CN219192542U - 一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨 - Google Patents

Abstract

本申请涉及无人机的技术领域，尤其是涉及一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨,其包括桨座，所述桨座的顶部用于与固定翼机翼固定，所述桨座的底部铰接安装有单叶桨，所述单叶桨的转动轴线与固定翼机翼平面平行。本申请具有减少主翼前方的单叶桨产生的滑流对主翼产生的影响，并降低无人机前飞阻力的效果。

Description

一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨

技术领域

本申请涉及无人机的技术领域，尤其是涉及一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨。

背景技术

近年来，集成多旋翼和传统固定翼的垂直起降固定翼构型无人机逐渐大量出现。可实现垂直起降能力的同时以一定效率的降低保持固定翼飞行平台的长航时。

相关技术中，垂直起降固定翼构型无人机的垂直推力螺旋桨多采用一体式双叶或多叶螺旋桨，在垂直起降固定翼构型无人机前飞时，由于飞行平台的气动攻角在空中时刻变化，垂直推力电机停转后螺旋桨仍可随意转动。在高速来流的条件下，停转的垂直推力电机及螺旋桨不同的位置会产生不同的阻力，位于主翼前方的螺旋桨产生的滑流会直接影响主翼整体升力及效率。

发明内容

为了减少主翼前方的螺旋桨产生的滑流对主翼产生的影响，本申请提供一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨。

本申请提供的一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨采用如下的技术方案：

一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨，包括桨座，所述桨座的顶部用于与固定翼机翼固定，所述桨座的底部铰接安装有单叶桨，所述单叶桨的转动轴线与固定翼机翼平面平行。

通过采用上述技术方案，单叶桨的桨叶数相对双叶或多叶螺旋桨较少，在无人机飞行时，流场内前一片单叶桨的尾流对后一片单叶桨的工作流场改变较小，从而使单叶桨效率损失减小。同时，如果无人机在飞行期间加速或遇到短时气流的干扰，前行桨升力变大，单叶桨便绕固定销向上挥舞；后行桨升力小，单叶桨便绕固定销向下挥舞，这样，不平衡的滚转力矩无法传到机身，从而减少了对无人机姿态产生的影响。

可选的，所述桨座包括座盘以及连接柱，所述座盘与所述固定翼机翼固定连接，所述连接柱的端部与所述座盘远离所述固定翼机翼的一侧固定连接，所述连接柱用于与所述单叶桨铰接。

通过采用上述技术方案，座盘与连接柱的配合设置，实现了桨座与固定翼机翼的固定作用以及桨座与单叶桨铰接的作用。

可选的，所述单叶桨包括桨身以及桨叶，所述桨身的一端与所述桨叶的端部固定连接，所述桨身的侧壁贯穿开设有插孔，所述连接柱与所述连接孔插接配合。

通过采用上述技术方案，桨身与桨叶配合设置，桨身用于与连接柱进行连接固定，桨叶用于旋转导流产生推力。

可选的，所述桨身远离所述桨叶的一端固定连接有配重块。

通过采用上述技术方案，配重块的设置，能够对单叶桨进行配重，使得单叶桨的转动更加平衡。

可选的，所述连接柱的侧壁开设有连接孔，所述连接孔内插接安装有固定销，所述固定销的两端用于贯穿所述插孔的孔壁并分别穿出所述桨身的两侧侧壁外，且所述固定销的一端设置有平法兰，所述固定销的另一端设置有限位件，所述限位件用于限制所述固定销。

通过采用上述技术方案，固定销的设置，实现了单叶桨与连接柱之间的转动连接。

可选的，所述连接柱的侧壁固定有阻尼垫，且所述阻尼垫用于与所述插孔的孔壁相抵接。

通过采用上述技术方案，阻尼垫的设置，能够对单叶桨的摆动起到阻尼的作用，从而对桨叶的摆动速度以及摆动幅度均进行限制，对单叶桨起到保护的作用。

可选的，所述插孔设置为方形孔，所述连接柱设置为方形柱，且所述连接孔的对角线长度大于所述连接柱的对角线长度。

通过采用上述技术方案，将插孔设置为方形孔并将连接柱设置为方形柱，能够方便在安装的过程中对单叶桨进行定位插接。

可选的，所述座盘的端面开设有多个结构槽。

通过采用上述技术方案，结构槽的设置，有利于改善座盘结构，减少用料，减轻整体重量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.单叶桨的桨叶数相对双叶或多叶螺旋桨较少，在无人机飞行时，流场内前一片单叶桨的尾流对后一片单叶桨的工作流场改变较小，从而使单叶桨效率损失减小。同时，如果无人机在飞行期间加速或遇到短时气流的干扰，前行桨升力变大，单叶桨便绕固定销向上挥舞；后行桨升力小，单叶桨便绕固定销向下挥舞，这样，不平衡的滚转力矩无法传到机身，从而减少了对无人机姿态产生的影响，并降低无人机前飞阻力；

2.阻尼垫的设置，能够对单叶桨的摆动起到阻尼的作用，从而对桨叶的摆动速度以及摆动幅度均进行限制，对单叶桨起到保护的作用；

3.结构槽的设置，有利于改善座盘结构，减少用料，减轻整体重量。

附图说明

图1是本申请实施例一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨与无人机的装配图。

图2是本申请实施例一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨的整体结构示意图。

图3是本申请实施例一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨的装配结构示意图。

附图标记说明：

1、桨座；101、座盘；102、连接柱；2、固定翼机翼；3、单叶桨；31、桨身；32、桨叶；33、配重块；4、结构槽；5、阻尼垫；6、插孔；7、固定销；8、平法兰；9、限位件；10、避位槽。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨。参照图1和图2，一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨包括桨座1，桨座1的顶部用于与无人机的固定翼机翼2固定连接，桨座1的底部铰接安装有单叶桨3，单叶桨3的转动轴线与固定翼机翼2的平面相平行。

在无人机飞行期间加速或遇到短时气流干扰时，前行桨的升力变大，此时单叶桨3能绕转动轴线向上摆动，而后行桨的升力变小，此时单叶桨3能绕转动轴线向下摆动，从而能够抵消不平衡的滚转力矩，减少了滑流对无人机飞行造成的影响，并降低无人机前飞阻力，提高无人机飞行过程中的稳定性。

参照图1和图3，桨座1包括座盘101以及连接柱102。座盘101为圆盘状设置，且座盘101由高强度铝合金材料制造而成。座盘101的端面开设有螺孔，座盘101与固定翼机翼2之间通过螺栓穿过螺孔并与固定翼机翼2的螺纹连接进行固定。连接柱102设置为方形柱，且连接柱102的端部与座盘101远离固定翼机翼2的一侧固定连接，且连接柱102与座盘101呈一体式设置。

参照图3，为了改善座盘101结构，座盘101的端面开设有多个结构槽4，多个结构槽4沿座盘101的中轴线呈圆周阵列设置，从而能够减少用料，减轻座盘101的整体重量。

参照图3，单叶桨3包括桨身31以及桨叶32，桨身31的一端与桨叶32的端部固定连接，且桨身31与桨叶32呈一体式设置。在本实施例中，单叶桨3由碳纤维泡沫夹心复合材料制造而成。桨身31远离桨叶32的一端固定连接有配重块33，且配置块与桨身31呈一体式设置。

参照图3，桨身31的侧壁贯穿开设有插孔6，插孔6呈方型孔设置。连接柱102与插孔6插接配合，且插孔6的对角线长度大于方形柱的对角线长度，从而能够保证桨身31与连接柱102插接后的活动空间。

参照图3，连接柱102的侧壁开设有连接孔，连接孔内插接安装有固定销7。固定销7由不锈钢制造而成。固定销7的一端设置有平法兰8，固定销7的另一端设置有限位件9。且固定销7贯穿桨身31并伸入插孔6内与连接柱102的连接孔插接设置，使得桨身31能在固定销7的限制下绕固定销7进行摆动。限位件9可以是锁紧螺母、卡扣等，在本实施例中，限位件9优选为卡扣，卡扣由不锈钢制造而成。固定销7远离平法兰8的一端对应开设有卡槽，卡扣与卡槽扣接配合，从而对固定销7进行限位。

参照图3，桨身31的两侧分别开设有两个避位槽10，两个避位槽10分别用于容置固定销7两端的平法兰8以及卡扣，从而能够改善桨身31的整体结构，提高桨身31的整体流线性。

参照图3，为了保护单叶桨3，连接柱102相对的两侧侧壁均设置有阻尼垫5，阻尼垫5由硬质橡胶制成，且阻尼垫5与连接孔相邻设置。连接柱102的柱身与连接孔相邻的两侧侧壁均开设有安装槽，两个阻尼垫5分别固定安装在安装槽内，且阻尼垫5的部分伸出于安装槽外并与桨身31的插孔6孔壁相抵接。从而在单叶桨3进行摆动的过程中，能对单叶桨3的摆动速度以及摆动幅度均进行限制。

本申请实施例一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨的实施原理为：

在单叶桨3旋转时，单叶桨3能产生相应的推力实现无人机的飞行，而且单叶桨3的设置，能够使得飞行流场内前一片单叶桨3的尾流对后一片单叶桨3的工作流场改变减小，进而使单叶桨3的效率损失减小。同时，如果无人机在飞行期间加速或遇到短时气流的干扰，前行桨升力变大，单叶桨3便绕固定销7向上挥舞；后行桨升力小，单叶桨3便绕固定销7向下挥舞，这样，不平衡的滚转力矩无法传到机身，从而减少了对无人机姿态产生的影响。在此期间，单叶桨3的挥舞会受到阻尼垫5限制及阻尼，减少摆动过快或摆动幅度过大而造成飞行安全风险的上升。

在单叶桨3停止旋转，且无人机进行水平飞行时，单叶桨3会在前方来流的作用下旋转至配重块33在前，桨叶32在后的最低阻力状态，同时由于单叶桨3位于主翼下方，产生的滑流同主翼不在同一平面，因此不影响主翼整体升力及效率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨，其特征在于：包括桨座(1)，所述桨座(1)的顶部用于与固定翼机翼(2)固定，所述桨座(1)的底部铰接安装有单叶桨(3)，所述单叶桨(3)的转动轴线与固定翼机翼(2)平面平行。

2.根据权利要求1所述的一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨，其特征在于：所述桨座(1)包括座盘(101)以及连接柱(102)，所述座盘(101)与所述固定翼机翼(2)固定连接，所述连接柱(102)的端部与所述座盘(101)远离所述固定翼机翼(2)的一侧固定连接，所述连接柱(102)用于与所述单叶桨(3)铰接。

3.根据权利要求2所述的一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨，其特征在于：所述单叶桨(3)包括桨身(31)以及桨叶(32)，所述桨身(31)的一端与所述桨叶(32)的端部固定连接，所述桨身(31)的侧壁贯穿开设有插孔(6)，所述连接柱(102)与所述插孔(6)插接配合。

4.根据权利要求3所述的一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨，其特征在于：所述桨身(31)远离所述桨叶(32)的一端固定连接有配重块(33)。

5.根据权利要求3所述的一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨，其特征在于：所述连接柱(102)的侧壁开设有连接孔，所述连接孔内插接安装有固定销(7)，所述固定销(7)的两端用于贯穿所述插孔(6)的孔壁并分别穿出所述桨身(31)的两侧侧壁外，且所述固定销(7)的一端设置有平法兰(8)，所述固定销(7)的另一端设置有限位件(9)，所述限位件(9)用于限制所述固定销(7)。

6.根据权利要求3所述的一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨，其特征在于：所述连接柱(102)的侧壁固定有阻尼垫(5)，且所述阻尼垫(5)用于与所述插孔(6)的孔壁相抵接。

7.根据权利要求3所述的一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨，其特征在于：所述插孔(6)设置为方形孔，所述连接柱(102)设置为方形柱，且所述插孔(6)的对角线长度大于所述连接柱(102)的对角线长度。

8.根据权利要求2所述的一种可挥舞的垂直起降固定翼无人机单叶螺旋桨，其特征在于：所述座盘(101)的端面开设有多个结构槽(4)。

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