CN205554565U - 螺旋桨、动力组件及飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种螺旋桨，其包括桨叶，所述桨叶旋转起来形成一桨盘，其特征在于：在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的39%处，所述桨叶的攻角为18.5±2.5度；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的62.5%处，所述桨叶的攻角为13.2±2.5度；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的78.125%处，所述桨叶的攻角为10.8±2.5度。本实用新型还涉及具有所述螺旋桨的动力组件及飞行器。

Description

螺旋桨、动力组件及飞行器

技术领域

本实用新型涉及一种螺旋桨、具有所述螺旋桨的动力组件及具有所述动力组件的飞行器。

背景技术

飞行器上的螺旋桨，作为飞行器的重要关键器件，其用于将电机或发动机中转轴的转动转化为推力或升力。现有技术中的螺旋桨，其外形形状大多呈矩形，其阻力大、效率低，导致飞行器的飞行速度小、继航距离短，严重影响了飞行器的飞行性能。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种能够减少阻力、提高效率，增加飞行器的继航距离并提高飞行器的飞行性能的螺旋桨、具有所述螺旋桨的动力组件以及飞行器。

一种螺旋桨，其包括桨叶，所述桨叶旋转起来形成一桨盘，其特征在于：在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的39%处，所述桨叶的攻角为18.5±2.5度；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的62.5%处，所述桨叶的攻角为13.2±2.5度；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的78.125%处，所述桨叶的攻角为10.8±2.5度。

进一步地，在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的39%处，所述桨叶的弦长为16.58±5毫米；及/或

在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的62.5%处，所述桨叶的弦长为14.18±5毫米；及/或

在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的78.125%处，所述桨叶的弦长为12.44±5毫米。

进一步地，在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的93.75%处，所述桨叶的攻角为9.5±2.5度。

进一步地，所述桨盘的直径范围为128±30毫米。

进一步地，在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的93.75%处，所述桨叶的弦长为10.49±5毫米。

进一步地，所述桨叶包括朝下的叶面、朝上的叶背、连接所述叶背及所述叶面的一侧的第一侧缘及连接所述叶背及所述叶面的另一侧的第二侧缘，所述叶面的横截面及所述叶背的横截面均弯曲。

进一步地，所述叶面包括向下凸出的第一拱起部；所述第一侧缘包括曲面状的向外凸出的第二拱起部；所述第二侧缘包括曲面状的向外凸出的第三拱起部。

进一步地，所述第一拱起部、所述第二拱起部及所述第三拱起部均靠近所述桨盘的中心。

进一步地，所述桨叶的数量为两个，两个所述桨叶相对于所述桨盘的中心呈中心对称；

或/及，所述桨叶远离所述桨盘的中心的一端的厚度小于所述桨叶其他部分的厚度。

进一步地，所述螺旋桨为折叠桨，并且所述螺旋桨包括与所述桨叶转动连接的桨毂，所述桨叶的数量为至少两个；

或者，所述螺旋桨包括与所述桨叶固定连接的桨毂，所述桨叶的数量为至少两个。

进一步地，所述螺旋桨的螺距为24毫米。

一种螺旋桨，其特征在于，所述螺旋桨为折叠桨，其包括桨毂及与所述桨毂连接的至少两个桨叶；

所述桨叶形成的桨盘的直径为128±30毫米；

在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的39%处，所述桨叶的攻角为18.5±2.5度，所述桨叶的弦长为16.58±5毫米；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的62.5%处，所述桨叶的攻角为13.2±2.5度，所述桨叶的弦长为14.18±5毫米；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的93.75%处，所述桨叶的攻角为9.5±2.5度，所述桨叶的弦长为10.49±5毫米。

一种动力组件，其特征在于：所述动力组件包括如上所述的螺旋桨；以及

驱动件，所述驱动件用于驱动所述螺旋桨转动。

进一步地，所述驱动件为电机，所述电机的KV值为2200~2400转/（分钟•伏特）。

一种飞行器，其包括机身、至少一个机臂及至少一个如上所述的动力组件，所述机臂与所述机身连接，所述动力组件分别安装在所述机臂上。

进一步地，所述飞行器的机臂和动力组件均为多个，所述多个动力组件分别安装在多个所述机臂上，并依照不同方向转动。

本实用新型的螺旋桨通过对桨叶的不同部位的攻角的设计，减少了空气阻力，提高了效率，增加了飞行器的继航距离并提高了飞行器的飞行性能。

附图说明

图1是本实用新型的一实施方式提供的螺旋桨的立体示意图。

图2是图1中的螺旋桨的后视图。

图3是图1中的螺旋桨的右视图。

图4是图2中的桨叶的A-A剖面的剖视图，A-A剖面距离螺旋桨的桨毂的中心25毫米。

图5是图2中的桨叶的B-B剖面的剖视图，B-B剖面距离螺旋桨的桨毂的中心40毫米。

图6是图2中的桨叶的C-C剖面的剖视图，C-C剖面距离螺旋桨的桨毂的中心50毫米。

图7是图2中的桨叶的D-D剖面的剖视图，D-D剖面距离螺旋桨的桨毂的中心60毫米。

主要元件符号说明

螺旋桨	100
		桨毂	101
桨叶	200
		叶面	10
第一拱起部	11
		叶背	20
第一侧缘	30
		第二拱起部	31
第二侧缘	40
		第三拱起部	41

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现了如下问题：

（1）螺旋桨的效率与螺旋桨的攻角以及弦长有关，为此，发明人在此方面做出了一些改进。

（2）特别地，螺旋桨的效率受到距离螺旋桨中心大于螺旋桨半径的30%的区域的攻角及弦长的影响，为此，发明人在螺旋桨的中部重点做出改进。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型一实施方式提供的飞行器，其包括机身、机臂、螺旋桨及用于驱动所述螺旋桨转动的驱动件，所述机臂与所述机身相连接。可以理解，在其他实施方式中，所述螺旋桨可以为折叠桨。所述螺旋桨的数量可以根据实际需要选择，可以为一个、两个或者多个。本实施方式中，所述驱动件为电机，所述电机的KV值为2200~2400转/（分钟•伏特），其中，KV值用于衡量电机转速对电压增加的敏感度。本实施例中的电机的电压每增加1伏，电机每分钟转速就提高2200~2400转。可以理解，其他实施方式中，所述驱动件也可为其他形式，如发动机等。

所述螺旋桨可以是正桨或者反桨。所谓正桨，指从驱动件如电机的尾部向电机头部方向看，顺时针旋转以产生升力的螺旋桨；所谓反桨，指从电机尾部向电机头部方向看，逆时针旋转以产生升力的螺旋桨。所述正桨的结构与所述反桨的结构之间镜像对称，故下文仅以正桨为例阐述所述螺旋桨的结构。

所述机臂为至少一个。具体在本实施方式中，所述机臂为多个，所述螺旋桨及所述驱动件均为多个，并且每一个驱动件驱动一个所述螺旋桨转动，构成一套动力组件。每个机臂上设有至少一套所述动力组件。每套所述动力组件中的驱动件驱动所述螺旋桨依照不同方向转动。

另外，本实施方式中出现的上、下等方位用语是以所述螺旋桨安装于所述飞行器以后所述螺旋桨以及所述飞行器的常规运行姿态为参考，而不应所述认为具有限制性。

请一并参阅图1至图3，所示为本实用新型一实施方式提供的螺旋桨100。所述螺旋桨100的螺距为24毫米。所述螺旋桨100包括桨毂101及设置于所述桨毂101的两侧的两个桨叶200，两个所述桨叶200关于所述桨毂101的中心呈中心对称。所述两个桨叶200旋转起来形成一桨盘。本实施方式中，所述桨毂101的中心与所述桨盘的中心基本重合。当然，在其他实施方式中，所述螺旋桨100为直桨，所述螺旋桨100包括桨毂及与所述桨毂固定连接的两个桨叶200。

本实施方式中，所述桨盘的直径为128±30毫米。具体地，所述桨盘的直径可以为98毫米、108毫米、118毫米、128毫米、138毫米、148毫米、158毫米，或者上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值。优选地，所述桨盘的直径为128毫米。可以理解，所述桨叶200与所述桨毂101可以一体成型或者通过连接件相互连接。当然，根据实际需要，所述桨叶200的数量可以为其他数量；如在另一个实施方式中，所述桨叶200的数量为三个，三个所述桨叶200相对所述桨盘的中心在圆周方向上间隔120度均匀分布；在其他实施方式中，所述桨叶200与所述桨毂101可转动连接。

所述桨毂101可以用于与所述飞行器的驱动件的转轴相连接，以使所述驱动件能够驱动所述螺旋桨100转动。所述桨毂101内可以嵌设有加强垫片，所述加强片可以采用铝合金等轻质高强度材料制成，以提高螺旋桨的强度。

每个所述桨叶200包括朝下的叶面10、朝上的叶背20、连接所述叶背20及所述叶面10的一侧的第一侧缘30及连接所述叶背20及所述叶面10的另一侧的第二侧缘40。

在其中一个实施例中，所述叶面10及所述叶背20均为曲面。所述叶面10包括向下凸出的第一拱起部11，所述第一拱起部11与所述叶面10的其他部分平滑过渡连接。本实施方式中，所述第一拱起部11靠近所述桨叶200与所述桨毂101相连接的一端，即所述第一拱起部11靠近所述桨盘的中心。所述第一侧缘30包括曲面状的向外凸出的第二拱起部31。所述第二拱起部31与所述第一侧缘30的其他部分平滑过渡连接。本实施方式中，所述第二拱起部31靠近所述桨叶200与所述桨毂101相连接的一端，即所述第二拱起部31靠近所述桨盘的中心。所述第二侧缘40包括曲面状的向外凸出的第三拱起部41，所述第三拱起部41与所述第二侧缘40的其他部分平滑过渡连接。本实施方式中，所述第三拱起部41靠近所述桨叶200与所述桨毂101相连接的一端，即所述第三拱起部41靠近所述桨盘的中心。

本实施方式中，所述桨叶200上无急剧扭转之处，应力较小，结构强度较高，不易折断，可靠性高。所述桨叶200远离所述桨毂101的一端为所述桨叶200最薄的部分，有利于减小空气阻力。即，所述桨叶200远离所述桨盘的中心的一端的厚度小于所述桨叶200其他部分的厚度。

本文中所指的攻角，是指所述桨叶200的翼弦与来流速度之间的夹角。在距离所述桨盘的中心O为所述桨盘的半径的39%处，所述桨叶200的攻角为18.5±2.5度。所述桨叶200的攻角可以为16度、16.5度、17度、17.5度、18度、18.5度、19度、19.5度、20度、20.5度、21度，或者上述任意两个数值所界定的数值范围内的数值，本实施方式中为18.5度。在距离所述桨盘的中心O为所述桨盘的半径的39%处，所述桨叶200的弦长L1为16.58±5毫米。所述桨叶200的弦长L1可以为11.58毫米、12.58毫米、13.58毫米、14.58毫米、15.58毫米、16.58毫米17.58毫米、18.58毫米、19.58毫米、20.58毫米、21.58毫米，或者上述任意两个数值所界定的数值范围内的数值，本实施方式中为16.58毫米。

在距离所述桨盘的中心O为所述桨盘的半径的62.5%处，所述桨叶200的攻角为13.2±2.5度。所述桨叶200的攻角可以为11.7度、12.2度、12.7度、13.2度、13.7度、14.2度、14.7度、15.2度、15.7度，或者上述任意两个数值所界定的数值范围内的数值，本实施方式中为13.2度。在距离所述桨盘的中心O为所述桨盘的半径的62.5%处，所述桨叶200的弦长L2为14.18±5毫米。所述桨叶200的弦长L2可以为9.18毫米、10.18毫米、11.18毫米、12.18毫米、13.18毫米、14.18毫米、15.18毫米、16.18毫米、17.18毫米、18.18毫米、19.18毫米，或者上述任意两个数值所界定的数值范围内的数值，本实施方式中为14.18毫米。

在距离所述桨盘的中心O为所述桨盘的半径的78.125%处，所述桨叶200的攻角为10.8±2.5度。所述桨叶200的攻角可以为8.3度、8.8度、9.3度、9.8度、10.3度、10.8度、11.3度、11.8度、12.3度、12.8度、13.3度，或者上述任意两个数值所界定的数值范围内的数值，本实施方式中为10.8度。在距离所述桨盘的中心O为所述桨盘的半径的78.125%处，所述桨叶200的弦长为12.44±5毫米。所述桨叶200的弦长L3可以为7.44毫米、8.44毫米、9.44毫米、10.44毫米、11.44毫米、12.44毫米、13.44毫米、14.44毫米、15.44毫米、16.44毫米、17.44毫米，或者上述任意两个数值所界定的数值范围内的数值，本实施方式中为12.44毫米。

在距离所述桨盘的中心O为所述桨盘的半径的93.75%处，所述桨叶200的攻角为9.5±2.5度。所述桨叶200的攻角可以为7度、7.5度、8度、8.5度、9度、9.5度、10度、10.5度、11度、11.5度、12度，或者上述任意两个数值所界定的数值范围内的数值，本实施方式中为9.5度。在距离所述桨盘的中心O为所述桨盘的半径的93.75%处，所述桨叶200的弦长为10.49±5毫米。所述桨叶200的弦长可以为5.49毫米、6.49毫米、7.49毫米、8.49毫米、9.49毫米、10.49毫米、11.49毫米、12.49毫米、13.49毫米、14.49毫米、15.49毫米，或者上述任意两个数值所界定的数值范围内的数值，本实施方式中为10.49毫米。

请参阅图4至图7，本实施方式中，所述桨盘的直径为128毫米。在距离所述桨盘的中心25毫米处，所述桨叶200的攻角为18.5度，所述桨叶200的弦长L1为16.58毫米；在距离所述桨盘的中心40毫米处，所述桨叶200的攻角为13.2度，所述桨叶200的弦长L2为14.18毫米；在距离所述桨盘的中心50毫米处，所述桨叶200的攻角为10.8度，所述桨叶200的弦长L3为12.44毫米；在距离所述桨盘的中心60毫米处，所述桨叶200的攻角为9.5度，所述桨叶200的弦长L4为10.49毫米。

请参阅表1，表1所示为本实施方式提供的螺旋桨与一现有的螺旋桨的测试结果的比对。由表中可以看出，同等拉力条件下本实施方式提供的螺旋桨的转速明显高于现有的螺旋桨的转速，即在相同转速下，本实施方式提供的螺旋桨所需的拉力较小，进而所需的功率输入较小，从而节省电量消耗，增加了继航距离，提高了效率。

本实用新型提供的螺旋桨通过对桨叶的不同部位的攻角的设计，减少了空气阻力，提高了效率，增加了飞行器的继航距离并提高了飞行器的飞行性能。

另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种螺旋桨，其包括桨叶，所述桨叶旋转起来形成一桨盘，其特征在于：在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的39％处，所述桨叶的攻角为18.5±2.5度；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的62.5％处，所述桨叶的攻角为13.2±2.5度；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的78.125％处，所述桨叶的攻角为10.8±2.5度。

2.如权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于：在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的39％处，所述桨叶的弦长为16.58±5毫米；及/或

在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的62.5％处，所述桨叶的弦长为14.18±5毫米；及/或

在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的78.125％处，所述桨叶的弦长为12.44±5毫米。

3.如权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于：在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的93.75％处，所述桨叶的攻角为9.5±2.5度。

4.如权利要求1或3所述的螺旋桨，其特征在于：所述桨盘的直径范围为128±30毫米。

5.如权利要求3所述的螺旋桨，其特征在于：

在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的93.75％处，所述桨叶的弦长为10.49±5毫米。

6.如权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于：所述桨叶包括朝下的叶面、朝上的叶背、连接所述叶背及所述叶面的一侧的第一侧缘及连接所述叶背及所述叶面的另一侧的第二侧缘，所述叶面的横截面及所述叶背的横截面均弯曲。

7.如权利要求6所述的螺旋桨，其特征在于：所述叶面包括向下凸出的第一拱起部；所述第一侧缘包括曲面状的向外凸出的第二拱起部；所述第二侧缘包括曲面状的向外凸出的第三拱起部。

8.如权利要求7所述的螺旋桨，其特征在于：所述第一拱起部、所述第二拱起部及所述第三拱起部均靠近所述桨盘的中心。

9.如权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于：所述桨叶的数量为两个， 两个所述桨叶相对于所述桨盘的中心呈中心对称；

或/及，所述桨叶远离所述桨盘的中心的一端的厚度小于所述桨叶其他部分的厚度。

10.如权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于：所述螺旋桨为折叠桨，并且所述螺旋桨包括与所述桨叶转动连接的桨毂，所述桨叶的数量为至少两个；

或者，所述螺旋桨包括与所述桨叶固定连接的桨毂，所述桨叶的数量为至少两个。

11.如权利要求1所述的螺旋桨，其特征在于：所述螺旋桨的螺距为24毫米。

12.一种螺旋桨，其特征在于，所述螺旋桨为折叠桨，其包括桨毂及与所述桨毂连接的至少两个桨叶；

所述桨叶形成的桨盘的直径为128±30毫米；

在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的39％处，所述桨叶的攻角为18.5±2.5度，所述桨叶的弦长为16.58±5毫米；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的62.5％处，所述桨叶的攻角为13.2±2.5度，所述桨叶的弦长为14.18±5毫米；在距离所述桨盘的中心为所述桨盘的半径的93.75％处，所述桨叶的攻角为9.5±2.5度，所述桨叶的弦长为10.49±5毫米。

13.一种动力组件，其特征在于：所述动力组件包括权利要求1-12任一项所述的螺旋桨；以及

驱动件，所述驱动件用于驱动所述螺旋桨转动。

14.如权利要求13所述的动力组件，其特征在于：所述驱动件为电机，所述电机的KV值为2200～2400转/(分钟·伏特)。

15.一种飞行器，其包括机身、至少一个机臂及至少一个如权利要求13或14所述的动力组件，所述机臂与所述机身连接，所述动力组件分别安装在所述机臂上。

16.如权利要求15所述的飞行器，其特征在于：所述飞行器的机臂和动力组件均为多个，所述多个动力组件分别安装在多个所述机臂上，并依照不同方向转动。