CN115924141B - 一种无人机旋翼机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于螺旋桨技术领域，具体涉及一种无人机旋翼机构，包括与无人机体固定安装的消音导流罩以及与电机输出轴相连接的驱动轴，所述驱动轴的顶端装配有旋桨接壳，所述旋桨接壳的顶端一体式固定连接有顶接块，所述顶接块的外表面环形阵列式固定连接有螺旋桨叶，所述旋桨接壳的内部活动安装有内转环板，且所述驱动轴的顶端与所述内转环板构成可分离式连接关系。本发明能够在实现飞行降噪的同时，还可将水平气流变化为垂直气流，借此提高无人机的上升力，另外，还可在螺旋桨意外停止时，通过使电机带动驱动轴空转的方式，大大降低电机发生损坏以及对应连接处断裂的可能。

Description

一种无人机旋翼机构

技术领域

本发明属于螺旋桨技术领域，具体涉及一种无人机旋翼机构。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，与有人驾驶的飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务，其中，无人机的飞行主要有电机带动螺旋桨旋转来完成，且，为了降低螺旋桨旋转时所产生的噪音，会通过对螺旋桨结构上的改进来完成降噪效果，而此类螺旋桨又被称为降噪螺旋桨。

现有技术存在的问题：

现有无人机在飞行过程中，当降噪螺旋桨遭受意外阻碍致使直接停止旋转时，驱动螺旋桨旋转的电机也将同时被阻碍，进而在短时间内大大增加该电机的工作负荷，最终可能导致电机被直接损坏，且在螺旋桨刚刚停止旋转时，由于转速过高的部件突然停止了旋转，其过程中所产生的惯性力将直接作用在电机轴与螺旋桨的连接处，极可能导致该连接处直接发生断裂，更有甚者，可能直接加剧无人机的受损程度，进而产生高昂的维修以及更换费用。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机旋翼机构，能够在实现飞行降噪的同时，还可将水平气流变化为垂直气流，借此提高无人机的上升力，另外，还可在螺旋桨意外停止时，通过使电机带动驱动轴空转的方式，大大降低电机发生损坏以及对应连接处断裂的可能。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种无人机旋翼机构，包括与无人机体固定安装的消音导流罩以及与电机输出轴相连接的驱动轴，所述驱动轴的顶端装配有旋桨接壳，所述旋桨接壳的顶端一体式固定连接有顶接块，所述顶接块的外表面环形阵列式固定连接有螺旋桨叶；

所述旋桨接壳的内部活动安装有内转环板，且所述驱动轴的顶端与所述内转环板构成可分离式连接关系，所述驱动轴的顶端外壁环形阵列式开设有卡孔，所述内转环板的上表面环形阵列式开设有导杆槽，且所述内转环板的下表面环形阵列式开设有导块槽；

所述旋桨接壳的内部顶端边缘环形阵列式转动连接有接杆一，所述接杆一的底端均固定连接有接板，所述接板的末端下表面均固定连接有接杆二，所述接杆二的底端转动安装有滑块，其中所述接杆二活动贯穿所述导杆槽，而所述滑块滑动安装在所述导块槽的内部，所述滑块的一端设置为尖端，且所述滑块的尖端活动插入在所述卡孔的内部。

所述导杆槽与所述导块槽的数量相同且位置对应，且所述导杆槽与所述导块槽相通。

所述滑块背离尖端的一端与所述导块槽的内壁之间连接有弹簧。

所述内转环板的外径尺寸与所述旋桨接壳的内径尺寸相同，所述内转环板的内径尺寸与所述驱动轴的直径尺寸相同。

所述螺旋桨叶的末端均一体式固定设置有扰流板，且所述螺旋桨叶靠近扰流板一端的上表面等距开设有分流槽。

所述扰流板与所述螺旋桨叶之间并背离螺旋桨叶旋转方向的一侧设置为钝角。

所述消音导流罩的下方一体式固定设置有拓展罩体，且所述拓展罩体的直径尺寸大于所述消音导流罩的直径尺寸。

本发明取得的技术效果为：

（1）本发明，消音导流罩的设计可有效降低水平高速气流撞击外围空气时所产生的噪音，而又通过降低气流对消音导流罩冲击力的方式，进一步缩小高速气流之间所产生的噪音，以此来实现飞行降噪的效果，此外，拓展罩体的设置可改变冲向消音导流罩的气流，使其由水平气流变化为垂直气流，且此垂直气流的方向竖直向下，从而进一步提高该螺旋桨叶工作所产生的向下推力，间接提高该无人机的上升力。

（2）本发明，当螺旋桨叶遭到意外阻挡导致直接停止旋转时，驱动轴连同内转环板将与旋桨接壳之间产生相对旋转，滑块将沿着导块槽的方向远离驱动轴移动，当滑块脱离卡孔之后，驱动轴便与内转环板之间分离，最终电机便可带动驱动轴进行空转，上述过程，可在螺旋桨叶意外停止旋转后，直接使驱动轴与螺旋桨叶之间断开传动连接关系，进而避免阻碍驱动螺旋桨叶旋转的电机工作，且通过使该电机带动驱动轴空转的方式，大大降低电机工作负荷，降低电机发生损坏的可能，避免电机被直接损坏。

（3）本发明，在螺旋桨叶刚刚停止旋转时，内转环板会在旋桨接壳内旋转，且过程中滑块将直线移动并挤压弹簧，利用此过程使驱动轴在分离前有一个过渡过程，可避免螺旋桨叶突然的停止致使驱动轴与内转环板的转接处发生损坏。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的消音导流罩与螺旋桨叶的组装结构图；

图2是本发明的实施例所提供的螺旋桨叶工作时气流的流动示意图；

图3是本发明的实施例所提供的旋桨接壳的内部剖视图；

图4是本发明的实施例所提供的驱动轴、旋桨接壳以及内转环板的组装分解图；

图5是图4中A处的局部放大结构图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、消音导流罩；101、拓展罩体；2、驱动轴；201、卡孔；3、旋桨接壳；301、顶接块；302、内转环板；303、导杆槽；304、导块槽；305、接杆一；306、接板；307、接杆二；308、滑块；309、弹簧；4、螺旋桨叶；401、分流槽；402、扰流板。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如图1-5所示，一种无人机旋翼机构，包括与无人机体固定安装的消音导流罩1以及与电机输出轴相连接的驱动轴2，驱动轴2的顶端装配有旋桨接壳3（该装配方式选择可拆卸式，且在未拆卸前，旋桨接壳3与驱动轴2之间的固定效果保持较佳状态），旋桨接壳3的顶端一体式固定连接有顶接块301，顶接块301的外表面环形阵列式固定连接有螺旋桨叶4。

根据上述结构，无人机机臂上的电机带动驱动轴2旋转时，其将带动旋桨接壳3、顶接块301以及螺旋桨叶4高速旋转，螺旋桨叶4在旋转时，通过使大量气流向下流动产生推力进而完成无人机飞行的工作。

参照附图3、图4和图5，旋桨接壳3的内部活动安装有内转环板302，且驱动轴2的顶端与内转环板302构成可分离式连接关系，驱动轴2的顶端外壁环形阵列式开设有卡孔201，内转环板302的上表面环形阵列式开设有导杆槽303，且内转环板302的下表面环形阵列式开设有导块槽304，导杆槽303与导块槽304的数量相同且位置对应，且导杆槽303与导块槽304相通。

参照附图3、图4和图5，旋桨接壳3的内部顶端边缘环形阵列式转动连接有接杆一305，接杆一305的底端均固定连接有接板306，接板306的末端下表面均固定连接有接杆二307，接杆二307的底端转动安装有滑块308，其中接杆二307活动贯穿导杆槽303，而滑块308滑动安装在导块槽304的内部，滑块308的一端设置为尖端，且滑块308的尖端活动插入在卡孔201的内部，滑块308背离尖端的一端与导块槽304的内壁之间连接有弹簧309。

参照附图3，内转环板302的外径尺寸与旋桨接壳3的内径尺寸相同，内转环板302的内径尺寸与驱动轴2的直径尺寸相同。

根据上述结构，当螺旋桨叶4遭到意外阻挡导致直接停止旋转，此时，驱动轴2连同顶端的内转环板302将与旋桨接壳3之间产生相对旋转，由于接杆一305与旋桨接壳3内壁转接，因此接板306将发生偏转，对应接杆二307将沿着导杆槽303的方向远离内转环板302的圆心移动，而滑块308将沿着导块槽304的方向远离驱动轴2移动，当滑块308脱离卡孔201之后，驱动轴2便与内转环板302之间分离，最终电机便可带动驱动轴2进行空转，上述过程，可在螺旋桨叶4意外停止旋转后，直接使驱动轴2与螺旋桨叶4之间断开传动连接关系，进而避免驱动螺旋桨叶4旋转的电机意外停止，通过使该电机带动驱动轴2空转的方式，大大降低电机工作负荷，降低电机发生损坏的可能，避免电机被直接损坏；另外，在螺旋桨叶4刚刚停止旋转时，内转环板302会在旋桨接壳3内旋转，且过程中滑块308将直线移动并挤压弹簧309，利用此过程使驱动轴2在分离前有一个过渡过程，可避免螺旋桨叶4突然的停止致使驱动轴2与内转环板302转接处发生损坏。

参照附图1和图2，螺旋桨叶4的末端均一体式固定设置有扰流板402，且螺旋桨叶4靠近扰流板402一端的上表面等距开设有分流槽401，扰流板402与螺旋桨叶4之间并背离螺旋桨叶4旋转方向的一侧设置为钝角，消音导流罩1的下方一体式固定设置有拓展罩体101，且拓展罩体101的直径尺寸大于消音导流罩1的直径尺寸。

根据上述结构，螺旋桨叶4正常旋转时，会有气流由螺旋桨叶4向边缘的消音导流罩1水平流动，其中分流槽401的设置不仅可以降低螺旋桨叶4旋转时的阻力，还可对水平流动的气流进行分流，降低水平气流对消音导流罩1的冲击，另外，扰流板402相较于螺旋桨4具有一定的倾斜，气流会在螺旋桨上会产生气流运动，气流在运动过程中会产生绕流运动，绕流运动不仅会增加螺旋桨的阻力，同时还会给螺旋桨带来附加的振动和噪音。而扰流板402则起到阻断气流在螺旋桨翼尖位置上的绕流运动，能够减少气流绕流对螺旋桨产生的阻力影响，也能降低水平气流对消音导流罩1的冲击，该技术在现有技术中应用较为成熟，具体可参阅公告文件CN 218112972 U，在此不再做具体的赘述，综上所述，消音导流罩1的设计可有效降低水平高速气流撞击外围空气时所产生的噪音，而又通过降低气流对消音导流罩1冲击力的方式，进一步缩小高速气流之间所产生的噪音，以此来实现飞行降噪的效果，此外，拓展罩体101的设置可改变冲向消音导流罩1的气流，使其由水平气流变化为垂直气流，且此垂直气流的方向竖直向下，从而进一步提高该螺旋桨叶4工作所产生的向下推力，间接提高该无人机的上升力。

本发明的工作原理为：在螺旋桨叶4正常旋转前提下，当无人机机臂上的电机带动驱动轴2旋转时，其将带动旋桨接壳3、顶接块301以及螺旋桨叶4高速旋转，螺旋桨叶4在旋转时，通过使大量气流向下流动产生推力进而完成无人机飞行的工作，此过程中，会有气流由螺旋桨叶4向边缘的消音导流罩1水平流动，而其中分流槽401的设置不仅可以降低螺旋桨叶4旋转时的阻力，还可对水平流动的气流进行分流，降低水平气流对消音导流罩1的冲击，另外，与螺旋桨叶4末端呈钝角的扰流板402也能降低水平气流对消音导流罩1的冲击，此外，拓展罩体101的设置可改变冲向消音导流罩1的气流，使其由水平气流变化为垂直气流；

当螺旋桨叶4遭到意外阻挡导致直接停止旋转，此时，驱动轴2连同顶端的内转环板302将与旋桨接壳3之间产生相对旋转，由于接杆一305与旋桨接壳3内壁转接，因此接板306将发生偏转，对应接杆二307将沿着导杆槽303的方向远离内转环板302的圆心移动，而滑块308将沿着导块槽304的方向远离驱动轴2移动，当滑块308脱离卡孔201之后，驱动轴2便与内转环板302之间分离，最终电机便可带动驱动轴2进行空转。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (7)

1.一种无人机旋翼机构，包括与无人机体固定安装的消音导流罩（1）以及与电机输出轴相连接的驱动轴（2），其特征在于：所述驱动轴（2）的顶端装配有旋桨接壳（3），所述旋桨接壳（3）的顶端一体式固定连接有顶接块（301），所述顶接块（301）的外表面环形阵列式固定连接有螺旋桨叶（4）；

所述旋桨接壳（3）的内部活动安装有内转环板（302），且所述驱动轴（2）的顶端与所述内转环板（302）构成可分离式连接关系，所述驱动轴（2）的顶端外壁环形阵列式开设有卡孔（201），所述内转环板（302）的上表面环形阵列式开设有导杆槽（303），且所述内转环板（302）的下表面环形阵列式开设有导块槽（304）；

所述旋桨接壳（3）的内部顶端边缘环形阵列式转动连接有接杆一（305），所述接杆一（305）的底端均固定连接有接板（306），所述接板（306）的末端下表面均固定连接有接杆二（307），所述接杆二（307）的底端转动安装有滑块（308），其中所述接杆二（307）活动贯穿所述导杆槽（303），而所述滑块（308）滑动安装在所述导块槽（304）的内部，所述滑块（308）的一端设置为尖端，且所述滑块（308）的尖端活动插入在所述卡孔（201）的内部。

2.根据权利要求1所述的一种无人机旋翼机构，其特征在于：所述导杆槽（303）与所述导块槽（304）的数量相同且位置对应，且所述导杆槽（303）与所述导块槽（304）相通。

3.根据权利要求1所述的一种无人机旋翼机构，其特征在于：所述滑块（308）背离尖端的一端与所述导块槽（304）的内壁之间连接有弹簧（309）。

4.根据权利要求1所述的一种无人机旋翼机构，其特征在于：所述内转环板（302）的外径尺寸与所述旋桨接壳（3）的内径尺寸相同，所述内转环板（302）的内径尺寸与所述驱动轴（2）的直径尺寸相同。

5.根据权利要求1所述的一种无人机旋翼机构，其特征在于：所述螺旋桨叶（4）的末端均一体式固定设置有扰流板（402），且所述螺旋桨叶（4）靠近扰流板（402）一端的上表面等距开设有分流槽（401）。

6.根据权利要求5所述的一种无人机旋翼机构，其特征在于：所述扰流板（402）与所述螺旋桨叶（4）之间并背离螺旋桨叶（4）旋转方向的一侧设置为钝角。

7.根据权利要求1所述的一种无人机旋翼机构，其特征在于：所述消音导流罩（1）的下方一体式固定设置有拓展罩体（101），且所述拓展罩体（101）的直径尺寸大于所述消音导流罩（1）的直径尺寸。

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