CN214397204U - 一种螺旋桨桨叶变距驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于螺旋桨变距驱动技术领域，具体涉及一种螺旋桨桨叶变距驱动装置。本实用新型包括桨毂以及轴线水平的回转配合在桨毂上的桨根部；桨毂内设置变距滑块，且变距滑块可在动力源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，配合槽的槽长方向垂直偏心销轴线方向的同时与变距滑块的动作路径之间呈夹角设置。本实用新型能可靠而稳定的实现对桨叶的角度变化的在线控制目的，并同步具备结构简单紧凑且成本低的优点，非常适用于以电机为动力源的变距控制系统所使用。

Description

一种螺旋桨桨叶变距驱动装置

技术领域

本实用新型属于螺旋桨变距驱动技术领域，具体涉及一种螺旋桨桨叶变距驱动装置。

背景技术

螺旋桨是飞行器的关键元件，其变距控制装置是用于在发动机的各种工作状态下，始终能确保螺旋桨在最佳的桨叶角状态下工作，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，不断开发出新的螺旋桨用变距控制装置，使其能更为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。

发明内容

本实用新型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螺旋桨桨叶变距驱动装置，其能可靠而稳定的实现对桨叶的角度变化的在线控制目的，并同步具备结构简单紧凑且成本低的优点，非常适用于以电机为动力源的变距控制系统所使用。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种螺旋桨桨叶变距驱动装置，其特征在于：包括桨毂以及轴线水平的回转配合在桨毂上的桨根部；桨毂内设置变距滑块，且变距滑块可在动力源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，配合槽的槽长方向垂直偏心销轴线方向的同时与变距滑块的动作路径之间呈夹角设置。

优选的，该变距驱动装置还包括通过安装轴承从而轴线铅垂的轴承配合于桨毂内的动力丝杆；所述动力源为电机，且电机轴线铅垂的安装在桨毂顶端，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；动力丝杆上布置所述变距滑块，且两者间形成丝杆滑块配合。

优选的，所述动力丝杆为梯形丝杆。

优选的，所述桨毂具备三组可供相应桨根部插接的装配腔，各装配腔沿动力丝杆的回转轴线环绕均布；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。

优选的，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，所述偏心销外形呈宽度与配合槽槽宽吻合的四方块状，偏心销通过回转螺钉回转配合于桨根部上。

优选的，所述变距滑块所用材质为铝合金。

本实用新型的有益效果在于：

1)、通过上述方案，本实用新型依靠电机与动力丝杆形成第一道动力传递，再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，也即能可靠而稳定的实现对桨叶的角度变化的在线控制目的，并同步具备结构简单紧凑且成本低的优点，非常适用于以电机为动力源的变距控制系统所使用。

2)、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能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。

3)、在进行装配设计时，动力源可以是能产生直线往复动作的导轨滑块机构、活塞缸机构，甚至是齿轮齿条或者曲柄滑块或者凸轮顶杆机构等，只需能实现变距滑块的往复直线动作即可。本实用新型优选采用动力丝杆，且动力丝杆还需是两端与桨毂间形成轴承配合的梯形丝杆，以最大化保证动力传递效果。由于梯形丝杠具备自锁特性，且输出推力大、结构简单，极为适合本实用新型的油润滑且低转速的情况下使用。

4)、作为本实用新型的进一步优选方案，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需求，以确保整体构造的紧凑性、简洁性及变距的精确同步性。

5)、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。

附图说明

图1为桨毂与桨叶的装配结构局部剖视图；

图2为桨毂与桨叶的装配状态爆炸图；

图3为变距滑块与动力丝杆在桨毂内的装配状态示意图；

图4为变距滑块、动力丝杆、安装轴承及电机的装配状态示意图；

图5为偏心销的装配状态示意图；

图6为电刷组件的立体结构示意图；

图7为碳刷与滑环的配合示意图；

图8为碳刷的局部剖视示意图。

本实用新型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

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

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-8，对本实用新型的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本实用新型的具体结构如图1-8所示，其主要结构包括由动力丝杆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两大部分。实际工作时，如图1-4所示的，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。驱动动力丝杆54动作的动力源为固定在桨毂50顶端的电机52，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。

相应的，三棱柱状的变距滑块51上水平向的延伸有如图2-3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5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通过滚珠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5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。

进一步的，当变距滑块51的动作最终带动桨叶的角度变化时，如何保证变距滑块51赖以动作的动力源也即电机52的在高速旋转及振动环境下，仍然能确保稳定的电力供应成为难点。本实用新型在桨毂50的底端面上同轴的法兰装配有如图6-7所示的滑环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。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8所示的，可依靠安装套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。

当然，对于本领域技术人员而言，本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型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实用新型。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，本实用新型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实用新型内。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。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (7)

1.一种螺旋桨桨叶变距驱动装置，其特征在于：包括桨毂(50)以及轴线水平的回转配合在桨毂(50)上的桨根部(10)；桨毂(50)内设置变距滑块(51)，且变距滑块(51)可在动力源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)的槽长方向垂直偏心销(10a)轴线方向的同时与变距滑块的动作路径之间呈夹角设置。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋桨桨叶变距驱动装置，其特征在于：该变距驱动装置还包括通过安装轴承(53)从而轴线铅垂的轴承配合于桨毂(50)内的动力丝杆(54)；所述动力源为电机(52)，且电机(52)轴线铅垂的安装在桨毂(50)顶端，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)上布置所述变距滑块(51)，且两者间形成丝杆滑块配合。

3.根据权利要求2所述的一种螺旋桨桨叶变距驱动装置，其特征在于：所述动力丝杆(54)为梯形丝杆。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种螺旋桨桨叶变距驱动装置，其特征在于：所述桨毂(50)具备三组可供相应桨根部(10)插接的装配腔，各装配腔沿动力丝杆(54)的回转轴线环绕均布；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。

5.根据权利要求4所述的一种螺旋桨桨叶变距驱动装置，其特征在于：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。

6.根据权利要求5所述的一种螺旋桨桨叶变距驱动装置，其特征在于：所述偏心销(10a)外形呈宽度与配合槽(51a)槽宽吻合的四方块状，偏心销(10a)通过回转螺钉(10b)回转配合于桨根部(10)上。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种螺旋桨桨叶变距驱动装置，其特征在于：所述变距滑块(51)所用材质为铝合金。

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