CN219339737U - 桨叶和无人机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种桨叶和无人机，所述桨叶包括：桨叶本体，所述桨叶本体具有尾端和尖端，所述尾端和所述尖端分别位于所述桨叶本体的展向方向的两端，所述桨叶本体的前缘从所述桨叶本体的尾端延伸至尖端；锯齿结构，所述锯齿结构排列在所述桨叶本体的前缘并与所述桨叶本体一体成型，所述锯齿结构的一端位于所述桨叶本体的尾端和尖端之间，所述锯齿结构的另一端延伸至所述桨叶本体的尖端。所述锯齿结构设置于所述桨叶本体的前缘时，所述锯齿结构在所述桨叶前缘可以主动产生一系列较强的弦向涡，以减弱所述桨叶上表面尾部的流动分离来弱化湍流强度，降低所述桨叶运行时的噪声。

Description

桨叶和无人机

技术领域

本实用新型属于无人机组件技术领域，具体地，本实用新型涉及一种桨叶和无人机。

背景技术

目前多螺旋桨无人机已经在航空摄影、体育竞技、物流运输、消防巡检和监控安检等多个行业得以广泛应用。但是无人机在运行过程中的噪声很大，在一定程度上影响了使用者的使用体验，限制了其应用场景。

现有技术中，针对无人机降低噪声的方法有主动降噪，主动降噪是指利用相干声波来抵消已有的噪声或抑制产生噪声的振动源。但对于小型无人机的旋翼噪声，由于其体积、质量以及空间分布有限，很大程度上限制了主动降噪的实施，导致无人机在运行过程中的噪音依然很大。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种桨叶和无人机的新技术方案，能够解决现有无人机运行过程中噪音大的问题。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种桨叶，包括：

桨叶本体，所述桨叶本体具有尾端和尖端，所述尾端和所述尖端分别位于所述桨叶本体的展向方向的两端，所述桨叶本体的前缘从所述尾端延伸至所示尖端；

锯齿结构，所述锯齿结构排列在所述前缘并与所述桨叶本体一体成型；

所述锯齿结构的一端位于所述尾端和所述尖端之间，所述锯齿结构的另一端延伸至所述尖端。

可选地，在所述桨叶本体的弦向方向上，所述锯齿结构的高度与所述桨叶的弦向宽度的比值范围为0.1-0.95。

可选地，在所述桨叶本体的弦向方向上，所述锯齿结构的高度与所述桨叶的弦向宽度的比值范围为0.2-0.8。

可选地，在所述桨叶本体的展向方向上，所述锯齿结构的长度与所述桨叶的展向长度的比值范围为0.05-0.95。

可选地，还包括过渡段，所述过渡段设置于所述桨叶本体的前缘并位于所述锯齿结构和所述桨叶本体的尾端之间。

可选地，所述锯齿结构包括条纹段和多个锯齿，所述条纹段成型于所述桨叶本体的前缘，所述多个锯齿依次设置在所述条纹段上远离所述桨叶本体的一侧。

可选地，在所述桨叶本体的弦向方向上，所述锯齿的高度与所述桨叶本体和所述条纹段的总高度的比值范围为0.01-0.2。

可选地，所述锯齿呈梯形、三角形或者半圆形。

可选地，所述条纹段中的条纹与所述多个锯齿一一相对。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种无人机，包括连接部和第一方面所述的桨叶；

所述桨叶本体的尾端与所述连接部连接。

本实用新型的一个技术效果在于：

本申请实施例提供了一种桨叶，所述桨叶包括：桨叶本体，所述桨叶本体具有尾端和尖端，所述尾端和所述尖端分别位于所述桨叶本体的展向方向的两端，所述桨叶本体的前缘从所述尾端延伸至所述尖端；锯齿结构，所述锯齿结构排列在所述前缘并与所述桨叶本体一体成型，所述锯齿结构的一端位于所述尾端和所述尖端之间，所述锯齿结构的另一端延伸至所述尖端。所述锯齿结构设置于所述桨叶本体的前缘时，所述锯齿结构在所述桨叶前缘可以主动产生一系列较强的弦向涡，以减弱所述桨叶上表面尾部的流动分离来弱化湍流强度，降低所述桨叶运行时的噪声。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的一种桨叶的俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的一种桨叶的立体图；

图3为本实用新型实施例提供的一种桨叶的局部放大图一；

图4为本实用新型实施例提供的一种桨叶的局部放大图二；

图5为本实用新型实施例提供的一种桨叶和常规桨叶的噪声声压级频谱曲线对比图。

其中：1、桨叶本体；2、锯齿结构；21、条纹段；22、锯齿；3、过渡段。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参照图1至图4，本申请实施例提供了一种桨叶，所述桨叶包括：

桨叶本体1，所述桨叶本体1具有尾端和尖端，所述尾端和所述尖端分别位于所述桨叶本体1的展向方向的两端，所述桨叶本体1的展向方向可以是图1中X方向所示的长度方向，所述桨叶本体1的前缘从所述桨叶本体1的尾端延伸至尖端，所述前缘可以为所述桨叶本体1的迎风侧；而所述桨叶本体1也具有后缘，该后缘为所述桨叶本体1的背风侧，所述桨叶本体1的设置保证所述桨叶后缘以及桨叶表面的光滑。

锯齿结构2，所述锯齿结构2排列在所述桨叶本体1的前缘并与所述桨叶本体1一体成型，比如将锯齿结构2和桨叶本体1一体注塑成型，以保证所述锯齿结构2和所述桨叶本体1之间的连接强度和所述桨叶的整体性。

所述锯齿结构2的一端位于所述桨叶本体1的尾端和尖端之间，所述锯齿结构2的另一端延伸至所述桨叶本体1的尖端。

具体地，所述锯齿结构2设置于所述桨叶本体1的前缘时，由于所述桨叶本体1的前缘从所述桨叶本体1的尾端延伸至尖端，也就是所述桨叶本体1的前缘在所述桨叶的展向方向上延伸；而所述锯齿结构2可以设置于所述桨叶本体1前缘的部分区域，以简化所述桨叶的结构。

但由于所述桨叶在转动时，所述桨叶本体1的尖端转动速度远大于所述桨叶本体1的尾端转动速度，所以将所述锯齿结构2的一端位于所述桨叶本体1的尾端和尖端之间，所述锯齿结构2的另一端延伸至所述桨叶本体1的尖端，以降低所述桨叶本体1尖端的湍流强度。

所述桨叶在转动以提供给无人机飞升的动力使，所述桨叶的下表面是压力面，也即高压区；所述桨叶的上表面是吸力面，也即低压区。所述锯齿结构2设置于所述桨叶本体1的前缘时，所述锯齿结构2在所述桨叶前缘可以主动产生一系列较强的弦向涡，进而可以带动边界层内部低能量流体和边界层外高能量流体的掺混，以减弱所述桨叶上表面尾部的流动分离，从而降低湍流强度，达到降低所述桨叶噪声的目的。

本申请实施例提供地所述桨叶包括桨叶本体1，所述桨叶本体1具有尾端和尖端，所述尾端和所述尖端位于所述桨叶本体1上相互远离的两端，所述桨叶本体1的前缘从所述桨叶本体1的尾端延伸至尖端；锯齿结构2，所述锯齿结构2排列在所述桨叶本体1的前缘并与所述桨叶本体1一体成型，所述锯齿结构2的一端位于所述桨叶本体1的尾端和尖端之间，所述锯齿结构2的另一端延伸至所述桨叶本体1的尖端。所述锯齿结构2设置于所述桨叶本体1的前缘时，所述锯齿结构2在所述桨叶前缘可以主动产生一系列较强的弦向涡，以减弱所述桨叶上表面尾部的流动分离来弱化湍流强度，降低所述桨叶运行时的噪声。

可选地，参见图1，在所述桨叶本体1的弦向方向上，所述锯齿结构2的高度与所述桨叶的弦向宽度的比值范围为0.1-0.95，比如设置锯齿结构2的高度与桨叶的弦向宽度的比值为0.2、0.35、0.5、0.65或者0.8。

具体地，参见图1，所述桨叶本体1的弦向方向可以为Y方向所示的宽度方向，所述桨叶本体1的弦向宽度为C，参见图3，所述锯齿结构2的高度为c3，沿弦向方向按一定比例k₁将桨叶切分为锯齿结构2和桨叶本体1两部分，k₁越大，所述桨叶上的锯齿结构2就越高；当k₁为0.95时，所述桨叶的表面会呈现出大部分的波浪条纹。

可选地，在所述桨叶本体1的弦向方向上，所述锯齿结构2的高度c3与所述桨叶的弦向宽度C的比值范围为0.2-0.8，比如设置锯齿结构2的高度c3与桨叶的弦向宽度C的比值为0.3、0.5、0.65或者0.7。

具体地，将锯齿结构2的高度c3与所述桨叶的弦向宽度C的比值控制在0.2-0.8的范围时，可以在保证所述桨叶光滑性的基础上，降低所述桨叶运行时的噪声。

在一种实施例中，参见图5，同时将本申请实施例提供的具有锯齿结构2的桨叶与不带锯齿前缘的原型常规桨叶在消声室进行噪声测试，得到的本申请实施例提供的具有锯齿结构2的桨叶与不带锯齿前缘的原型常规桨叶对应的噪声声压级频谱曲线如图5所示。从图5中可以看到，本申请实施例提供的具有锯齿结构2的桨叶在宽带噪声中声压级显著降低，进而可以确认所述锯齿结构2对所述桨叶噪声的积极改善。

可选地，在所述桨叶本体1的展向方向上，所述锯齿结构2的长度与所述桨叶的展向长度的比值范围为0.05-0.95，比如设置锯齿结构2的长度与桨叶的展向长度的比值为0.1、0.2、0.35、0.5、0.65或者0.8。

具体地，参见图1，所述桨叶的展向长度尺寸为R，所述锯齿结构2在所述桨叶的展向方向上的延伸长度可以小于所述桨叶的展向长度尺寸，但同时将所述锯齿结构2往所述桨叶本体1的尖端延伸，以保证所述锯齿结构2对所述桨叶噪声的优化效果。

可选地，参见图1，所述桨叶还包括过渡段3，所述过渡段3设置于所述桨叶本体1的前缘并位于所述锯齿结构2和所述桨叶本体1的尾端之间。

具体地，所述锯齿结构2设置于所述桨叶本体1前缘的部分区域后，所述桨叶本体1的前缘上未设置所述锯齿结构2的部分会形成缺口，为了保证所述桨叶的结构完整性，可以将所述过渡段3设置于该缺口中，使得所述过渡段3位于所述锯齿结构2和所述桨叶本体1的尾端之间。

另外，所述过渡段3可以和所述锯齿结构2与所述桨叶本体1一同注塑成型，以保证所述桨叶的结构强度。

可选地，参见图2至图4，所述锯齿结构2包括条纹段21和多个锯齿22，所述条纹段21成型于所述桨叶本体1的前缘，所述多个锯齿22依次设置在所述条纹段21上远离所述桨叶本体1的一侧。

具体地，所述桨叶在成型时，可以成型出依次连接的桨叶本体1、条纹段21和多个锯齿22的三段式结构，以使得所述条纹段21在所述桨叶本体1和所述多个锯齿22之间形成过渡结构，所述条纹段21的条纹可以沿所述桨叶的展向向并排设置，以保证多个锯齿22连接至所述条纹段21的连接强度，避免了所述锯齿22在迎风时发生断裂。

可选地，参见图3，在所述桨叶本体1的弦向方向上，所述锯齿22的高度与所述桨叶本体1和所述条纹段21的总高度的比值范围为0.01-0.2，比如设置锯齿22的高度与桨叶本体1和条纹段21总高度的比值为0.05、0.1或者0.15。

具体地，在所述桨叶的弦向方向上，参见图3，所述锯齿结构2的高度可以为c3，所述条纹段21的高度可以为c1，所述桨叶本体1的高度可以为c2，也就是所述锯齿22的高度为c3-c1，所述桨叶本体1和所述条纹段21总高度为c2+c1，所述锯齿22的高度与所述桨叶本体1和条纹段21总高度的比值(c3-c1)/(c2+c1)可以直接体现出所述锯齿22在所述桨叶上的相对长度。

在所述锯齿22的高度与所述桨叶本体1和条纹段21总高度的比值控制在0.01-0.2的范围时，可以在通过所述锯齿22减弱所述桨叶上表面尾部的流动分离基础上，避免在所述桨叶上形成较多的相邻所述锯齿22之间的间隙，保证了所述桨叶的结构稳定性。

具体地，所述锯齿22呈梯形、三角形或者半圆形，以使得所述锯齿22形成顶部小底部大的齿形结构，并在相邻所述锯齿22之间形成弦向间隙，以保证所述锯齿22对所述桨叶噪声的优化效果。

在一种实施例中，所述锯齿22呈三角形，并且所述锯齿22的顶角呈圆角，以提高所述桨叶的使用安全性。

可选地，参见图3和图4，所述条纹段21中的条纹与所述多个锯齿22一一相对。

具体地，在所述桨叶的展向方向上，所述桨叶可以包括多个宽度为w的间隔截面，其中2w等同于所述锯齿22的宽度，使用曲面造型方法连接所有截面后，可以保证所述桨叶上各区域的光滑连接，进而完成所述桨叶的曲面设计。

而所述条纹段21中的条纹宽度也可以为2w，以在所述条纹段21中的条纹与所述多个锯齿22一一相对时，保证所述锯齿22在所述条纹段21上的连接强度。

本申请实施例提供了一种无人机，所述无人机包括连接部和所述的桨叶；

所述桨叶本体1的尾端与所述连接部连接。

具体地，所述无人机中的桨叶包括桨叶本体1，所述桨叶本体1具有前缘；锯齿结构2，所述锯齿结构2设置于所述桨叶本体1的前缘并与所述桨叶本体1一体成型，在所述桨叶的弦向方向上，所述锯齿结构2的高度与所述桨叶的弦向宽度的比值范围为0.1-0.95。所述锯齿结构2设置于所述桨叶本体1的前缘时，所述锯齿结构2在所述桨叶前缘可以主动产生一系列较强的弦向涡，以减弱所述桨叶上表面尾部的流动分离来降低湍流强度，降低所述桨叶运行时的噪声，提高所述无人机的飞升动力。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种桨叶，其特征在于，包括：

桨叶本体(1)，所述桨叶本体(1)具有尾端和尖端，所述尾端和所述尖端分别位于所述桨叶本体(1)的展向方向的两端，所述桨叶本体(1)的前缘从所述尾端延伸至所述尖端；

锯齿结构(2)，所述锯齿结构(2)排列在所述前缘并与所述桨叶本体(1)一体成型；

所述锯齿结构(2)的一端位于所述尾端和所述尖端之间，所述锯齿结构(2)的另一端延伸至所述尖端。

2.根据权利要求1所述的桨叶，其特征在于，在所述桨叶本体(1)的弦向方向上，所述锯齿结构(2)的高度与所述桨叶的弦向宽度的比值范围为0.1-0.95。

3.根据权利要求1所述的桨叶，其特征在于，在所述桨叶本体(1)的弦向方向上，所述锯齿结构(2)的高度与所述桨叶的弦向宽度的比值范围为0.2-0.8。

4.根据权利要求3所述的桨叶，其特征在于，在所述桨叶本体(1)的展向方向上，所述锯齿结构(2)的长度与所述桨叶的展向长度的比值范围为0.05-0.95。

5.根据权利要求3所述的桨叶，其特征在于，还包括过渡段(3)，所述过渡段(3)设置于所述桨叶本体(1)的前缘并位于所述锯齿结构(2)和所述桨叶本体(1)的尾端之间。

6.根据权利要求1所述的桨叶，其特征在于，所述锯齿结构(2)包括条纹段(21)和多个锯齿(22)，所述条纹段(21)成型于所述桨叶本体(1)的前缘，所述多个锯齿(22)依次设置在所述条纹段(21)上远离所述桨叶本体(1)的一侧。

7.根据权利要求6所述的桨叶，其特征在于，在所述桨叶本体(1)的弦向方向上，所述锯齿(22)的高度与所述桨叶本体(1)和所述条纹段(21)的总高度的比值范围为0.01-0.2。

8.根据权利要求6所述的桨叶，其特征在于，所述锯齿(22)呈梯形、三角形或者半圆形。

9.根据权利要求6所述的桨叶，其特征在于，所述条纹段(21)中的条纹与所述多个锯齿(22)一一相对。

10.一种无人机，其特征在于，包括连接部和权利要求1-9任一项所述的桨叶；

所述桨叶本体(1)的尾端与所述连接部连接。

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