空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的制作方法

1.本发明一般涉及一种空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置，并且更具体地，涉及这样一种空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置：该螺旋桨折叠装置能够根据空中行驶车辆的飞行状态而展开或折叠螺旋桨。


背景技术：

2.本节中的陈述仅提供涉及本发明的背景信息，而并不会构成现有技术。
3.近年来，可用于各种用途(例如货物运输或医疗运输)的空中行驶车辆的开发正在进行。由于其提高的能量效率和可靠性，飞行行驶车辆正进入实际使用的阶段。
4.这种空中行驶车辆可以通过操作螺旋桨来飞行，螺旋桨也能够实现起飞和降落。起飞和降落需要比飞行时更大的推力和更高的螺旋桨转数。相反，当空中行驶车辆处于飞行状态时，不再需要螺旋桨的用于垂直起飞的一些操作。申请人已发现，当空中行驶车辆处于高速飞行状态时，螺旋桨会产生空气阻力，从而造成飞行过程中的能量损失。
5.以上陈述仅仅旨在帮助理解本发明的背景技术，而不意为本发明落入本领域技术人员公知的现有技术的范围内。


技术实现要素：

6.本发明提出了一种空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置。特别地，螺旋桨折叠装置能够根据空中行驶车辆的飞行状态展开或折叠螺旋桨叶片，使得可以根据空中行驶车辆的飞行状态来高效地使用螺旋桨叶片，从而提高空中行驶车辆的能量效率和运渡航程(ferry range)。
7.在本发明的一方面中，空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置包括：下部板、上部板以及引导件，下部板连接至产生旋转力的驱动电机的驱动轴，下部板包括枢转单元，所述枢转单元上安装有螺旋桨叶片，枢转单元配置为可枢转，以使螺旋桨叶片根据枢转单元的位置展开或折叠；上部板布置在下部板上以在向上和向下方向上移动，使得上部板允许枢转单元枢转或使得枢转单元的位置被固定；所述引导件联接至上部板，并且连接至枢转单元，以响应于上部板在向上和向下方向上移动而改变枢转单元的枢转位置，从而使螺旋桨叶片展开或折叠。
8.螺旋桨折叠装置可以进一步包括：副电机，其包括联接至上部板的副轴，其中，副电机在向上和向下方向上移动副轴，以在向上和向下方向上调整上部板的位置。
9.驱动轴可以联接至下部板的底部，从上部板向下延伸的连接轴可以连接至下部板的顶部，并且驱动轴和连接轴可以彼此同轴地布置。
10.驱动轴可以具有中空内部的圆柱形状。连接轴可以穿过下部板插入到驱动轴的中空内部中。
11.下部板可以具有多边形的通孔，连接轴延伸穿过通孔。连接轴可以包括：顶端部分，其具有多边形形状以与多边形的通孔匹配，以及底端部分，其形成为与驱动轴的中空内
部匹配。
12.副电机可以设置在驱动电机的下方，副轴可以插入到驱动轴中以连接至连接轴。
13.副轴和连接轴可以经由轴承彼此连接，使得副轴是不可旋转的，而连接轴是可旋转的。
14.枢转单元可以包括：在其上安装有螺旋桨叶片的安装端部和可枢转地布置在下部板上的枢转端部，引导销从枢转端部的周围部分突出。引导件可以配置为包围枢转端部，并且具有引导孔，所述引导销插入到引导孔中，引导孔沿着路径在向上和向下方向上延伸。
15.引导孔可以包括：线性段，其在向上和向下方向上延伸；以及倾斜段，其从线性段向下延伸。
16.线性段可以延伸至当上部板向上移动时允许枢转单元枢转的长度。倾斜段的倾斜角度和长度可以确定为使得枢转单元响应于上部板的向上移动而枢转，从而使螺旋桨叶片折叠。
17.下部板可以包括围绕枢转单元设置的下挡块，从而在螺旋桨叶片响应于枢转单元的枢转而移动至展开位置或折叠位置时，使得下挡块限制枢转单元的枢转。
18.下挡块可以延伸以包围枢转单元的部分，并且所述下挡块可以配置为当螺旋桨叶片移动至展开位置或折叠位置时与枢转单元的安装端部接触。
19.上部板可以包括向下延伸并允许枢转单元座接在其中的上挡块。上挡块可以配置为当上部板向下移动时，固定枢转单元的位置。
20.具有上述结构的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置可以根据空中行驶车辆的飞行状态来展开或折叠螺旋桨叶片。可以根据空中行驶车辆的飞行状态来高效地使用螺旋桨叶片，从而提高空中行驶车辆的能量效率和运渡航程。
21.通过本文提供的说明，其它应用领域将变得明显。应当理解，本说明书和具体实施例仅是旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本发明的保护范围。
附图说明
22.为了可以更好地理解本发明，现在参考所附附图，以给出的示例的方式来描述其各种形式，在这些附图中：
23.图1和图2是示出了根据本发明的一种形式的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的展开状态的图；
24.图3是示出了在图1中所示的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的驱动轴和连接轴的图；
25.图4是示出了空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的下部板和枢转单元的图；
26.图5至图7是示出了空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的枢转单元的操作的图；以及
27.图8是示出了根据本发明的一种形式的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的折叠状态的图。
28.本文描述的附图仅用于说明的目的，而并不旨在以任何方式限制本发明的范围。
具体实施方式
29.下面的说明在本质上仅仅是示例性的，并非旨在限制本发明、应用或用途。应当理
解，在整个说明书和附图中，相应的附图标记表示相同或相应的部件和特征。
30.在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的示例性形式的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置。
31.图1和图2是示出了根据本发明的一种形式的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的展开状态的图；图3是示出了图1中所示的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的驱动轴和连接轴的图；图4是示出了空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的下部板和枢转单元的图；图5至图7是示出了空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的枢转单元的操作的图；以及图8是示出了根据本发明的另一种形式的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置的折叠状态的图。
32.如图1和图2所示，空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置包括：下部板200、上部板300以及引导件310。下部板200连接至产生旋转力的驱动电机100的驱动轴110，并且包括枢转单元210，螺旋桨叶片p安装在枢转单元210上，枢转单元210配置为可枢转的，以使螺旋桨叶片p可以根据枢转单元210的位置展开或折叠。上部板300布置在下部板200上，在向上和向下方向上可移动，从而使得上部板300允许枢转单元210枢转枢转单元210或固定枢转单元210的位置。引导件310联接至上部板300并且连接至枢转单元210，从而对应于上部板300沿向上和向下方向上移动来改变枢转单元210的枢转位置，从而使螺旋桨叶片展开或折叠。此处，驱动电机100和副电机400(将在后面描述)可以在电机控制器的控制下运行。
33.根据本发明的螺旋桨折叠装置可以布置在空中行驶车辆的车身或侧翼上。当驱动电机100运行时，下部板200旋转以使螺旋桨叶片p旋转，从而产生推力，以使空中行驶车辆可以飞行。
34.尽管在附图中示出了上部板300、下部板200以及驱动电机100以从上到下的方向布置，但是那些组件可以反向布置。此外，多个螺旋桨叶片p可以经由枢转单元210而设置在下部板200上。一些螺旋桨叶片p可以经由枢转单元210布置在下部板200上以展开或折叠。
35.驱动电机100包括驱动轴110，并且下部板200连接至驱动轴110，从而通过传递到下部板200的驱动电机100的旋转力而使下部板200旋转。在其上安装有螺旋桨叶片p的枢转单元210可以可枢转地布置在下部板200上，从而使螺旋桨叶片p可以根据枢转单元210的枢转位置展开或折叠。枢转单元210的枢转位置通过布置在下部板200上沿向上和向下方向可移动的上部板300来固定。因此，枢转单元210的枢转位置通过上部板300来固定，从而使螺旋桨叶片p可以保持展开或折叠。特别地，上部板300的引导件310连接至枢转单元210，以根据上部板300在向上和向下方向上的移动来改变枢转单元210的枢转位置。
36.此处，螺旋桨折叠装置进一步包括副电机400，副电机400包括联接至上部板300的副轴410。副轴410配置为在向上和向下方向上移动，以在向上和向下方向上调整上部板300的位置。相应地，可以根据副电机400是否运行而调整上部板300在向上和向下方向上的位置，从而改变枢转单元210的枢转位置或固定枢转单元210的位置。
37.例如，当上部板300响应于副电机400的操作而向上移动时，可以允许枢转单元210的枢转位置的改变，并且上部板300的引导件310可以使枢转单元210枢转，从而折叠螺旋桨叶片p。因此，可以减小空中行驶车辆在高速飞行期间由螺旋桨叶片p引起的空气阻力，从而使得空中行驶车辆能够高效地飞行。此外，当存储空中行驶车辆时，螺旋桨叶片p可以折叠，从而减小存储空间。
38.相反，当上部板300向下移动时，引导件310使枢转单元210枢转，从而将螺旋桨叶
片p展开，并且枢转单元210的枢转位置的变化由上部板300限制。因此，空中行驶车辆可以响应于驱动电机100的操作而通过螺旋桨叶片p的旋转而起飞和降落。由于螺旋桨叶片p的位置由上部板300固定，因此确保了螺旋桨叶片p的可靠性。
39.下面将更详细地描述本发明，如图2所示，驱动轴110联接至下部板200的底部，并且从上部板300向下延伸的连接轴320连接至下部板200的顶部以与驱动轴110同轴。此处，下部板200可以具有板状，多个枢转单元210设置在下部板200的周围部分，并且螺旋桨叶片p分别安装在枢转单元210上。由于驱动轴110和连接轴320分别连接至下部板200的中心部分的底部和顶部，并且驱动轴110和连接轴320同轴，因此驱动轴110、下部板200以及连接轴320可以通过驱动电机100提供的旋转力可靠地旋转。上部板300也可以具有类似于下部板200的板状，并且连接轴320可以从上部板300的中心部分延伸。
40.如图3所示，驱动轴110具有中空圆柱的形状，并且连接轴320穿过下部板200插入到驱动轴110中。由于这种配置，连接轴320连接到下部板200和驱动轴110两者，从而获得连接轴320的联接强度，使得上部板300可以牢固地固定至下部板200。此外，由于将连接轴320插入到驱动轴110中，因此具有中空内部的驱动轴110的强度可以提高。
41.在一种形式中，如图4所示，下部板200具有多边形的通孔220，连接轴320延伸穿过该通孔220。连接轴320配置为使得其顶端部分具有多边形形状以与通孔220匹配，并且其底端部分与驱动轴110的中空内部匹配。因此，上部板300的连接轴320可以穿过下部板200的通孔220插入到驱动轴110中。特别地，由于通孔220的顶端部分和连接轴320的顶端部分是多边形的，所以连接轴320可以与下部板200一起旋转，并且允许连接轴320在通孔220中的上下移动。连接轴320的底端部分可以具有与驱动轴110的中空内部匹配的圆形形状。相应地，上部板300经由连接轴320布置在下部板200上，以在向上和向下方向上可移动并且与下部板200一起可旋转。
42.副电机400设置在驱动电机100的下方，并且副轴410插入到驱动轴110中以连接至连接轴320。因此，通过副电机400的操作来移动副轴410可以使连接轴320移动。此处，副电机400可以实施为沿线性方向使所述副轴410收回或缩回的致动器。由于副轴410插入到驱动轴110中并且连接至连接轴320，所以连接轴320可以通过副轴410的线性移动而移动，从而使上部板300可以在向上和向下方向上移动。尽管副电机400可以布置在下部板200上，但是当副电机400布置在配置为旋转的下部板200上时，可能会出现问题。就此而言，将副电机400单独地布置在驱动电机100的下方或底部，并且副电机400的副轴410穿过驱动轴110的中空内部连接至连接轴320。相应地，可以减小包括电机的外壳的体积。
43.此处，副轴410和连接轴320经由轴承b彼此连接。副轴410连接至副电机400以在向上和向下方向上线性移动而不旋转。连接轴320连接至上部板300，使得连接轴320可以在向上和向下方向上线性移动的同时旋转。因此，副轴410的远端可以配置为使得连接轴320的远端插入其中。轴承b插置在副轴410与连接轴320之间，使得连接轴320相对于副轴410可旋转。
44.下文将描述枢转单元210的枢转操作。每个枢转单元210包括：安装端部211，在其上安装有螺旋桨叶片p中的相应的螺旋桨叶片；以及枢转端部212，其可枢转地布置在下部板200上。引导销212a从枢转端部212的周围部分突出。每个引导件310配置为包围相应的枢转端部212。引导件310可以具有引导孔311，引导销212a插入到引导孔311中。引导孔311可
以沿着路径在向上和向下方向上延伸。
45.如图5所示，每个枢转单元210包括：安装端部211，相应的螺旋桨叶片p安装并固定至安装端部211；枢转端部212，其可枢转地布置在下部板200上。枢转单元210的安装端部211可以具有包围螺旋桨叶片p的形状，使得螺旋桨叶片p牢固地固定到其上，或者使得螺旋桨叶片p可以通过螺栓连接或铆接或焊接而被紧固，从而使螺旋桨叶片p整体地联接到其上。枢转端部212整体地联接至安装端部211，并且可枢转地布置在下部板200上，使得螺旋桨叶片p的位置可以根据枢转位置而改变。枢转端部212可以具有圆柱形状，并且包括插入到引导件310的引导孔311中的引导销212a。特别地，由于引导件310的引导孔311沿着路径延伸，因此当引导件310随着上部板300的在向上和向下方向上移动而移动时，引导销212a沿着引导孔311的路径移动，从而改变枢转单元210的枢转位置。
46.在一些形式中，如图5至图7所示，引导孔311包括：线性段311a，其在向上和向下方向上延伸；以及倾斜段311b，其从线性段311a向下延伸。
47.即，引导孔311的线性段311a使引导销212a沿着线性段311a仅在向上和向下方向上移动，从而枢转单元210的枢转位置不变。由于仅上部板300的位置在向上和向下方向上改变，所以可以允许枢转单元210枢转，或者可以固定枢转单元210的位置。相应地，线性段311a可以延伸至当上部板300向上移动时允许枢转单元210枢转的长度。
48.倾斜段311b从线性段311a倾斜地延伸。因此，当引导销212a响应于上部板300在向上和向下方向上的移动而沿着倾斜段311b移动时，枢转单元210的枢转位置可以沿着倾斜段311b延伸的方向改变。可以确定倾斜段311b的倾斜角度和长度，使得枢转单元210响应于上部板300的向上移动而枢转，从而使螺旋桨叶片p折叠。
49.如上所述，引导孔311的线性段311a和倾斜段311b的构造可以响应于上部板300在向上和向下方向上的移动，根据螺旋桨叶片p的旋转速度和旋转角度而改变。
50.因此，如图6所示，当上部板300向上移动时，引导件310也向上移动，从而引导销212a沿着引导孔311的线性段311a移动。相应地，允许枢转单元210的枢转位置相对于上部板300改变。
51.如图7所示，当上部板300继续向上移动时，引导销212a进入引导孔311的倾斜段311b，然后沿着倾斜段311b移动。因此，枢转单元210的枢转位置可以改变，使得螺旋桨叶片p可以折叠或展开。
52.返回图4，下部板200包括围绕枢转单元210的下挡块230。当螺旋桨叶片p响应于枢转单元210的枢转而移动至展开位置或折叠位置时，下挡块230限制枢转单元210的枢转。当螺旋桨叶片p移动至展开位置或折叠位置时，下挡块230设置在下部板200的与枢转单元210接触的部分上。下部板200可以配置为与枢转单元210的安装端部211接触。下部板200和枢转单元210的安装端部211可以配置为彼此表面接触。
53.此外，每个下挡块230延伸成包围相应的枢转单元210的部分。下挡块230配置为在螺旋桨叶片p移动至展开位置或折叠位置时与枢转单元210的安装端部211接触。如上所述，由于下挡块230配置为沿着枢转单元210的圆周延伸，因此获得支撑枢转单元210的下挡块230的强度，从而提高枢转单元210的稳定性。
54.此外，上部板300包括向下延伸并允许枢转单元210分别座接在其中的上挡块330。当上部板300向下移动时，枢转单元210的位置由上挡块330固定。因此，上部板300的上挡块
330可以具有分别在其中包围和座接枢转单元210的座接部分340。由于枢转单元210以这种方式被上部板300座接在其上，因此当通过驱动电机100的操作使螺旋桨叶片p旋转时，上部板300可以固定枢转单元210，使得螺旋桨叶片p可以高速旋转并且可以减小振动。
55.如上所述的根据本发明的示例性形式的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置可以如下操作。
56.如图1所示，在螺旋桨叶片p展开的位置上，上部板300向下部板200移动以与枢转单元210接触，从而枢转单元210的位置被固定。在该位置上，空中行驶车辆可以处于垂直起飞或降落位置。
57.当螺旋桨叶片p折叠时，副轴410响应于副电机400的操作而使连接轴320移动，从而使上部板300向上移动，使得枢转单元210的枢转位置处于可改变的状态。此外，引导件310与上部板300一起向上移动，并且引导销212a分别进入倾斜段311b并沿着倾斜段311b移动，使得枢转单元210的枢转位置改变。因此，如图8所示，螺旋桨叶片p与枢转单元210一起枢转从而被折叠起来。在该位置上，空中行驶车辆可以在空中高速飞行。
58.如上所述，根据本发明的一些形式的空中行驶车辆的螺旋桨折叠装置可以根据空中行驶车辆的飞行状态来展开或折叠螺旋桨叶片。可以根据空中行驶车辆的飞行状态来高效地使用螺旋桨叶片，从而提高空中行驶车辆的能量效率和运渡航程。
59.尽管出于说明的目的已经描述了本发明的示例性的形式，但是本领域技术人员应当理解，各种修改、增加和删减是可能的，而并不脱离本发明的范围和精神。