一種可變直徑的旋翼及其飛行器的制造方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及飛行器旋翼連接技術，尤其涉及一種可變直徑的旋翼。
【【背景技術】】
[0002]旋翼是飛行器飛行產(chǎn)生升力和操縱力的核心部件。旋翼由連接到槳轂上的兩片或多片槳葉組成。槳葉靠來自發(fā)動機的扭矩保持旋轉運動。旋翼產(chǎn)生飛行器飛行所必需的升力、拉力和操縱力，飛行器的動力與槳葉轉速、槳葉迎角和槳葉數(shù)量及旋翼直徑相關，旋翼幾何特性中最重要的參數(shù)是其直徑，即葉尖旋轉所掃掠的圓周直徑;旋翼直徑的大小，通常由空氣動力學計算和比較綜合確定，旋翼的直徑與發(fā)動機的功率和轉速、額定速度和飛行高度、槳葉數(shù)目及寬度皆有直接的關系。根據(jù)旋翼氣功理論，隨著旋翼槳葉直徑的增大/減小，不僅會增加或減少旋翼的拉力或推力，也會提高或降低旋翼效率;為減少制造和裝配難度，在旋翼其他幾何特性不變的情況下，高空空氣密度低，為了提供足夠的推力，旋翼直徑越大越好;低空空氣密度大，為了避免產(chǎn)生多余推力而造成旋翼氣功性能下降，旋翼直徑相對高空旋翼直徑適當減小。
[0003]目前，大多數(shù)現(xiàn)有旋翼的漿葉是固定在槳轂上的，飛行器動力的調(diào)節(jié)只能通過調(diào)節(jié)槳葉轉速而進行，不僅會增加電機的功耗和發(fā)熱，而且旋翼反應速度較慢且動力的可調(diào)節(jié)范圍受限。也有一些飛行器通過變槳距的方法調(diào)節(jié)飛行器的動力，現(xiàn)有的變槳距方法是根據(jù)高度或推力要求調(diào)整槳距，然后鎖定槳距，這些需要變距調(diào)節(jié)裝置和槳距鎖定裝置進行閉環(huán)控制，這些調(diào)節(jié)機構通常在結構上獨立于旋翼驅動裝置，這樣一來不但增加旋翼控制系統(tǒng)的復雜性，而且還增加了旋翼的整體重量。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是:
[0005]本發(fā)明提供一種結構簡單、控制方便，調(diào)節(jié)反應速度快、動力可調(diào)節(jié)范圍廣，自適應自動調(diào)整的可變直徑的旋翼及其飛行器。
[0006]—種可變直徑的旋翼，包括驅動軸、槳轂和至少兩個的槳葉，槳轂安裝于驅動軸的頂端，槳葉均勻分布的安裝于槳轂外周圍；所述槳轂上鉸接有與每個槳葉分別固定連接并且偏轉擺動控制每個槳葉旋轉直徑的擺動塊，所述槳轂內(nèi)的每個擺動塊上還連接有限定偏轉擺動量大小控制每個槳葉直徑變動量范圍的彈性偏壓裝置。
[0007]進一步地，所述彈性偏壓裝置包括伸縮件、拉簧和兩個鉸接件，伸縮件由相互套接滑動配合的伸縮桿和套筒組成，相互套接的伸縮桿與套筒的外端分別連接有便于鉸接固定的鉸接件，所述拉簧安裝于兩個鉸接件之間并限定伸縮件上伸縮桿相對于套筒的伸縮范圍。
[0008]進一步地，每個擺動塊外側安裝有一個與其連接的槳葉，所述彈性偏壓裝置上的一個鉸接件固定在擺動塊與槳轂偏轉固定連接的轉軸軸心上，彈性偏壓裝置上的另一個鉸接件安裝于相鄰擺動塊的自由端上，兩個相鄰擺動塊對應的自由端上的鉸接件和轉軸軸心上的鉸接件分別與伸縮件和拉簧的兩端鉸接。
[0009]進一步地，每個擺動塊與槳轂偏轉固定連接的轉軸軸心上還設有一小齒輪，所述槳轂的中心安裝有一與所有擺動塊上小齒輪同時嚙合的大齒輪。
[0010]進一步地，所述擺動塊上的槳葉為與擺動塊外側鉸接連接的可折疊槳葉。
[0011]進一步地，每個擺動塊外側安裝有一個與其連接的槳葉，該擺動塊與槳轂之間設有便于擺動塊偏轉固定的轉軸軸心，所述彈性偏壓裝置上的一個鉸接件固定在擺動塊轉軸軸心對應的自由端上，彈性偏壓裝置上的另一個鉸接件安裝固定于槳轂上，所述伸縮件和拉簧的兩端分別鉸接于槳轂和擺動塊上的鉸接件上。
[0012]進一步地，所述槳轂上側還固定連接有與其配合的整流罩，所述整流罩頂部內(nèi)側還設有與每個槳葉連接的擺動塊配合限定每個槳葉直徑變動量范圍的限位槽，所述擺動塊自由端上固定的鉸接件頂端一體連接有與限位槽滑動配合的滑動柱。
[0013]進一步地，所述擺動塊為一端為自由端的圓弧形擺動塊。
[0014]一種飛行器，該飛行器采用上述可變直徑的旋翼。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]本發(fā)明通過槳葉安裝在與槳榖鉸接的擺動塊上，使得槳榖在驅動軸的驅動下轉動時，所有槳葉受離心力作用會沿槳轂徑向向外張開，從而使旋翼直徑變大，槳葉速度越高則其所受離心力越大，槳葉向外轉動的程度越大，旋翼產(chǎn)生的動力越大;在槳葉速度變小時，槳葉在彈性偏壓裝置的拉簧回復力作用下向內(nèi)收縮，使旋翼直徑變小，旋翼產(chǎn)生的動力變小，從而實現(xiàn)對槳葉速度調(diào)節(jié)的同時達到對旋翼直徑同時進行調(diào)節(jié)，使旋翼對動力調(diào)節(jié)的反應速度加快，動力的可調(diào)節(jié)范圍增大。
【【附圖說明】】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例一的立體結構示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實施例一的剖視結構示意圖；
[0019]圖3是本發(fā)明實施例一中整流罩的剖視結構示意圖；
[0020]圖4是本發(fā)明實施例一中除去整流罩時旋翼直徑變大后立體結構放大示意圖；
[0021]圖5是本發(fā)明實施例一中除去整流罩時彈性偏壓裝置收縮復位時的立體結構放大示意圖；
[0022]圖6是本發(fā)明實施例二中除去整流罩的立體結構放大示意圖；
[0023]圖7是本發(fā)明實施例三中除去整流罩的立體結構放大示意圖。
【【具體實施方式】】
[0024]實施例一
[0025]—種可變直徑的旋翼，應用于飛行器上，如圖1至圖5所示，包括驅動軸1、槳轂2、整流罩3和三個均勻布設于槳轂2外周圍的槳葉4，整流罩3固定連接于槳轂2上側，槳轂2安裝于飛行器電機5的驅動軸I頂端;槳轂2上鉸接有與每個槳葉4分別固定連接并且偏轉擺動控制每個槳葉4旋轉直徑的擺動塊6，擺動塊6為一端固定于槳轂2上另一端為自由端的圓弧形擺動塊，該槳葉4可折疊的鉸接連接于擺動塊6外側;在槳轂2內(nèi)的每個擺動塊6上還連接有限定其偏轉擺動量大小進而控制每個槳葉4直徑變動量范圍的彈性偏壓裝置7，該彈性偏壓裝置7包括伸縮件70、拉簧71和兩個鉸接軸72，伸縮件70由相互套接滑動配合的伸縮桿70a和套筒70b組成，相互套接的伸縮桿70a與套筒70b的外端分別連接有便于與其鉸接的鉸接軸72，所述拉簧兩端安裝于兩