一种桨叶、螺旋桨以及飞行器的制作方法

文档序号:33229032发布日期:2023-02-14 15:51阅读:128来源:国知局
一种桨叶、螺旋桨以及飞行器的制作方法

1.本实用新型涉及飞行器技术领域,尤其涉及一种桨叶、螺旋桨以及飞行器。


背景技术:

2.螺旋桨,是飞行器上的重要部件,螺旋桨靠桨叶在空气中旋转将发动机转动功率转化为推进力或升力,实现无人飞行器的起飞、降落、悬停等。螺旋桨一般包括桨毂以及桨叶,桨毂通过传动部件与电机的输出轴传动连接。当电机带动输出轴旋转时,与输出轴传动连接的桨毂也跟随旋转,从而带动桨叶旋转,进而带动桨叶附近的空气流动,以产生飞行器的升力或者推力。
3.相关技术中,大尺寸桨叶应用于飞行器时,在高速转动或高震动的情况下,桨叶容易出现断裂的情况。


技术实现要素:

4.本实用新型实施例的目的之一在于:提供一种桨叶,对桨型进行改进,桨叶结构强度提升并且不容易断裂。
5.本实用新型实施例的目的之二在于:提供一种螺旋桨飞行器,提升飞行性能以及安全性能。
6.为达上述目的之一,本实用新型采用以下技术方案:
7.一种桨叶,包括:
8.桨根,用于与桨毂连接;
9.桨身,包括连接部与主体部;所述连接部一端与所述桨根连接,另一端与所述主体部连接;
10.其中,在所述连接部的第一位置处,所述桨叶的攻角为第一攻角;
11.在所述主体部的第一位置处,所述桨叶的攻角为第二攻角;
12.在所述主体部的第二位置处,所述桨叶的攻角为第三攻角;
13.所述连接部的第一位置、所述主体部的第一位置、所述主体部的第二位置沿所述桨叶的长度方向依次分布;所述第一攻角小于所述第二攻角,所述第二攻角大于所述第三攻角。
14.作为优选,在所述连接部的第一位置处,所述桨叶的弦长为第一弦长;
15.在所述主体部的第一位置处,所述桨叶的弦长为第二弦长;
16.在所述主体部的第二位置处,所述桨叶的弦长为第三弦长;
17.所述第一弦长小于所述第二弦长,所述第二弦长大于所述第三弦长。
18.作为优选,所述连接部由接近所述桨根的一端至远离所述桨根的一端,攻角逐渐增大。
19.作为优选,所述桨身包括吸力面,以及与所述吸力面相背设置的压力面;所述吸力面包括形成于所述连接部的第一吸力面;所述桨根的顶部形成第一根部平面;
20.所述第一吸力面的一部分为与所述第一根部平面平行的平面,另一部分为向远离所述压力面的方向凸出的曲面;或,所述第一吸力面为向远离所述压力面的方向凸出的曲面。
21.作为优选,所述桨身包括吸力面、压力面、前缘以及后缘;所述吸力面与所述压力面相背设置,所述吸力面的一侧通过所述前缘与所述压力面连接,所述吸力面的另一侧通过所述后缘与所述压力面连接;
22.所述前缘包括形成于所述连接部的第一前缘,以及形成于所述连接部的第二后缘;所述后缘包括形成于所述连接部的第一后缘,以及形成于所述主体部的第二后缘;
23.所述第一前缘在由接近所述桨根至远离所述桨根的方向上高度逐渐减小,所述第一后缘在由接近所述桨根至远离所述桨根的方向上高度逐渐减小。
24.作为优选,包括桨尖;所述桨尖与所述主体部远离所述连接部的一端连接;所述桨尖由接近所述主体部的一端至远离所述主体部的一端向所述桨叶的上侧倾斜延伸或向所述桨叶的下侧倾斜延伸。
25.作为优选,所述桨根设置安装孔,所述安装孔的中心线为根部中心线,所述桨叶远离所述桨根一端的端部至所述根部中心线的距离为第一长度;
26.在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的13.84%处,为所述连接部的第一位置;
27.在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的26.15%处,为所述主体部的第一位置;
28.在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的38.46%处,为所述连接部的第二位置。
29.作为优选,在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的13.84%处,所述桨叶的攻角α1=13.54
°±
2.5
°

30.在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的26.15%处,所述桨叶的攻角α2=16.51
°±
2.5
°

31.在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的38.46%处,所述桨叶的攻角α3=14.98
°±
2.5
°

32.作为优选,在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的50.77%处,所述桨叶的攻角α4=11.98
°±
2.5
°

33.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的63.08%处,所述桨叶的攻角α5=9.74
°±
2.5
°

34.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的75.38%处,所述桨叶的攻角α6=8.16
°±
2.5
°

35.在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的87.69%处,所述桨叶的攻角α7=7.27
°±
2.5
°

36.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的100%处,所述桨叶的攻角α8=3.17
°±
2.5
°

37.作为优选,在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的13.84%处,所述桨叶的弦长l1=88.5mm
±
10mm;
38.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的26.15%处,所述桨叶的弦长l2=104.7mm
±
10mm;
39.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的38.46%处,所述桨叶的弦长l3=94.5mm
±
10mm;
40.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的50.77%处,所述桨叶的弦长l4=83.7mm
±
10mm;
41.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的63.08%处,所述桨叶的弦长l5=73.7mm
±
10mm;
42.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的75.38%处,所述桨叶的弦长l6=63.9mm
±
10mm;
43.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的87.69%处,所述桨叶的弦长l7=54.2mm
±
10mm;
44.和/或在所述桨叶上距所述根部中心线的距离为所述第一长度的100%处,所述桨叶的弦长l8=24.0mm
±
10mm。
45.作为优选,所述桨根设置安装孔,所述安装孔的中心线为根部中心线;
46.在所述桨叶上距离所述根部中心线的距离d1=90mm的截面,所述桨叶的弦长l1=88.5mm
±
10mm,所述桨叶的攻角α1=13.54
°±
2.5
°

47.在所述桨叶上距离所述根部中心线的距离d2=170mm的截面,所述桨叶的弦长l2=104.7mm
±
10mm,所述桨叶的攻角α2=16.51
°±
2.5
°

48.在所述桨叶上距离所述根部中心线的距离d3=250mm的截面,所述桨叶的弦长l3=94.5mm
±
10mm,所述桨叶的攻角α3=14.98
°±
2.5
°

49.在所述桨叶上距离所述根部中心线的距离d4=330mm的截面,所述桨叶的弦长l4=83.7mm
±
10mm,所述桨叶的攻角α4=11.98
°±
2.5
°

50.在所述桨叶上距离所述根部中心线的距离d5=410mm的截面,所述桨叶的弦长l5=73.7mm
±
10mm,所述桨叶的攻角α5=9.74
°±
2.5
°

51.在所述桨叶上距离所述根部中心线的距离d6=490mm的截面,所述桨叶的弦长l6=63.9mm
±
10mm,所述桨叶的攻角α6=8.16
°±
2.5
°

52.在所述桨叶上距离所述根部中心线的距离d7=570mm的截面,所述桨叶的弦长l7=54.2mm
±
10mm,所述桨叶的攻角α7=7.27
°±
2.5
°

53.在所述桨叶上距离所述根部中心线的距离d8=650mm的截面,所述桨叶的弦长l8=24.0mm
±
10mm,所述桨叶的攻角α8=3.17
°±
2.5
°

54.为达上述目的之二,本实用新型采用以下技术方案:
55.一种螺旋桨,包括桨毂以及上述技术方案的桨叶;所述桨根与所述桨毂连接
56.作为优选,所述桨叶的长度大于22寸,和/或所述螺旋桨的直径大于47寸。
57.一种飞行器,包括机身以及安装于所述机身的动力装置;
58.所述动力装置包括驱动装置以及上述技术方案的螺旋桨,所述驱动装置与所述螺旋桨连接,所述驱动装置用于驱动所述螺旋桨转动。
59.本实用新型的有益效果为:
60.本实用新型的桨叶,对桨根与桨身连接处的桨型进行改进,使桨根与桨身之间进
行顺滑连接,桨叶结构强度提高,桨叶在使用时不容易发生变形,桨叶接近桨根根部位置不容易发生断裂的情况;该桨叶在尺寸增大的情况下也不容易变形、断裂。
61.本实用新型的螺旋桨以及飞行器,采用前述桨叶,飞行效率以及安全性均得到提升。
附图说明
62.下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
63.图1为本实用新型实施例所述桨叶在第一角度下的结构示意图;
64.图2为本实用新型实施例所述桨叶在第二角度下的结构示意图;
65.图3为本实用新型实施例所述桨叶在第三角度下的结构示意图;
66.图4为本实用新型实施例所述桨叶在第四角度下的结构示意图;
67.图5为本实用新型实施例所述桨叶的多角度示意图;
68.图6为图5中桨叶在1-1位置处的剖视图;
69.图7为图5中桨叶在2-2位置处的剖视图;
70.图8为图5中桨叶在3-3位置处的剖视图;
71.图9为图5中桨叶在4-4位置处的剖视图;
72.图10为图5中桨叶在5-5位置处的剖视图;
73.图11为图5中桨叶在6-6位置处的剖视图;
74.图12为图5中桨叶在7-7位置处的剖视图;
75.图13为图5中桨叶在8-8位置处的剖视图;
76.图14为本实用新型实施例所述螺旋桨的局部结构示意图。
77.图中:10、桨根;11、第一根部平面;12、第二根部平面;13、安装孔;20、桨身;21、连接部;211、第一吸力面;212、第一压力面;213、第一前缘;214、第一后缘;22、主体部;221、第二吸力面;222、第二压力面;223、第二前缘;224、第二后缘;231、前拱起部;232、后拱起部;30、桨尖;40、桨毂。
具体实施方式
78.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚,下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述,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。
79.在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“固定”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,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
80.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通
过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
81.相关技术中,桨叶在达到一定尺寸大小的时候,由于材料特性以及加工工艺的局限,常规桨型的更大尺寸桨叶在使用时很难控制桨叶的变形,影响飞行效率。常规桨型的桨叶在桨型面之间存在连接不够顺滑或厚度不足存在应力较大的位置,在高速与高震动下应力大容易断裂。
82.常规桨型的桨叶,包括桨根以及桨身,桨身进行扭转设计。但是,相关技术中的桨身一般设计为由接近桨根的一端至远离桨根的一端直接扭转,并且,桨根的厚度大于桨身主体部分厚度,如此,桨身与桨根的连接处有明显的段差,外观上看桨根与桨身之间形成一个台阶,桨身与桨根连接位置及附近区域容易出现应力集中的情况。对于尺寸较大的、采用前述常规桨型的桨叶,在高速转动以及高频震动的情况下,桨身与桨根的连接位置以及附近区域容易断裂,影响飞行安全。对于材质为塑料、桨叶桨型为前述常规桨型、直径大于47寸的螺旋桨而言,螺旋桨在应用时,更容易出现桨叶断裂的情况。
83.基于此,本实用新型提供一种桨叶,该桨叶对桨型进行改进,使桨根10与桨身20之间进行顺滑连接,桨身20的连接部21可以在接近桨根10处保留较大厚度,可以使桨身20与桨根10的连接处不容易出现应力集中的情况,进而提高桨叶的整体结构强度,避免断裂。并且该桨叶兼具良好的动力性能。
84.采用该桨型设计的桨叶,在桨叶大尺寸的情况下,具有强度高、变形低的特性,可以提高飞行效率以及飞行安全性。
85.本实用新型还提供一种螺旋桨,该螺旋桨采用上述桨叶,该螺旋桨的直径大于47寸时,仍具备高结构强度,桨叶不容易变形断裂。
86.本实用新型还提供一种飞行器,飞行器采用上述螺旋桨,螺旋桨尺寸较大可以提高飞行效率,桨叶的桨型改进可以提高飞行器飞行安全性。
87.该飞行器可以为但不限于农业无人机。农业无人机是一种无人驾驶的飞行器来帮助优化农业经营,增加作物产量,以及监控作物生长,农业无人机存在负载农业物料的需求,通过采用大尺寸的螺旋桨,可以提高更强的飞行动力,满足农业无人机更大的负载需求。采用本实用新型的桨叶以及螺旋桨的飞行器,不仅可以满足飞行动力需求,并且可以保证桨叶以及螺旋桨的结构强度,提高飞行安全性。
88.在其他实施例中,该飞行器也可以为物流无人机、摄影摄像无人机等。
89.下面结合附图,对本实用新型的桨叶、螺旋桨以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。
90.本实施例中出现的上、下等方位用语是以螺旋桨安装于飞行器以后螺旋桨以及飞行器的常规运行姿态为参考,而不应该认为具有限制性。
91.请继续参照图1至图14,在本实用新型的螺旋桨的实施例中,螺旋桨包括桨毂40以及桨叶。
92.桨叶包括依次连接的桨根10、桨身20以及桨尖30。桨根10用于与桨毂40连接,桨身20为主要提供推进力或升力的部分。螺旋桨中,桨根10与桨毂40连接,以实现桨叶与桨毂40
的连接。
93.本实施例中,桨根10的厚度大于桨身20主体部22的厚度,以保证桨根10与桨毂40之间可靠连接,保证桨根10的结构强度,以可靠传递扭矩,实现桨叶转动。并且,桨叶在桨根10与桨身20之间平滑过渡,并保持桨根10与桨身20连接处有较大厚度,进而有效解决生产与使用过程中桨叶在桨根10根部发生变形的问题,并解决桨根10根部位置在高速与高震动下应力大容易断裂的问题。
94.其中,桨根10与桨身20之间通过如下方式实现连接:
95.桨身20包括连接部21以及主体部22,如图1至图4所示,桨根10、连接部21、主体部22、桨尖30依序连接。换言之,连接部21的一端与桨根10连接,连接部21的另一端与主体部22连接。
96.在连接部21的第一位置处,桨叶的攻角为第一攻角。在主体部22的第一位置处,桨叶的攻角为第二攻角。在主体部22的第二位置处,桨叶的攻角为第三攻角。如图1、图2,连接部21的第一位置、主体部22的第一位置、主体部22的第二位置沿所述桨叶的长度方向依次分布,图中桨叶的长度方向为y方向。
97.其中,第一攻角小于第二攻角,第二攻角大于第三攻角。攻角也可以称为迎风角,攻角是来风方向与叶片弦线的夹角。
98.本实施例中,连接部21的第一位置为图5中的1-1截面处,主体部22的第一位置为图中的2-2截面处,主体部22的第二位置为图中的3-3截面处。
99.在其他实施例中,连接部21的第一位置也可以为图中未标示的其他截面处,主体部22的第一位置也可以为图中的3-3截面、4-4截面、5-5截面、6-6截面中的其中一个或为其他图中未标示出的位置,主体部22的第二位置也可以为图中的4-4截面、5-5截面、6-6截面中的其中一个或为其他图中未标示出的位置。
100.桨根10为了方便与桨毂40安装配合,桨根10的顶部与底部设置为平面,本实施例中,桨根10两侧形成第一根部平面11以及第二根部平面12,以提供桨根10与桨毂40的安装配合平面。在此基础上,连接部21的第一位置相对主体部22的第一位置更接近桨根10,将第一攻角配置为小于第二攻角,可以使的桨叶越接近桨根10的部分倾斜、扭转程度越小,使得桨根10与桨身20的连接过渡越平缓顺畅、无段差。而主体部22的第一位置相对主体部22的第二位置更加接近桨根10,也更加接近桨叶的最大进风位置,将第二攻角配置为大于第三攻角,使桨叶进风位置的倾斜角度较大,有利于进风,提高气动性能。
101.在本实用新型的螺旋桨的一实施例中,为了使桨根10与桨身20主体部22之间的连接更加顺滑,通过如下方式配置桨身20:
102.在连接部21的第二位置处,桨叶的攻角为第四攻角。沿桨叶的长度方向,连接部21的第一位置、连接部21的第二位置、主体部22的第一位置、主体部22的第二位置依次分布,第一攻角小于第四攻角,第四攻角小于第二攻角,连接部21接近桨根10处的位置比远离桨根10处的位置,攻角更小。通过对连接部21的各位置的攻角进行设计,连接部21越靠近桨根10的位置的外型更平,而连接部21越靠近桨身20主体部22的位置扭转角度越大,更有利于进风,提升动力性能、飞行效率。图1、图2中,桨叶工作时,前缘的前拱起部231处容易进风。
103.本实施例中,连接部21由接近桨根10的一端至远离桨根10的一端,攻角逐渐增大。如此,连接部21的上表面与下表面均是越靠近桨根10越趋于与参考水平面平行,而连接部
21越靠近主体部22的位置攻角越大越有利于进风,提高升力。
104.由于桨根10的上下表面均与参考水平面平行,通过连接部21的攻角变化控制连接部21的桨型,可以使桨根10的上表面与连接部21的上表面之间连接顺畅,桨根10的下表面与连接部21的下表面之间连接顺畅,避免桨根10与连接部21之间出现明显段差,可以减小螺旋桨转动时连接部21受到的空气阻力,避免应力集中,提高桨叶整体结构强度。并且,连接部21的攻角沿桨叶的长度方向逐渐变化,避免连接部21的中段出现突然凸起或突然凹陷的形状,避免出现局部应力集中的情况。
105.在其他实施例中,连接部21由接近桨根10的一端至远离桨根10的一端,连接部21也可以为几个关键截面的攻角逐渐增大。
106.请继续参照图5至图8,在连接部21的第一位置处,桨叶的弦长为第一弦长;在主体部22的第一位置处,桨叶的弦长为第二弦长;在主体部22的第二位置处,桨叶的弦长为第三弦长;第一弦长小于第二弦长,第二弦长大于第三弦长,如此,通过这三个位置的弦长以及攻角的配合,可以实现连接部21与主体部22之间攻角最大处最容易进风。
107.在一实施例中,桨叶的长度大于22寸,桨叶的长度可以为但不限于22寸、23寸、24寸、25寸、26寸、27寸、28寸、29寸。其中,1寸等于25.4毫米。
108.在一实施例中,螺旋桨的直径大于47寸,螺旋桨的直径可以为但不限于47寸、48寸、49寸、50寸、51寸、52寸、53寸、54寸、55寸、56寸、57寸、58寸。其中,1寸等于25.4毫米。对于直径大于47寸的大尺寸螺旋桨,采用前述桨型设计的桨叶,可以降低桨叶变形,提高桨叶强度,提高飞行效率,提高飞行安全性。
109.本实用新型在大的桨叶尺寸下,桨叶的桨型进行优化,使桨叶在使用时,具有较好的气动效率,提高桨叶的强度以及改善桨叶变形、断裂的情况。
110.在一实施例中,为了保证桨叶的结构强度,桨根10、桨身20连接部21、桨身20主体部22的材质相同,桨根10、桨身20连接部21、桨身20主体部22一体成型。其中,桨根10与桨身20的材质可以为塑料、碳纤维、玻璃限位、金属等。其中,桨根10、桨身20、桨尖30可以通过注塑工艺一体成型以形成桨叶。
111.在一实施例中,桨根10通过紧固件连接或其他连接方式与桨毂40连接。在其他实施例中,桨叶与桨毂40也可以一体成型。
112.在一实施例中,为了保证桨叶与桨根10之间连接的可靠性,桨根10的厚度配置为大于桨身20主体部22的厚度,桨根10厚度为桨身20主体部22最大厚度的1.2至3倍。
113.请继续参照图1至图4、图6至图12,桨叶的桨身20包括吸力面、压力面、前缘以及后缘。吸力面与压力面相背设置,吸力面的一侧与压力面的一侧之间通过前缘连接,吸力面的另一侧与压力面的另一侧之间通过后缘连接。前缘为桨叶迎风的一侧。
114.其中,如图1、图2所示,吸力面与压力面形成于桨叶z方向的相背两侧,前缘与后缘形成于x方向上的相背两侧。图1、图2中,y方向为桨叶的长度方向。
115.吸力面包括形成于连接部21的第一吸力面211,以及形成于主体部22的第二吸力面221。
116.压力面包括形成于连接部21的第一压力面212,以及形成于主体部22的第二压力面222。
117.前缘包括形成于连接部21的第一前缘213,以及形成于主体部22的第二前缘223。
118.后缘包括形成于连接部21的第一后缘214,以及形成于主体部22的第二后缘224。
119.桨根10的顶部形成第一根部平面11,桨根10的底部形成第二根部平面12。
120.请参照图4,桨身20的前缘形成前拱起部231,前拱起部231向远离后缘方向凸出。桨身20的后缘形成后拱起部232,后拱起部232向远离前缘的方向凸出。第一前缘213与第二前缘223在前拱起部231处连接,第一后缘214与第二后缘224在后拱起部232处连接,经过前拱起部231以及后拱起部232的截面为连接截面,桨身20连接部21与桨身20主体部22在连接截面处连接。
121.本实施例中,桨根10厚度较厚,桨身20主体部22的厚度比桨根10厚度小,为了使桨根10与桨身20主体部22之间的连接更加顺畅,使应力更加均匀,避免应力集中,连接部21由接近桨根10的一侧至接近桨身20主体部22的一侧,厚度逐渐减小,从而实现平缓过渡。其中,厚度逐渐减小指的是,连接部21各位置的最大厚度值逐渐减小。如此,既可以保证桨根10结构强度,又可以满足厚度比桨根10小的主体部20的攻角设计,同时实现桨根10与主体部22之间的平滑、牢固地连接。
122.本实施例中,通过如下任意一种方式配置第一吸力面211:
123.第一吸力面211配置方式一:如图1、图3所示,第一吸力面211的一部分为与第一根部平面11平行的平面,另一部分为向远离压力面的方向凸出的曲面。本实施例,第一吸力面211的平面部分形成于接近第一根部平面11的位置,实现平缓过渡。
124.第一吸力面211配置方式二:第一吸力面211为向远离压力面的方向凸出的曲面。
125.采用上述方式配置第一吸力面211,在实现连接部21厚度逐渐减小的基础上,避免第一吸力面211凹陷,避免第一吸力面211呈现整体向第一压力面212的方向凹陷的形状,避免第一吸力面211的凹陷位置出现应力集中的情况。
126.需要说明的,第一吸力面211向远离压力面的方向凸出,指的是第一吸力面211的形状,并不对第一吸力面211与第一根部平面11之间的相对位置作限定。本实施例中,第一吸力面211的一部分高于第一根部平面11,另一部分低于第一根部平面11。
127.请继续参照图1至图3,由接近桨根10向远离桨根10的方向,第一前缘213的高度逐渐减小,第二前缘223的高度逐渐减小,第一前缘213与第一后缘214为曲面,如此,可以使连接部21的扭转角相对平缓,实现第一攻角小于第二攻角的设计,既可以实现桨根10与连接部21之间的平缓连接,又可以保证桨身20主体部22接近2-2截面处的进风位置攻角最大,有利于桨身20主体部22攻角最大位置进风,保证桨叶动力性能。
128.其中,前缘的高度指的是前缘在z方向上的尺寸,后缘的高度指的是后缘在z方向上的尺寸。图1、图2中,由接近桨根10向远离桨根10的方向,是由桨根10向桨尖30的方向,是y方向。
129.请继续参照图1至图3,第二前缘223与第二后缘224为近似弧形倒角的弧面。第二前缘223、第二后缘224在由接近桨根10至远离桨根10的方向上,高度变化不大,高度均较小,以降低桨身20主体部22的风阻,保证主体部22的气动性能。
130.请继续参照图1至图5,桨尖30与主体部22远离连接部21的一端连接;桨身20包括吸力面与压力面,吸力面与压力面位于桨叶的上下两侧;桨尖30由接近主体部22的一端至远离主体部22的一端向桨叶的上侧倾斜延伸或向桨叶的下侧倾斜延伸。换言之,桨尖30相对主体部22向上翘或向下翘。桨尖30上翘或下翘,不仅能减小空气阻力,提高桨叶的拉力,
还减少了桨叶在工作时产生的噪声,使得飞行器在悬停时更安静,提高了用户体验。
131.请继续参照图5至图13,本实用新型通过对桨叶不同部位的弦长、攻角进行设计,减少了螺旋桨转动时的空气阻力,提高了桨叶结构强度,并且保证了飞行效率。
132.桨根10设置安装孔13,安装孔13的中心线为根部中心线o1。桨叶远离桨根10一端的端部至根部中心线的距离为第一长度,图5中,第一长度与d8相等。
133.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的13.84%处,为连接部21的第一位置;桨叶在该位置的攻角为第一攻角,在该位置的弦长为第一弦长。
134.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的26.15%处,为主体部22的第一位置;桨叶在该位置的攻角为第二攻角,在该位置的弦长为第二弦长。
135.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的38.46%处,为连接部21的第二位置,桨叶在该位置的攻角为第三攻角,在该位置的弦长为第三弦长。
136.第一攻角小于第二攻角,第二攻角大于第三攻角。第一弦长小于第二弦长,第二弦长大于第三弦长。
137.请继续参考图5至图8,下面描述桨叶上距根部中心线o1的距离为桨叶长度的不同位置处,桨叶的攻角的设计如下:
138.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的13.84%处,即在图中截面1-1处,桨叶的攻角α1=13.54
°±
2.5
°
,换言之,11.04
°
≤α1≤16.04
°

139.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的26.15%处,即在图中截面2-2处,桨叶的攻角α2=16.51
°±
2.5
°
,换言之,14.01
°
≤α2≤19.01
°

140.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的38.46%处,即在图中截面3-3处,桨叶的攻角α3=14.98
°±
2.5
°
,换言之,12.48
°
≤α3≤17.48
°

141.其中,α1的值可以为但不限于11.04
°
、12
°
、13.54
°
、14
°
、15
°
、16.04
°
;α2的值可以为但不限于14.01
°
、15
°
、16.51
°
、17
°
、18
°
、19.01
°
;α3的值可以但不限于12.48
°
、13
°
、14.98
°
、16
°
、17.48
°

142.通过如上方式设置桨叶,大尺寸的桨叶在应用时,在桨叶接近桨根10的位置容易发生断裂,本实施例对桨叶长度前1/3左右的部分位置的攻角进行设计,在保证进风效果的基础上,实现桨身20主体部22与桨根10之间顺畅连接,可有效避免大尺寸桨叶在应用时发生桨根10附近发生断裂的情况。
143.请继续参照图5、图9至图13,在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的50.77%处,即在图中截面4-4处,桨叶的攻角α4=11.98
°±
2.5
°
,换言之,9.48
°
≤α4≤14.48
°

144.和/或在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的63.08%处,即在图中截面5-5处,桨叶的攻角α5=9.74
°±
2.5
°
,换言之,7.24
°
≤α5≤12.24
°

145.和/或在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的75.38%处,即在图中截面6-6处,桨叶的攻角α6=8.16
°±
2.5
°
,换言之,5.66
°
≤α6≤10.66
°

146.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的87.69%处,即在图中截面7-7处,桨叶的攻角α7=7.27
°±
2.5
°
,换言之,4.77
°
≤α7≤9.77
°

147.和/或在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的100%处,即在图中截面8-8处,桨叶的攻角α8=3.17
°±
2.5
°
,换言之,0.67
°
≤α8≤5.67
°

148.本实施例对桨叶长度后2/3左右的部分位置的攻角进行设计,由截面3-3至截面8-8处,桨叶攻角逐渐减小,可以进一步减小桨叶的空气阻力,提高气动性能,提高飞行效率。
149.图5至图13中,截面1-1位于桨身20连接部21,截面2-2至截面7-7位于桨身20主体部22,截面8-8位于桨尖30。
150.请继续参考图5至图8,下面描述桨叶上距根部中心线o1的距离为桨叶长度的不同位置处,桨叶的弦长的设计如下:
151.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的13.84%处,即在图中截面1-1处,桨叶的弦长l1=88.5mm
±
10mm;
152.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的26.15%处,即在图中截面2-2处,桨叶的弦长l2=104.7mm
±
10mm;
153.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的38.46%处,即在图中截面3-3处,桨叶的弦长l3=94.5mm
±
10mm。
154.通过如上方式设置桨叶,大尺寸的桨叶在应用时,在桨叶接近桨根10的位置容易发生断裂,本实施例对桨叶长度前1/3左右的部分位置的弦长进行设计,在保证进风效果的基础上,实现桨身20主体部22与桨根10之间顺畅连接,可有效避免大尺寸桨叶在应用时发生桨根10附近发生断裂的情况。
155.请继续参照图9至图13,在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的50.77%处,即在图中截面4-4处,桨叶的弦长l4=83.7mm
±
10mm;
156.和/或在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的63.08%处,即在图中截面5-5处,桨叶的弦长l5=73.7mm
±
10mm;
157.和/或在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的75.38%处,即在图中截面6-6处,桨叶的弦长l6=63.9mm
±
10mm;
158.在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的87.69%处,即在图中截面7-7处,桨叶的攻角弦长l7=54.2mm
±
10mm;
159.和/或在桨叶上距根部中心线o1的距离为第一长度的100%处,即在图中截面8-8处,桨叶的攻角l8=24.0mm
±
10mm。
160.本实施例对桨叶长度后2/3左右的部分位置的弦长进行设计,由截面3-3至截面8-8处,桨叶弦长逐渐减小,可以进一步减小桨叶的空气阻力,提高气动性能,提高飞行效率。
161.请继续参照图5至图13,在一实施例中,将桨叶距离根部中心线o1的距离d、桨叶的弦长l、桨叶的攻角α进行如下设计,以实现具体大小的桨叶的桨型设计,提高桨叶整体强度、提高桨叶气动性能:
162.在桨叶上距离根部中心线o1的距离d1=90mm的截面,桨叶的弦长l1=88.5mm
±
10mm,桨叶的攻角α1=13.54
°±
2.5
°

163.在桨叶上距离根部中心线o1的距离d2=170mm的截面,桨叶的弦长l2=104.7mm
±
10mm,桨叶的攻角α2=16.51
°±
2.5
°

164.在桨叶上距离根部中心线o1的距离d3=250mm的截面,桨叶的弦长l3=94.5mm
±
10mm,桨叶的攻角α3=14.98
°±
2.5
°

165.在桨叶上距离根部中心线o1的距离d4=330mm的截面,桨叶的弦长l4=83.7mm
±
10mm,桨叶的攻角α4=11.98
°±
2.5
°

166.在桨叶上距离根部中心线o1的距离d5=410mm的截面,桨叶的弦长l5=73.7mm
±
10mm,桨叶的攻角α5=9.74
°±
2.5
°

167.在桨叶上距离根部中心线o1的距离d6=490mm的截面,桨叶的弦长l6=63.9mm
±
10mm,桨叶的攻角α6=8.16
°±
2.5
°

168.在桨叶上距离根部中心线o1的距离d7=570mm的截面,桨叶的弦长l7=54.2mm
±
10mm,桨叶的攻角α7=7.27
°±
2.5
°

169.在桨叶上距离根部中心线o1的距离d8=650mm的截面,桨叶的弦长l8=24.0mm
±
10mm,桨叶的攻角α8=3.17
°±
2.5
°

170.请继续参照图14,螺旋桨包括两个桨叶,两个桨叶对称地安装于桨毂40,桨毂40具有毂中心,桨叶的旋转中心为毂中心,两个桨叶的根部中心线o1相对毂中心线对称。桨叶的旋转半径为桨叶远离桨毂40的一端与桨毂40的毂中心之间的距离。
171.在其他实施例中,螺旋桨的桨叶的数量也可以为三个、四个或其他。
172.在本实用新型的飞行器的一实施例中,该飞行器包括机身以及动力装置,动力装置包括驱动装置以及前述任意实施例的螺旋桨,动力装置安装于机身。动力装置向机身提供飞行动力。
173.驱动装置与螺旋桨连接,驱动装置用于驱动螺旋将转动,以提供飞行动力。
174.其中,驱动装置可以为但不限于电机,电机的电机轴与桨毂40连接,电机轴驱动桨毂40转动,从而实现螺旋桨转动。
175.在一实施例中,飞行器还包括负载装置,负载装置用于承载农业物料或其他负载物,负载装置安装于机身。
176.经过实验,直径55寸的采用本实用新型的桨型桨叶的螺旋桨为桨1,相对于47寸的采用现有技术中的、桨根10与桨身20连接处突兀的、常规桨型的桨叶的螺旋桨为桨2,桨1的升力比桨2的升力提升了30%至40%。采用本实用新型螺旋桨的飞行器,飞行性能以及安全性能提升。
177.于本文的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左、”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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”,仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
178.在本说明书的描述中,参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
179.此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
180.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理,而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式,这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
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