专利名称：万向电磁螺旋桨发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过电磁驱动螺旋桨的发动机装置，通过特殊的导轨实现螺旋桨的推力 向任意方向转动。
背景技术：
目前，磁悬浮原理在现实生产生活中的实际应用越来越广泛，相关的技术(流体力学， 材料科学)也越来越成熟。
同时，公知的螺旋桨发动机是由中心的轴作为驱动力的传动装置，将来源于发动机的动 力传动给螺旋桨，进而产生向固定方向的推进气流。要实现螺旋桨推进气流方向的改变，需 要同时移动发动机(例如，美国研制的鱼鹰战斗机)，或者在螺旋桨中心为传动轴做复杂的 传动装置(例如绝大多数的直升机)。但是，由于发动机本身体积庞大，加上高速运转的螺
旋桨所产生的离心力，第一种方案不仅笨拙，而且消耗大量的能源；第二种方案技术很成熟 ，但是由于传动铰链的复杂程度比较高，其维护相对比较复杂，而且螺旋桨产生的推进气流 能够移动的角度也相对有限。
为了克服现有的螺旋桨驱动装置不能够随心所欲转动方向的不足，本发明提供一种新型 的螺旋桨发动机以及变相结构，该结构将磁悬浮轨道原理与螺旋桨发动机结合起来产生一种 新型的螺旋桨发动机，该螺旋桨发动机不仅能够在任意角度任意方向产生推进气流，而且能 够快速的改变气流的方向。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
首先，在螺旋桨桨叶所形成的圆截面的外周由内向外设置了三层同心圆轨道 如图1所示，轨道a为圆形内层轨道，轨道b为圆形中间层轨道通过轴承m与轴承n与轨道 a相连，轨道c为圆形外层轨道，轨道b嵌入轨道c当中
最外面一层轨道c是固定结构，用于将整个装置固定在一个平面上，
中间一层轨道b镶嵌于轨道c中，轨道b可以在轨道c内相对于最外层轨道c做360度同一平 面同心圆转动。
圆形内层轨道a，这层轨道通过一对轴承轴承m、轴承n与中间轨道b相连，轨道a能够相 对于中间层轨道b以轴承m和轴承n所构成的直线为轴，做360度的交叉转动。
其次，圆形内层轨道a是利用电磁悬浮原理的螺旋桨的驱动装置。螺旋桨桨叶末端安装 采用可变电流控制的电磁铁，圆形内层轨道a由电磁铁阵列构成，将螺旋桨桨叶末端悬浮于 轨道之上或之间，同时桨叶末端在可变电流的控制下，由来自螺旋桨末端的电磁铁于圆形轨 道a轨道中的电磁铁之间的斥力驱动，而不是来自传统螺旋桨的中心驱动轴，桨叶变速的实 现经由电磁铁磁极改变的频率控制。
本发明对于螺旋桨末端的电磁驱动装置提出了两种方案
第一种结构螺旋桨桨叶的末端可以悬浮在凹槽型结构的轨道中间；
第二种结构也可以将轨道悬浮在凹槽型的螺旋桨桨叶末端当中。
对于第一种结构，由于轨道采用的电磁铁数量相对较多，相对于第而种结构的重量较大 ，但是轨道结构刚性较好，适用于大型飞行器械。
第二种结构采用的电磁铁数量要少的多，相对重量较轻，适用于轻型的，灵活的飞行器械。
本发明的有益效果是，驱动螺旋桨产生推进气流的同时，快速的向任意方向改变推进气 流的方向，结构简单。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图la是该发明的俯视图 图lb是该发明的45度斜角视图
图2a是轨道a与螺旋桨桨叶末端相对位置的横截面，轨道a内嵌于桨叶末端发动机模型 图2b是轨道a内嵌于桨叶末端发动机模型的电磁铁阵列的透视图
图3a是轨道a与螺旋桨桨叶末端相对位置的横截面，桨叶末端内嵌于内层轨道a发动机 图3b是桨叶末端内嵌于内层轨道a发动机的电磁铁阵列的透视图 附图标记
圆形内层轨道a，圆形中间层轨道b，圆形外层轨道c，轴承m，轴承n， 螺旋桨末端中电磁铁P 、电磁铁q，圆形内层轨道a中电磁铁o，接触点i 螺旋桨末端中电磁铁k，圆形内层轨道a中电磁铁j，电磁铁l。
具体实施方式
如图1所示，
轨道a为圆形内层轨道，轨道b为圆形中间层轨道通过轴承m与轴承n与轨道a相连，轨道 c为圆形外层轨道，轨道b嵌入轨道c当中
最外面一层轨道c是固定结构，用于将整个装置固定在一个平面上，
中间一层轨道b镶嵌于轨道c中，轨道b可以在轨道c内相对于最外层轨道c做360度同一平 面同心圆转动。
最内层轨道a，这层轨道通过一对轴承，轴承m轴承n与圆形中间层轨道b相连，轨道a 能够相对于中间层轨道b以轴承m和轴承n所在的直线为轴，做360度的交叉转动。
在图lb中，轨道a相对与轨道b，以轴承m和轴承n所构成的直线为轴，做360度交叉于轨 道b平面的转动；轨道b以垂直于轨道b平面的Z轴为轴(如图所示)，做平行于轨道c的360度 转动，由此可见轨道a所构成的圆型平面，能够在三维空间做向任意方向的转动
在图la中的内层轨道a中，以两条相交直线代表了四片螺旋桨桨叶，在实际生产中，桨 叶数量可以为2片，4片，8片至更多。
图2中，描述了一种螺旋桨末端与轨道a的相对位置的结构
图2a是轨道a与螺旋桨桨叶末端的横截面图，在图2a中，轨道a内嵌在桨叶末端的凹槽中 ，在电磁铁电流流向的控制下，轨道a中的电磁铁O的磁极与螺旋桨桨叶末端凹槽中的两个电
磁铁(电磁铁P，电磁铁q)的磁极方向相反产生排斥力，将轨道悬浮在螺旋桨凹槽的中间。 同时为了向螺旋桨内的电磁铁供电，在轨道a上设置了两个与螺旋桨桨叶末端的接触点i，分 别为电源的正极与负极，这样，通过改变流经接触点i的电流方向改变流经螺旋桨桨叶末端 凹槽中电磁铁(电磁铁P，电磁铁q)中电流的流向。
在图2b中，轨道a中的电磁铁阵列处于两个螺旋桨末端电磁铁的中间，轨道a中若干个电 磁铁中，相邻电磁铁中的电流方向相反，因此相邻电磁铁的磁极方向相反。
根据磁悬浮驱动原理，通过交替改变螺旋桨桨叶末端中电磁铁电流的流向交替改变电磁 铁的磁极，从而达到驱动螺旋桨的目的。
图3中，描述了另一种螺旋桨末端与轨道a的相对位置的结构
图3a是轨道a与螺旋桨桨叶末端的横截面图，在图3a中桨叶末端内嵌在轨道a的凹槽中 ，在电磁铁电流流向的控制下，轨道a中若干个电磁铁中，上下对应的一组电磁铁中的电流 方向相同，螺旋桨桨叶末端中的电磁铁k的磁极与轨道a凹槽中的两个电磁铁(电磁铁j，电 磁铁l)的磁极方向相反产生排斥力，将螺旋桨悬浮在轨道凹槽的中间。同时为了向螺旋桨 内的电磁铁供电，在轨道a上设置了两个与螺旋桨桨叶末端的接触点i，分别为电源的正极与 负极，这样，通过改变流经接触点i的电极改变流经螺旋桨桨叶末端凹槽中电磁铁k中电流的 流向(如图所示)。
在图3b中螺旋桨末端中的电磁铁阵列处于轨道a两个电磁铁的中间，轨道a中若干个电 磁铁中，处于同一平面左右相邻电磁铁中的电流方向相反，从而相邻电磁铁的磁极方向相反 。根据磁悬浮驱动原理，通过交替改变螺旋桨桨叶末端中电磁铁电流的流向交替改变电磁铁 的磁极，从而达到驱动螺旋桨的目的。
权利要求
1.一种通过电磁驱动螺旋桨的发动机装置，其特征为螺旋桨桨叶通过磁悬浮原理与圆形内层轨道(a)相连，并根据磁悬浮原理，以磁为动力推动螺旋桨做旋转运动；圆形内层轨道(a)与圆形中间层轨道(b)通过两端轴承(m、n)相连；圆形中间层轨道(b)内嵌于圆形外层轨道(c)当中。
全文摘要
一种通过电磁驱动螺旋桨的发动机装置。这种发动机在一种特殊的变轨轨道和磁悬浮发动机的作用下，可以快速的改变推力气流的方向。螺旋桨桨叶通过磁悬浮原理与圆形内层轨道(a)相连，并根据磁悬浮原理，以磁为动力推动螺旋桨做旋转运动；圆形内层轨道(a)与圆形中间层轨道(b)通过两端轴承(m、n)相连，圆形内层轨道(a)所在平面以两端轴承(m、n)所在直线为轴做旋转运动；圆形中间层轨道(b)内嵌于圆形外层轨道(c)当中，做同心圆相对运动。
文档编号F03D1/00GK101169099SQ20071020284
公开日2008年4月30日 申请日期2007年12月4日 优先权日2007年12月4日
发明者霖 王 申请人:霖 王