿轮224与所述第二偏心轴肩222转动连接；

所述通孔包括：第一通孔和第二通孔，所述第一通孔设置于所述第一行星齿轮223，所述第二通孔设置于所述第一行星齿轮223；

所述轴部2251依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔。

具体地，偏心轴肩、行星齿轮均设置有两个，偏心轴肩包括第一偏心轴肩221和第二偏心轴肩222，行星齿轮包括第一行星齿轮223和第二行星齿轮224。第一行星齿轮223采用第一行星轮轴承227与第一偏心轴肩221转动连接，第二行星齿轮224采用第二行星轮轴承228与第二偏心轴肩222转动连接。第一偏心轴肩221和第二偏心轴肩222分别向传动主轴121的两侧偏心，则第一行星齿轮223和第二行星齿轮224分别从左右两侧与太阳齿轮211啮合。第一偏心轴肩221位于第二偏心轴肩222的上方，则第一行星齿轮223位于第二行星齿轮224的上方，轴部2251自上而下，依次穿过第一通孔和第二通孔，第一行星齿轮223和第二行星齿轮224在转动时，均可以通过轴部2251带动第一传动衬套225转动。采用两个行星齿轮，且分布在传动主轴121两侧时，有利于提高第一传动衬套225转动的稳定性和静力平衡。

需要说明的是，为了进一步提高第一传动衬套225转动的稳定性，可以采用三个偏心轴肩和三个行星齿轮。为了获得较紧凑的结构和较高的稳定性，采用两个偏心轴肩和两个行星齿轮。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图3、图6以及图7所示，所述桨轴30内形成轴承孔32；

所述传动主轴121穿过所述壳体21并延伸至所述轴承孔32内；

所述第二单向轴承24位于所述轴承孔32的内顶部，并通过第二传动衬套226连接在所述传动主轴121的端部；

所述第一单向轴承23位于所述轴承孔32内底部。

具体地，为了提高推进器的紧凑性，桨轴30内形成轴承孔32，该轴承孔32与转速切换装置20(具体为壳体21)的容纳空间连通，传动主轴121穿过容纳空间并延伸至轴承孔32内。传动主轴121的中心线和桨轴30的中心线重合，因此，传动主轴121可以驱动桨轴30稳定转动。第一单向轴承23和第二单向轴承24均位于轴承孔32内，第二单向轴承24位于第一单向轴承23上。第一单向轴承23和第二单向轴承24具体可以采用过盈配合安装在桨轴30的轴承孔32内。

第一单向轴承23和第二单向轴承24可以采用相同结构(两者自由转动的方向相同，具体地，单向轴承的内圈反转时，内圈和外圈可以相对移动，单向轴承的内圈正转时，内圈和外圈无法相对移动)，不同的是，第二单向轴承24的内圈与第二传动衬套226连接，第一单向轴承23的内圈与第一传动衬套225连接。

由于第二传动衬套226直接与传动主轴121连接(具体地，第二传动衬套226采用腰形孔，传动主轴121的端部采用与腰形孔适配的腰形结构，当然，还可以采用键连接的方式实现第二传动衬套226与传动主轴121连接，如采用花键)，传动主轴121正转时，第二传动衬套226、第二单向轴承24的内圈和外圈一起正转，从而带动桨轴30和桨叶50正转；传动主轴121反转时，第二传动衬套226和第二单向轴承24的内圈反转，该内圈反转的驱动力，无法传递到第二单向轴承24的外圈，则不会对桨轴30和桨叶50产生反转的驱动力。

由于第一传动衬套225通过减速组件22与传动主轴121连接，传动主轴121反转时，第一传动衬套225、第一单向轴承23的内圈和外圈一起正转，从而带动桨轴30和桨叶50正转；传动主轴121正转时，第一传动衬套225和第一单向轴承23的内圈反转，该内圈反转的驱动力，无法传递到第一单向轴承23的外圈，则不会对桨轴30和桨叶50产生反转的驱动力。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图3-图4所示，所述伸张面积自适应装置40包括：

基座41，设置于所述桨轴30的外顶部；

延伸部42，设置于所述基座41，并向所述桨轴30的径向延伸；

桨叶心轴43，与所述延伸部42转动连接；

其中，所述桨叶50与所述桨叶心轴43连接。

具体地，延伸部42上设置有轴孔，桨叶心轴43位于轴孔内并可在轴孔内转动，桨叶50和伸张面积自适应装置40转动连接，桨叶50相对于伸张面积自适应装置40的转动方向为垂直于桨轴30的轴线方向。桨轴30以第一转速转动时，由于桨轴30的转速较高，在离心力的作用下，桨叶50张开，那么桨叶50的长度方向与桨轴30的径向呈第一夹角a，第一夹角a较小。桨轴30以第二转速转动时，由于桨轴30的转速较低，离心力不足以使桨叶50张开，则桨叶50成折叠状态，那么桨叶50的长度方向与桨轴30的径向呈第二夹角b，第二夹角b较大。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，所述延伸部42上设置有限位部，所述桨叶心轴43设置有凸起部，所述限位部限制所述凸起部的转动角度。

具体地，在桨轴30高速转动时，为了限制桨叶50相对于伸张面积自适应装置40的转动角度，在延伸部42上设置限位部，通过限位部和凸起部的配合，可以限制桨叶50的转动角度，例如，当桨叶50的长度方向与桨轴30的径向呈第一夹角a时，限位部与凸起部相抵接。

在本发明实施例的一个较佳实现方式中，如图2和图9所示，所述桨叶50有至少两个，所述延伸部42有至少两个，所述桨叶50与所述延伸部42一一对应设置，所述桨叶50靠近所述延伸部42的一端设置有抵接部51，当所述传动主轴121反转时，所述抵接部51抵接在相邻的延伸部42上。

具体地，在桨轴30低速转动时，为了限制桨叶50相对于伸张面积自适应装置40的转动角度，桨叶50上设置有抵接部51，桨轴30低速转动时，抵接部51与相邻的延伸部42抵接。

基于上述任意一实施例所述的微型双速水空两用推进器，本发明还提供了一种机器人的较佳实施例：

本发明实施例的机器人，包括：如上述任一实施例所述的微型双速水空两用推进器。具体如上所述。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种微型双速水空两用推进器，其特征在于，包括：

动力装置；

转速切换装置，与所述动力装置的传动主轴连接；

桨轴，与所述转速切换装置转动连接；

伸张面积自适应装置，与所述桨轴连接；

桨叶，与所述伸张面积自适应装置转动连接；

其中，当所述传动主轴正转时，所述转速切换装置驱动所述桨轴以第一转速转动，且所述伸张面积自适应装置使所述桨叶的长度方向与所述桨轴的径向呈第一夹角；

当所述传动主轴反转时，所述转速切换装置驱动所述桨轴以第二转速转动，且所述伸张面积自适应装置使所述桨叶的长度方向与所述桨轴的径向呈第二夹角；

所述第一转速大于所述第二转速；所述第一夹角小于所述第二夹角。

2.根据权利要求1所述的微型双速水空两用推进器，其特征在于，所述转速切换装置包括：

壳体，与所述桨轴转动连接；

减速组件，设置于所述传动主轴并位于所述壳体内；

第一单向轴承，所述第一单向轴承的内圈与所述减速组件连接，所述第一单向轴承的外圈与所述桨轴连接；其中，所述传动主轴正转时，所述第一单向轴承的内圈和所述第一单向轴承的外圈相对转动；

第二单向轴承，所述第二单向轴承的内圈与所述传动主轴连接，所述第二单向轴承的外圈与所述桨轴连接；其中，所述传动主轴反转时，所述第二单向轴承的内圈和所述第二单向轴承的外圈相对转动。

3.根据权利要求2所述的微型双速水空两用推进器，其特征在于，所述壳体包括：

太阳齿轮，所述太阳齿轮上设置有内齿；

所述减速组件包括：

偏心轴肩，设置于所述传动主轴；

行星齿轮，与所述偏心轴肩转动连接，且与所述传动主轴偏心设置；其中，所述行星齿轮上设置有外齿，所述外齿与所述内齿啮合，所述行星齿轮上设置有通孔；

第一传动衬套，套设在所述传动主轴外并与所述第一单向轴承的内圈连接；

其中，所述第一传动衬套上设置有轴部，所述轴部位于所述通孔内，所述轴部的直径小于所述通孔的直径。

4.根据权利要求3所述的微型双速水空两用推进器，其特征在于，所述外齿的齿数大于所述内齿的齿数；和/或

所述第一传动衬套包括：

基部，套设在所述传动主轴外；

连接部，设置于所述基部背离所述轴部的一侧，并与所述第一单向轴承的内圈连接；和/或

所述壳体还包括：

下端盖，设置于所述太阳齿轮的底部；

上端盖，设置于所述太阳齿轮的顶部；

其中，所述下端盖与所述动力装置连接；

所述上端盖与所述桨轴转动连接。

5.根据权利要求3所述的微型双速水空两用推进器，其特征在于，所述偏心轴肩包括：第一偏心轴肩和第二偏心轴肩，所述第一偏心轴肩的中心和所述第二偏心轴肩的中心分别位于所述传动主轴的两侧，且所述第一偏心轴肩位于所述第二偏心轴肩的上方；

所述行星齿轮包括：第一行星齿轮和第二行星齿轮，所述第一行星齿轮与所述第一偏心轴肩转动连接，所述第二行星齿轮与所述第二偏心轴肩转动连接；

所述通孔包括：第一通孔和第二通孔，所述第一通孔设置于所述第一行星齿轮，所述第二通孔设置于所述第一行星齿轮；

所述轴部依次穿过所述第一通孔和所述第二通孔。

6.根据权利要求2所述的微型双速水空两用推进器，其特征在于，所述桨轴内形成轴承孔；

所述传动主轴穿过所述壳体并延伸至所述轴承孔内；

所述第二单向轴承位于所述轴承孔的内顶部，并通过第二传动衬套连接在所述传动主轴的端部；

所述第一单向轴承位于所述轴承孔内底部。

7.根据权利要求1所述的微型双速水空两用推进器，其特征在于，所述伸张面积自适应装置包括：

基座，设置于所述桨轴的外顶部；

延伸部，设置于所述基座，并向所述桨轴的径向延伸；

桨叶心轴，与所述延伸部转动连接；

其中，所述桨叶与所述桨叶心轴连接。

8.根据权利要求7所述的微型双速水空两用推进器，其特征在于，所述桨叶有至少两个，所述延伸部有至少两个，所述桨叶与所述延伸部一一对应设置，所述桨叶靠近所述延伸部的一端设置有抵接部，当所述传动主轴反转时，所述抵接部抵接在相邻的延伸部上。

9.根据权利要求1所述的微型双速水空两用推进器，其特征在于，所述动力装置包括：

固定座，所述转速切换装置设置于所述固定座；

驱动件，设置于所述固定座背离所述转速切换装置的一侧；

其中，所述驱动件具有所述传动主轴，所述传动主轴穿过所述固定座并延伸至所述转速切换装置内。

10.一种机器人，其特征在于，包括：如权利要求1至9中任一项所述的微型双速水空两用推进器。

Images