螺旋桨、动力组件及无人飞行器的制作方法

文档序号:17957152发布日期:2019-06-19 00:54阅读:215来源:国知局
螺旋桨、动力组件及无人飞行器的制作方法

本实用新型涉及无人飞行器制造技术领域,尤其涉及一种螺旋桨、动力组件及无人飞行器。



背景技术:

无人飞行器上的螺旋桨作为无人飞行器的重要部件之一,用于将电机输出轴的转动能量转化为推力或升力,以实现无人飞行器的起降、转向和悬停,是无人飞行器的主要动力来源,而螺旋桨的气动效率直接影响无人飞行器的续航时间。

现有的螺旋桨的桨叶大都平面板状结构,且桨叶轮廓形状大都为宽桨根窄桨尖,即靠近桨毂部分的桨叶宽度较大,而远离桨毂部分的桨叶宽度较小。

现有的桨叶轮廓形状导致了螺旋桨气动效率较低,无人飞行器飞行阻力较大,最终导致无人飞行器在飞行过程中飞行速度小,续航时间短,噪声水平高的问题,严重影响无人飞行器的飞行性能。



技术实现要素:

为了解决背景技术中提到的至少一个问题,本实用新型提供一种螺旋桨、动力组件及无人飞行器,能够提高螺旋桨的续航时间,降低噪声水平。

为了实现上述目的,一方面,本实用新型提供一种螺旋桨,包括桨毂和与所述桨毂相连的桨叶,所述桨叶包括上叶面、下叶面、前缘和后缘,所述前缘和后缘位于所述桨叶的两侧,所述前缘和所述后缘连接所述上叶面和所述下叶面,所述桨毂的半径为r,所述螺旋桨的半径为R,其中:

在距离所述桨毂的中心为r~30%×R的位置处,所述桨叶的最大相对弯度为5%±0.3%;

在距离所述桨毂的中心为30%×R~90%×R的位置处,所述桨叶的最大相对弯度为5.8%±0.1%;

在距离所述桨毂的中心为90%×R~100%×R的位置处,所述桨叶的最大相对弯度为4.8%±0.1%;

其中,所述桨叶的最大相对弯度为所述桨叶的翼型的最大弯度与所述桨叶的弦长之比。

在一些实施例中,在距离所述桨毂的中心为r~30%×R的位置处,所述桨叶的最大相对弯度为5%;

在距离所述桨毂的中心为30%×R~90%×R的位置处,所述桨叶的最大相对弯度为5.8%;

在距离所述桨毂的中心为90%×R~100%×R的位置处,所述桨叶的最大相对弯度为4.8%。

在一些实施例中,在距所述桨毂中心为r~30%×R的位置处,所述桨叶的最大弯度的位置为距前缘38.5%±5%的弦长处;

在距所述桨毂中心30%×R~90%×R的位置处,所述桨叶的最大弯度的位置为距前缘43.5%±0.3%的弦长处。

在一些实施例中,在距所述桨毂中心90%×R~100%×R的位置处,所述桨叶的最大弯度位置为距前缘35.5%±0.3%的弦长处。

在一些实施例中,在距所述桨毂的中心为r~30%×R的位置处,所述桨叶的最大相对厚度为11%±0.5%;

在距所述桨毂的中心为90%×R~100%×R的位置处,所述桨叶的最大相对厚度为5.1%±0.3%;

在距所述桨毂的中心为30%×R~90%×R的位置处,所述桨叶的最大相对厚度为7.1%±0.3%;

其中,所述桨叶的最大相对厚度为所述桨叶的翼型的最大厚度与所述桨叶的弦长之比。

在一些实施例中,在距所述桨毂的中心为r~30%×R的位置处,所述桨叶的最大厚度的位置为距前缘27.5%±0.5%的弦长处;

在距所述桨毂中心30%×R~90%×R的位置处,所述桨叶的最大厚度的位置为距前缘18%±0.3%的弦长处;

在距所述桨毂中心90%×R~100%×R的位置处,所述桨叶的最大厚度的位置为距前缘30.5%±0.3%的弦长处。

在一些实施例中,在距离所述桨毂的中心为30%×R的位置处,所述桨叶的扭转角为20°±0.5°;

在距离所述桨毂的中心为50%×R的位置处,所述桨叶的扭转角为15°±0.5°;

在距离所述桨毂的中心为所述螺旋桨的半径的75%×R的位置处,所述桨叶的扭转角为13°±0.3°;

在距离所述桨毂的中心为所述螺旋桨的半径的85%×R的位置处,所述桨叶的扭转角为10.5°±0.3°;

其中,所述桨叶的扭转角为所述桨叶的弦线与水平面的夹角。

在一些实施例中,在距离所述桨毂的中心为r~15%×R的位置处,所述桨叶的扭转角为16°±0.5°。

在一些实施例中,在距离所述桨毂的中心为100%×R的位置处,所述桨叶的扭转角为10°±0.3°。

在一些实施例中,在距离所述桨毂的中心为r~30%×R的位置处,所述桨叶的弦长与所述螺旋桨的直径之比为8%±0.3%;

在距离所述桨毂的中心为50%×R的位置处,所述桨叶的弦长与所述螺旋桨的直径之比为9.5%±0.1%;

在距离所述桨毂的中心为75%×R的位置处,所述桨叶的弦长与所述螺旋桨的直径之比为7.6%±0.05%;

在距离所述桨毂的中心为90%×R的位置处,所述桨叶的弦长与所述螺旋桨的直径之比为6.2%±0.05%。

在一些实施例中,在距离所述桨毂的中心为r~15%×R的位置处,所述桨叶的弦长与所述螺旋桨的直径之比为7%±0.5%。

在一些实施例中,在距离所述桨毂的中心为100%×R的位置处,所述桨叶的弦长与所述螺旋桨的直径之比为1.9%±0.05%。

在一些实施例中,所述桨叶的后缘呈直线。

在一些实施例中,所述上叶面、所述下叶面、所述前缘的缘面均为光滑曲面,且所述上叶面、所述下叶面和所述前缘的缘面和所述后缘的缘面之间平滑过渡。

在一些实施例中,所述桨叶的弦长从所述桨叶的桨跟至所述桨叶的桨尖先增大后减小,且所述桨叶的桨尖的弦长小于所述桨叶的桨跟的弦长。

在一些实施例中,所述螺旋桨的雷诺数范围为104~5×105

为了解决上述技术问题,本实用新型还提供一种动力组件,包括电机和如上所述的螺旋桨,所述螺旋桨的桨毂与所述电机的输出轴连接。

为了解决上述技术问题,本实用新型实施例还提供一种无人飞行器,包括机身、与所述机身相连的机臂以及安装于所述机臂的如上所述的动力组件。

本实用新型提供的螺旋桨、动力组件及无人飞行器,通过为螺旋桨的桨叶设置特定的翼型分布、扭转角分布和弦长分布,能够保证桨叶具有较佳的工作性能,能够有效提高螺旋桨的气动效率,并且降低其噪声水平。进一步地,将该螺旋桨应用于动力组件和无人飞行器,能够相应提高动力组件和无人飞行器的效率,进而能够有效延长无人飞行器的续航时间,并且降低其噪声水平,最终提高无人飞行器的飞行性能。

本实用新型的构造以及它的其他实用新型目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种无人飞行器的示意图;

图2为本实用新型实施例提供的螺旋桨的俯视图;

图3为图2所示的螺旋桨的主视图;

图4为图2所示的螺旋桨的桨叶的剖面图;

图5为图2所示的螺旋桨的A-A截面的剖视图;

图6为图2所示的螺旋桨的B-B截面的剖视图;

图7为图2所示的螺旋桨的C-C截面的剖视图;

图8为图2所示的螺旋桨的D-D截面的剖视图;

图9为图2所示的螺旋桨的E-E截面的剖视图;

图10为图2所示的螺旋桨的F-F截面的剖视图。

附图标记说明:

100-螺旋桨;

10-桨毂;

20-桨叶;

21-前缘;

22-后缘;

23-弦线;

24-中弧线;

L-螺旋桨的直径;

R-螺旋桨的半径;

T-桨叶的最大厚度;

C-桨叶的弦长;

F-桨叶的最大弯度;

α-扭转角;

30-动力组件;

31-电机;

40-无人飞行器;

41-机身;

42-机臂。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型的优选实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。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。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以使固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者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实用新型中的具体含义。

此外,下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供的螺旋桨是一种具有高气动效率、低噪声水平的电机,将该螺旋桨安装在电机上,可适用于任意机电一体化的应用领域,尤其可以应用于各种由电机驱动的可移动物体上,包括但不限于无人飞行器(unmanned aerial vehicle,UAV),轮船,机器人。在本实用新型实施例中,以无人飞行器为例进行说明。把本实用新型实施例提供的螺旋桨应用于无人飞行器,能够有效延长无人飞行器的悬停时间,同时降低无人飞行器的噪声水平。

图1为本实用新型实施例提供的一种无人飞行器的示意图。请参照图1,为本实用新型其中一个实施例提供的一种无人飞行器的结构示意图。该无人飞行器40的结构包括机身41、四个自机身41延伸且与机身41相连的机臂42以及分别装设在每个机臂42上的动力组件30。即,本实用新型的无人飞行器40为四旋翼无人飞行器,动力组件30的数量为四个。在其他可能的实施例中,无人飞行器40可以是其他任何合适类型的旋翼无人飞行器,例如双旋翼无人飞行器、六旋翼无人飞行器等。在动力组件30应用于其他类型无人飞行器的场合,动力组件30的数量可以根据实际需要改变,本实用新型实施例对此不作限定。

在其他可能的实施例中,无人飞行器40还可以包括云台(图未示),该云台与机身41相连,位于机身41的底部,云台用于搭载高清数码相机或其他摄像装置以消除高清数码相机或其他摄像装置受到的扰动,保证相机或其他摄像装置拍摄的视频的清晰稳定。

在本实用新型的一实施例中,机臂42与机身41固定连接,优选地,机臂42与机身41一体成型。在其他可能的实施例中,机臂42还可以可相对于机身41展开或折叠的方式与机身41相连。例如,机臂42可以通过一转轴机构与机身41相连,以实现机臂42可相对于机身41展开或折叠。

在本实用新型一实施例中,动力组件30包括电机31和由电机31驱动的螺旋桨100,螺旋桨100装设于电机31的输出轴上,螺旋桨100在电机31的驱动下旋转以产生使无人飞行器40飞行的升力或推力。电机31可以是任何合适类型的电机,例如有刷电机、无刷电机、直流电机、步进电机、交流感应电机等。本实用新型的动力组件30还包括设置在机身41或机臂42所形成的空腔内的电子调速器(未图示),该电子调速器用于根据油门控制器或油门发生器产生的油门信号生成用于控制电机转速的电机控制信号以获取无人飞行器需要的飞行速度或飞行姿态。

在一种实现方式中,油门控制器或油门发生器可以是无人飞行器的飞行控制模块。飞行控制模块通过各种传感器感知无人飞行器周围的环境,并控制无人飞行器的飞行。飞行控制模块可以是处理模块(processing unit),专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)或者现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)。

当用户通过遥控器输入控制无人飞行器的飞行姿态等的指令时,无人飞行器的飞控模块向电调板发送一油门信号,电调板接收该油门信号,生成并向电机发送用于对电机进行启动、和控制电机运行的转速等的电机控制信号。

图2为本实用新型实施例提供的螺旋桨的俯视图。图3为图2中的螺旋桨的主视图。图4为图2中的螺旋桨的桨叶的剖面图。图5为图2中的螺旋桨的A-A截面的剖视图。图6为图2中的螺旋桨的B-B截面的剖视图。图7为图2中的螺旋桨的C-C截面的剖视图。图8为图2中的螺旋桨的D-D截面的剖视图。图9为图2中的螺旋桨的E-E截面的剖视图。图10为图2中的螺旋桨的F-F截面的剖视图。

参照附图2至附图10所示,本实用新型实施例提供一种螺旋桨100,包括桨毂10和连接在桨毂10上的至少两个桨叶20(图中以两个桨叶为例进行说明)。在本实用新型的一实施例中,所述至少两个桨叶20与桨毂10固定连接,优选地,所述至少两个桨叶20与桨毂10一体成型。在其他可能的实施例中,所述至少两个桨叶20还可以可相对于桨毂10展开或折叠的方式与桨毂10相连。例如,所述至少两个桨叶20可以分别通过一转轴连接至桨毂10,以实现所述至少两个桨叶20相对于桨毂10的展开或折叠。

桨毂10用于将螺旋桨100固定连接至电机31的输出轴。在本实用新型的一实施例中,所述桨毂10上设有内螺纹,所述电机31的输出轴上设置有与所述内螺纹相对应的外螺纹,通过内螺纹和外螺纹的配合,实现螺旋桨100与电机31的螺纹连接。在另一些实施例中,也可以通过螺丝锁将电机31的输出轴锁接在桨毂10内,或者通过滚花厘士的方式实现电机31的输出轴与桨毂10的连接。在其他一些实现方式中,可以在电机31上开设凹槽,在螺旋桨100上设置与该凹槽配合的爪部,螺旋桨100与电机31的旋转配合连接,通过螺旋桨100上的爪部与电机31上的凹槽的卡接,实现螺旋桨100与电机31的连接。

该桨叶20包括上叶面、下叶面、前缘21和后缘22,前缘21和后缘22位于桨叶20的两侧,前缘21和后缘22连接上叶面和下叶面。

在距离桨毂10的中心为桨毂10的半径至30%的螺旋桨100半径的位置处,桨叶20的最大相对弯度为5%±0.3%,桨叶20的最大相对厚度为11%±0.5%。在一些实施例中,桨叶20的最大相对弯度为5%,桨叶20的最大相对厚度为11%。在一些实施例中,桨叶20的最大弯度的位置为距前缘21 38.5%±0.5%的弦长处。在一些实施例中,桨叶20的最大厚度的位置为距前缘21 27.5%±0.5%的弦长处。

在距离桨毂10的中心为30%的螺旋桨100的半径至90%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的最大相对弯度为5.8%±0.1%,桨叶20的最大相对厚度为7.1%±0.3%。在一些实施例中,桨叶20的最大相对弯度为5.8%,桨叶20的最大相对厚度为7.1%。在一些实施例中,桨叶20的最大弯度的位置为距前缘21 43.5%±0.3%的弦长处。在一些实施例中,桨叶20的最大厚度的位置为距前缘21 18%±0.3%的弦长处。

在距离桨毂10的中心为90%的螺旋桨100的半径至100%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的最大相对弯度为4.8%±0.1%,桨叶20的最大相对厚度为5.1%±0.3%。在一些实施例中,桨叶20的最大相对弯度为4.8%,桨叶20的最大相对厚度为5.1%。在一些实施例中,桨叶20的最大弯度的位置为距前缘21 35.5%±0.3%的弦长处。在一些实施例中,桨叶20的最大厚度的位置为距前缘21 30.5%±0.3%的弦长处。

其中,桨叶20的最大相对弯度为桨叶20的翼型的最大弯度与桨叶20的弦长之比;桨叶20的最大相对厚度为桨叶20的翼型的最大厚度与桨叶20的弦长之比。

桨叶20的前缘21和后缘22之间的水平距离由桨叶20的桨根向桨叶20的桨尖先增大后减小,且桨尖处的前缘21和后缘22的水平距离小于桨根处的前缘21和后缘22的水平距离。

需要说明的是,本实施例提供的螺旋桨100可用于为无人飞行器提供飞行动力,在螺旋桨100工作过程中,基于桨叶20特定的翼型,桨叶20上方的气流流速高于桨叶20下方的气流流速,因此在桨叶20的上下两侧形成气压差,使无人飞行器产生上升的动力。桨叶20的翼型分布影响着螺旋桨100的气动效率,最终影响无人飞行器的飞行性能。

其中,桨叶20的最大厚度距前缘21,是指在桨叶20的最大厚度位置点与前缘21之间的距离,该距离与该桨叶20弦长之比的百分数。由于不同结构的桨叶20具有不同的弦长,因此本实施例选用该表述方式可以将桨叶20的弦长作为限定标准,在桨叶20的弦长发生变化时,该限定方式仍具有较高的精确性。

作为一种优选的实施方式,具体的翼型分布可以通过上述的数值范围进行限位。其中参照附图5和附图6所示,其中附图5是附图2中螺旋桨100的A-A截面的剖视图,A-A位置是距离桨毂10的中心为15%的螺旋桨100的半径的位置点,附图6是螺旋桨100的B-B截面的剖视图,B-B位置是距离桨毂10的中心为30%的螺旋桨100的半径的位置点。

在距离桨毂10的中心为桨毂的半径至30%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的最大相对弯度为5%,桨叶20的最大相对厚度为11%。在其中一个实施例中,桨叶20的最大弯度的位置为距前缘38.5%的弦长处。在其中一个实施例中,桨叶20的最大厚度的位置为距前缘27.5%的弦长处。

参照附图7至附图9所示,其中附图7是附图2中螺旋桨100的C-C截面的剖视图,C-C位置是距离桨毂10的中心为50%的螺旋桨100的半径的位置点。附图8是附图2中螺旋桨100的D-D截面的剖视图,D-D位置是距离桨毂10的中心为75%的螺旋桨100的半径的位置点。附图9是附图2中螺旋桨100的E-E截面的剖视图,E-E位置是距离桨毂10的中心为90%的螺旋桨100的半径的位置点。

在距离桨毂10的中心为30%的螺旋桨100的半径至90%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的最大相对弯度为5.8%,桨叶20的最大相对厚度为7.1%。在一些实施例中,桨叶20的最大弯度的位置为距前缘43.5%的弦长处。在一些实施例中,桨叶20的最大厚度的位置为距前缘18%的弦长处。

参照附图10所示,附图10是附图2中螺旋桨100的F-F-截面的剖视图,F-F位置是距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的位置点。

在距离桨毂10的中心为90%的螺旋桨100的半径至100%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的最大相对弯度为4.8%,桨叶20的最大相对厚度为5.1%。在一些实施例中,桨叶20的最大弯度的位置为距前缘35.5%的弦长处。在一些实施例中,桨叶20的最大厚度的位置为距前缘30.5%的弦长处。

在上述的基础上,作为一种优选的实施方式,在距离桨毂10的中心为桨毂10的半径至15%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的弦长与螺旋桨100的直径之比为7%±0.5%。

在距离桨毂10的中心为30%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的弦长与螺旋桨100的直径之比为8%±0.3%。

在距离桨毂10的中心为50%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的弦长与螺旋桨100的直径之比为9.5%±0.1%。

在距离桨毂10的中心为75%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的弦长与螺旋桨100的直径之比为7.6%±0.05%。

在距离桨毂10的中心为90%的螺旋桨100的半径的位置处,桨叶20的弦长与螺旋桨100的直径之比为6.2%±0.05%。

在距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的100%处,桨叶20的弦长与螺旋桨100的直径之比为1.9%±0.05%。

需要说明的是,基于上述对附图5至附图10的描述,距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的0%至15%可以通过附图5示出,其中桨叶20的弦长可以是图中的C1。距离桨毂10的中心为30%的螺旋桨100的半径的位置可以通过附图6示出,其中桨叶20的弦长可以是图中的C2。距离桨毂10的中心为50%的螺旋桨100的半径的位置可以通过附图7示出,其中桨叶20的弦长可以是图中的C3。距离桨毂10的中心为75%的螺旋桨100的半径的位置可以通过附图8示出,其中桨叶20的弦长可以是图中的C4。距离桨毂10的中心为90%的螺旋桨100的半径的位置可以通过附图9示出,其中桨叶20的弦长可以是图中的C5。距离桨毂10的中心为100%的螺旋桨100的半径的位置可以通过附图10示出,其中桨叶20的弦长可以是图中的C6。

进一步地,参照附图2所示,本实施例提供的螺旋桨100的桨叶20的平面形状呈现为“马刀形”,即桨叶20不同站位弦长的后缘22可以是基本呈直线,前缘21的线条为平滑的曲线。同时前缘21与后缘22之间的水平距离由桨叶20的桨根位置向桨尖位置延伸,逐渐呈现先增大后减小的趋势,并且桨尖处向后收缩呈明显的后掠形状,即桨尖位置的前缘21与后缘22的水平距离小于桨根位置的前缘21和后缘22的水平距离。桨尖处弦长较小的设置方式可以切断空气在桨叶20上的展向流动,从而减少桨尖涡的形成或者削弱桨尖涡的强度,进而达到降低螺旋桨100旋转过程中旋转噪声,也可以达到提高该无人飞行器的飞行安全性。

需要说明的是,上述的数值限定出本实施例提供的马刀形桨叶20弦长特征,在桨尖位置前缘21明显向后缘22处后掠,这样的设置有利于减小螺旋桨100的展向流动,进而使得螺旋桨100拉力分布主要集中在桨尖位置,从而提高螺旋桨100的气动效率,并且将减少噪声。并且,整个螺旋桨100选择了薄翼型,这样可以减小螺旋桨100的厚度噪声;桨尖处布置小弦长,这样有利于减小螺旋桨100的脱体涡,进而减小桨涡干扰产生的噪声。

其中螺旋桨100的半径可以是附图2中R所示的长度,即桨叶20的桨根至桨毂10的圆心的长度,也可以是螺旋桨100直径L的一半。桨叶20的最大厚度可以是附图4中T所示的长度,即,在桨叶20的翼型内部作一系列与上弧线和下弧线相切的内切圆,其中最大内切圆的直径称为桨叶的最大厚度T。桨叶20的弦长可以是附图4中C示出的长度,即,弦线23的长度,其中,弦线23指的是桨叶20的前缘21位于该剖面上最左侧的端点与后缘22位于该剖面上最右侧的端点之间的连线。

作为一种优选的实施方式,多个桨叶20以桨毂10中心对称设置。

需要说明的是,本实施例提供的螺旋桨100可以包括多个桨叶20,多个桨叶20均与桨毂10连接。当然,桨毂10和桨叶20可以是一体结构,也可以是将桨叶20单独安装在桨毂10上形成分体式螺旋桨100,例如,可以在桨叶20的桨根位置上形成安装孔,从而通过安装孔将桨叶20安装在桨毂10上。本实施例的附图2和附图3以螺旋桨100包含两片桨叶20为例示出,而在实际的使用中,桨毂10上的桨叶20可以是两个、三个或者三个以上,本实施例对具体的桨叶20数量并不加以限制,也不局限于上述示例。桨毂10带动多个桨叶20转动以形成桨盘。

为保证螺旋桨100转动的稳定性,多个桨叶20可以是以桨毂10的中心线为轴中心对称地设置在桨毂10上。这样在桨毂10转动时,不同的桨叶20形成较为均匀的升力,以带动无人飞行器平稳飞行。

需要指出的是,本实用新型所述的桨根是指桨叶20上靠近桨毂10的部分,而桨尖是指桨叶20上远离桨毂10的部分。

需要指出的是,本实施例提供的桨叶20可以采用现有技术中任意的材质进行制造,包括但不限于钢材、铝合金、塑材或碳纤维等。在制造时,也可以采用包括模塑、冲压、锻造等各种现有技术的加工工艺。

本领域技术人员可以理解的是,桨叶20的桨根位置受到的气动力产生最大力矩,因此桨根需要选择大厚度的翼型以抗弯,本实施例限定的相对厚度在桨尖处设置小厚度翼型,可以减小螺旋桨100的厚度噪声,并且减小桨尖涡,从而减少桨尖涡对螺旋桨100转动的影响,达到减少噪声的效果。

其中桨叶20的最大弯度可以附图4中F所示出的长度,即中弧线24与弦线23之间的最大距离。

进一步地,在距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的0%至15%处,桨叶20的扭转角为16°±0.5°。

在距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的30%处,桨叶20的扭转角为20°±0.5°。

在距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的50%处,桨叶20的扭转角为15°±0.5°。

在距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的75%处,桨叶20的扭转角为13°±0.3°。

在距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的85%处,桨叶20的扭转角为10.5°±0.3°。

在距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的100%处,桨叶20的扭转角为10°±0.3°。

需要说明的是,桨叶20的扭转角为桨叶20的弦线23与水平面的夹角。基于上述对附图5至附图10的描述,距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的0%至15%可以通过附图5示出,其中桨叶20的扭转角可以是图中的α1。距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的30%可以通过附图6示出,其中桨叶20的扭转角可以是图中的α2。距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的50%可以通过附图7示出,其中桨叶20的扭转角可以是图中的α3。距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的85%可以近似通过附图8示出,其中桨叶20的扭转角可以是图中的α4。距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的90%可以通过附图9示出,其中桨叶20的扭转角可以是图中的α5。距离桨毂10的中心为螺旋桨100的半径的100%可以通过附图10示出,其中桨叶20的扭转角可以是图中的α6。

进一步地,桨叶20的上叶面、下叶面、前缘21的缘面均为光滑曲面,且上叶面、下叶面和前缘21的缘面之间平滑过渡。进一步地,桨叶20的后缘22可以是上叶面和下叶面相较于一点所形成的,上叶面和下叶面之间也可以具有一定的距离的延伸段,该延伸段形成桨叶20的后缘22。

在本实用新型实施例中,上述技术方案适用于雷诺数范围在104~5×105的范围内的螺旋桨。

本实用新型实施例提供的螺旋桨,通过为螺旋桨的桨叶设置特定的翼型分布、扭转角分布和弦长分布,能够保证桨叶具有较佳的工作性能,能够有效提高螺旋桨的气动效率,并且降低其噪声水平。进一步地,将该螺旋桨应用于动力组件和无人飞行器,能够相应提高动力组件和无人飞行器的效率,进而能够有效延长无人飞行器的续航时间,并且降低其噪声水平,最终提高无人飞行器的飞行性能。

本实用新型实施例还提供一种动力组件,其包括驱动件和上述实施例中的螺旋桨100,螺旋桨100的桨毂10与驱动件连接。

需要说明的是,本实施例提供的动力组件中的驱动件可以是电机31或者发动机,螺旋桨100的桨毂10可以与电机31或者发动机的输出轴相连,从而将电机31或者发动机的输出转动力通过桨毂10传递至桨叶,带动螺旋桨100的桨叶以桨毂10中心线为轴转动,扰动空气中的气流以产生升力或者推力,带动无人飞行器运动。

本实施例提供的动力组件,包括了电机和螺旋桨,其中通过为螺旋桨的桨叶设置特定的翼型分布、扭转角分布和弦长分布,能够保证桨叶具有较佳的工作性能,能够有效从而提高所制造的螺旋桨的气动效率和续航时间,并且降低其噪声水平。进一步地,将该螺旋桨应用于动力组件,能够相应提高动力组件的效率,并且降低其噪声水平,最终提高无人飞行器的飞行性。

本实用新型实施例还提供一种无人飞行器40。其包括机身41、与所述机身41相连的机臂42以及安装于所述机臂42的、如上述实施例中所述的动力组件30。

需要说明的是,本实施例提供的无人飞行器40可以是双轴无人飞行器、四轴无人飞行器或八轴无人飞行器等。本实施例对无人飞行器的具体种类并不加以限定,也不局限于上述示例。

本实用新型实施例三提供的无人飞行器,通过为其动力组件中的螺旋桨的桨叶设置特定的翼型分布、扭转角分布和弦长分布,能够保证桨叶具有较佳的工作性能,能够有效提高螺旋桨的气动效率,并且降低其噪声水平。进一步地,将该螺旋桨应用于动力组件和无人飞行器,能够相应提高动力组件和无人飞行器的效率,进而能够有效延长无人飞行器的续航时间,并且降低其噪声水平,最终提高无人飞行器的飞行性能。

在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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实用新型和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者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实用新型的限制。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

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