用于螺旋桨的快速分离联接器的制作方法

本发明涉及飞行器，并且更加具体地涉及用于螺旋桨（propeller）的改进型快速分离联接（quickdisconnectcoupling）。

背景技术：

远程控制飞行器的普及度在过去几年中急剧地增加。其中一种最受欢迎的远程控制飞行器是俗称为直升机的旋翼式飞行器。业余爱好者和商业企业使用这些旋翼式飞行器来摄影、录视频以及监视。一些公司在尝试通过远程控制旋翼式飞行器来投递货物。

通常，具有两类远程控制旋翼式飞行器。第一类旋翼式飞行器俗称为常规直升机飞行器。在常规直升机飞行器类旋翼式飞行器中，转子叶片或者多个叶片安装在飞行器框架或者机身内或者上方。

第二类旋翼式飞行器俗称为四轴旋翼式飞行器。一类四轴旋翼式飞行器是h型旋翼式飞行器。在h型旋翼式飞行器中，多个臂从飞行器框架或者机身上延伸出去，其中，多个臂中的每一个支撑着使转子叶片旋转的马达。多个转子叶片给旋翼式飞行器提供升力和前向推进力。多个转子叶片的旋转差提供旋翼式飞行器的转向。

通常，各个转子叶片通过螺纹连接器（诸如，螺母）被固定至马达，该螺纹连接器可螺纹地接合至螺纹轴。为了更换转子叶片，操作员可以使用扳手或者螺母驱动器来移除螺母以便用新的转子叶片来更换旧的转子叶片。在诸如旋翼式飞行器竞赛等许多竞技项目中，更换一个或多个转子叶片所需要的时间严重妨碍了竞赛者。

因此，本发明的目的是提供一种用于旋翼式飞行器的改进型快速分离联接器，该改进型快速分离联接器使得能够快速地更换螺旋桨。

本发明的另一目的是提供一种用于螺旋桨的改进型快速分离联接器，该改进型快速分离联接器适应不同类型的螺旋桨。

本发明的另一目的是提供一种用于螺旋桨的改进型快速分离联接器，该改进型快速分离联接器对于操作员而言使用简单。

本发明的另一目的是提供一种用于螺旋桨的改进型快速分离联接器，该改进型快速分离联接器生产成本划算。

本发明的另一目的是提供一种用于螺旋桨的改进型快速分离联接器，该改进型快速分离联接器不会给飞行器添加附加重量。

前文已经概述了本发明的其中一些较为相关的目的。这些目的应该被理解为仅仅用于图示本发明的其中一些较为显著的特征和应用。可以通过在本发明的范围内对本发明进行修改来获得许多其它有益结果。相应地，在完全理解本发明的情况下，除了权利要求书结合附图限定出的本发明的范围之外，还可以通过参照

技术实现要素：
、描述优选实施例的具体实施方式来得到其它目的。

发明内容

本发明由所附权利要求书限定，其中，附图中示出了特定实施例。为了概述本发明的目的，本发明涉及一种用于将螺旋桨联接至马达的改进型联接器。联接器包括螺旋桨联接器部分和马达联接器部分。螺旋桨联接器部分包括用于支撑螺旋桨叶片的螺旋桨轮毂。内螺旋桨轮毂孔限定出被限定在螺旋桨轮毂中的轴向键槽。马达联接器部分包括可旋转轴，该可旋转轴具有连接用于与马达一起旋转的内轴孔。径向孔口（aperture）延伸通过可旋转轴。径向键可滑动地位于径向孔口中。致动器可滑动地安装在可旋转轴的内轴孔内。致动器的凹陷使径向键相对于可旋转轴的外表面缩回以便将螺旋桨轮毂孔引入到可旋转轴上。弹簧使致动器偏置到非凹陷位置中以使径向键延伸至与螺旋桨轮毂孔的轴向键槽接合以便将螺旋桨联接至马达。

在本发明的更具体的示例中，轴向键槽仅仅部分地延伸通过轮毂内孔。优选地，径向键是球体。径向键止动件抑制径向键从径向孔口上的移除。致动器包括环形离隙（relief），该环形离隙被限定在致动器的致动器外直径中。在致动器在凹陷位置与非凹陷位置之间移动时，环形离隙使得径向键相对于可旋转轴的外表面缩回和延伸。致动器的凹陷对齐邻近径向孔口的环形离隙，以使径向键相对于可旋转轴的外表面缩回，以便将螺旋桨轮毂孔引入到可旋转轴上。弹簧使环形离隙轴向地返回至邻近所述多个径向孔口，以使径向键延伸至与螺旋桨轮毂孔的轴向键槽接合，以便将螺旋桨联接至马达。保持器将致动器保持在轴的内轴孔内，从而抵抗弹簧的偏置。

马达紧固件将马达联接器部分紧固至马达。在一个示例中，马达联接器部分是马达的轴。在另一示例中，可旋转轴是马达的电枢轴。

本发明还包含一种用于将螺旋桨连接至可旋转轴的联接器。可旋转轴具有径向键，该径向键可从可旋转轴开始在缩回位置与延伸位置之间移动。联接器包括螺旋桨，该螺旋桨具有限定出轮毂内孔的轮毂以用于在径向键移动到缩回位置中时可滑动地安装至可旋转轴。轴向键槽被限定在轮毂内孔中以用于接收径向键以在径向键移动到延伸位置中时将螺旋桨联接至可旋转轴。

前文已经相当宽泛地概述了本发明的较为相关和重要的特征，以便使得能够更好地理解下文的具体实施方式，因而使得能够更加全面地理解本发明对本领域做出的贡献。下文将描述本发明的附加特征，这些附加特征形成本发明的权利要求的主题。本领域的技术人员应理解，所公开的概念和特定实施例可以容易地用作用于修改和设计用于执行本发明的相同目的的其它结构的基础。本领域的技术人员还应意识到，这些等效构造并未背离如在所附权利要求书中陈述的本发明的精神和范围。

附图说明

为了更加全面地理解本发明的性质和目的，应该结合附图参照如下详细描述，在附图中：

图1是现有技术的包含用于安装螺旋桨的常规联接器的旋翼式飞行器的等距视图；

图2是包含用于将螺旋桨联接至马达的快速分离联接器的旋翼式飞行器的等距视图；

图3是图2的放大局部视图，图示了联接至马达的其中一个螺旋桨；

图4是类似于图3的视图，图示了用于使螺旋桨从马达上断开联接的致动器的凹陷；

图5是类似于图4的视图，图示了从马达上移除螺旋桨；

图5a是图5的一部分的放大图；

图5b是类似于图5a的视图，图示了螺旋桨轮毂的变型；

图6是在图3中示出的联接至马达的螺旋桨的放大截面图；

图7是沿着图6中的线7-7的放大截面图；

图8是沿着图6中的线8-8的放大截面图；

图9是用于使螺旋桨从在图4中示出的马达上断开联接的致动器的凹槽的放大截面图；

图10是沿着图9中的线10-10的放大截面图；

图11是沿着图9中的线11-11的放大截面图；

图12是在图5中示出的从马达上移除螺旋桨的放大截面图；

图13是沿着图12中的线13-13的放大截面图；

图14是沿着图12中的线14-14的放大截面图；

图15是图12的放大分解等距视图；

图16是在图15中示出的联接器的放大等距视图；

图17是图16的侧视图；

图18是沿着图17中的线18-18的截面图；

图19是类似于图16的视图，图示了用于使螺旋桨从如同样在图4中示出的马达上断开联接的致动器的凹陷；

图20是图19的侧视图；

图21是沿着图20中的线21-21的截面图；以及

图22是类似于图15的放大分解等距视图，图示了用于将本发明的联接器固定至马达的替代安装。

在附图中的多个图中，相似的附图标记指相似的部件。

具体实施方式

图1图示了旋翼式飞行器5，旋翼式飞行器5被示出为现有技术的无人驾驶旋翼式飞行器。尽管旋翼式飞行器5已被示出为无人驾驶旋翼式飞行器，但应理解，本发明也适用于其它类型的飞行器。

旋翼式飞行器5包括框架10，框架10在由第一边缘13和第二边缘14界定出的第一端11和第二端12之间延伸。该框架包括被示出为底部框架20的动力框架20以及被示出为顶部框架的载体框架30。尽管动力框架20已被示出为底部框架并且载体框架30已被示出为顶部框架，但该布置可以颠倒，从而使载体框架30是底部框架并且动力框架20是顶部框架。多个弹性耦合器40使动力框架20相互连接至载体框架30以便使动力框架20与载体框架30隔离开。

被示出为臂51-54的多个臂50按照俗称为h框架模式的模式从动力框架20上延伸出去。多个臂51-54中的每一个连接至动力框架20。多个臂50支撑用于驱动多个螺旋桨65的多个电动马达60。多个臂51-54支撑用于驱动螺旋桨66-69的电动马达61-64。如本领域的技术人员应该众所周知的，多个电动马达61-66是通过电导体（未示出）单独地控制。

载体框架30适应于容纳各种电子部件和其它附件以便使得能够进行远程飞行、遥感、以及/或者远程投递物品。

多个弹性耦合器40将由用于驱动动力框架20中存在的螺旋桨65-69的多个电动马达61-64生成的振动与载体框架30中存在的电子部件、附件以及/或者物品隔离开。载体框架30内的振动的减小会促进载体框架30中或者上的电子部件、附加以及/或者有效负载的操作。

使得能够进行远程飞行的各种飞行电子部件70安装至载体框架30。在该示例中，飞行电子部件70包括电子飞行控制装置71和收发器72以及可选的gps系统73。电池74通过合适的方式（诸如，张力带75等）安装至载体框架20。

飞行摄影机77在框架10的第一端11处安装至载体框架30以用于显示旋翼式飞行器5的实际飞行方向和姿态。飞行摄影机77使得操作员能够在视觉上确定飞行方向和姿态以便远程地操作旋翼式飞行器5。天线阵列78安装在载体框架30上。天线阵列78连接至电子飞行控制装置71和收发器72和可选的gps系统73以及飞行摄影机77以用于与远程操作员站（未示出）通信以操作旋翼式飞行器5并且用于在旋翼式飞行器5与远程操作员站（未示出）之间交换信息。

多个螺旋桨65中的每一个通过多个螺母80固定至从多个电动马达60延伸出去的轴。为了更换多个螺旋桨65中的一个，使用螺母驱动器82或者扳手来移除螺母80以便用新的转子叶片来更换旧的转子叶片。

图2是图1的旋翼式飞行器的等距视图，其具有本发明的快速分离联接器100。本发明的快速分离联接器100将螺旋桨65联接至马达60。联接器60使得操作员能够快速地和简单地更换螺旋桨65。如将在后文变得清楚的，操作员可以通过按压致动器以移除旧的螺旋桨且插入新的螺旋桨来快速地和简单地更换螺旋桨65。

图3是图2的放大局部图，图示了联接至马达61的螺旋桨66。应理解，其余螺旋桨67-69按照相同的方式操作。联接器100包括螺旋桨联接器部分101和马达联接器部分102。

图4是类似于图3的视图，图示了用于使螺旋桨66从马达61上断开联接的致动器的凹陷。致动器的凹陷允许移除螺旋桨66。

图5是类似于图4的视图，图示了从马达61上移除螺旋桨66。螺旋桨66从马达61上的移除允许在马达61上引入新的或者不同的螺旋桨。

图6至图8是在图3中示出的联接至马达61的螺旋桨66的放大图。螺旋桨联接器部分101包括螺旋桨轮毂110，螺旋桨轮毂110支撑第一叶片111和第二叶片112。尽管仅仅示出了两个螺旋桨叶片111和112，但应理解，本发明可以与各种叶片配置一起使用。

螺旋桨轮毂110具有外轮毂直径113和螺旋桨轮毂内孔114。轴向键槽120被限定在螺旋桨轮毂内孔114中。在该示例中，第一轴向键槽121和第二轴向键槽122被限定在螺旋桨轮毂110的螺旋桨轮毂内孔114中。多个轴向键槽121和122中的每一个仅仅部分地延伸通过轮毂内孔114，以限定出轴向键槽端壁124。轴向键槽端壁124维持螺旋桨轮毂110在旋转轴130上的位置，从而抵抗螺旋桨的推力的力。

优选地，多个轴向键槽121和122中的每一个是被限定在螺旋桨轮毂内孔114中的半球形凹槽，如在图5中最佳的示出的。尽管仅仅示出了两个轴向键槽121和122，但应理解，本发明可以与各种数量和形状以及配置一起使用。

图15至图18是进一步示出了图6的马达联接器部分的放大图。马达联接器部分102包括可旋转轴130，可旋转轴130具有内轴孔131和外轴表面132。径向孔口140从内轴孔131延伸至外轴表面132，从而限定出径向孔口长度。在该实施例中，第一径向孔口141和第二径向孔口142从内轴孔131延伸至外轴表面132。第一径向键止动件143和第二径向键止动件144定位为靠近可旋转轴130的外轴表面132。下文将更加详细地描述第一径向键止动件143和第二径向键止动件144的形成和功能。第一径向孔口141和第二径向孔口142位于可旋转轴130上以便与被限定在螺旋桨轮毂110的螺旋桨轮毂内孔114中的第一轴向键槽121和第二轴向键槽122协作。

径向键150可滑动地位于径向孔口140中。在该示例中，第一径向键151和第二径向键152可滑动地位于可旋转轴130的第一径向孔口141和第二径向孔口142中。第一径向键151和第二径向键152中的每一个具有内键部和外键部，该内键部和外键部限定出的径向长度大于第一径向孔口141和第二径向孔口142中的每一个的各个径向孔口长度。在该示例中，第一径向键151和第二径向键152中的每一个被示出为球体，但应理解，第一径向键151和第二径向键152可以呈各种形状，如在图22中示出的。

第一径向键止动件143和第二径向键止动件144将第一径向键151和第二径向键152维持在第一径向孔口141和第二径向孔口142内。在一个示例中，可旋转轴130的外轴表面132重新成形为减小邻近可旋转轴130的外轴表面132的第一径向孔口141和第二径向孔口142的尺寸。

致动器160在第一端161与第二端162之间延伸。致动器160具有致动器外直径164，致动器外直径164由可旋转轴130的内轴孔131可滑动地接收。环形离隙166被限定在致动器160的致动器外直径164中。环形离隙166与径向键151和152以及径向孔口141和142一起发挥功能以便与螺旋桨轮毂110的螺旋桨轮毂内孔114中的轴向键槽121和122接合。

弹簧170在可旋转轴130与致动器160之间共同行动。弹簧170使致动器160偏置到如在图6至图8中示出的非凹陷位置中，环形离隙166在此相对于径向孔口141和142未对齐。在非凹陷位置中，外轴表面132迫使径向键与螺旋桨轮毂孔114的轴向键槽121和122接合以便将螺旋桨66联接至马达61。

保持器180用于将致动器160保持在可旋转轴130的内轴孔131内，从而抵抗弹簧170的偏置。通过径向键151和152与致动器160的致动器外直径164的干涉接合来防止致动器160离开可旋转轴130的内轴孔131。

马达紧固件190将联接器100的马达联接器部分102紧固至马达61。在该示例中，可旋转轴130与马达62的电枢轴统一。用于联接器100的可旋转轴130以及马达62的电枢轴的双重组合使用提供了用于螺旋桨61的改进型快速分离联接器100，该改进型快速分离联接器100不会给飞行器添加附加重量。

图9至图11以及图19至图21是在图4中示出的用于使螺旋桨66从马达61上断开联接的致动器160的凹陷的放大图。致动器160的凹陷使致动器160的环形离隙166定位为邻近多个径向孔口141和142，从而使得多个径向键151和152的内键部能够进入到致动器160中的环形离隙166中。第一径向键151和第二径向键152缩回到致动器160的环形离隙166中会使多个径向键151和152的外键部在可旋转轴130的外轴表面132内移动，从而允许将螺旋桨轮毂110插入到可旋转轴130上以及从可旋转轴130上移除螺旋桨轮毂110。

图12至图14是在图5中示出的从马达61上移除螺旋桨66的放大图。弹簧170使环形离隙166轴向地返回至非凹陷位置中，环形离隙166在此从多个径向孔口141和142上位移。轴130的外轴表面132与多个径向键151和152的内键部接合以便使多个径向键151和152的外键部延伸超过可旋转轴130的外轴表面132。

按照颠倒顺序将新螺旋桨安装在可旋转轴130上。将新螺旋桨的轮毂定位到可旋转轴130的远端上。按压致动器160的第一端并且使新螺旋桨移动至与多个径向孔口141和142对齐。优选地，止动件或者肩部设置用于促进第一键槽121和第二键槽122与多个径向孔口141和142的对齐。

在释放致动器160时，弹簧使致动器160偏置到非凹陷位置中以便使环形离隙166从多个径向孔口141和142上轴向地位移，以便从可旋转轴130的外轴表面132向外促动多个径向键151和152。操作员然后使新螺旋桨相对于可旋转轴130旋转以便使多个径向键151和152与多个轴向键槽121和122对齐。在多个径向键151和152与多个轴向键槽121和122对齐时，多个径向键151和152在弹簧170迫使时进入多个轴向键槽121和122中以便将新螺旋桨联接至马达61。

图22是类似于图15的放大分解等距视图，图示了用于将本发明的联接器固定至马达61的替代马达紧固件290。在该示例中，马达联接器部分202包括圆形凸缘234，圆形凸缘234通过被示出为螺钉292的多个紧固件固定至马达61的电枢。可旋转轴230固定至圆形凸缘234。优选地，可旋转轴230与圆形凸缘234统一。

在该示例中，第一径向键151和第二径向键152中的每一个被示出为圆筒，但应理解，第一径向键151和第二径向键152可以呈各种形状。

致动器260在第一端261和第二端262之间延伸。致动器260的第二端包括被示出为放大突起的保持器280，保持器280用于将致动器260保持在凸缘可旋转轴230内，从而抵抗弹簧270的迫使。联接器200按照类似于前面所描述的联接器100的方式进行操作。

本发明提供一种用于螺旋桨的改进型快速分离联接器，该改进型快速分离联接器对于操作员而言使用简单。该联接器能够适应不同类型的螺旋桨。螺旋桨轮毂部适合于与马达联接器部分一起使用并且适合于与在图1中示出的常规联接器一起使用。

本公开包括所附权利要求书中包含的内容以及前述描述的内容。尽管在一定程度的特殊性的情况下以其优选形式对本发明进行了描述，但应理解，本文对优选形式的公开仅仅是通过示例的方式来进行的，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对构造的细节以及部件的组合和布置做出多种修改。