CN115123519B - 一种可变距的旋翼装置及飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可变距的旋翼装置及飞行器，该可变距的旋翼装置包括：桨叶安装架、变距机构、驱动装置和至少一个桨叶；所述桨叶转动安装在所述桨叶安装架上；所述变距机构安装在所述桨叶安装架内，并驱动所述桨叶相对于所述桨叶安装架转动和锁定；所述驱动装置具有独立动作的第一扭矩输出端和第二扭矩输出端；其中，所述第一扭矩输出端驱动所述桨叶安装架转动，以使所述桨叶安装架带动所述桨叶公转；所述第二扭矩输出端驱动所述变距机构动作，以带动对应的所述桨叶绕自身转轴自转，从而对所述桨叶的桨叶角度进行调节。本发明可以改善现有技术中飞行器的旋翼装置体积较大，空间利用率较低、重量较大的技术问题。

Description

一种可变距的旋翼装置及飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，具体涉及一种可变距的旋翼装置及飞行器。

背景技术

螺旋桨是依靠桨叶在流体（例如空气或者水）中旋转，将发动机或电动机的旋转动能转换为推力(拉力或升力)的装置，其应用范围十分广泛，其作为飞行器中一种重要的动力机构，广泛应用于飞行器技术领域；在轮船、潜水艇等领域也大量应用。变距螺旋桨，其可通过桨叶的自转改变桨叶相对于旋翼装置的桨叶角度，以实现螺旋桨桨叶的螺距调节。但现有可变距的螺旋桨均需另外采用舵机或液压机构对螺旋桨的桨距进行控制，体积较大，空间利用率较低，因此导致旋翼装置的整体重量较重。因此需要提供一种可变距的旋翼装置及飞行器，以实现同一驱动装置对旋翼装置和桨距的驱动。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明提供一种可变距的旋翼装置及飞行器，以改善现有技术中飞行器的旋翼驱动和变距驱动采用不同驱动装置、体积较大的技术问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本发明提供一种可变距的旋翼装置，包括：桨叶安装架、变距机构、驱动装置和至少一个桨叶；所述桨叶转动安装在所述桨叶安装架上；所述变距机构安装在所述桨叶安装架内，并驱动所述桨叶相对于所述桨叶安装架转动和锁定；所述驱动装置具有独立动作的第一扭矩输出端和第二扭矩输出端；其中，所述第一扭矩输出端驱动所述桨叶安装架转动，以使所述桨叶安装架带动所述桨叶公转；所述第二扭矩输出端驱动所述变距机构动作，以带动对应的所述桨叶绕自身转轴自转，从而对所述桨叶的桨叶角度进行调节。

在本发明旋翼装置一实施例中，所述变距机构包括行星齿轮组和锥齿轮组;其中，所述行星齿轮组包括太阳轮及与所述太阳轮传动的齿圈，所述齿圈设于所述锥齿轮组内，所述桨叶对应安装在锥齿轮组上，以使所述第二扭矩输出端驱动所述行星齿轮组内的太阳轮转动，所述行星齿轮组内的齿圈驱动锥齿轮组转动以带动对应的所述桨叶绕自身转轴自转。

在本发明旋翼装置一实施例中，所述锥齿轮组包括第一锥齿轮和与所述桨叶数量相对应的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮沿周向止动安装在对应桨叶的根部; 以使所述行星齿轮组内的齿圈驱动所述第一锥齿轮同轴转动；所述第一锥齿轮驱动每一所述第二锥齿轮转动以带动对应的所述桨叶绕自身转轴自转。

在本发明旋翼装置一实施例中，所述行星齿轮组包括至少三个行星齿轮，所述行星齿轮转动安装在所述桨叶安装架上，并沿圆周均布在所述太阳轮的周围，所述太阳轮和所述齿圈均与所述行星齿轮相啮合。

在本发明旋翼装置一实施例中，所述驱动装置包括：壳体、定子支架、第一绕组和第二绕组；所述定子支架转动安装在所述壳体内；所述第一绕组包括第一定子绕组和第一转子绕组，所述第二绕组包括第二定子绕组和第二转子绕组，所述第一定子绕组和所述第二定子绕组同轴固定安装在所述定子支架上，且所述第一定子绕组位于所述第二定子绕组的外圈；所述第一转子绕组同轴固定安装在所述第一定子绕组外圈的所述壳体上，所述第一扭矩输出端与所述壳体相连接；所述第二转子绕组同轴转动安装在所述第二定子绕组内圈，所述第二扭矩输出端与所述第二转子绕组相连接。

在本发明旋翼装置一实施例中，所述壳体包括设置于所述定子支架一侧或两侧的盖体，一侧或两侧的所述盖体上设置有可以产生气流对所述驱动装置进行风冷的气流发生结构。

在本发明旋翼装置一实施例中，所述驱动装置的壳体内部设置有冷却通道，所述气流发生结构产生的冷却气流从所述冷却通道穿过；所述冷却通道包括设置于所述定子支架上且沿轴向贯通的若干通孔。

在本发明旋翼装置一实施例中，所述若干通孔沿圆周方向均布在所述第一定子绕组和所述第二定子绕组之间的所述定子支架上；所述驱动装置还包括设置于至少一个所述通孔内的散热片组。

在本发明旋翼装置一实施例中，所述旋翼装置还包括对所述第一转子绕组和/或所述第二转子绕组的转速或旋转位移进行反馈的传感器，所述传感器与所述旋翼装置的控制系统有线或无线通讯连接。

本发明还提供一种飞行器，所述飞行器包括机身和上述任一项所述的旋翼装置；其中，所述旋翼装置的驱动装置的座体固定安装在所述飞行器的机身上，所述旋翼装置为所述飞行器提供航行的动力。

本发明可变距的旋翼装置和包含该旋翼装置的飞行器，其驱动装置上设置有独立动作的第一扭矩输出端和第二扭矩输出端，可以通过同一驱动装置来进行旋翼装置的旋转驱动和桨叶的变距驱动。节省了空间、降低了重量，一方面可以实现飞行器的结构优化，另一方面也简化了电气连接方式。

进一步地，本发明的变距机构将行星齿轮组和锥齿轮组相结合，不仅缩小了整个变距机构的体积，增大螺旋桨变距时的扭矩输出，能够克服螺旋桨动态变距时产生的较大阻力，而且桨叶和变距机构之间采用锥齿轮配合方式，可匹配不同数量桨叶，适应性广。

进一步地，本发明驱动装置包括有第一绕组和第二绕组，通过第一绕组和第二绕组中对应转子在运行时产生的转速差实现螺旋桨变距，优化了驱动的方式，缩小了驱动装置的体积。

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为本发明旋翼装置一实施例的三维示意图；

图2为本发明旋翼装置一实施例的平面剖视图；

图3为本发明旋翼装置一实施例的轴侧半剖视图；

图4为本发明旋翼装置一实施例中变距机构的爆炸图；

图5为本发明旋翼装置一实施例中驱动装置的爆炸图；

图6为本发明旋翼装置一实施例中行星齿轮与太阳轮的局部图；

图7为图6中I区域的放大图；

图8为本发明旋翼装置一实施例中锥齿轮组的啮合示意图；

图9为本发明旋翼装置一实施例中定子支架的主视图；

图10为本发明旋翼装置一实施例中定子支架的轴侧半剖视图；

图11为本发明旋翼装置一实施例中第一盖体的三维轴侧图；

图12为本发明旋翼装置一实施例中第二盖体的三维轴侧图；

图13为本发明旋翼装置一实施例中第二盖体的轴侧半剖视图。

元件标号说明

10、桨叶；110、旋转支撑件；20、桨叶安装架；210、齿轮箱；211、第一圆柱凹槽；212、安装通孔；220、罩壳；221、第二圆柱凹槽；222、第一锥齿轮安装孔；30、变距机构；310、行星齿轮组；311、太阳轮；312、行星轮；313、齿圈；320、锥齿轮组；321、第一锥齿轮；322、第二锥齿轮；323、第一锥齿轮安装轴；324、第五轴承；40、驱动装置；410、第一绕组；411、第一转子绕组；412、第一定子绕组；413、第一扭矩输出端； 420、第二绕组；421、第二转子绕组；422、第二定子绕组；423、第二扭矩输出端；430、壳体； 41、第四轴承；42、筒体；43、定子支架；431、通孔；432、散热片组；433、第三轴承安装腔；434、连接筋；435、第一定子安装座；436、第二定子安装座；437、连接部；44、第一盖体；441、第二轴承安装腔；442、通风孔；45、第二盖体；451、进风口；452、扇叶；453、第一轴承安装腔；454、转子卡槽；46、第一轴承；47、第二轴承；48、第三轴承；49、传感器。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1至图13，鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种可变距的旋翼装置及飞行器，该旋翼装置和飞行器的驱动装置40上设置有独立动作的第一扭矩输出端413和第二扭矩输出端423，可以通过同一驱动装置40来进行旋翼装置的旋转驱动和桨叶10的变距驱动，可以改善现有技术中飞行器的旋翼装置体积较大，空间利用率较低、重量较大的技术问题。

请参阅图1至图3，该可变距的旋翼装置包括：桨叶安装架20、变距机构30、驱动装置40和至少一个桨叶10；所述桨叶安装架20的结构和形状可以根据需要进行选择，较佳的，可以选择阻力较小的回转类结构，本实施例中，桨叶安装架20的主体为一近似火箭头部的回转类结构。所述桨叶10的数量可以为一个、两个或更多个，本实施例中，桨叶10数量为三个，三个桨叶10沿所述桨叶安装架20的圆周均匀布设，每一所述桨叶10的根部均转动安装在所述桨叶安装架20上,并沿所述桨叶安装架20的径向伸出，每一所述桨叶10均可以绕自身转轴自转；所述变距机构30安装在所述桨叶安装架20内，并驱动至少一个所述桨叶10自转，以使对应桨叶绕自身转轴相对于所述桨叶安装架20转动设定角度；变距机构30驱动的桨叶10数量可以根据需求设定，例如可以只驱动部分桨叶10转动变距，也可以同时驱动所有的桨叶10同步实现变距；所述驱动装置40具有独立动作的第一扭矩输出端413和第二扭矩输出端423；所述第一扭矩输出端413和所述第二扭矩输出端423均朝向所述桨叶安装架20伸出，且转轴在同一直线上，其中，所述第一扭矩输出端413与所述桨叶安装架20固定连接，以在转动时驱动所述桨叶安装架20转动，从而使所述桨叶安装架20带动所述桨叶10公转，产生航行的动力；所述第二扭矩输出端423与所述变距机构30的输入端连接，以驱动所述变距机构30动作，从而带动对应的所述桨叶10绕自身转轴自转设定角度，对所述桨叶10的桨叶角度进行调节。

请参阅图3至图4和图7至图8，在本发明旋翼装置一实施例中，所述变距机构30包括行星齿轮组310和锥齿轮组320;行星齿轮组310安装在所述桨叶安装架20内，所述行星齿轮组310包括太阳轮311、至少一个行星轮312和齿圈313，齿圈313为内齿圈，所述齿圈313设于所述锥齿轮组320内，所述桨叶10对应安装在锥齿轮组320上，第二扭矩输出端423与所述太阳轮311连接，以使所述第二扭矩输出端423驱动所述行星齿轮组310内的太阳轮311转动；所述齿圈313同轴设置在所述太阳轮311的外侧，并驱动锥齿轮组320转动以带动对应的所述桨叶10绕自身转轴自转。行星轮312的数量可以根据需要设定，较佳地，本实施例中行星轮312有三个，三个行星轮312转动安装在所述桨叶安装架20上，且沿所述太阳轮311的圆周方向均布设置于所述太阳轮311与所述齿圈313之间，三个所述行星轮312均与所述太阳轮311和所述齿圈313相啮合；所述太阳轮311在第二扭矩输出端423的驱动下带动三个行星轮312转动，三个行星轮312带动所述齿圈313转动。所述锥齿轮组320包括第一锥齿轮321和与待变距桨叶10数量对应相等的第二锥齿轮322；所述齿圈313带动所述第一锥齿轮321同轴转动；所述第二锥齿轮322沿圆周方向止动安装在对应的所述桨叶10的根部，以使所述行星齿轮组310内的齿圈313驱动所述第一锥齿轮321同轴转动，所述第一锥齿轮321驱动每一所述第二锥齿轮322转动以带动对应的所述桨叶10绕自身转轴自转。本发明中的变距驱动机构，通过行星齿轮组310与锥齿轮组320的结合，不仅提高了减速比、而且可以使变距驱动机构在克服较大动态变距阻力的同时保持较为紧凑的布局和较高的稳定性。

请参阅图2、图4和图6，在本发明旋翼装置一实施例中，所述桨叶安装架20包括齿轮箱210和与所述齿轮箱210相连接的罩壳220，齿轮箱210与所述罩壳220的配合面上设置有沿径向贯通的第一圆柱凹槽211，罩壳220与所述齿轮箱210的配合面上设置有沿径向贯通的第二圆柱凹槽221，第一圆柱凹槽211和第二圆柱凹槽221的位置相对应，桨叶10的根部安装有旋转支撑件110；所述第一圆柱凹槽211和所述第二圆柱凹槽221从所述桨叶10的两侧夹持固定所述旋转支撑件110的外圈，从而使对应桨叶10转动安装在桨叶安装架20上。所述齿轮箱210上设置有供所第二扭矩输出端423伸入的安装通孔212，第二扭矩输出端423伸入至所述安装通孔212内并与所述太阳轮311键连接，以带动所述太阳轮311转动。第一锥齿轮321朝向行星齿轮组310的一侧设置有第二扭矩输出端支撑孔（未示出）；第一锥齿轮321背离所述行星齿轮312的一侧设置有第一锥齿轮安装轴323；所述第一锥齿轮安装轴323上安装有第五轴承324，所述罩壳220上设置有供第五轴承324安装的第一锥齿轮安装孔222；所述第一锥齿轮安装轴323通过第五轴承324转动安装在所述第一锥齿轮安装孔222内；所述第二扭矩输出端423上安装有第四轴承 41，第四轴承 41的外圈固定安装在所述第二扭矩输出端支撑孔内。这样的设置方式，一方面可以获得更为紧凑的布局，另一方面通过第一锥齿轮321与第二扭矩输出端423、及第一锥齿轮安装轴323与第一锥齿轮安装孔222对第一锥齿轮321两侧的支撑作用，既能满足第一锥齿轮321与第二扭矩输出端423相对转动的需求，又增加了第一锥齿轮321、第二扭矩输出端423、太阳轮311的稳定性。

请参阅图4，在本发明变距驱动机构一实施例中，所述齿圈313与所述第一锥齿轮321为一体式结构，所述齿圈313与所述第一锥齿轮321分别设置于同一齿轮沿轴线延伸方向的两侧并一体加工而成，这样设置能够有效保证齿圈313与第一锥齿轮321的同轴性。本领域技术人员可以理解的是，也可以将齿圈313和第一锥齿轮321独立设置，然后再可拆卸同轴固定。

请参阅图2至图3,以及图5、图10，在本发明旋翼装置一实施例中，所述驱动装置40包括：壳体430、定子支架43、第一绕组410和第二绕组 420；所述定子支架43的转动安装在所述壳体430内；所述第一绕组410包括第一定子绕组412和第一转子绕组411，所述第二绕组 420包括第二定子绕组422和第二转子绕组421，所述定子支架43上设置有环形的第一定子安装座435和环形的第二定子安装座436，第一定子安装座435和第二定子安装座436同轴设置；所述第一定子绕组412安装在所述第一定子安装座435上，所述第二定子绕组422固定安装在所述第二定子安装座436上，所述第一定子绕组412同轴设置于所述第二定子绕组422的外圈；所述第一转子绕组411同轴固定安装在所述第一定子绕组412外圈的所述壳体430上，所述第一扭矩输出端413与所述壳体430相连接；所述第二转子绕组421同轴转动安装在所述第二定子绕组422内圈，所述第二扭矩输出端423与所述第二转子绕组421相连接。在发明旋翼装置一实施例中，为减轻重量，增加散热，所述定子支架43包括内圈和外圈，内圈和外圈通过多个连接筋434固定连接。需要说明的是，本发明中第一定子绕组、第一转子绕组、第二定子绕组和第二转子绕组的绕线方式，可参照现有双转子电机的常规绕线形式，具体不再赘述。

请参阅图2和图5，在本发明旋翼装置一实施例中，所述壳体430包括筒体42、第一盖体44和第二盖体45，第一盖体44位于所述定子支架43背离第二扭矩输出端423的一侧，并与所述筒体42的一侧端部固定连接；第二盖体45位于所述定子支架43朝向第二扭矩输出端423的一侧，并与所述筒体42另一侧的端部固定连接；所述第二盖体45上设置有转子卡槽454，转子卡槽454可以卡入第一转子绕组411上，从而保持与第一转子绕组411具有稳定的配合状态。定子支架43的背离变距机构30的一侧安装有第二轴承47，第一盖体44上设置有第二轴承安装腔441，第二轴承47的外圈固定在所第二轴承安装腔441内，从而使所述定子支架43通过第二轴承47转动安装在第一盖体44上，定子支架43上设置有第三轴承安装腔433，第二转子绕组421的输出轴一端安装有第三轴承48，第三轴承48的外圈固定安装在第三轴承安装腔433内，以使所述第二转子绕组421通过第三轴承48转动安装在定子支架43上，第二转子绕组421输出轴背离第三轴承48的一侧通过第一轴承46转动安装在第一盖体44上。第二转子绕组421的输出轴上安装有第一轴承46，第二盖体45上设置有第一轴承安装腔453，第一轴承46的安装在第一轴承安装腔453内，从而使第二转子绕组421具有更为稳定的工作状态。第一盖体44和/或第二盖体45上设置有可以产生气流对所述驱动装置40进行风冷的气流发生结构。

需要说明的是，本发明中的壳体430也可以只具有第一盖体44或第二盖体45，例如在本发明另外一实施例中，筒体42的朝向第二扭矩输出端423的一端封闭并具有供第二扭矩输出端423穿出的通孔431，筒体42的背离第二扭矩输出端423的一端具有开口，开口上安装有可拆卸固定连接的第一盖体44，第一盖体44上设置有所述气流发生结构（未示出）。在本发明另外一实施例中，定子支架背离第二扭矩输出端423的一侧设置有用于与机身连接的连接部437，筒体42的背离第二扭矩输出端423的一端封闭并具有供定子支架43露出的通孔，筒体42的朝向第二扭矩输出端423的一端具有开口，开口上安装有可拆卸固定连接的第二盖体45，第二盖体45上设置有所述气流发生结构。

在本发明旋翼装置一实施例中，所述驱动装置40的壳体430内部设置有冷却通道，冷却通道的具体设置形式不限，只要能够供所述气流发生结构产生的冷却气流穿过为第一绕组410和第二绕组 420降温即可。为了获得更好的冷却效果，在本发明一实施例中，所述冷却通道包括设置于所述定子支架43上且沿轴向贯通的若干通孔431，第一盖体44对应所述若干通孔431的位置设置有通风孔442。所述气流发生结构产生的冷却气流从所述若干通孔431内穿过，可以直接对定子支架43进行降温，并进一步通过定子支架43为第一定子绕组412和第二定子绕组422降温。若干通孔431的设置形式可以不受限定，例如可以均匀或不均匀分布在定子支架43上。在本发明旋翼装置一实施例中，所述若干通孔431沿圆周方向均布在所述第一定子绕组412和所述第二定子绕组422之间的所述定子支架43上。

请参阅图11至图13，在本发明旋翼装置一实施例中，所述气流发生结构包括设置于所述第一盖体44或所述第二盖体45侧壁上的若干个进风口451和对应设置于所述第一盖体44或所述第二盖体45靠近所述定子支架43一侧的若干扇叶452；所述若干扇叶452沿圆周方向均布在所述第一盖体44或所述第二盖体45上。当第一盖体44或第二盖体45转动时，气流自进风口451进入，并在扇叶452的引导自所述第一盖体44或第二盖体45靠近中心侧，并沿轴向向定子支架43侧流出，然后进入冷却通道，并经另一侧冷却通道的开口排出至壳体430外部。需要说明的是，本发明中也可以同时在第一盖体44和第二盖体45上设置对应的气流发生结构，只要两者产生的气流流向一致不冲突即可。当然也可以在定子支架43上设置不同的冷却通道，使第一盖体44上气流发生结构产生的气流和第二盖体45上气流发生结构产生的气流，相对独立的从不同的冷却流道中通过。

请参阅图9和图10，为了获得更好的散热效率，在本发明旋翼装置一实施例中，所述驱动装置40还包括设置于至少一个所述通孔431内的散热片组432。每一所述散热片组432均包括多个平行设置的散热片，相邻的散热片之间设置有供冷却气流穿过的间隙，通过散热片组432可以大大提升第一绕组410和第二绕组 420的散热效率。

请参阅图5，在本发明旋翼装置一实施例中，所述旋翼装置还包括对所述第一转子绕组411和/或所述第二转子绕组421的转速或旋转位移进行反馈的传感器49，所述传感器49与所述旋翼装置的控制系统有线或无线通讯连接。传感器49类型不限，只要能够准确反馈第一转子绕组411和/或所述第二转子绕组421的转速或旋转位移即可，例如可以为现有航空电机常用的霍尔传感器49，本实施例中，霍尔传感器49安装在定子支架43上，并用于检测第二转子绕组421的旋转角度位移，以反馈给对应的控制系统，从而对桨叶10旋转的角度进行控制。

本发明还提供一种飞行器，所述飞行器包括机身和上述任一项所述的旋翼装置；其中，所述旋翼装置的驱动装置40的座体固定安装在所述飞行器的机身上，所述旋翼装置为所述飞行器提供航行的动力。其中，所述驱动装置40包括：壳体430、定子支架43、第一绕组410和第二绕组 420；所述定子支架43的转动安装在所述壳体430内并与所述机身连接；所述第一绕组410包括第一定子绕组412和第一转子绕组411，所述第二绕组 420包括第二定子绕组422和第二转子绕组421，所述定子支架43上设置有环形的第一定子安装座435和环形的第二定子安装座436，第一定子安装座435和第二定子安装座436同轴设置；所述第一定子绕组412安装在所述第一定子安装座435上，所述第二定子绕组422固定安装在所述第二定子安装座436上，所述第一定子绕组412同轴设置于所述第二定子绕组422的外圈；所述第一转子绕组411同轴固定安装在所述第一定子绕组412外圈的所述壳体430上，所述第一扭矩输出端413与所述壳体430相连接；所述第二转子绕组421同轴转动安装在所述第二定子绕组422内圈，所述第二扭矩输出端423与所述第二转子绕组421相连接。

所述旋翼装置包括：桨叶安装架20、变距机构30、驱动装置40和至少一个桨叶10；每一所述桨叶10的根部均转动安装在所述桨叶安装架20上,并沿所述桨叶安装架20的径向伸出，每一所述桨叶10均可以绕自身转轴自转；所述变距机构30安装在所述桨叶安装架20内，并驱动至少一个所述桨叶10自转，以使其绕自身转轴相对于所述桨叶安装架20转动设定角度；所述第一扭矩输出端413和所述第二扭矩输出端423的转轴在同一直线上，并均朝向所述桨叶安装架20伸出，其中，所述第一扭矩输出端413与所述桨叶安装架20固定连接，以在转动时驱动所述桨叶安装架20转动，从而使所述桨叶安装架20带动所述桨叶10绕桨叶安装架20的中心线公转，以产生航行的动力；所述第二扭矩输出端423与所述变距机构30的输入端周向固定连接，以驱动所述变距机构30动作，从而带动对应的所述桨叶10绕自身转轴自转设定角度，以对所述桨叶10的螺距进行调节。

综上所述，本发明可变距的旋翼装置和包含该旋翼装置的飞行器，其驱动装置上设置有独立动作的第一扭矩输出端和第二扭矩输出端，可以通过同一驱动装置来进行旋翼装置的旋转驱动和桨叶的变距驱动。节省了空间、降低了重量，一方面可以实现飞行器的结构优化，另一方面也简化了电气连接方式。同时变距机构将行星齿轮组和锥齿轮组相结合，不仅缩小了整个变距机构的体积，增大螺旋桨变距时的扭矩输出，能够克服螺旋桨动态变距时产生的较大阻力，而且桨叶和变距机构之间采用锥齿轮配合方式，可匹配不同数量桨叶，适应性广。另外驱动装置包括有第一绕组和第二绕组，通过第一绕组和第二绕组中对应转子在运行时产生的转速差实现螺旋桨变距，优化了驱动的方式，缩小了驱动装置的体积。所以，本发明有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种可变距的旋翼装置，其特征在于，包括：

桨叶安装架；

至少一个桨叶，所述桨叶转动安装在所述桨叶安装架上；

变距机构，安装在所述桨叶安装架内；

驱动装置，具有独立动作的第一扭矩输出端和第二扭矩输出端；

其中，所述第一扭矩输出端驱动所述桨叶安装架转动，以使所述桨叶安装架带动所述桨叶公转；所述第二扭矩输出端驱动所述变距机构动作，以带动对应的所述桨叶绕自身转轴自转，从而对所述桨叶的桨叶角度进行调节；

所述变距机构包括行星齿轮组和锥齿轮组；其中，所述行星齿轮组包括太阳轮及与所述太阳轮传动的齿圈；所述锥齿轮组包括第一锥齿轮和与所述桨叶数量相对应的第二锥齿轮；所述齿圈设于所述锥齿轮组内，以使所述行星齿轮组内的齿圈驱动所述第一锥齿轮同轴转动；所述第二锥齿轮沿周向止动安装在对应桨叶的根部; 所述第一锥齿轮驱动每一所述第二锥齿轮转动以带动对应的所述桨叶绕自身转轴自转；

所述桨叶安装架包括齿轮箱和与所述齿轮箱相连接的罩壳，所述第一锥齿轮和所述齿圈同轴固定；所述第二扭矩输出端转动安装在所述第一锥齿轮朝向所述行星齿轮组的一侧，所述第一锥齿轮的背离所述行星齿轮组的另一侧转动安装在所述罩壳上。

2.根据权利要求1所述的旋翼装置，其特征在于，所述行星齿轮组包括至少三个行星齿轮，所述行星齿轮转动安装在所述桨叶安装架上，并沿圆周均布在所述太阳轮的周围，所述太阳轮和所述齿圈均与所述行星齿轮相啮合。

3.根据权利要求1所述的旋翼装置，其特征在于，所述驱动装置包括：壳体、定子支架、第一绕组和第二绕组；所述定子支架转动安装在所述壳体内；所述第一绕组包括第一定子绕组和第一转子绕组，所述第二绕组包括第二定子绕组和第二转子绕组，所述第一定子绕组和所述第二定子绕组同轴固定安装在所述定子支架上，且所述第一定子绕组位于所述第二定子绕组的外圈；所述第一转子绕组同轴固定安装在所述第一定子绕组外圈的所述壳体上，所述第一扭矩输出端与所述壳体相连接；所述第二转子绕组同轴转动安装在所述第二定子绕组内圈，所述第二扭矩输出端与所述第二转子绕组相连接。

4.根据权利要求3所述的旋翼装置，其特征在于，所述壳体包括设置于所述定子支架一侧或两侧的盖体，一侧或两侧的所述盖体上设置有可以产生气流并对所述驱动装置进行风冷的气流发生结构。

5.根据权利要求4所述的旋翼装置，其特征在于，所述驱动装置的壳体内部设置有冷却通道，所述气流发生结构产生的冷却气流从所述冷却通道穿过；所述冷却通道包括设置于所述定子支架上且沿轴向贯通的若干通孔。

6.根据权利要求5所述的旋翼装置，其特征在于，所述若干通孔沿圆周方向均布在所述第一定子绕组和所述第二定子绕组之间的所述定子支架上；所述驱动装置还包括设置于至少一个所述通孔内的散热片组。

7.根据权利要求6所述的旋翼装置，其特征在于，所述旋翼装置还包括对所述第一转子绕组和/或所述第二转子绕组的转速或旋转位移进行反馈的传感器，所述传感器与所述旋翼装置的控制系统有线或无线通讯连接。

8.一种飞行器，包括机身，其特征在于，还包括权利要求1至7任一项所述的旋翼装置；其中，所述旋翼装置的驱动装置的座体固定安装在所述飞行器的机身上，所述旋翼装置为所述飞行器提供航行的动力。

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