旋翼桨毂及无人直升机的制作方法

本发明涉及小型无人机技术领域，尤其涉及旋翼桨毂及无人直升机。

背景技术：

现有的无人直升机的旋翼一般体积较大，占用空间也大，收放不灵活，安装和拆卸都较为复杂，导致对旋翼装拆时存在耗废人力、物力以及时间等的问题，这在实际工程中大大限制无人直升机的应用范围。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种旋翼桨毂及无人直升机，旨在解决现有技术的无人直升机的旋翼装拆困难的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种旋翼桨毂，包括旋翼主轴、变距轴、变距轴套和桨夹，所述变距轴与所述旋翼主轴呈垂直设置且穿设所述旋翼主轴并与所述旋翼主轴转动连接，所述变距轴套设于所述变距轴的两端，所述桨夹通过快拆机构与所述变距轴套可拆卸连接，所述快拆机构包括垂直紧固件、水平紧固件、夹紧块和压片轴套；所述变距轴套的端部设有插槽，所述桨夹的端部插入所述插槽内，所述夹紧块夹持于所述变距轴套的两侧，所述垂直紧固件的端部设有导向槽且所述垂直紧固件穿过所述变距轴套、所述桨夹和所述夹紧块伸出至所述夹紧块外，所述水平紧固件穿设所述导向槽并与所述夹紧块连接，所述压片轴套套设于所述水平紧固件外并沿所述水平紧固件滑动以插入所述导向槽或者脱离所述导向槽，所述导向槽的开口宽度大于所述水平紧固件的外径而小于所述压片轴套的外径。

优选地，所述快拆机构还包括弹性件，所述弹性件套设于所述水平紧固件外，且所述弹性件的两端分别抵压所述压片轴套和所述夹紧块。

优选地，所述夹紧块包括中间板以及设于所述中间板长度方向的两侧并与所述中间板形成夹角的第一侧边板和第二侧边板，所述第一侧边板与所述第二侧边板分别夹持于所述变距轴套的两侧，所述水平紧固件安装于所述中间板的外侧。

优选地，所述中间板宽度方向的两侧分别设有第一连接座和第二连接座，所述第一连接座和所述第二连接座上分别设有与所述导向槽位置对应的第一连接孔和第二连接孔，所述水平紧固件依序穿过所述第一连接孔、所述导向槽和所述第二连接孔，所述弹性件的一端抵压于所述第一连接座上。

优选地，所述压片轴套包括压片和连接于所述压片中部并与所述压片呈垂直角度的轴套，所述轴套套接于所述水平紧固件外并沿所述水平紧固件滑动以插入所述导向槽或者脱离所述导向槽，所述弹性件的另一端抵压于所述压片。

优选地，所述水平紧固件的端部设有用于防止所述水平紧固件脱离所述第二连接孔的卡环。

优选地，所述变距轴套设有贯通所述插槽上端和下端的轴套孔，所述桨夹与所述轴套孔对应的位置设有桨夹孔，所述夹紧块与所述轴套孔对应的位置设有夹块孔，所述垂直紧固件穿过所述轴套孔、所述桨夹孔和所述夹块孔伸出至所述夹块孔外。

优选地，所述变距轴套的端部设有摆振阻尼橡胶，所述插槽设于所述摆振阻尼橡胶的端部。

优选地，所述变距轴套外设有用于供无人直升机的操纵拉杆铰接的变距摇臂铰。

本发明的有益效果：本发明的旋翼桨毂，当需要拆卸桨夹时，沿水平紧固件滑动压片轴套，直至压片轴套脱离导向槽，那么垂直紧固件可以脱离水平紧固件的约束，由于导向槽的开口宽度大于水平紧固件的外径，取出该垂直紧固件后，变距轴套、桨夹和夹紧块三者即完成拆卸，拆卸快捷方便；当需要组装桨夹时，将桨夹插入插槽内，夹紧块夹持于变距轴套的两侧，将垂直紧固件穿过变距轴套、桨夹和夹紧块伸出至夹紧块，此时，水平紧固件处于导向槽内的位置，沿水平紧固件反向滑动压片轴套，直至直至压片轴套插入导向槽，由于导向槽的开口宽度小于压片轴套的外径，压片轴套对垂直紧固件起到约束的作用，放置垂直紧固件脱出，受到可以脱离水平紧固件的约束，变距轴套、桨夹和夹紧块三者即完成组装，组装快捷方便。

本发明的另一技术方案是：一种无人直升机，其包括上述的旋翼桨毂。

本发明的无人直升机，由于使用有上述的旋翼桨毂，从而可以实现对桨夹快速装拆，那么对于安装于桨夹上的桨叶也随同桨夹实现快速装拆。

附图说明

图1为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的第一视角的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的第二视角的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的第三视角的结构示意图。

图4为图3中a处的局部结构放大示意图。

图5为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的减速箱与两主旋翼机构连接的第一视角的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的减速箱与两主旋翼机构连接的第二视角的结构示意图。

图7为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的动力装置的局部结构分解示意图。

图8为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机隐藏主旋翼机构后的结构示意图。

图9为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的散热系统的结构示意图。

图10为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的机身起落架的结构示意图。

图11为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的旋翼桨毂的第一视角的结构示意图。

图12为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的旋翼桨毂的第二视角的结构示意图。

图13为本发明实施例提供的交叉双旋翼无人直升机的旋翼桨毂的结构分解示意图。

附图标记包括：

10—机身起落架11—起落架12—机身

20—主旋翼机构21—桨叶22—旋翼桨毂

23—旋转轴24—倾斜盘25—操纵拉杆

30—动力装置31—发动机32—发电机

33—离合器34—联轴器35—传动机构

36—减速箱37—排气管38—油箱

39—启动器40—航电系统50—散热系统

51—水箱散热片52—格栅53—导流板

60—光电吊舱221—旋翼主轴222—变距轴

223—变距轴套224—桨夹225—快拆机构

226—摆振阻尼橡胶227—变距摇臂铰351—输入齿轮

352—同步传动带353—输出齿轮2231—轴套孔

2232—插槽2241—桨夹孔2251—垂直紧固件

2252—水平紧固件2253—夹紧块2254—压片轴套

2255—弹性件2256—卡环22511—导向槽

22531—中间板22532—第一侧边板22533—第二侧边板

22534—第一连接座22535—第二连接座22536—夹块孔

22541—压片22542—轴套。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～13描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1结合图10～13所示，本发明实施例提供的一种旋翼桨毂22，包括旋翼主轴221、变距轴222、变距轴套223和桨夹224，所述变距轴222与所述旋翼主轴221呈垂直设置且穿设所述旋翼主轴221并与所述旋翼主轴221转动连接，所述变距轴套223设于所述变距轴222的两端，所述桨夹224通过快拆机构225与所述变距轴套223可拆卸连接，所述快拆机构225包括垂直紧固件2251、水平紧固件2252、夹紧块2253和压片轴套2254；所述变距轴套223的端部设有插槽2232，所述桨夹224的端部插入所述插槽2232内，所述夹紧块2253夹持于所述变距轴套223的两侧，所述垂直紧固件2251的端部设有导向槽22511且所述垂直紧固件2251穿过所述变距轴套223、所述桨夹224和所述夹紧块2253伸出至所述夹紧块2253外，所述水平紧固件2252穿设所述导向槽22511并与所述夹紧块2253连接，所述压片轴套2254套设于所述水平紧固件2252外并沿所述水平紧固件2252滑动以插入所述导向槽22511或者脱离所述导向槽22511，所述导向槽22511的开口宽度大于所述水平紧固件2252的外径而小于所述压片轴套2254的外径。

具体地，本发明实施例的旋翼桨毂22，当需要拆卸桨夹224时，沿水平紧固件2252滑动压片轴套2254，直至压片轴套2254脱离导向槽22511，那么垂直紧固件2251可以脱离水平紧固件2252的约束，由于导向槽22511的开口宽度大于水平紧固件2252的外径，取出该垂直紧固件2251后，变距轴套223、桨夹224和夹紧块2253三者即完成拆卸，拆卸快捷方便；当需要组装桨夹224时，将桨夹224插入插槽2232内，夹紧块2253夹持于变距轴套223的两侧，将垂直紧固件2251穿过变距轴套223、桨夹224和夹紧块2253伸出至夹紧块2253，此时，水平紧固件2252处于导向槽22511内的位置，沿水平紧固件2252反向滑动压片轴套2254，直至直至压片轴套2254插入导向槽22511，由于导向槽22511的开口宽度小于压片轴套2254的外径，压片轴套2254对垂直紧固件2251起到约束的作用，放置垂直紧固件2251脱出，受到可以脱离水平紧固件2252的约束，变距轴套223、桨夹224和夹紧块2253三者即完成组装，组装快捷方便。

优选地，本实施例中的垂直紧固件2251和水平紧固件2252均可以选用快拆螺丝。

本实施例的旋翼桨毂22大大提高了组装与拆卸的效率，提高部件的收放灵活性。

如图12至图13所示，本实施例中，所述快拆机构225还包括弹性件2255，所述弹性件2255套设于所述水平紧固件2252外，且所述弹性件2255的两端分别抵压所述压片轴套2254和所述夹紧块2253。具体地，弹性件2255优选为弹簧，通过弹性件2255对压片轴套2254施加弹性力可以确保当压片轴套2254插入导向槽22511内时始终处于导向槽22511内处，避免本实施例的旋翼桨毂22在工作时出现部件松脱甚至部件之间脱离连接的现象出现，确保结构的稳定性和可靠性。

如图13所示，本实施例中，所述夹紧块2253包括中间板22531以及设于所述中间板22531长度方向的两侧并与所述中间板22531形成夹角的第一侧边板22532和第二侧边板22533，所述第一侧边板22532与所述第二侧边板22533分别夹持于所述变距轴套223的两侧，所述水平紧固件2252安装于所述中间板22531的外侧。具体地，通过设置的第一侧板和第二侧板之间形成夹持间距来夹持变距轴套223，这样可以提升夹紧块2253与变距轴套223之间的连接稳定性。另外，中间板22531的设置则为水平紧固件2252的安装提供的支撑的结构。

如图12～13所示，本实施例中，所述中间板22531宽度方向的两侧分别设有第一连接座22534和第二连接座22535，所述第一连接座22534和所述第二连接座22535上分别设有与所述导向槽22511位置对应的第一连接孔(图未示)和第二连接孔(图未示)，所述水平紧固件2252依序穿过所述第一连接孔、所述导向槽22511和所述第二连接孔，所述弹性件2255的一端抵压于所述第一连接座22534上。具体地，第一连接座22534和第二连接座22535均垂直于中间板22531，那么在分别在第一连接座22534和第二连接座22535上开设第一连接孔和第二连接孔可以供水平紧固件2252穿设安装，这样当垂直紧固件2251穿过夹紧块2253时，可以使得水平紧固件2252横向穿过垂直紧固件2251设置的导向槽22511，结构设计巧妙，实用性强。

如图12～13所示，本实施例中，所述压片轴套2254包括压片22541和连接于所述压片22541中部并与所述压片22541呈垂直角度的轴套22542，所述轴套22542套接于所述水平紧固件2252外并沿所述水平紧固件2252滑动以插入所述导向槽22511或者脱离所述导向槽22511，所述弹性件2255的另一端抵压于所述压片22541。具体地，轴套22542的设置起到滑动导向的作用，而压片22541的则起到接受弹性件2255施加的弹性力的作用。同时，当需要滑动该压片轴套2254时，手指拨动压片22541即可实现带动轴套22542沿水平紧固件2252方向滑动，单手即可实现操作，不需要借助包括扳手在内的任何辅助工具，大大提高了组装和拆卸的效率，提高产品的收放灵活性。

如图12所示，本实施例中，所述水平紧固件2252的端部设有用于防止所述水平紧固件2252脱离所述第二连接孔的卡环2256。具体地，可进一步在水平紧固件2252外表面靠近其端部的位置设置卡槽，当所述水平紧固件2252依序穿过所述第一连接孔、所述导向槽22511和所述第二连接孔并伸出第二连接孔后再通过卡环2256卡持在卡槽上，如此，即可防止所述水平紧固件2252脱离出所述第二连接孔，从而可提升水平紧固件2252与夹紧块2253之间连接的稳定性。

如图13所示，本实施例中，所述变距轴套223设有贯通所述插槽2232上端和下端的轴套孔2231，所述桨夹224与所述轴套孔2231对应的位置设有桨夹孔2241，所述夹紧块2253与所述轴套孔2231对应的位置设有夹块孔22536，所述垂直紧固件2251穿过所述轴套孔2231、所述桨夹孔2241和所述夹块孔22536伸出至所述夹块孔22536外。具体地，将轴套孔2231、桨夹孔2241和夹块孔22536的位置设置成对中，这样穿设垂直紧固件2251时，无需单独对轴套孔2231、桨夹孔2241和夹块孔22536进行对位，能够快速就完成垂直紧固件2251的安装，结构设计合理，实用性强。

如图13所示，本实施例中，所述变距轴套223的端部设有摆振阻尼橡胶226，所述插槽2232设于所述摆振阻尼橡胶226的端部。具体地，摆振阻尼橡胶226具有良好的韧性，在变距轴套223作旋转运动时，该摆振阻尼橡胶226可作小幅度的摆动，避免部件刚度过大而影响旋转工作。

如图11～13所示，本实施例中，所述变距轴套223外设有用于供无人直升机的操纵拉杆25铰接的变距摇臂铰227。具体地，该变距摇臂铰227的设置为操纵拉杆25的安装提供的支撑结构。

如图1～13所示，本发明实施例还提供的一种交叉双旋翼无人直升机，包括机身起落架10以及安装于所述机身起落架10上的旋翼系统、用于控制所述旋翼系统工作的动力装置30和与所述动力装置30连接以起导航作用的航电系统40；所述旋翼系统包括设于所述机身起落架10上方的两个主旋翼机构20，各所述主旋翼机构20包括桨叶21、上述的旋翼桨毂22和旋转轴23，两所述旋转轴23与所述动力装置30转动连接且两所述旋转轴23之间形成夹角，两所述桨叶21分别安装于两所述旋翼桨毂22的端部且在旋转时相互错开。

具体地，本发明实施例的交叉双旋翼无人直升机，由于两个主旋翼机构20的旋转轴23之间形成夹角，那么可以确保分别安装于两个旋翼桨毂22端部的桨叶21在旋转时相互错开，互不干涉，避免出现打桨；同时，两个旋翼桨毂22均与一个动力装置30连接，动力装置30同时驱动该两个旋翼桨毂22工作，两个旋翼桨毂22共同工作可以提供更大的升力，并且两个旋翼桨毂22相互之间可以抵消反扭矩，即使在极端的条件下，直升机依然具有稳定和可靠的操纵性能，悬停效率较高，无用功率损失较小，载荷比较大，直升机整体飞行性能大大提升。

另外，本发明实施例的该交叉双旋翼无人直升机，两个主旋翼机构20交叉设置，尾部无旋翼结构，较同级别单旋翼带尾桨直升机和共轴双旋翼直升机相比，机身12长度和机身12高度均比较小，总体结构紧凑，便于储运和灵活部署。

如图5～6所示，本实施例中，所述主旋翼机构20还包括自动倾斜盘24和操纵拉杆25，所述自动倾斜盘24安装于所述旋转轴23上，所述操纵拉杆25连接于所述自动倾斜盘24与所述旋翼桨毂22之间。具体地，自动倾斜盘24和操纵拉杆25结合用以操纵旋翼总距和桨叶21周期变距，从而实现直升机的升降、前后以及左右放下过的运动。其中，操纵拉杆25有多个，且根据具体机型选择不同长度和数量的操纵拉杆25搭配使用。

如图2～4和图7～8所示，本实施例中，所述动力装置30包括发动机31、发电机32、离合器33、联轴器34、传动机构35和减速箱36，所述发动机31和所述联轴器34均与所述机身起落架10固定连接，所述发电机32与所述发动机31连接，所述离合器33的输入端与所述发电机32连接，所述离合器33的输出端与所述联轴器34连接，所述联轴器34通过所述传动机构35与所述减速箱36的输入端连接，所述减速箱36设有间隔布置的两个输出轴，两所述旋转轴23分别与两所述减速箱36的输出轴驱动连接。具体地，发动机31启动后带动发电机32工作，发电机32带动离合器33作离合工作，离合器33带动联轴器34转动，联轴器34通过传动机构35带动减速箱36工作，减速箱36带动与其两个输出轴连接的两个旋转轴23转动，那么即实现控制两个主旋翼机构20旋转工作。动力装置30形成“动力启动-发电-离合-传动-减速-操纵”一体化核心机，该结构设计大大简化了附属结构，其中只有发动机31和联轴器34均与机身起落架10固定连接，且各部件之间的连接简单，任意大部件出现故障均可快速拆卸与更换。

如图7～8所示，进一步地，所述动力装置30包括启动器39，启动器39与发动机31连接以控制发动机31的开启和关闭。

如图4～7所示，本实施例中，所述传动机构35包括输入齿轮351、同步传动带352和输出齿轮353，所述输入齿轮351与所述联轴器34连接，所述输出齿轮353与所述减速箱36的输入端连接，所述同步传动带352绕设连接于所述输入齿轮351和所述输出齿轮353。具体地，联轴器34转动时，带动与其连接的输入齿轮351转动，输入齿轮351转动并通过同步传动带352带动输出齿轮353转动，输出齿轮353控制减速箱36工作，从而通过减速箱36带动两个主旋翼机构20旋转工作。优选地，联轴器34优选为柔性的联轴器34

如图1～3和图7～8所示，本实施例中，所述动力装置30还包括为所述发动机31排气的排气管37，所述排气管37与所述发动机31连通。具体地，发动机31可以选用水冷发动机31或者风冷发动机31，通过设置排气管37可以实现对发动机31排气以及降噪的作用。

如图2所示，本实施例中，所述动力装置30还包括用于为所述发动机31提供油源的油箱38，所述油箱38通过管路与所述发动机31连通。具体地，油箱38的作用起到提供油源的作用，通过管路将油源供给至发动机31，以使得发动机31可以工作。

如图11～13所示，本实施例中，所述旋翼桨毂22包括旋翼主轴221、变距轴222、变距轴套223和桨夹224，所述旋翼主轴221与所述旋转轴23连接，所述变距轴222与所述旋翼主轴221呈垂直设置且穿设所述旋翼主轴221并与所述旋翼主轴221转动连接，所述变距轴套223设于所述变距轴222的两端，所述桨夹224与所述变距轴套223可拆卸连接，所述桨叶21安装于所述桨夹224上。具体地，旋转轴23转动时即可带动旋翼主轴221转动，旋翼主轴221转动带动全部直接或者间接与该旋翼转轴连接的部件绕旋转轴23的中轴线为中心转动，而将变距轴222在操纵拉杆25的作用下拉动变距轴222绕垂直于旋转轴23的中轴线的中线作一定角度的往复旋转运动，从而结合旋翼主轴221的转动实现控制桨叶21转动工作。其中，变距轴套223的作用是供桨夹224安装，桨夹224的作用是用于固定桨叶21，桨夹224与变距轴套223可拆卸连接可以方便后续对桨叶21进行维护和更换，结构设计合理，实用性强。

如图1～3和图8～9所示，本实施例中，所述机身起落架10上还设有散热系统50，所述散热系统50包括水箱散热片51、格栅52和导流板53，所述导流板53固定安装于所述机身起落架10前端顶部，所述格栅52设于所述导流板53的两侧，所述水箱散热片51安装于所述导流板53的顶部并位于两所述格栅52之间。具体地，导流板53将风导向到水箱散热片51上，通过水箱散热片51将机身起落架10上安装的各部件在工作时产生的热量快速散失，避免高温对部件的影响，确保直升机使用时的稳定性和可靠性。进一步地，格栅52的设置具有对位于两格栅52之间的部件起到防止外物碰撞的作用。

如图2～3所示，本实施例中，所述机身起落架10上还设有用于供执行元件安装的光电吊舱60。具体地，光电吊舱60可以供各个执行元件安装，执行元件可以是摄像头、机械手、灯具等。

如图10所示，进一步地，本实施例中，机身起落架10为管架式“机身12-起落架11”一体结构，起落架11与机身12合二为一，一体化核心机可方便的在其上进行安装与拆卸。

综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。