[发明专利]一种被动式变距螺旋桨及螺旋桨驱动的无人机

说明书

本发明公开了一种被动式变距螺旋桨及螺旋桨驱动的无人机，其中被动式变距螺旋桨包括螺旋桨叶以及连接于所述螺旋桨叶根部的变距桨根，所述变距桨根为桶状，所述变距桨根用于套设在无人机的桨毂芯轴外周，所述桨毂芯轴用于连接动力源；所述变距桨根具有扭转变形结构，所述螺旋桨转动产生的离心力变化使所述扭转变形结构发生扭转变形，进而使所述螺旋桨的桨距角改变。本发明通过变距桨根的扭转变形结构，螺旋桨转动产生的的离心力变化使扭转变形结构发生扭转变形，进而使螺旋桨的桨距角改变，能够提高环形自适应性，保障超长航时的可靠性。该被动式变距螺旋桨，结构简单，能量消耗小。

技术领域

本发明属于航天航空工程领域，具体涉及一种被动式变距螺旋桨及螺旋桨驱动的无人机。

背景技术

螺旋桨作为一种升力和动力来源，已广泛使用在无人机、直升机等领域。高空长航时无人机在不同飞行高度上需要有不同的桨距角，如果采用常规电动变距机构，存在以下问题：（1）主动变距设备环境适应性难以保证。

（2）主动变距设备超长航时可靠性性难以保证。

（3）主动变距设备消耗一定能量。

（4）现有被动变距机构过于复杂，可靠性不强。

因此期待一种被动变距的简单变距结构的螺旋桨，能够解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种被动式变距螺旋桨螺及螺旋桨驱动的无人机，能够被动地改变螺旋桨的桨距角。

为了实现上述目的，本发明提供了一种被动式变距螺旋桨，包括：

螺旋桨叶以及连接于所述螺旋桨叶根部的变距桨根，所述变距桨根为桶状，所述变距桨根用于套设在无人机的桨毂芯轴外周，所述桨毂芯轴用于连接动力源；

所述变距桨根具有扭转变形结构，所述螺旋桨转动产生的离心力变化使所述扭转变形结构发生扭转变形，进而使所述螺旋桨的桨距角改变。

作为可选方案，所述变距桨根远离所述螺旋桨叶的一端具有多个平行的条形镂空，所述条形镂空与所述桨毂芯轴轴向的夹角大于等于0度小于90度，所述条形镂空与所述条形镂空之间的条形桶壁构成所述扭转变形结构。

作为可选方案，所述条形镂空的长度为所述变距桨根长度的50%-100%。

作为可选方案，所述条形镂空的镂空率为30%-50%。

作为可选方案，所述变距桨根的材料为钢、铝或金属合金。

作为可选方案，所述螺旋桨叶与所述变距桨根为一体化结构。

作为可选方案，所述变距桨根的直径为40-80mm，所述变距桨根的长度为100-150mm。

本发明还提供了一种螺旋桨驱动的无人机，包括：如上述的被动式变距螺旋桨；

所述被动式变距螺旋桨的变距桨根套设在所述无人机的桨毂芯轴外周，且所述变距桨根远离所述螺旋桨叶的一侧固定在所述无人机的桨毂芯轴上。

作为可选方案，所述变距桨根通过多个销螺钉固定在所述桨毂芯轴上。

本发明的有益效果在于：

本发明通过变距桨根的扭转变形结构，当螺旋桨叶高速旋转时，螺旋桨转动产生的的离心力变化使扭转变形结构发生拉扭耦合变形，进而使螺旋桨的桨距角改变，通过设计计算和制件调整修配后，可以使特定转速下两片螺旋桨叶扭转角达到预期效果，并保持相同的扭转角。该被动式变距螺旋桨能够提高环形自适应性，保障超长航时的可靠性。该被动式变距螺旋桨，结构简单，重量轻、可靠性高、能量消耗小。

本发明具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。