桨叶、螺旋桨、动力套装及无人飞行器的制作方法

本实用新型涉及一种桨叶、具有所述桨叶的螺旋桨、具有所述螺旋桨的动力套装及具有所述动力套装的飞行器。

背景技术：

无人飞行器上的螺旋桨为无人飞行器的关键元件，所述螺旋桨用于将所述无人飞行器的电机或者发动机中转轴的转动转化为推动力，从而为所述无人飞行器提供飞行的动力。现有技术中的螺旋桨由于外形轮廓和结构的限制，其工作效率较低，在工作时无法满足预期的推动力的需求。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要提供一种具有较高效率的桨叶，还有必要提供一种采用所述桨叶的螺旋桨和采用所述螺旋桨的动力套装和无人飞行器。

一种桨叶，用于螺旋桨，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的58.33％处，所述桨叶的攻角为11.48±2.5度；在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的77.38％处，所述桨叶的攻角为8.02±2.5度；在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的96.43％处，所述桨叶的攻角为6.31±2.5度。

进一步地，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的39.29％处，所述桨叶的攻角为17.65±2.5度；

或/及，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的97.62％处，所述桨叶的攻角为6.58±2.5度。

进一步地，所述螺旋桨的回转直径为840毫米，在距离所述螺旋桨的回转中心165毫米处，所述桨叶的攻角为17.65±2.5度；

或/及，在距离所述螺旋桨的回转中心245毫米处，所述桨叶的攻角为11.48±2.5度；

或/及，在距离所述螺旋桨的回转中心325毫米处，所述桨叶的攻角为8.02±2.5度；

或/及，在距离所述螺旋桨的回转中心405毫米处，所述桨叶的攻角为6.31±2.5度；

或/及，在距离所述螺旋桨的回转中心410毫米处，所述桨叶的攻角为6.58±2.5度。

进一步地，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的58.33％处，所述桨叶的弦长为54.14±5毫米；

或/及，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的77.38％处，所述桨叶的弦长为42.99±5毫米；

或/及，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的96.43％处，所述桨叶的弦长为31.63±5毫米。

进一步地，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的39.29％处，所述桨叶的弦长为68.20±5毫米；

或/及，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的97.62％处，所述桨叶的弦长为30.94±5毫米。

进一步地，所述桨叶的长度为395±50毫米。

进一步地，所述桨叶包括相互背离设置的叶面及叶背，以及连接所述叶背及所述叶面的一侧的第一侧缘、连接所述叶背及所述叶面的另一侧的第二侧缘。

进一步地，所述叶面的横截面轮廓及所述叶背的横截面轮廓均为弯曲结构。

进一步地，所述第一侧缘包括曲面状的向外凸出的第一拱起部；所述第二侧缘包括曲面状的向外凸出的第二拱起部。

进一步地，所述桨叶的桨孔到桨头的距离为40毫米。

一种螺旋桨，所述螺旋桨包括桨座以及至少一个如上所述的桨叶，所述桨叶上设置有安装部，所述安装部与所述桨座连接。

进一步地，所述螺旋桨还包括桨座，所述桨叶上设置有安装部，所述安装部与所述桨座连接。

进一步地，所述安装部上设置有连接孔，所述连接孔用于与紧固件相配合，以使所述安装部能够通过所述紧固件连接于所述桨座；

或/及，所述桨座的中心为所述螺旋桨的回转中心，所述安装部上设置有连接孔，所述安装部能够通过所述连接孔与所述桨座相连接，所述连接孔的中心与所述桨座的中心间隔预设距离。

进一步地，所述螺旋桨为折叠桨，所述桨叶的数量为至少两个，每个所述桨叶能够转动地连接于所述桨座上；

或者，所述螺旋桨包括与所述桨叶固定连接的桨毂，所述桨叶的数量为至少两个。

进一步地，所述螺旋桨的几何螺距为9±0.5英寸。

进一步地，所述动力套装包括如上所述的至少一个螺旋桨及驱动所述螺旋桨转动的驱动件。

进一步地，所述驱动件为电机，所述螺旋桨连接于所述电机上，所述电机的KV值为118转/(分钟·伏特)。

一种无人飞行器，其包括机身、多个机臂及如上所述的多个动力套装，所述多个机臂与所述机身连接，所述多个动力套装分别安装在所述多个机臂上。

本实用新型提供的螺旋桨通过对桨叶的不同部位的攻角的设计，减少了空气阻力，提高了效率，且推动力相对较大。

附图说明

图1是本实用新型实施方式提供的动力套装的结构示意图。

图2是图1中的动力套装的螺旋桨的桨叶结构示意图。

图3是图2中的桨叶的主视图。

图4是图2中的桨叶的侧视图。

图5是图2中的桨叶的另一视角的侧视图。

图6是图3中的桨叶的正面示意图。

图7是图6中的桨叶的A-A剖面的剖视图。

图8是图6中的桨叶的B-B剖面的剖视图。

图9是图6中的桨叶的C-C剖面的剖视图。

图10是图6中的桨叶的D-D剖面的剖视图。

图11是图6中的桨叶的E-E剖面的剖视图。

主要元件符号说明

桨叶 100

安装部 101

连接孔 103

叶面 10

叶背 20

第一侧缘 30

第一拱起部 31

第二侧缘 40

第二拱起部 41

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现了如下问题：

(1)螺旋桨的效率与螺旋桨的攻角和弦长有关，为此，发明人在螺旋桨的形状及结构方面做出了重点改进。

(2)特别地，螺旋桨的效率受到螺旋桨中部(40％～90％区域)的攻角以及弦长影响，为此，发明人在螺旋桨的中部重点做出改进。

(3)螺旋桨的形状及结构直接影响到其在旋转时产生的推动力方向以及推动力大小，为此，发明人在此方面做出了一些改进。

本实用新型实施例提供一种螺旋桨，其包括桨叶。在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的58.33％处，所述桨叶的攻角为11.48±2.5度；在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的77.38％处，所述桨叶的攻角为8.02±2.5度；在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的96.43％处，所述桨叶的攻角为6.31±2.5度。

本实用新型实施例还提供一种无人飞行器的动力套装，所述动力套装包括螺旋桨以及电机，所述螺旋桨连接于所述电机上，所述电机用于驱动所述螺旋桨转动，所述电机的KV值为118转/(分钟·伏特)。所述螺旋桨包括桨叶，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的77.38％处，所述桨叶的攻角为8.02±2.5度；在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的96.43％处，所述桨叶的攻角为6.31±2.5度。所述螺旋桨可提供较大的推动力。

本实用新型实施例还提供一种无人飞行器，其包括机身、多个机臂以及多个动力套装，所述多个机臂与所述机身连接，所述多个动力套装分别安装在所述多个机臂上。所述动力套装包括螺旋桨以及电机，所述螺旋桨连接于所述电机上，所述电机用于驱动所述螺旋桨转动，所述电机的KV值为118转/(分钟·伏特)。所述螺旋桨包括桨叶，在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的77.38％处，所述桨叶的攻角为8.02±2.5度；在所述桨叶上距所述螺旋桨的回转中心的距离为所述螺旋桨的回转半径的96.43％处，所述桨叶的攻角为6.31±2.5度。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型一实施方式提供的无人飞行器，其包括机身、机臂、螺旋桨及用于驱动所述螺旋桨转动的驱动件，所述机臂与所述机身相连接。可以理解，在一些实施方式中，所述螺旋桨可以为折叠桨。所述螺旋桨的数量可以根据实际需要选择，可以为一个、两个或者多个。本实施方式中，所述驱动件为电机，所述电机的KV值为118转/(分钟·伏特)；可以理解，在其他实施方式中，所述电机的KV值可以根据实际的飞行需要选取；所述驱动件可以为其他形式，如发动机等。

所述螺旋桨可以是正桨或者反桨。所谓正桨，指从驱动件如电机的尾部向电机头部方向看，逆时针旋转以产生升力的螺旋桨；所谓反桨，指从电机尾部向电机头部方向看，顺时针旋转以产生升力的螺旋桨。所述正桨的结构与所述反桨的结构之间镜像对称，故下文仅以正桨为例阐述所述螺旋桨的结构。

请参阅图1，图1为本实用新型实施方式提供的动力套装的结构示意图。具体在本实施方式中，所述动力套装200与所述机臂连接，所述机臂为多个，所述动力套装200包括螺旋桨300及驱动件400，所述螺旋桨300及所述驱动件400均为多个，并且每一个驱动件400驱动一个所述螺旋桨300转动，构成一套动力套装200。每个机臂上设有至少一套所述动力套装200。

可以理解，所述动力套装200也可包括一个驱动件400和多个(如两个)螺旋桨300。

另外，本实用新型实施方式的描述中出现的上、下等方位用语是以所述螺旋桨300安装于所述飞行器以后所述螺旋桨300以及所述飞行器的常规运行姿态为参考，而不应所述认为具有限制性。

请同时参阅图2至图4，图中示出了本实用新型实施方式提供的螺旋桨300的桨叶100的结构示意图。所述螺旋桨300包括桨座(图中未示出)及设置于所述桨座两侧的两个桨叶100，两个所述桨叶100关于所述桨座的中心呈中心对称设置。两个所述桨叶100及所述桨座旋转起来形成一桨盘。在本实施方式中，所述桨座的中心与所述桨盘的中心基本重合。当然，在其他实施方式中，所述螺旋桨300可以为直桨，所述螺旋桨300可以包括桨毂及与所述桨毂固定连接的两个或多个桨叶100。

在本实施方式中，所述螺旋桨300为固定式螺旋桨，两个所述桨叶100均固定地连接于所述桨座上。具体在图示的实施方式中，所述桨叶100的一端设置有安装部101，所述安装部101上设置有连接孔103，所述安装部101通过所述连接孔103与所述桨座相连接，以使所述桨叶100连接于所述桨座上。在本实施方式中，所述连接孔103为螺纹孔，所述螺纹孔内设置有螺钉等紧固件，所述安装部101通过所述紧固件与所述桨座连接。在一实施方式中，所述连接孔103的中心与所述桨座的中心O之间的距离大致为40毫米。可以理解，在其他一些实施方式中，所述连接孔103的中心与所述桨座的中心之间的距离可以根据实际需要设置，并不局限于本实用新型实施例所描述。甚至，在一些实施例中，所述安装部101及所述连接孔103均可以省略。

可以理解，在其他的实施方式中，所述螺旋桨300可以为可折叠桨，所述桨叶100可转动地连接于所述桨座上。或者，在一些实施方式中，所述桨叶100与所述桨座为一体成型结构，或者，在一些实施方式中，所述桨叶100通过连接件可拆卸地装设于所述桨座上，并不局限于本实用新型实施例中所描述。同样可以理解的是，根据实际需要，每个所述螺旋桨300中所述桨叶100的数量可以为其他数量，如三个、四个等等。具体地如，在另一个实施方式中，所述桨叶100的数量为三个，三个所述桨叶100相对所述桨座的中心在圆周方向上间隔均匀分布。

在本实施方式中，所述桨盘的直径为840±5毫米。具体地，所述桨盘的直径可以为835毫米、837.5毫米、840毫米、842.5毫米、845毫米，或者，所述桨盘的直径可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值。优选地，所述桨盘的直径为840毫米。由于所述桨盘是由所述桨叶100及所述桨座旋转而形成的效果，上文以及下文中所提到的“桨盘的中心”和“桨盘中心”，应当理解为“螺旋桨的回转中心”，类似地，上文以及下文中所提到的“桨盘的直径”和“桨盘直径”应当理解为“螺旋桨的回转直径”，“桨盘的半径”和“桨盘半径”应当理解为“螺旋桨的回转半径”。

所述桨座可以用于与所述无人飞行器的驱动件400的转轴相连接，以使所述驱动件400能够驱动所述螺旋桨300转动。所述桨座内可以嵌设有加强垫片，所述加强片可以采用铝合金等轻质高强度材料制成，以提高所述螺旋桨300的强度。

请同时参阅图5，在本实施方式中，所述桨座大致呈圆柱状。两个所述桨叶100呈中心对称状设置在所述桨座的两侧，且每个所述桨叶100与所述桨座之间的连接呈螺纹状连接。在本实施方式中，所述螺旋桨300的几何螺距为9±0.5英寸，所述几何螺距为桨叶剖面迎角为零时，桨叶旋转一周所前进的距离。具体地，所述螺旋桨300的几何螺距可以为8.5英寸、8.6英寸、8.7英寸、8.8英寸、8.9英寸、9.0英寸、9.1英寸、9.2英寸、9.3英寸、9.4英寸、9.5英寸，或者，所述几何螺距可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值。优选地，所述几何螺距为9英寸。

所述桨叶100包括相互背离设置的叶面10和叶背20，以及连接所述叶背20及所述叶面10的一侧的第一侧缘30、连接所述叶背20及所述叶面10的另一侧的第二侧缘40。所述叶面10的横截面轮廓及所述叶背20的横截面轮廓均为弯曲结构(请参阅图7至图11)。当所述螺旋桨300装设在所述无人机的驱动件400上时，所述叶面10朝向所述驱动件400，也即，所述叶面10朝下设置；且所述叶背20背离所述驱动件400，也即，所述叶背20朝上设置。在本实施方式中，所述叶面10及所述叶背20均为曲面。所述第一侧缘30包括曲面状的向外凸出的第一拱起部31。所述第一拱起部31与所述第一侧缘30的其他部分平滑过渡连接。在本实施方式中，所述第一拱起部31邻近所述桨座设置。所述第二侧缘40包括曲面状的向外凸出的第二拱起部41，所述第二拱起部41与所述第二侧缘40的其他部分平滑过渡连接。在本实施方式中，所述第二拱起部41邻近所述桨座设置。

在本实用新型实施方式所提供的螺旋桨300中，所述桨叶100上无急剧扭转之处，应力较小，结构强度较高，不易折断，可靠性高。所述桨叶100远离所述桨座的一端为所述桨叶100最薄的部分，有利于减小空气阻力。即，所述桨叶100远离所述桨盘的中心的一端的厚度小于所述桨叶100其他部分的厚度。

本实施方式中，所述桨叶100的长度为395±5毫米。所述桨叶100的长度可以为390毫米至400毫米之间的任意值，例如390毫米、392.5毫米、395毫米、397.5毫米、400毫米，或者，所述桨叶100的长度可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值。优选地，所述桨叶100的长度为395毫米。

本文中所指的攻角，是指所述桨叶100的翼弦与来流速度之间的夹角。

请同时参阅图6及图7，在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的39.29％处，所述桨叶100的攻角α1为17.65±2.5度。具体地，此处所述桨叶100的攻角α1可以为15.15度、16.15度、17.40度、17.65度、17.90度、19.15度、20.15度，或者，此处所述桨叶100的攻角α1可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值，在本实施方式中，所述攻角α1为17.65度。在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的39.29％处，所述桨叶100的弦长L1为68.20±5毫米。具体地，此处所述桨叶100的弦长L1可以为63.20毫米、64.20毫米、67.20毫米、68.20毫米、69.20毫米、71.20毫米、73.20毫米，或者，此处所述桨叶100的弦长L1可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的数值，在本实施方式中，所述弦长L1为68.20毫米。

请同时参阅图6及图8，在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的58.33％处，所述桨叶100的攻角α2为11.48±2.5度。具体地，此处所述桨叶100的攻角α2可以为8.02度、9.02度、10.02度、11.48度、11.98度、12.98度、13.98度，或者，此处所述桨叶100的攻角α2可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值，在本实施方式中，所述攻角α2为11.48度。在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的58.33％处，所述桨叶100的弦长L2为54.14±5毫米。具体地，此处所述桨叶100的弦长L2可以为49.14毫米、50.14毫米、52.14毫米、54.14毫米、55.14毫米、57.14毫米、59.14毫米，或者，具体地，此处所述桨叶100的弦长L2可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值，在本实施方式中，所述弦长L2为54.14毫米。

请同时参阅图6及图9，在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的77.38％处，所述桨叶100的攻角α3为8.02±2.5度。具体地，此处所述桨叶100的攻角α3可以为5.52度、6.52度、7.52度、8.02度、9.02度、10.02度、10.52度，或者，此处所述桨叶100的攻角α3可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值，在本实施方式中，所述攻角α3为8.02度。在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的77.38％处，所述桨叶100的弦长L3为42.99±5毫米。具体地，此处所述桨叶100的弦长L3可以为37.99毫米、38.99毫米、40.99毫米、42.99毫米、43.99毫米、45.99毫米、47.99毫米，或者，此处所述桨叶100的弦长L3可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值，在本实施方式中，所述弦长L3为42.99毫米。

请同时参阅图6及图10，在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的96.43％处，所述桨叶100的攻角α4为6.31±2.5度。具体地，此处所述桨叶100的攻角α4可以为3.81度、4.81度、5.81度、6.31度、6.81度、7.81度、8.81度，或者，此处所述桨叶100的攻角α4可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值，在本实施方式中，所述攻角α4为6.31度。在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的96.43％处，所述桨叶100的弦长L4为31.63±5毫米。具体地，此处所述桨叶100的弦长L4可以为26.63毫米、27.63毫米、29.63毫米、31.63毫米、32.63毫米、34.63毫米、36.63毫米，或者，此处所述桨叶100的弦长L4可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值，在本实施方式中，所述弦长L4为31.63毫米。

请同时参阅图6及图11，在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的97.62％处，所述桨叶100的攻角α5为6.58±2.5度。具体地，此处所述桨叶100的攻角α5可以为4.08度、5.08度、6.08度、6.58度、6.08度、7.08度、9.08度，或者，此处所述桨叶100的攻角α5可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值，在本实施方式中，所述攻角α5为6.58度。在所述桨叶100上距所述桨盘的中心O的距离为所述桨盘半径的97.62％处，所述桨叶100的弦长L5为30.94±5毫米。具体地，此处所述桨叶100的弦长L5可以为25.94毫米、26.94毫米、28.94毫米、30.94毫米、31.94毫米、33.94毫米、35.94毫米，或者，此处所述桨叶100的弦长L5可以为上述任意两个数值所界定的数值范围内的任意值，在本实施方式中，所述弦长L5为30.94毫米。

请再次参阅图6至图11，在本实施方式中，所述桨盘的直径为840毫米。在所述桨叶100上距离所述桨盘中心165毫米处，所述桨叶100的攻角α1为17.65度，所述桨叶100的弦长L1为68.20毫米；在距离所述桨盘的中心245毫米处，所述桨叶100的攻角α2为11.48度，所述桨叶100的弦长L2为54.14毫米；在距离所述桨盘的中心325毫米处，所述桨叶100的攻角α3为8.02度，所述桨叶100的弦长L3为42.99毫米；在距离所述桨盘的中心405毫米处，所述桨叶100的攻角α4为6.31度，所述桨叶100的弦长L4为31.63毫米；在距离所述桨盘的中心410毫米处，所述桨叶100的攻角α5为6.58度，所述桨叶100的弦长L5为30.94毫米。

请参阅表1，表1所示为本实施方式提供的螺旋桨在不同的转速下的推动力值。

表1螺旋桨拉力-功率值

由表中可以看出，本实用新型的实施方式提供的螺旋桨在相同的拉力大小下，需要的功率较小，从而能够节省电量消耗，增加了无人飞行器的续航距离，提高了效率。

本实用新型提供的螺旋桨通过对桨叶的不同部位的攻角的设计，减少了空气阻力，提高了效率，增加了飞行器的续航距离并提高了飞行器的飞行性能。

另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本实用新型要求保护的范围之内。