螺旋桨、动力装置及飞行器的制作方法

本实用新型涉及飞行器领域，特别涉及螺旋桨、动力装置及飞行器。

背景技术：

飞行器上的螺旋桨，作为飞行器的重要关键器件，其用于将电机或发动机中转轴的转动转化为推力或升力。

现有技术中的螺旋桨，其外形形状大多呈矩形，其阻力大、效率低，导致飞行器的飞行速度小、续航距离短，严重影响了飞行器的飞行性能。

在常规的螺旋桨转动过程中，介质(空气)会在桨叶表面产生展向方向(如图1中箭头方向所示)的速度，这部分速度会影响到桨叶的升力性能，从而损失螺旋桨的一部分效率。

技术实现要素：

本实用新型提供一种螺旋桨、动力装置及飞行器。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种螺旋桨，包括：桨毂和连接于所述桨毂的桨叶，所述桨叶的表面设有多个翼刀，所述多个翼刀沿所述桨叶的展向方向间隔设置。

进一步地，所述桨叶包括相对设置的第一表面和第二表面，所述翼刀围合形成于所述第一表面及所述第二表面上。

进一步地，所述桨叶包括相对设置的第一表面和第二表面，所述翼刀形成于所述第一表面或所述第二表面上。

进一步地，所述翼刀为直条形结构。

进一步地，所述翼刀沿所述桨叶的弦向方向设置。

进一步地，所述翼刀为弧形结构。

进一步地，所述翼刀包括弧形侧缘，所述弧形侧缘朝向远离所述桨毂的方向弯折。

进一步地，所述翼刀沿远离所述桨叶表面的方向外凸形成有凸起部。

进一步地，所述桨叶包括相对设置的第一表面和第二表面，所述翼刀围合形成于所述第一表面及所述第二表面上；所述翼刀沿远离所述第一表面的方向外凸形成有第一凸起部，所述翼刀沿远离所述第二表面的方向外凸形成有第二凸起部。

进一步地，所述桨叶还包括连接于所述第一表面和所述第二表面之间的第一侧缘和第二侧缘，所述第一侧缘位于所述第二侧缘的下方。

进一步地，所述第一侧缘为迎风面，所述第二侧缘为背风面，所述第二侧缘外凸形成有凸出部。

进一步地，所述第二侧缘为迎风面，所述第一侧缘为背风面，所述第一侧缘外凸形成有凸出部。

进一步地，所述桨叶还包括与所述桨毂连接的连接端和背离所述桨毂的末端，所述桨叶的厚度由所述连接端至所述末端逐渐减小。

进一步地，所述桨叶为至少两个，所述至少两个桨叶相对所述桨毂的中心呈中心对称设置。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种动力装置，包括驱动件以及如上所述的螺旋桨，所述螺旋桨装设于所述驱动件上。

根据本实用新型实施例的第三方面，提供一种飞行器，包括飞行器本体以及如上所述的动力装置，所述动力装置装设于所述飞行器本体上。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过在螺旋桨的桨叶表面沿桨叶的展向方向间隔设置多个翼刀，可以有效减少桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流，降低桨叶表面的附面层向外翼方向流动的速度，避免螺旋桨的能量受到损失，提高螺旋桨单位功耗下的拉力，保证飞行器具有足够的动力，同时延长续航时间和续航距离，进而提高飞行器的飞行性能。

附图说明

图1是现有技术的一种螺旋桨的平面示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种螺旋桨的平面示意图。

图3是图2所示的螺旋桨在一种视角下的立体示意图。

图4是图2所示的螺旋桨在另一视角下的立体示意图。

图5是图2所示的螺旋桨在一种视角下的侧视图。

图6是图2所示的螺旋桨在另一视角下的侧视图。

图7是本实用新型实施例提供的螺旋桨与现有的螺旋桨的测试结果的比对图。

图8是图2所示的螺旋桨的效果示意图。

图9是本实用新型实施例提供的另一种螺旋桨的平面示意图。

图10是图9所示的螺旋桨的侧视图。

图11是图9所示的螺旋桨的效果示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

本实用新型实施例提供一种螺旋桨，可以是正桨或者是反桨。所谓正桨，指从驱动件如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；所谓反桨，指从电机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说明所述螺旋桨的结构。

另外，本实施例中出现的上、下等方位用语是以所述螺旋桨安装于所述飞行器以后所述螺旋桨以及所述飞行器的常规运行姿态为参考，而不应该认为具有限制性。

下面结合附图，对本实用新型的螺旋桨、动力装置及飞行器进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

参见图2至图6所示，本实用新型的实施例提供的螺旋桨，包括：桨毂10和连接于所述桨毂10的桨叶20，所述桨叶20的表面设有多个翼刀30，所述多个翼刀30沿所述桨叶20的展向方向(如图2中X方向所示)间隔设置。所述展向方向是指所述螺旋桨自所述桨叶20的与桨毂10连接的一端朝向桨叶20的端部并沿着所述桨叶20延伸的方向。

本实用新型的螺旋桨，通过在桨叶20的表面沿桨叶20的展向方向间隔设置多个翼刀30，可以有效减少桨叶20在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流，降低桨叶20表面的附面层(桨叶的表面受空气粘性影响形成的一薄层气流)向外翼方向(即翼尖方向)流动的速度，避免螺旋桨的能量受到损失，提高螺旋桨单位功耗下的拉力，保证配备本实用新型的螺旋桨的飞行器具有足够的动力，同时延长续航时间和续航距离，进而提高飞行器的飞行性能。

请参见图7所示，是本实施例所提供的螺旋桨与现有的螺旋桨的测试结果的比对图，其中，横坐标表示螺旋桨的功率大小，纵坐标表示螺旋桨在该功率下的拉力大小，曲线A是本实施例所提供的螺旋桨的功率-拉力曲线，曲线B是现有的螺旋桨的功率-拉力曲线。由图中可看出，在功率条件相等的情况下，本实用新型提供的螺旋桨的拉力均大于现有的螺旋桨的拉力，即本实用新型提供的螺旋桨可以在同样功率的情况下提供更大的拉力，保证足够动力的同时延长续航时间，提高飞行器的飞行性能。为了更直观的将本实施例所提供的螺旋桨与现有的螺旋桨的功率-拉力关系进行比对，将图中圆圈处所表示的三组功率-拉力数值关系列为下表1所示，由表1同样可以得出，在功率条件接近的情况下，本实用新型提供的螺旋桨的拉力均大于现有的螺旋桨的拉力。

表1

在本实用新型一实施方式中，所述桨叶20为至少两个，所述至少两个桨叶20相对所述桨毂10的中心呈中心对称设置。由此，可提高螺旋桨的平衡性。在本实施例中，所述桨叶20的数量为两个。

在一可选的实施方式中，所述桨叶20包括相对设置的第一表面210和第二表面220，所述翼刀30围合形成于所述第一表面210及所述第二表面220上，即桨叶20的正反两面均设置翼刀30，这样不论本实用新型的螺旋桨是作为正桨使用还是反桨使用，桨叶的上表面都能通过翼刀30减少桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流，从而提高飞行器的飞行性能。在另一可选的实施方式中，所述翼刀30形成于所述第一表面210或所述第二表面220上，即翼刀30仅设置在桨叶20的其中一面，这样当本实用新型的螺旋桨作为正桨使用时，可以在正桨的桨叶上表面设置翼刀30，当本实用新型的螺旋桨作为反桨使用时，可以在反桨的桨叶上表面设置翼刀30，同样能够使桨叶的上表面通过翼刀30减少桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流，从而提高飞行器的飞行性能。

在一可选的实施方式中，所述翼刀30为直条形结构，结合图8所示，桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流能够顺着翼刀30的外缘分流出去(如图8中箭头方向所示)，从而减少桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流。可选地，所述翼刀30的布置方向与所述桨叶20的弦向方向(图2中所示为Y方向)呈倾斜设置。所述弦向方向是指与所述桨叶20的展向方向垂直的方向。优选地，所述翼刀30沿所述桨叶20的弦向方向Y设置，即所述翼刀30的布置方向与所述桨叶20的弦向方向之间的夹角为0，能够最大程度地减少桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流。参见图9和图10所示，在另一可选的实施方式中，所述翼刀30为弧形结构，结合图11所示，桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流能够顺着翼刀30的外缘分流出去并且还能对部分气流起到反向抵消的作用(如图8中箭头方向所示)，从而减少桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流。可选地，所述翼刀30包括弧形侧缘300，所述弧形侧缘300朝向远离所述桨毂10的方向弯折。

在本实用新型一实施方式中，所述翼刀30沿远离所述桨叶20表面的方向外凸形成有凸起部310(320)，可以对桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流进一步起到分流的作用，从而进一步减少桨叶在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流。当桨叶20的正反两面均设有翼刀30时，所述翼刀30沿远离所述桨叶20的第一表面210的方向外凸形成有第一凸起部310，所述翼刀30沿远离所述桨叶20的第二表面220的方向外凸形成有第二凸起部320。当翼刀30仅设置在桨叶20的其中一面时，所述翼刀30均沿远离所述桨叶20的上表面的方向外凸形成所述凸起部310(320)。

在本实用新型一实施方式中，所述桨叶20还包括连接于所述第一表面210和所述第二表面220之间的第一侧缘410和第二侧缘420，所述第一表面210和第二表面220的横截面均呈曲线，且所述第一侧缘410位于所述第二侧缘420的下方。由于第一表面210和第二表面220的横截面均呈曲线，且所述第一侧缘410位于所述第二侧缘420的下方，因此可减小空气的阻力，提高桨叶20的拉力。

进一步地，所述桨叶20还包括与所述桨毂10连接的连接端230和背离所述桨毂10的末端240，所述桨叶20的厚度由所述连接端230至所述末端240逐渐减小。由于桨叶20上无急剧扭转之处，因此应力较均匀，避免出现个别位置的应力过大，结构强度较高，不易折断，从而提高了螺旋桨的工作可靠性。另外，桨叶20远离桨毂10的末端240为桨叶20最薄的部分，有利于减小空气阻力。在本实施例中，所述第一侧缘410为迎风面，所述第二侧缘420为背风面，所述第二侧缘420外凸形成有凸出部430，由此可进一步提高桨叶20的拉力。其中，凸出部430可位于所述桨叶20靠近所述连接端230处，以起到进一步提高桨叶20的拉力的效果。在另一实施例中，所述第二侧缘420为迎风面，所述第一侧缘410为背风面，所述第一侧缘410外凸形成有所述凸出部430。

综上，本实用新型的螺旋桨，通过在桨叶20的表面沿桨叶20的展向方向间隔设置多个翼刀30，可以有效减少桨叶20在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流，降低桨叶20表面的附面层(桨叶的表面受空气粘性影响形成的一薄层气流)向外翼方向(即翼尖方向)流动的速度，避免螺旋桨的能量受到损失，提高螺旋桨单位功耗下的拉力，保证配备本实用新型的螺旋桨的飞行器具有足够的动力，同时延长续航时间和续航距离，进而提高飞行器的飞行性能。

由于反桨的结构与正桨的结构之间镜像对称，故对反桨的结构不再赘述。

本实用新型实施例还提供一种动力装置，包括驱动件以及本实用新型任意实施例所述的螺旋桨，所述螺旋桨通过所述桨毂10装设于所述驱动件上。本实施例中，所述驱动件为电机。可选地，所述电机的KV值为380转/(分钟·伏特)或420转/(分钟·伏特)。由此，能够保证动力装置的动力性能。需要说明的是，上述的实施例和实施方式中关于所述螺旋桨的描述同样适用于本实用新型的动力装置。

本实用新型的动力装置，通过在所述螺旋桨的桨叶20的表面沿桨叶20的展向方向间隔设置多个翼刀30，可以有效减少桨叶20在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流，降低桨叶20表面的附面层(桨叶的表面受空气粘性影响形成的一薄层气流)向外翼方向(即翼尖方向)流动的速度，避免螺旋桨的能量受到损失，提高螺旋桨单位功耗下的拉力，保证配备本实用新型的螺旋桨的飞行器具有足够的动力，同时延长续航时间和续航距离，进而提高飞行器的飞行性能。

本实用新型实施例还提供一种飞行器，包括飞行器本体以及本实用新型任意实施例所述的动力装置，所述动力装置装设于所述飞行器本体上。在本实施例中，所述飞行器包括多个动力装置，所述多个动力装置的转动方向不同。可选地，所述飞行器为多旋翼飞行器。需要说明的是，上述的实施例和实施方式中关于所述螺旋桨及动力装置的描述同样适用于本实用新型的飞行器。

本实用新型的飞行器，通过在动力装置的螺旋桨的桨叶20的表面沿桨叶20的展向方向间隔设置多个翼刀30，可以有效减少桨叶20在旋转过程中产生的沿展向方向运动的气流，降低桨叶20表面的附面层(桨叶的表面受空气粘性影响形成的一薄层气流)向外翼方向(即翼尖方向)流动的速度，避免螺旋桨的能量受到损失，提高螺旋桨单位功耗下的拉力，保证配备本实用新型的螺旋桨的飞行器具有足够的动力，同时延长续航时间和续航距离，进而提高飞行器的飞行性能。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

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