WO2018223896A1 - 翻转式螺旋桨装置 - Google Patents

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Abstract

一种应用于多轴空陆两用车的翻转式螺旋桨装置，包括车体（1），该车体（1）通过转轴（2）与螺旋桨支架（3）的一端转动连接，使螺旋桨支架（3）能上下转动，螺旋桨支架（3）的另一端安装有螺旋桨（4），螺旋桨（4）连接驱动装置（5），该驱动装置（5）安装在螺旋桨支架（3）或车体（1）上，用于驱动螺旋桨（4）旋转；螺旋桨支架（3）向上转动到飞行位置时，使螺旋桨（4）轴线为竖向布置；螺旋桨支架（3）从飞行位置向下转动到陆行位置时，使螺旋桨（4）贴近车轮（6）放置。该翻转式螺旋桨装置有效减小车体宽度，适合公路行驶，还可使陆行和飞行共用一套驱动装置，减轻重量，将螺旋桨支架（3）设计成机翼，还能提高飞行效率。

Description

翻转式螺旋桨装置 技术领域
本发明涉及多轴空陆两用车的技术领域，具体为一种翻转式螺旋桨装置。
背景技术
CN 102275476 A专利申请公开一种垂直起降飞行汽车，在陆行状态时，收放机构将螺旋桨沿水平方向收在车头及车尾两侧，飞行状态时，收放机构打开至一定角度使螺旋桨沿水平方向打开。其不足之处在于：无法实现陆行状态和飞行状态共用一套驱动装置。另外为便于公路行驶，需采用分片螺旋桨，并使左右桨叶布置于指定位置，造成收拢不够便捷。
CN 104309403 A专利申请公开一种新型圆轨式空心轮及飞行车系统，在空心轮中安装与地面平行的螺旋桨，虽然不需要收放螺旋桨，但当螺旋桨的尺寸满足载人飞行时，肯定造成车体宽度过大而无法上路行驶，并且地面行驶装置复杂，性能不可靠。
以上两个专利申请都是完全依靠多轴飞行，与固定机翼飞机飞行相比效率低下。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种翻转式螺旋桨装置，此装置包括车体，其特征在于：所述车体通过转轴与螺旋桨支架的一端转动连接，使螺旋桨支架能上下转动，螺旋桨支架的另一端安装有螺旋桨，所述螺旋桨连接驱动装置，所述驱动装置安装在螺旋桨支架或车体上，用于驱动螺旋桨旋转；所述螺旋桨支架向上转动到飞行位置时，使螺旋桨轴线为竖向布置；所述螺旋桨支架从飞行位置向下转动到陆行位置时，使螺旋桨贴近车轮放置。
所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨支架从飞行位置向下转动到陆行位置时，使螺旋桨贴近或贴合车轮放置，此时螺旋桨轴线与车轮轴线重合或平行。
或者：所述螺旋桨支架从飞行位置向下转动到陆行位置时，使螺旋桨贴近车轮放置，此时螺旋桨轴线与车轮轴线垂直。
所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨支架的收放由螺旋桨旋转产生的推力的变化来完成。
或者：所述螺旋桨支架的收放由收放装置或人力来完成。
所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨轴线上设置有传动轴，在螺旋桨支架处于陆行位置时，传动轴连接车轮，所述驱动装置通过传动轴驱动车轮转动。
或者：所述螺旋桨支架上设置有螺旋桨离合装置和与驱动装置连接的传动轴，在螺旋桨支架处于陆行位置时，一方面螺旋桨离合装置断开驱动装置与螺旋桨的连接，另一方面传动轴连接车轮，所述驱动装置通过传动轴驱动车轮转动。
所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述车体或车轮上设置有车轮离合装置，用于断开或连接传动轴与车轮。
所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨为涵道式风扇。
所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨支架为机翼或多自由度机械臂；当螺旋桨支架为机翼时，在飞行状态螺旋桨轴线能完成竖向布置和水平布置的相互转换，这种转换可由万向节或液压装置或步进电机来完成。
与现有技术相比，本发明通过将螺旋桨贴近或贴合车轮放置，达到多方面有益效果：一是有效缩小车体宽度，使车体尺寸满足公路行驶要求，二是简单易行地实现陆行状态和飞行状态共用一套驱动装置，三是可利用螺旋桨的推力变化，方便快捷完成陆行状态和飞行状态的相互转换，四是结构简单，从而减轻整车重量，五是可利用车轮作为螺旋桨的保护罩。如再进一步地将螺旋桨支架机翼化，还可以在多轴飞行和固定机翼飞行之间转换，从而提高飞行效率。
附图说明
图1是本发明结构示意图(陆行状态螺旋桨轴线与车轮轴线重合)。
图2是本发明应用在四轴两用飞行车时的飞行状态示意图。
图3是本发明的螺旋桨支架(3)机翼化后的飞行状态示意图。
图4是本发明结构示意图(陆行状态螺旋桨轴线与车轮轴线平行)。
图5是图4的A-A剖视图。
图中各部件及标号为：1—车体，2—转轴，3—螺旋桨支架，4—螺旋桨，5—驱动装置，6—车轮，7—传动轴，8—螺旋桨离合装置，9—车轮离合装置。
具体实施方式
实施例1(见图1，图2，图3)。
1、车体1通过转轴2与螺旋桨支架3的一端转动连接，使螺旋桨支架3能上下转动，螺旋桨支架3的另一端安装有螺旋桨4，螺旋桨4轴线上设置传动轴7，螺旋桨4连接驱动装置5，驱动装置5安装在螺旋桨支架3上，用于驱动螺旋桨4旋转。
2、螺旋桨支架3向上转动到飞行位置时，螺旋桨4轴线为竖向布置，此时螺旋桨4高速旋转产生的推力使车体1起飞及飞行。降落时，随着螺旋桨4转速的逐渐减少，在车体1高度逐渐降低并回到地面后，螺旋桨支架3也因螺旋桨4推力的进一步减少而开始向下转动，此时操控系统一方面调节螺旋桨4的转速以控制螺旋桨支架3的回落速度，另一方面使车轮离合装置9动作，在螺旋桨支架3平稳回到陆行位置(此时螺旋桨4轴线与车轮轴线重合)并停止转动后，车轮离合装置9复位，传动轴7与车轮6完成连接，进入陆行状态，驱动装置5驱动车轮6转动。
3、从陆行状态(停止或行驶)转换到飞行状态时，操控系统首先使车轮离合装置9动作，断开传动轴7与车轮6的连接，然后逐渐增大螺旋桨4转速，利用螺旋桨4的推力使螺旋桨支架3平稳上升至飞行位置，同时车轮离合装置9复位，进入飞行状态。
4、应用本实施例的四螺旋桨空陆两用车，陆行状态时可选用4轮驱动或2轮驱动模式，即可采用机械转向系统，也可利用操控系统使左右车轮6产生转速差来实现转向。飞行状态则由操控系统精确控制四个螺旋桨4的转速来完成各种飞行姿态。
5、当本发明的螺旋桨支架(3)机翼化后，操控系统还需控制螺旋桨4轴线完成竖向布置和水平布置的相互转换，使螺旋桨4能提供水平推力，以实现空陆两用车在多轴飞行和 固定机翼飞行之间转换。
实施例2(见图4，图5，图2，图3)。
1、本实施例与实施例1结构上的区别在于：一方面传动轴7设置在螺旋桨支架3上并和驱动装置5连接，其轴线不再与螺旋桨4轴线重合，另外螺旋桨支架3还设置有螺旋桨离合装置8，用于在陆行状态时断开驱动装置5与螺旋桨4的连接。另一方面本实施例中螺旋桨支架3的收放由收放装置来完成。
2、在车体1降落地面并且螺旋桨4停止转动后，操控系统除了控制收放装置，使其将螺旋桨支架3平稳收回陆行位置外，还使车轮离合装置9动作。在传动轴7与车轮6连接的同时，推动螺旋桨离合装置8动作，断开驱动装置5和螺旋桨4的连接，最后车轮离合装置9复位，从而转换到陆行状态。
3、从陆行状态(停止或行驶)转换到飞行状态时，操控系统首先使车轮离合装置9动作，断开传动轴7与车轮6的连接，然后控制收放装置，使其将螺旋桨支架3平稳打开至飞行位置，同时车轮离合装置9复位，接着启动驱动装置5(在传动轴7离开车轮6时，螺旋桨离合装置8已自动复位)即可实现飞行。
4、应用本实施例的螺旋桨空陆两用车与应用实施例1的四螺旋桨空陆两用车相比，除了螺旋桨支架3的收放机制不同，其他方面是一致的。

Claims (10)

  1. 翻转式螺旋桨装置包括车体(1)，其特征在于：所述车体(1)通过转轴(2)与螺旋桨支架(3)的一端转动连接，使螺旋桨支架(3)能上下转动，螺旋桨支架(3)的另一端安装有螺旋桨(4)，所述螺旋桨(4)连接驱动装置(5)，所述驱动装置(5)安装在螺旋桨支架(3)或车体(1)上，用于驱动螺旋桨(4)旋转；
    所述螺旋桨支架(3)向上转动到飞行位置时，使螺旋桨(4)轴线为竖向布置；
    所述螺旋桨支架(3)从飞行位置向下转动到陆行位置时，使螺旋桨(4)贴近车轮(6)放置。
  2. 根据权利要求1所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨支架(3)从飞行位置向下转动到陆行位置时，使螺旋桨(4)贴近或贴合车轮(6)放置，此时螺旋桨(4)轴线与车轮(6)轴线重合或平行。
  3. 根据权利要求1所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨支架(3)从飞行位置向下转动到陆行位置时，使螺旋桨(4)贴近车轮(6)放置，此时螺旋桨(4)轴线与车轮(6)轴线垂直。
  4. 根据权利要求2所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨支架(3)的收放由螺旋桨(4)旋转产生的推力的变化来完成。
  5. 根据权利要求1或2或3所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨支架(3)的收放由收放装置或人力来完成。
  6. 根据权利要求2所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨(4)轴线上设置有传动轴(7)，在螺旋桨支架(3)处于陆行位置时，传动轴(7)连接车轮(6)，所述驱动装置(5)通过传动轴(7)驱动车轮(6)转动。
  7. 根据权利要求2或3所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨支架(3)上设置有螺旋桨离合装置(8)和与驱动装置(5)连接的传动轴(7)，在螺旋桨支架(3)处于陆行位置时，一方面螺旋桨离合装置(8)断开驱动装置(5)与螺旋桨(4)的连接，另一方面传动轴(7)连接车轮(6)，所述驱动装置(5)通过传动轴(7)驱动车轮(6)转动。
  8. 根据权利要求6或7所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述车体(1)或车轮(6)上设置有车轮离合装置(9)，用于断开或连接传动轴(7)与车轮(6)。
  9. 根据权利要求2所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨(4)为涵道式风扇。
  10. 根据权利要求1或2或3所述的翻转式螺旋桨装置，其特征在于：所述螺旋桨支架(3)为机翼或多自由度机械臂；当螺旋桨支架(3)为机翼时，在飞行状态螺旋桨(4)轴线能完成竖向布置和水平布置的相互转换，这种转换可由万向节或液压装置或步进电机来完成。
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