[發(fā)明專利]無人機及其共軸可變構(gòu)型螺旋槳

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• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN108216613A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王正任
• 申請（專利權(quán)）人: 中電科（德陽廣漢）特種飛機系統(tǒng)工程有限公司
• 主分類號: B64C27/32
• 分類號: B64C27/32;B64C27/22
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發(fā)明公開了一種共軸可變構(gòu)型螺旋槳，包括：可離合共軸線連接的第一鉸接軸和第二鉸接軸、固定在第一鉸接軸上的上旋翼和固定在第二鉸接軸上的下旋翼、以及用于驅(qū)動下旋翼水平轉(zhuǎn)動至和上旋翼平行或垂直的狀態(tài)的動力機構(gòu)。當(dāng)需要依靠上旋翼和下旋翼旋轉(zhuǎn)來帶動無人機升降時，先將第一鉸接軸和第二鉸接軸進(jìn)行分離，通過動力機構(gòu)將下旋翼轉(zhuǎn)動至和上旋翼垂直的狀態(tài)，此時下旋翼和上旋翼構(gòu)成四葉槳結(jié)構(gòu)，以便于無人機進(jìn)行升降運動；當(dāng)不需要上旋翼和下旋翼來帶動無人機進(jìn)行升降，可以通過動力機構(gòu)將下旋翼旋轉(zhuǎn)至和上旋翼保持平行的狀態(tài)，此時下旋翼和上旋翼構(gòu)成兩葉槳結(jié)構(gòu)，以減少無人機飛行時的阻力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器領(lǐng)域，特別是涉及一種共軸可變構(gòu)型螺旋槳，還涉及一種包括上述共軸可變構(gòu)型螺旋槳的無人機。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的螺旋槳主要分為定距螺旋槳和變距螺旋槳，按槳葉可分為單葉槳和多葉槳。此外共軸反槳由于上下旋翼反向旋轉(zhuǎn)，形成了直升機水平方向的力矩平衡，所以不需要尾槳來平衡直升機水平方向上的力矩。由于共軸反槳用套筒軸驅(qū)動上下兩副反轉(zhuǎn)的旋翼，同樣存在串列雙槳的上下旋翼之間的間距問題，間距小了，上下翼容易發(fā)生干涉，間距大了，不僅阻力大，而且需要剛度要求較高的驅(qū)動軸。共軸式雙旋翼直升機兩副旋翼一上一下，在正常飛行時不會發(fā)生觸碰，但是在特殊的情況下，如遇到突然風(fēng)變，機動超過極限值，槳葉變形或損壞時，作用在槳葉上的氣動力、離心力和重力就會失去原來的平衡，從而偏離正常的運行軌跡而發(fā)生碰撞。而且其主要應(yīng)用于直升機上。此外共軸旋翼雖然旋轉(zhuǎn)方向相反，但其葉片的偏折方向也相反，升力小于四葉槳，而且機動性、操作性、環(huán)境適應(yīng)性較差。

隨著飛行器的發(fā)展，目前具有一種固定翼和旋翼混合布局的無人機。小構(gòu)型的固定翼四旋翼混合布局無人機的螺旋槳都為兩葉槳，槳的直徑較小，不會影響機翼與機體結(jié)構(gòu)。如果是三百千克級以上的固定翼旋翼混合布局無人機，為滿足升力要求，槳的直徑需要3.1m，過大的槳葉與固定翼機身，機翼，尾翼都存在干擾，直接影響機體與機翼的結(jié)構(gòu)。在同等升力下，采用四葉槳雖然可以減少槳的直徑，但是在固定翼平飛時，旋翼將停止工作，四葉槳無法打成順槳，形成固定阻力，且存在轉(zhuǎn)槳的風(fēng)險。

因此，如何提供一種可以在兩葉槳與四葉槳間轉(zhuǎn)換的螺旋槳，是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種共軸可變構(gòu)型螺旋槳，本發(fā)明的另一個目的是提供一種包括上述共軸可變構(gòu)型螺旋槳的無人機，可以使螺旋槳在兩葉槳與四葉槳間直接轉(zhuǎn)換，以保證各自結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，且在升力相同的情況下，無轉(zhuǎn)槳的風(fēng)險。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

一種共軸可變構(gòu)型螺旋槳，包括：可離合共軸線連接的第一鉸接軸和第二鉸接軸、固定在所述第一鉸接軸上的上旋翼和固定在所述第二鉸接軸上的下旋翼、以及用于驅(qū)動所述下旋翼水平轉(zhuǎn)動至和所述上旋翼平行或垂直的狀態(tài)的動力機構(gòu)。

優(yōu)選地，所述動力機構(gòu)包括控制所述第二鉸接軸轉(zhuǎn)動的90°轉(zhuǎn)角電磁鐵。

優(yōu)選地，所述動力機構(gòu)包括固定連接在所述第二鉸接軸上的被動齒輪、和所述被動齒輪嚙合的主動齒輪。

優(yōu)選地，所述上旋翼和所述下旋翼均為長度可折疊的旋翼。

優(yōu)選地，所述上旋翼和所述下旋翼均為長度可伸縮的旋翼。

一種無人機，包括固定翼，還包括上述任意一種共軸可變構(gòu)型螺旋槳。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明所提供的一種無人機及其共軸可變構(gòu)型螺旋槳，包括：可離合共軸線連接的第一鉸接軸和第二鉸接軸、固定在第一鉸接軸上的上旋翼和固定在第二鉸接軸上的下旋翼、以及用于驅(qū)動下旋翼水平轉(zhuǎn)動至和上旋翼平行或垂直的狀態(tài)的動力機構(gòu)。