CN215554111U - 减少反扭矩的旋翼组件和单旋翼移动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种减少反扭矩的旋翼组件和单旋翼移动装置，旋翼组件设置在单旋翼飞行器上，旋翼组件包括桨叶组件、反向传动组件和电机，电机包括定子和转子，转子相对定子转动，反向传动组件分别与桨叶组件和转子连接，转子驱动桨叶组件转动，转子与桨叶组件同步反向转动，采用以上结构，在单旋翼移动装置移动过程中，电机驱动桨叶转动，在电机工作的工程中，转子的转动也会带来反扭矩作用于定子上，转子和桨叶同步反向转动，使得转子转动带来的反扭矩的方向与旋翼带来的反扭矩的方向相反，两组反扭矩力相互抵消，可减少旋翼带来的反扭矩，从而减少机体为平衡反扭矩输出耗能。

Description

减少反扭矩的旋翼组件和单旋翼移动装置

技术领域

本实用新型涉及动力供给装置领域，具体是涉及一种减少反扭矩的旋翼组件和单旋翼移动装置。

背景技术

目前无论是直升机、船舶还是滑翔伞等移动设备，机体上设置的动力装置中包括旋翼结构，旋翼结构中通过电动机驱动桨叶转动，提供推力，使机体移动。但是移动体上的旋翼结构为单旋翼结构时，都会存在一个问题就是反扭矩对机体的影响，反扭矩的存在是由于旋转的桨叶给空气以作用力矩，空气必然在同一时间以大小相等、方向相反的反作用力矩作用于桨叶，通过旋转的桨叶将这一反作用力矩传递到机体上，使得机体以桨叶转动的反方向旋转。而传统的直升飞机通过尾旋翼来抵消反扭矩，通过控制尾旋翼的转速来控制直升飞机的飞行方向；或者通过直升机内发动机引射可控气流抵消反作用力矩。但是由于尾旋翼只会产生一定的推力或拉力，不会产生升力，当仅仅通过尾旋翼来抵消反作用力矩时，直升机需要对位于机体顶部和尾部的旋翼进行供能，能量消耗巨大。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种减少反扭矩的旋翼组件。

本实用新型的第二目的是提供一种包括上述旋翼组件的单旋翼飞行器。

为了实现上述的第一目的，本实用新型提供的减少反扭矩的旋翼组件包括桨叶组件、反向传动组件和电机，桨叶组件包括桨叶，电机包括定子和转子，转子相对定子转动，反向传动组件分别与桨叶组件和转子连接，转子驱动桨叶组件转动，转子与桨叶组件同步反向转动。

由上述方案可见，在移动装置移动的过程中，电机驱动桨叶转动，产生反扭矩作用于移动装置上；在电机工作的过程中，转子的转动也会带来反扭矩作用于定子上，转子和桨叶同步反向转动，使得转子转动带来的反扭矩的方向与旋转桨叶带来的反扭矩的方向相反，两组反扭矩力相互抵消，可减少旋翼带来的反扭矩，从而减少机体为平衡反扭矩输出耗能。

进一步的方案是，桨叶组件包括转动轴，反向传动组件包括第一转动件和第二转动件，第一转动件与桨叶连接，第二转动件与转子连接，第一转动件和第二转动件同步反向转动，转动轴贯穿第一转动件、第二转动件和转子。

可见，桨叶组件和电机共轴转动，保证桨叶组件和电机同步转动的精度，减少传动误差。

进一步的方案是，转动轴与第一转动件过盈配合连接。

可见，反向驱动组件带动桨叶组件转动，转动轴与桨叶固定连接，转动轴与第一转动件过盈配合，使桨叶组件与反向驱动组件之间的连接更稳固。

进一步的方案是，反向传动组件位于桨叶组件与电机之间。

可见，桨叶组件与电机分别与反向传动组件连接，从而实现电机驱动桨叶组件转动的同时，桨叶组件与电机内转子同步反向转动，反向传动组件位于桨叶组件与电机之间，可使旋翼组件的整体结构更紧凑，降低旋翼组件基于基体的伸出长度，控制旋翼组件的整体高度。

进一步的方案是，桨叶组件包括桨叶安装座，桨叶设置在桨叶安装座背离电机的侧壁上，电机包括定子固定组件，定子固定组件包括连接座，连接座位于定子朝向桨叶组件的一侧上，连接座与定子连接，连接座覆盖定子；连接座朝向桨叶组件的侧壁上设置有凸起柱，凸起柱位于桨叶安装座与连接座之间，桨叶安装座、连接座和凸起柱之间形成有安装腔室，反向传动组件包括中间传动组件，中间传动组件分别与第一转动件、第二转动件连接，中间传动组件设置在安装腔室内。

可见，凸起柱的设置用于作为中间传动组件安装载体的同时，凸起柱基于连接座的凸起高度可控制安装腔室内中间传动组件的可设置高度，进一步控制反向传动组件的设置高度。

进一步的方案是，电机包括电机旋转轴和电机盖，电机盖与转子连接，沿转动轴的轴向，电机盖与连接座相对设置，电机盖覆盖定子，电机旋转轴的轴向第一端与电机盖固定连接，电机旋转轴的轴向第二端贯穿定子、连接座，电机旋转轴与第二转动件过盈配合连接。

可见，电机旋转轴与第二转动件过盈配合连接，使电机旋转轴与反向传动组件之间的连接更加稳固，实现及时传动。

进一步的方案是，第一转动件和第二转动件分别为齿轮，中间传动组件包括多个从动齿轮，多个从动齿轮分别与第一转动件、第二转动件连接。

进一步的方案是，第一转动件、第二转动件和从动齿轮分别为伞形齿轮。

可见，中间传动组件包括四个伞形齿轮，电机驱动第二转动件转动，通过四个伞形齿轮，即可实现第一转动件与第二转动的同步反向转动，该反向传动组件的结构简单，传动效率高。

进一步的方案是，转子位于定子的外部。

可见，电机为外转子电机，基于反扭矩的大小与转动半径有关，外转子电机内的反扭矩对桨叶转动带来的反扭矩抵消效果更好。

为实现上述的第二目的，本实用新型提供的单旋翼飞行器包括如上述的减少反扭矩的旋翼组件。

附图说明

图1是本实用新型减少反扭矩的旋翼组件实施例的结构图。

图2是本实用新型减少反扭矩的旋翼组件实施例的爆炸图。

图3是本实用新型减少反扭矩的旋翼组件实施例的剖视图。

图4是本实用新型减少反扭矩的旋翼组件实施例中反向传动组件第二实施方式的示意图。

图5是本实用新型减少反扭矩的旋翼组件实施例中反向传动组件第三实施方式的示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

本实用新型的减少反扭矩的旋翼组件应用于单旋翼直升机、船舶或滑翔伞等移动装置上，当该旋翼组件应用在单旋翼直升机上时，在单旋翼直升机飞行过程中，电机内转子与其驱动转动的桨叶同步反向转动，旋翼带来的反扭矩与驱动桨叶转动的电机内转子转动产生的反扭矩相互抵消，减少旋翼作用于机体上的反扭矩，从而减少移动装置所输出的耗能。

参见图1，减少反扭矩的旋翼组件包括桨叶组件1、反向传动组件2 和电机3，反向传动组件2分别与桨叶组件1、电机3连接。

参见图2和图3，桨叶组件1包括桨叶11、桨叶安装座12和转动轴 13，沿转动轴13的轴向，桨叶11与转动轴13分别位于桨叶安装座12相背离的两侧壁上，桨叶设置在桨叶安装座背离电机的侧壁上。

电机3包括转子31、定子32、定子固定组件33、电机盖34和电机旋转轴35，定子32包括多个线圈和硅钢片321，多个线圈设置在硅钢片321 上；硅钢片321上设置有第一中空部322，第一中空部322沿转动轴13 的轴向贯穿硅钢片321。

转子31包括多个磁片311和环形安装侧板312，多个磁片311等距离设置在环形安装侧板312的内侧壁上，多个磁片311与硅钢片321相对设置。定子32设置在环形安装侧板312内，本实施例中的电机为外转子电机。

定子固定组件33包括连接座331和固定块332，连接座331和固定块 332一体成型连接，固定块332位于连接座331朝向定子32的侧壁上，连接座331覆盖定子32。固定块332位于硅钢片321的第一中空部322内，固定块332与硅钢片321连接。

电机盖34与环形安装侧板312连接，电机盖34设置在转子31远离桨叶组件1的一侧上，沿转动轴13的轴向，电机盖34与连接座331相对设置。在本实施例中，电机盖34朝向转子31的侧壁上凸起设置有多个定位块342，多个定位块342沿电机盖34的周向均匀排列，一个定位块342 设置在两个磁片311之间。电机盖34上设置有第二中空部341，电机旋转轴35的轴线第一端设置在第二中空部341内，电机旋转轴35与电机盖34 固定连接。电机旋转轴35的轴向第二端贯穿定子32的第一中空部322、固定块332和连接座331，电机旋转轴35与固定块332之间设置有轴承 3321。电机旋转轴35内沿电机旋转轴35的轴向设置有第三中空部351，转动轴13贯穿第三中空部351和第二中空部341，电机旋转轴35的轴向与转动轴13的转轴平行。

沿转动轴13的轴向，反向传动组件2设置在桨叶组件1和电机3之间。反向传动组件2包括第一转动件21、第二转动件22和中间传动组件 23，第一转动件21设置在桨叶安装座12设置有转动轴13的侧壁上，转动轴13贯穿第一转动件21，转动轴13与第一转动件21过盈配合连接。在本实施例中，第二转动件22设置在连接座331朝向桨叶组件1的一侧上，电机旋转轴35的轴向第二端贯穿第二转动件22，电机旋转轴35与第二转动件22过盈配合连接，第二转动件22相对连接座331发生转动。在本实施例中，连接座331朝向桨叶组件1的侧壁上设置有四个凸起柱333，四个凸起柱333沿转动轴13的周向等距离排列，桨叶安装座12、四个凸起柱333和连接座331围成安装腔室335，中间传动组件23设置在安装腔室335内，在本实施例中，电机旋转轴35的轴向第二轴贯穿连接座331 后延伸至安装腔室335内。

在本实施例中，中间传动组件23包括四个从动齿轮231，一个从动齿轮231分别对应设置在一个凸起柱333上。第一转动件21、第二转动件 22和四个从动齿轮231分别为伞形齿轮，四个从动齿轮231分别与第一转动件21、第二转动件22啮合。当对定子32上的线圈通电，通过磁力推动转子31转动时，转动带动电机盖34和电机旋转轴35转动，电机旋转轴 35的转动带动第二转动件22转动，并且通过中间传动组件23带动第一转动件21转动，实现第一转动件21与第二转动件22的共轴同步反向转动，第一转动件21的转动带动桨叶的转动，进而实现桨叶与转子31的同步反向转动，从而实现转子31转动带来的反扭矩抵消部分桨叶旋转带来的反扭矩，以减少飞行器输出的耗能。

转动轴13远离桨叶组件1的轴向端上连接有限位板133，限位板133 沿转动轴13的周向设置，限位板133可位于第二中空部341内。沿转动轴13的径向，限位板133的宽度大于第二中空部341的宽度，避免在桨叶组件1从电机3上脱离。

连接座331上每两个相邻的凸起柱333之间连接有凸起把手334，四个凸起把手334固定连接形成拆卸把手，便于连接座331在定子32上的快速拆卸。

作为反向传动组件2的第二实施方式，参见图4，第一转动件21和第二转动件22分别为转动轮，第一转动件21连接桨叶组件安装块35，桨叶组件安装块35用于连接桨叶组件1；第二转动件22连接电机连接块36，电机连接块36用于连接电机的定子固定组件33，沿转动轴13的轴向，第一转动件21设置在第二转动件22的上方，中间传动组件23包括传动带231和两个从动滚动轮232，两个滚动轮232之间连接有连接杆233，两个从动滚动轮232分别设置在第一转动件21和第二转动件22之间，连接杆233的轴向与转动轴13的轴向垂直，传动带231分别与第一转动件21、第二转动件22和两个从动转动轮232连接。

作为反向传动组件2的第三实施方式，参见图5，分别与桨叶1与电机3连接的第一转动件21和第二转动件22均为齿轮，第一转动件21连接桨叶组件安装块35，桨叶组件安装块35用于连接桨叶组件1；第二转动件22连接电机连接块36，电机连接块36用于连接电机的定子固定组件 33。上下两个齿轮之间设置有一个可绕转轴的周向移动且自转的小齿轮24，小齿轮24在移动且自转时，带动上下两个齿轮同步且反向移动，从而带动电机内转子转动和桨叶同步反向转动。

单旋翼移动装置可为单旋翼直升机、船舶或滑翔伞，当单旋翼移动装置为单旋翼直升机时，单旋翼直升机包括机体、旋翼组件和尾翼组件，旋翼组件为上述的旋翼组件，旋翼组件位于机体的顶部，尾翼组件位于机体的尾部。当直升机飞行时，电机3驱动桨叶11转动，通过反向传动组件2，电机3内转子31转动方向与桨叶11的转动方向为反向，使得转子32转动产生的反扭矩抵消部分桨叶11转动产生的反扭矩，再通过尾翼组件平衡剩下的反扭矩，以降低直升机所消耗的能量。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.减少反扭矩的旋翼组件，其特征在于，包括：桨叶组件、反向传动组件和电机，所述桨叶组件包括桨叶，所述电机包括定子和转子，所述转子相对所述定子转动，所述反向传动组件分别与所述桨叶组件、所述转子连接，所述转子驱动所述桨叶组件转动，所述转子与所述桨叶同步反向转动。

2.根据权利要求1所述的减少反扭矩的旋翼组件，其特征在于：

所述桨叶组件包括转动轴，所述反向传动组件包括第一转动件和第二转动件，所述第一转动件与所述桨叶连接，所述第二转动件与所述转子连接，所述第一转动件和所述第二转动件同步反向转动，所述转动轴贯穿所述第一转动件、所述第二转动件和所述转子。

3.根据权利要求2所述的减少反扭矩的旋翼组件，其特征在于：

所述转动轴与所述第一转动件过盈配合连接。

4.根据权利要求2所述的减少反扭矩的旋翼组件，其特征在于：

所述反向传动组件位于所述桨叶组件与所述电机之间。

5.根据权利要求4所述的减少反扭矩的旋翼组件，其特征在于：

所述桨叶组件包括桨叶安装座，所述桨叶设置在所述桨叶安装座背离所述电机的侧壁上，所述电机包括定子固定组件，所述定子固定组件包括连接座，所述连接座位于所述定子朝向所述桨叶组件的一侧上，所述连接座与所述定子连接，所述连接座覆盖所述定子；

所述连接座朝向所述桨叶组件的侧壁上设置有凸起柱，所述凸起柱位于所述桨叶安装座与所述连接座之间，所述桨叶安装座、所述连接座和所述凸起柱之间形成有安装腔室，所述反向传动组件包括中间传动组件，所述中间传动组件分别与所述第一转动件、所述第二转动件连接，所述中间传动组件设置在所述安装腔室内。

6.根据权利要求5所述的减少反扭矩的旋翼组件，其特征在于：

所述电机包括电机旋转轴和电机盖，所述电机盖与所述转子连接，沿所述转动轴的轴向，所述电机盖与所述连接座相对设置，所述电机盖覆盖所述定子，所述电机旋转轴的轴向第一端与所述电机盖固定连接，所述电机旋转轴的轴向第二端贯穿所述定子、所述连接座，所述电机旋转轴与第二转动件过盈配合连接。

7.根据权利要求5所述的减少反扭矩的旋翼组件，其特征在于：

所述第一转动件和所述第二转动件分别为齿轮，所述中间传动组件包括多个从动齿轮，多个所述从动齿轮分别与所述第一转动件、所述第二转动件连接。

8.根据权利要求7所述的减少反扭矩的旋翼组件，其特征在于：

所述第一转动件、所述第二转动件和所述从动齿轮分别为伞形齿轮。

9.根据权利要求1至8任一项所述的减少反扭矩的旋翼组件，其特征在于：

所述定子位于所述转子的内部。

10.单旋翼移动装置，其特征在于：包括如权利要求1至9任一项所述的减少反扭矩的旋翼组件。

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