柔性螺旋桨及动力装置的制作方法

1.本实用新型涉及航空器技术领域，尤其涉及一种柔性螺旋桨及动力装置。


背景技术：

2.目前，大型多旋翼飞行器一般由小型无人机演化而来，此类大型多旋翼飞行器多采用二叶刚性螺旋桨。这种刚性螺旋桨结构极其简单，易于生产制造。刚性螺旋桨应用于小型无人机时，其刚性对于其尺寸而言比较大，使得刚性螺旋桨的共振频率较高，在小型无人机飞行的过程中并不会达到该刚性螺旋桨的共振频率。然而，当刚性螺旋桨应用在大型多旋翼飞行器上时，刚性螺旋桨的共振问题就会突显出来。其共振频率落在了大型多旋翼飞行器的激振频率内，导致整个飞行器在某些情况下会产生有害震动，不仅会影响飞行姿态传感器的正常运转，甚至还会带来结构件的疲劳，致使飞行器寿命下降。


技术实现要素：

3.为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种柔性螺旋桨及动力装置，以解决目前的刚性螺旋桨容易与多旋翼飞行器产生有害震动的问题。
4.本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
5.一种柔性螺旋桨，包括桨叶、缓冲垫和连接组件；
6.所述桨叶具有首端和尾端，所述桨叶的尾端开设有安装孔；
7.所述连接组件上设有连接柱，所述连接柱穿设于所述安装孔且二者之间具有间隙，所述缓冲垫设于所述桨叶和连接组件之间。
8.在某些可选地实施例中，所述缓冲垫呈环形，所述缓冲垫套设于所述连接柱。
9.在某些可选地实施例中，所述连接组件包括平行设置的第一连接板和第二连接板，所述连接柱的两端分别固定连接于所述第一连接板和第二连接板，所述桨叶位于所述第一连接板和第二连接板之间，所述缓冲垫的数量设有多个，每个所述桨叶的尾端设有两个所述缓冲垫，所述桨叶的两个所述缓冲垫分别连接于所述第一连接板和第二连接板。
10.在某些可选地实施例中，所述桨叶的数量设有多个，所述连接柱的数量设有多个，每个所述桨叶对应一个所述连接柱，多个所述连接柱均匀地环绕所述第一连接板设置。
11.在某些可选地实施例中，所述第一连接板呈圆形，所述第一连接板上环绕地设有一圈连接孔，每个所述连接孔对应一个所述连接柱，所述连接柱固定连接于所述连接孔。
12.在某些可选地实施例中，所述缓冲垫采用橡胶材质制成。
13.在某些可选地实施例中，每个所述桨叶上的两个所述缓冲垫之间还设有呈圆筒形的缓冲套，所述缓冲套的两端分别连接于两个所述缓冲垫，所述缓冲套套设于所述连接柱。
14.在某些可选地实施例中，所述第一连接板上设有第一凸台，与所述第一连接板相连接的所述缓冲垫上设有第一凹槽，所述第一凸台嵌设于所述第一凹槽内。
15.在某些可选地实施例中，所述第二连接板上设有第二凸台，与所述第二连接板相连接的所述缓冲垫上设有第二凹槽，所述第二凸台嵌设于所述第二凹槽内。
16.为了解决相同的技术问题，本实用新型还提供了一种动力装置，包括电机以及如上所述的柔性螺旋桨，所述连接组件固定连接于所述电机的主轴。
17.相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
18.桨叶通过安装孔和连接柱与连接组件相连接，且桨叶与连接组件并非刚性连接，而是具有一定间隙，桨叶和连接组件之间设置有缓冲垫，用于吸收桨叶的震动，且允许桨叶相对连接组件摆动，避免震动能量堆积。
附图说明
19.图1为实用新型的柔性螺旋桨的整体结构示意图；
20.图2为实用新型的柔性螺旋桨的爆炸示意图；
21.图3为图2中a处的放大示意图；
22.图中：10、桨叶；20、缓冲垫；30、连接柱；40、第一连接板；41、第一凸台；50、第二连接板；51、第二凸台；60、缓冲套。
具体实施方式
23.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以用许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。
24.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
25.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。
26.实施例1
27.结合图1至图3所示，示意性地显示了本实用新型的一种柔性螺旋桨，包括桨叶10、缓冲垫20和连接组件。
28.桨叶10具有首端和尾端，桨叶10的尾端开设有安装孔。连接组件上设有连接柱30，连接柱30穿设于安装孔且二者之间具有间隙，缓冲垫20设于桨叶10和连接组件之间。缓冲垫20不仅能够吸收桨叶10产生的震动，还能允许桨叶10相对连接组件摆动，以避免震动能量堆积。其中，缓冲垫20呈环形，缓冲垫20套设于连接柱30。
29.飞行器的震动主要来自以下三种情况(以二叶桨为例)：1、当飞行器某一方向飞行时两片桨叶10的速度会在前行桨叶10和后行桨叶10上叠加一个行进速度，而该叠加的速度正好是速度一增一减。速度的增减变化就会带来升力的变化。而这种变化是跟电机转速相关的周期性变化。这种周期性的升力变化如果作用在传统的刚性螺旋桨上，就是带来桨周期性形变，导致桨上会累织弹性势能。如果震动跟桨叶10的固频相当，会引起持续共震。然
而，这种现像作用在柔性桨上时：对于前行桨叶10，由于升力的上升，桨叶10会自动上挥舞，向上挥舞减小了与气流迎角，从而又减小升力，使得每片桨叶10升力维持不变，不会带来桨叶10变形引起的震动。由于每片桨叶10的上下挥舞，由于角动量守恒的原理，会自动增减摆震方向的角速度，维持桨叶10的旋转质心在轴上，减小偏心震动。由于采用缓冲垫20变形和磨擦的方式来实现挥舞和摆震，系统惯性能量会被消耗掉，震动能量以磨擦热的形式能很快消耗掉，不会引起大幅度共震。2、飞行器的飞行姿态改变时，由于桨叶10的陀螺效应，桨叶10的桨平面的改变要滞后桨轴90度发生改变。这个改变如果是刚性螺旋桨则会带来弹性形变，形成震动。而对于本实用新型的柔性螺旋桨，只是会发生挥舞和摆震动，不会造成震动能量堆积。3、转矩的波动对于柔性桨会带来摆震运动，震动同样也会得到抑制。
30.进一步的，连接组件包括平行设置的第一连接板40和第二连接板50，连接柱30的两端分别固定连接于第一连接板40和第二连接板50，桨叶10位于第一连接板40和第二连接板50之间，缓冲垫20的数量设有多个，每个桨叶10的尾端设有两个缓冲垫20，桨叶10的两个缓冲垫20分别连接于第一连接板40和第二连接板50。第一连接板40和第二连接板50在桨叶10的两侧夹持桨叶10，实现对桨叶10的稳定连接。
31.桨叶10的数量设有多个，连接柱30的数量设有多个，每个桨叶10对应一个连接柱30，多个连接柱30均匀地环绕第一连接板40设置。桨叶10的数量可根据飞行器的实际需求增减。具体地，第一连接板40呈圆形，第一连接板40上环绕地设有一圈连接孔，每个连接孔对应一个连接柱30，连接柱30固定连接于连接孔。圆形的第一连接板40能够安装两个或两个以上数量的桨叶10。
32.缓冲垫20采用橡胶材质制成，每个桨叶10上的两个缓冲垫20之间还设有呈圆筒形的缓冲套60，缓冲套60的两端分别连接于两个缓冲垫20，缓冲套60套设于连接柱30，缓冲套60能够将连接柱30和桨叶10分隔开，以免桨叶10的震动能量直接传递至连接柱30。
33.为了避免缓冲垫20与第一连接板40或第二连接板50产生异常位移，第一连接板40上设有第一凸台41，与第一连接板40相连接的缓冲垫20上设有第一凹槽，第一凸台41嵌设于第一凹槽内；第二连接板50上设有第二凸台51，与第二连接板50相连接的缓冲垫20上设有第二凹槽，第二凸台51嵌设于第二凹槽内。
34.实施例2
35.为了解决相同的技术问题，本实施例提供了一种动力装置，包括电机以及如上所述的柔性螺旋桨，连接组件固定连接于电机的主轴。
36.综上所述，桨叶10通过安装孔和连接柱30与连接组件相连接，且桨叶10与连接组件并非刚性连接，而是具有一定间隙，桨叶10和连接组件之间设置有缓冲垫20，用于吸收桨叶10的震动，且允许桨叶10相对连接组件摆动，避免震动能量堆积。
37.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。