[發明專利]一種被動式變距螺旋槳及螺旋槳驅動的無人機

在審

• 申請號: 202111372712.2
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN113799971A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 陳志平;李廣佳;李喜樂;康傳明;佟陽
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: B64C11/34
• 分類號: B64C11/34
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 張立君

本發明公開了一種被動式變距螺旋槳及螺旋槳驅動的無人機，其中被動式變距螺旋槳包括螺旋槳葉以及連接于所述螺旋槳葉根部的變距槳根，所述變距槳根為桶狀，所述變距槳根用于套設在無人機的槳轂芯軸外周，所述槳轂芯軸用于連接動力源；所述變距槳根具有扭轉變形結構，所述螺旋槳轉動產生的離心力變化使所述扭轉變形結構發生扭轉變形，進而使所述螺旋槳的槳距角改變。本發明通過變距槳根的扭轉變形結構，螺旋槳轉動產生的的離心力變化使扭轉變形結構發生扭轉變形，進而使螺旋槳的槳距角改變，能夠提高環形自適應性，保障超長航時的可靠性。該被動式變距螺旋槳，結構簡單，能量消耗小。

技術領域

本發明屬于航天航空工程領域，具體涉及一種被動式變距螺旋槳及螺旋槳驅動的無人機。

背景技術

螺旋槳作為一種升力和動力來源，已廣泛使用在無人機、直升機等領域。高空長航時無人機在不同飛行高度上需要有不同的槳距角，如果采用常規電動變距機構，存在以下問題：（1）主動變距設備環境適應性難以保證。

（2）主動變距設備超長航時可靠性性難以保證。

（3）主動變距設備消耗一定能量。

（4）現有被動變距機構過于復雜，可靠性不強。

因此期待一種被動變距的簡單變距結構的螺旋槳，能夠解決上述問題。

發明內容

本發明的目的是提出一種被動式變距螺旋槳螺及螺旋槳驅動的無人機，能夠被動地改變螺旋槳的槳距角。

為了實現上述目的，本發明提供了一種被動式變距螺旋槳，包括：

螺旋槳葉以及連接于所述螺旋槳葉根部的變距槳根，所述變距槳根為桶狀，所述變距槳根用于套設在無人機的槳轂芯軸外周，所述槳轂芯軸用于連接動力源；

所述變距槳根具有扭轉變形結構，所述螺旋槳轉動產生的離心力變化使所述扭轉變形結構發生扭轉變形，進而使所述螺旋槳的槳距角改變。

作為可選方案，所述變距槳根遠離所述螺旋槳葉的一端具有多個平行的條形鏤空，所述條形鏤空與所述槳轂芯軸軸向的夾角大于等于0度小于90度，所述條形鏤空與所述條形鏤空之間的條形桶壁構成所述扭轉變形結構。

作為可選方案，所述條形鏤空的長度為所述變距槳根長度的50%-100%。

作為可選方案，所述條形鏤空的鏤空率為30%-50%。

作為可選方案，所述變距槳根的材料為鋼、鋁或金屬合金。

作為可選方案，所述螺旋槳葉與所述變距槳根為一體化結構。

作為可選方案，所述變距槳根的直徑為40-80mm，所述變距槳根的長度為100-150mm。

本發明還提供了一種螺旋槳驅動的無人機，包括：如上述的被動式變距螺旋槳；

所述被動式變距螺旋槳的變距槳根套設在所述無人機的槳轂芯軸外周，且所述變距槳根遠離所述螺旋槳葉的一側固定在所述無人機的槳轂芯軸上。

作為可選方案，所述變距槳根通過多個銷螺釘固定在所述槳轂芯軸上。

本發明的有益效果在于：

本發明通過變距槳根的扭轉變形結構，當螺旋槳葉高速旋轉時，螺旋槳轉動產生的的離心力變化使扭轉變形結構發生拉扭耦合變形，進而使螺旋槳的槳距角改變，通過設計計算和制件調整修配后，可以使特定轉速下兩片螺旋槳葉扭轉角達到預期效果，并保持相同的扭轉角。該被動式變距螺旋槳能夠提高環形自適應性，保障超長航時的可靠性。該被動式變距螺旋槳，結構簡單，重量輕、可靠性高、能量消耗小。

本發明具有其它的特性和優點，這些特性和優點從并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中將是顯而易見的，或者將在并入本文中的附圖和隨后的具體實施方式中進行詳細陳述，這些附圖和具體實施方式共同用于解釋本發明的特定原理。