本实用新型涉及飞行器技术领域,尤其是涉及一种螺旋桨、具有所述螺旋桨的动力组件以及具有所述动力组件的飞行器。
背景技术:
飞行器是一种处在迅速发展中的飞行装置,其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点。目前,飞行器的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域,具体可在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域执行各项任务。现有的飞行器的螺旋桨,其外形形状大多呈矩形,其阻力大、效率低,导致飞行器的飞行速度小、继航距离短,严重影响了飞行器的飞行性能。
技术实现要素:
本实用新型的实施方式旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本实用新型的实施方式需要提供一种螺旋桨、动力组件及飞行器。
本实用新型提供一种螺旋桨,所述螺旋桨包括桨叶,所述桨叶旋转形成桨盘。
距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的43.86%处,所述桨叶的攻角为(20.27±2.5)度;
距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的61.40%处,所述桨叶的攻角为(14.82±2.5)度;
距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的78.95%处,所述桨叶的攻角为(11.75±2.5)度。
在某些实施方式中,距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的43.86%处,所述桨叶的弦长为(14.13±5)mm;及/或
距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的61.40%处,所述桨叶的弦长为(12.67±5)mm;及/或
距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的78.95%处,所述叶的弦长为(10.90±5)mm。
在某些实施方式中,距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的96.49%处,所述桨叶的攻角为(8.04±2.5)度。
在某些实施方式中,所述桨盘的直径范围为(114±30)mm。
在某些实施方式中,距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的96.49%处,所述桨叶的弦长为(9.10±5)mm。
在某些实施方式中,所述桨叶包括第一面、与所述第一面相背的第二面、连接所述第二面及所述第一面的一侧的第一侧缘及连接所述第二面及所述第一面另一侧的第二侧缘,所述第一面与所述第二均弯曲。
在某些实施方式中,所述第一面包括凸出的第一拱起部;所述第一侧缘包括曲面状的向外突出的第二拱起部;所述第二侧缘包括曲面状的向外突出的第三拱起部。
在某些实施方式中,所述第一拱起部、所述第二拱起部及所述第三拱起部均靠近所述桨盘的中心。
在某些实施方式中,所述桨叶的数量为两个,两个所述桨叶相对于所述桨盘的中心呈中心对称;
或/及,所述桨叶远离所述桨盘的中心的一端的厚度小于所述桨叶的其它部分的厚度。
在某些实施方式中,所述螺旋桨为折叠桨,并且所述螺旋桨包括与所述桨叶转动连接或固定连接的桨毂,所述桨叶的数量为至少两个。
本实用新型提供一种螺旋桨,所述螺旋桨为折叠桨,所述螺旋桨包括桨毂及与所述桨毂连接的至少两个桨叶;
所述桨叶形成的桨盘的直径为(114±30)mm;
在距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的43.86%处,所述桨叶的攻角为(20.27±2.5)度,所述桨叶的弦长为(14.13±5)mm;在距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的61.40%处,所述桨叶的攻角为(14.82±2.5)度,所述桨叶的弦长为(12.67±5)mm;在距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的78.95%处,所述桨叶的攻角为(11.75±2.5)度,所述叶的弦长为(10.90±5)mm;在距离所述桨盘中心为所述桨盘半径的96.49%处,所述桨叶的攻角为(8.04±2.5)度,所述桨叶的弦长为(9.10±5)mm。
本实用新型提供一种动力组件,所述动力组件包括上述任一项所述的螺旋桨;以及
驱动件,所述驱动件用于驱动所述螺旋桨转动。
在某些实施方式中,所述驱动件为电机,所述电机的KV值为2100KV。
本实用新型提供一种飞行器,包括机身、至少一个机臂及至少一个上任意一实施方式所述的动力组件,所述机臂与所述机身连接,所述动力组件分别安装在所述机臂上。
在某些实施方式中,所述飞行器的机臂和动力组件均为多个,所述多个动力组件分别安装在多个所述机臂上,并依照不同方向转动。
本实用新型实施方式的螺旋桨、动力组件及飞行器,通过优化设计桨叶不同部位的攻角实现了减少阻力,提高效率,增加续航时间和最大飞行距离,提高桨叶动态响应速度,从而提高飞行器的飞行性能。
本实用新型的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实施方式的实践了解到。
附图说明
本实用新型的实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本实用新型某些实施方式的桨叶的立体示意图;
图2是图1中桨叶的一平面示意图;
图3是图1中桨叶的另一平面示意图;
图4是图2中桨叶沿线IV-IV处的截面示意图;
图5是图2中桨叶沿线V-V处的截面示意图;
图6是图2中桨叶沿线VI-VI处的截面示意图;
图7是图2中桨叶沿线VII-VII处的截面示意图;
图8是本发明实施方式的飞行器的立体示意图;
图9是图8中本发明实施方式的动力组件的放大立体示意图;
图10是本发明实施方式的飞行器的螺旋桨折叠状态时的立体示意图。
主要元件符号说明:
飞行器200,动力组件110,螺旋桨100,桨叶10,第一面12,第一拱起部122,第二面14,第一侧缘16,第二拱起部162,第二侧缘18,第三拱起部182,桨毂20,驱动件101,机身120,机臂130。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施方式,所述实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;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,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
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。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1、图8及图9本实用新型实施方式提供的螺旋桨100包桨毂20及固定设置在桨毂20两侧的两个桨叶10,两个桨叶10关于桨毂20中心呈中心对称。两个桨叶10旋转起来形成一桨盘,本实施方式中,桨毂20中心与桨盘中心O(如图2所示)基本重合。当然,根据实际需要,桨叶10的数量可以为其他任意数量,例如三个、四个、五个、六个等等;如在其他实施方式中,桨叶10的数量为三个,三个桨叶10相对桨盘中心O在圆周方向上间隔120度均匀分布;桨叶10的数量为四个时,四个桨叶10相对桨盘中心O在圆周方向上间隔90度均匀分布;五个桨叶10、六个桨叶10及其他桨叶10的分布情况则依此类推。在其他实施方式中,桨叶10与桨毂20可转动连接。
请结合图10,本实施方式中,螺旋桨100为折叠桨。螺旋桨100可以是正桨或者反桨。所谓正桨,指从驱动件101例如电机的尾部向电机头部方向看,顺时针旋转以产生升力的螺旋桨100;所谓反桨,指从驱动件101例如电机的尾部向电机头部方向看,逆时针旋转以产生升力的螺旋桨100。正桨与反桨的尺寸参数完全一致,正桨与反桨的结构之间镜像对称。
请参阅图1~图4及图9,每个桨叶10包括第一面12、与第一面12相背的第二面14、连接第二面14及第一面12的另一侧的第一侧缘16及连接第二面14及第一面12的第一侧的第二侧缘18。
在一个实施方式中,第一面12与第二面14均为曲面。第一面12包括凸出的第一拱起部122,第一拱起部122与第一面12的其他部分平滑的过渡连接。本实施方式中,第一拱起部122靠近桨叶10与桨毂20相连接的一端,即第一拱起部122靠近桨盘中心O。第一侧缘16包括曲面状的向外突出的第二拱起部162。第二拱起部162与第一侧缘16的其他部分平滑的过渡连接。本实施方式中,第二拱起部162靠近桨叶10与桨毂20相连接的一端,即第一拱起部122靠近桨盘中心O。第二侧缘18包括曲面状的向外突出的第三拱起部182。第三拱起部182与第二侧缘18的其他部分平滑的过渡连接。本实施方式中,第三拱起部182靠近桨叶10与桨毂20相连接的一端,即第一拱起部122靠近桨盘中心O。
在某些实施方式中,桨叶10上无急剧扭转之处,桨叶10远离桨盘中心O的一端的厚度小于桨叶10的其它部分的厚度,有利于减小阻力,结构强度较高,不易折断,可靠性高。
本实施方式的桨盘直径为(114±30)mm,具体地,桨盘的直径可以为84mm、87mm、95mm、107mm、118mm、132mm、144mm,或者任意上述两个数值所界定的数值范围内的数值。优选地,桨盘的直径为114mm。桨叶10与桨毂20可以一体成型或者通过连接件相互连接。
本文中所指的攻角,是指桨叶10的翼弦与来流速度之间的夹角。
请参阅图2及图4,距离桨盘中心O为桨盘半径的43.86%处(即IV-IV处),桨叶10的攻角α1为(20.27±2.5)度,桨叶10的弦长L1为(14.13±5)mm。当然,桨叶10的攻角α1可以为17.77度、19.55度、20.69度、20.77度、22.77度,或者任意上述两个数值所界定的数值范围内的数值;桨叶10的弦长L1可以为9.13mm、11.23mm、13.22mm、14.76mm、15.67mm、16.95、19.13mm,或者任意上述两个数值所界定的数值范围内的数值。本实施方式中攻角α1为20.27度,弦长L1为14.1mm。
请参阅图2及图5,距离桨盘中心O为桨盘半径的61.40%处(即V-V处),桨叶10的攻角α2为(14.82±2.5)度,桨叶10的弦长L2为(12.67±5)mm。当然,桨叶10的攻角α2可以为12.32度、13.03度、13.64度、14.50度、15.84度、16.23度、17.32度,或者任意上述两个数值所界定的数值范围内的数值;桨叶10的弦长L2可以为7.67mm、8.35mm、10.62mm、12.44mm、14.62mm、16.32mm、17.67mm,或者任意上述两个数值所界定的数值范围内的数值。本实施方式中攻角α2为14.82度,弦长L2为12.67mm。
请参阅图2及图6,距离桨盘中心O为桨盘半径的78.95%处(即VI-VI处),桨叶10的攻角α3为(11.75±2.5)度,叶的弦长L3为(10.90±5)mm。当然,桨叶10的攻角α3可以为9.25度、10.02度、10.50度、11.22度、12.71度、13.26度、14.25度,或者任意上述两个数值所界定的数值范围内的数值;桨叶10的弦长L3可以为5.9mm、6.95mm、7.20mm、9.70mm、10.60mm、13.75mm、15.90mm,或者任意上述两个数值所界定的数值范围内的数值。本实施方式中攻角α3为11.75度,弦长L3为10.90mm。
请参阅图2及图7,距离桨盘中心O为桨盘半径的96.49%处(即VII-VII处),桨叶10的攻角α4为(8.04±2.5)度,桨叶10的弦长L4为(9.10±5)mm。当然,桨叶10的攻角α4可以为5.54度、6.5度、6.98度、7.41度、8.72度、9.56度、10.54度,或者任意上述两个数值所界定的数值范围内的数值;桨叶10的弦长L4可以为4.10mm、6.45mm、8.24mm、9.75mm、11.66mm、12.97mm、14.50mm,或者任意上述两个数值所界定的数值范围内的数值。本实施方式中攻角α4为8.04度,弦长L4为9.10mm。
请参阅图4~图7并结合图2,本实施方式中,桨盘的直径为114mm。在距离所述桨盘中心O的25mm处,所述桨叶的攻角α1为20.27度,所述桨叶的弦长L1为14.13mm;在距离所述桨盘中心O的35mm处,所述桨叶的攻角α2为14.82度,所述桨叶的弦长L2为12.67mm;在距离所述桨盘中心O的45mm处,所述桨叶的攻角α3为11.75度,所述叶的弦长L3为10.90mm;在距离所述桨盘中心O的55mm处,所述桨叶的攻角α4为8.04度,所述桨叶的弦长L4为9.10mm。
请参阅表1,为本实用新型实施方式的螺旋桨100与现有的螺旋桨100的测试结果的比对,由表1可以看出,在拉力为25g、45g、90g、120g、150g及185g时,本实用新型实施方式的螺旋桨100的功率均小于现有的螺旋桨100的功率,也就是说,相较于现有的螺旋桨100,本实用新型实施方式所提供的螺旋桨100在同等的功率下提供了更大的拉力,由此表明本实用新型实施方式所提供的螺旋桨100有效的减少了阻力。如此能够提高效率,有利于增加续航时间和最大飞行距离。
表1
本实用新型实施方式所提供的螺旋桨100通过优化设计桨叶10的不同部位的攻角实现了减少空气阻力,提高效率,增加续航时间和最大飞行距离,提高桨叶10动态响应速度,从而提高飞行器200的飞行性能。
请参阅图8及图9,本实用新型实施方式提供的动力组件110包括驱动件101及上述任一实施方式的螺旋桨100。驱动件101用于驱动螺旋桨100转动。在某些实施方式中,驱动件101为电机,电机的KV值为2100KV。螺旋桨100的数量可以根据实际需要选择,可以为一个、两个或者多个。每个驱动电机驱动一个螺旋桨100转动。
本实用新型实施方式提供的飞行器200,包括机身120、至少一个机臂130及至少一个上述的动力组件110。机臂130与机身120连接,动力组件110分别安装在机臂130上。飞行器200的机臂130和动力组件110均为多个,多个动力组件110分别安装在多个机臂130上,并依照不同方向转动。
本实用新型实施方式所提供的动力组件110及飞行器200通过优化设计螺旋桨100的桨叶10的不同部位的攻角实现了减少空气阻力,提高效率,增加续航时间和最大飞行距离,提高桨叶10动态响应速度,从而提高飞行器200的飞行性能。
在本说明书的描述中,参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式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方式或示例中。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方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施方式,可以理解的是,上述实施方式是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。