一種變距螺旋槳的制作方法
【專利摘要】一種變距螺旋槳，屬航空【技術(shù)領(lǐng)域】，包括主軸、電刷裝置、輪轂和均勻分布在輪轂周圍且與輪轂固連的兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的轉(zhuǎn)葉。主軸的后段通過軸承與電刷裝置相連。主軸的前端與輪轂垂直固連。每個(gè)轉(zhuǎn)葉都包括電機(jī)和葉片。各電機(jī)的輸出軸與相應(yīng)的葉片固連于葉片的根部。電刷裝置包括支架和數(shù)對(duì)電刷。每對(duì)電刷包括電刷頭和導(dǎo)電環(huán)。所有電機(jī)與控制器之間采用電線和電刷相連接。電機(jī)由控制器控制其運(yùn)轉(zhuǎn)及歇停，從而控制葉片的攻角作周期性變化。該變距螺旋槳在主動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)和控制器的控制下能同時(shí)產(chǎn)生升力和拉力。該發(fā)明變距螺旋槳成對(duì)使用于飛機(jī)上，對(duì)稱安裝在飛機(jī)的左右機(jī)翼的前緣中部可為飛機(jī)提供升力和拉力，效率較高。
【專利說明】一種變距螺旋槳

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種變距螺旋槳，屬航空【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種變距螺旋槳。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的飛機(jī)用螺旋槳旋轉(zhuǎn)平面橫向豎直布置時(shí)只能產(chǎn)生拉力或推力，不能產(chǎn)生升力；傳統(tǒng)的直升機(jī)的主旋翼旋轉(zhuǎn)平面水平時(shí)只能產(chǎn)生升力不能產(chǎn)生推力或拉力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有飛機(jī)用螺旋槳及直升機(jī)用旋翼的上述不足，發(fā)明一種能同時(shí)產(chǎn)生相互垂直的兩個(gè)方向的力的變距螺旋槳。
[0004]一種變距螺旋槳，包括主軸、電刷裝置、輪轂和均勻分布在輪轂周圍且與輪轂固連的兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的轉(zhuǎn)葉。主軸縱向水平布置，主軸的后段通過軸承與電刷裝置相連于電刷裝置的中心孔內(nèi)，主軸在電刷裝置的中心孔內(nèi)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸的后端與主動(dòng)力相連。主軸的前端與輪轂垂直固連于輪轂的中心。每個(gè)轉(zhuǎn)葉都包括電機(jī)和葉片。葉片的平面形狀呈矩形，葉片是剛性的，葉片的翼型為上凸下凹或上凸下平型。所有電機(jī)均勻固連在輪轂的周圍，所有電機(jī)的輸出軸處于同一橫向鉛垂面內(nèi)，主軸與該鉛垂面垂直。各電機(jī)的輸出軸與相應(yīng)的葉片固連于葉片的根部，電機(jī)的輸出軸與該葉片的連接位置基本上位于該葉片的弦長(zhǎng)的三分之一處。電刷裝置包括支架和數(shù)對(duì)電刷，電刷的對(duì)數(shù)根據(jù)轉(zhuǎn)葉數(shù)及電機(jī)決定，如轉(zhuǎn)葉為兩個(gè)，每個(gè)電機(jī)有兩根電源線，剛電刷為四對(duì)。每對(duì)電刷包括安裝在電刷裝置上的電刷頭和安裝在主軸上與電刷頭滑動(dòng)接觸的導(dǎo)電環(huán)，各導(dǎo)電環(huán)之間是絕緣的，導(dǎo)電環(huán)采用銀或銅質(zhì)材料制作。所有電機(jī)與控制器之間采用電線和電刷相連接。輪轂內(nèi)和主軸內(nèi)均有電線通道，所有電機(jī)與電刷裝置的導(dǎo)電環(huán)之間的連接導(dǎo)線從電線通道中通過。電機(jī)采用伺服電機(jī)，由控制器控制其運(yùn)轉(zhuǎn)及歇停，從而控制葉片的攻角。
[0005]該變距螺旋槳的工作原理是:將該變距螺旋槳的主軸縱向水平布置，將主軸的后端接上主動(dòng)力，電刷裝置的支架與主動(dòng)力源的機(jī)架固連。從后往前看，主動(dòng)力驅(qū)動(dòng)主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，設(shè)定好控制器與主軸的相位關(guān)系使得每個(gè)轉(zhuǎn)葉都按以下方式運(yùn)行:
設(shè)轉(zhuǎn)葉的起始位置為轉(zhuǎn)葉處于主軸的下方，電機(jī)的輸出軸豎直布置于主軸的正下方，即電機(jī)的輸出軸處于6點(diǎn)鐘位置，為方便說明，將電機(jī)的輸出軸所處的鐘點(diǎn)位置也定義為葉片所處的鐘點(diǎn)位置，即此時(shí)葉片處于6點(diǎn)鐘位置，由控制器控制好電機(jī)的輸出軸的位置使得:葉片的前緣朝右偏前，后緣朝左，凸面朝前，葉片的攻角為α °，隨著主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片由6點(diǎn)鐘位置運(yùn)轉(zhuǎn)到12點(diǎn)鐘位置，該半周的運(yùn)行過程，電機(jī)不轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片在電機(jī)的鎖定下攻角不變，保持。葉片從12點(diǎn)鐘運(yùn)行到11點(diǎn)鐘的過程，控制器控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使葉片的攻角由α °逐漸變?yōu)棣?°。葉片從11點(diǎn)鐘運(yùn)行到5點(diǎn)鐘的過程，電機(jī)停轉(zhuǎn)并鎖住葉片保持葉片的攻角為不變。最后，葉片從5點(diǎn)鐘運(yùn)行到6點(diǎn)的過程，控制器控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，使葉片的攻角由逐漸變回到。葉片完成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期，回到了起始位置進(jìn)入下一個(gè)相同的工作周期。是4° ~10°之間的一個(gè)固定角度；是84° ~90°之間的一個(gè)固定角度。
[0006]該螺旋槳在主動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)和控制器的控制下旋轉(zhuǎn)，葉片的攻角作周期性的變化，在過主軸的縱向鉛垂面的右側(cè)，葉片向上定攻角且小攻角運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生向前拉力，效果同定距螺旋槳；在過主軸的縱向鉛垂面的左側(cè)，葉片大攻角下拍產(chǎn)生向上的升力。
[0007]該發(fā)明變距螺旋槳成對(duì)使用于飛機(jī)上，對(duì)稱安裝在飛機(jī)的左右機(jī)翼的前緣中部可為飛機(jī)提供升力和拉力。主動(dòng)力從它們的主軸的后端輸入，它們的電刷裝置的支架固定安裝在機(jī)翼上。兩個(gè)變距螺旋槳轉(zhuǎn)向相反，可抵消轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明一種變距螺旋槳的后視示意圖，圖中兩個(gè)電機(jī)的輸出軸處于同一橫向水平位置，第一葉片的攻角為86°，第二葉片的攻角為5° ;圖2是圖1中第一葉片的右視示意圖；圖3是圖1中第二葉片的左視示意圖；圖4是本發(fā)明一種變距螺旋槳兩個(gè)電機(jī)的輸出軸處于同一橫向水平位置時(shí)的俯視示意圖；圖5是圖4中第一葉片的右視示意圖；圖6是圖4中第二葉片的左視示意圖；圖7是本發(fā)明一種變距螺旋槳的后視運(yùn)動(dòng)示意簡(jiǎn)圖。
[0009]圖中，1-主軸；2_輪轂；3_第一電機(jī)，31-第一電機(jī)輸出軸，311-第一電機(jī)輸出軸在第一葉片上的安裝位置；4-第二電機(jī)，41-第二電機(jī)輸出軸，411-第二電機(jī)輸出軸在第二葉片上的安裝位置；5_第一葉片，51-第一葉片的前緣，52-第一葉片的后緣；6_第二葉片，61-第二葉片的前緣，62-第二葉片的后緣；7_電刷裝置，71-電刷裝置的支架；8_本發(fā)明螺旋槳的旋轉(zhuǎn)方向指示。

【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖1~7對(duì)本發(fā)明加以舉例說明。
[0011]一種變距螺旋槳，包括主軸1、電刷裝置7、輪轂2和均勻分布在輪轂2周圍且與輪轂2固連的兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的轉(zhuǎn)葉。主軸I縱向水平布置，主軸I的后段通過軸承與電刷裝置7相連于電刷裝置7的中心孔內(nèi)，主軸I在電刷裝置7的中心孔內(nèi)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸I的后端與主動(dòng)力相連。主軸I的前端與輪轂2垂直固連于輪轂2的中心。第一轉(zhuǎn)葉包括第一電機(jī)3和第一葉片5。第二轉(zhuǎn)葉包括第二電機(jī)4和第二葉片6。第一葉片5和第二葉片6結(jié)構(gòu)相同，它們的平面形狀呈矩形，是剛性的，翼型為上凸下凹或上凸下平型。第一電機(jī)3和第二電機(jī)4對(duì)稱固連在輪轂的左右兩側(cè)，兩電機(jī)的輸出軸處于同一橫向鉛垂面內(nèi)，主軸I與該鉛垂面垂直。第一電機(jī)輸出軸31與第一葉片5固連于第一葉片5的根部，第一電機(jī)輸出軸31與第一葉片5的連接位置位于弦長(zhǎng)的三分之一處。第二電機(jī)輸出軸41與第二葉片6固連于第二葉片6的根部，第二電機(jī)輸出軸41與第二葉片6的連接位置位于弦長(zhǎng)的三分之一處。電刷裝置7包括支架71和四對(duì)電刷。每對(duì)電刷包括安裝在電刷裝置上的電刷頭和安裝在主軸I上與電刷頭滑動(dòng)接觸的導(dǎo)電環(huán)，各導(dǎo)電環(huán)之間是絕緣的，導(dǎo)電環(huán)采用銀或銅質(zhì)材料制作。第一電機(jī)3和第二電機(jī)4與控制器之間采用電線和電刷相連接。輪轂2內(nèi)和主軸I內(nèi)均有電線通道，第一電機(jī)3和第二電機(jī)4與電刷裝置7的導(dǎo)電環(huán)之間的連接導(dǎo)線從電線通道中通過。第一電機(jī)3和第二電機(jī)4相同，均采用伺服電機(jī)，由控制器控制其運(yùn)轉(zhuǎn)及歇停，從而控制第一葉片5和第二葉片6的攻角。
[0012]該變距螺旋槳的工作原理是:將該變距螺旋槳的主軸I縱向水平布置，將主軸I的后端接上主動(dòng)力，電刷裝置支架71與主動(dòng)力源的機(jī)架固連。從后往前看，主動(dòng)力驅(qū)動(dòng)主軸1逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，設(shè)定好控制器與主軸1的相位關(guān)系使得兩個(gè)轉(zhuǎn)葉都按以下方式運(yùn)行，以下以第一轉(zhuǎn)葉為例作具體說明:
設(shè)第一轉(zhuǎn)葉的起始位置為第一轉(zhuǎn)葉處于主軸1的下方，第一電機(jī)輸出軸31豎直布置于主軸1的正下方，即第一電機(jī)輸出軸31處于6點(diǎn)鐘位置，為方便說明，將第一電機(jī)輸出軸31所處的鐘點(diǎn)位置也定義為第一葉片5所處的鐘點(diǎn)位置，即此時(shí)第一葉片5處于6點(diǎn)鐘位置，由控制器控制好第一電機(jī)輸出軸31的位置使得:第一葉片的前緣51朝右偏前，后緣52朝左，凸面朝前，第一葉片5的攻角為5°，隨著主軸1的轉(zhuǎn)動(dòng)，第一葉片5由6點(diǎn)鐘位置運(yùn)轉(zhuǎn)到12點(diǎn)鐘位置，該半周的運(yùn)行過程，第一電機(jī)3不轉(zhuǎn)動(dòng)，第一葉片5在第一電機(jī)3的鎖定下攻角不變，保持5°。第一葉片5從12點(diǎn)鐘運(yùn)行到11點(diǎn)鐘的過程，控制器控制第一電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，使第一葉片5的攻角由5°逐漸變?yōu)?6°。第一葉片5從11點(diǎn)鐘運(yùn)行到5點(diǎn)鐘的過程，第一電機(jī)3停轉(zhuǎn)并鎖住第一葉片5保持第一葉片的攻角為86°不變。最后，第一葉片5從5點(diǎn)鐘運(yùn)行到6點(diǎn)的過程，控制器控制第一電機(jī)5反轉(zhuǎn)，使第一葉片5的攻角由86°逐漸變回到5°。第一葉片5完成了一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期，回到了起始位置進(jìn)入下一個(gè)相同的工作周期。
[0013]該螺旋槳在主動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)和控制器的控制下旋轉(zhuǎn)，兩葉片的攻角作周期性的變化，在過主軸1的縱向鉛垂面的右側(cè)，兩葉片向上定攻角且小攻角運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生向前拉力，效果同定距螺旋槳；在過主軸1的縱向鉛垂面的左側(cè)，兩葉片大攻角下拍產(chǎn)生向上的升力。
[0014]該發(fā)明變距螺旋槳成對(duì)使用于飛機(jī)上，對(duì)稱安裝在飛機(jī)的左右機(jī)翼的前緣中部可為飛機(jī)同時(shí)提供升力和拉力。主動(dòng)力從它們的主軸的后端輸入，它們的電刷裝置的支架固定安裝在機(jī)翼上。兩個(gè)變距螺旋槳轉(zhuǎn)向相反，可抵消轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。
【權(quán)利要求】
1.一種變距螺旋槳，其特征在于:包括主軸(1)、電刷裝置(7)、輪轂(2)和均勻分布在輪轂(2)周圍且與輪轂(2)固連的兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的轉(zhuǎn)葉；主軸(I)縱向水平布置，主軸(I)的后段通過軸承與電刷裝置(7)相連于電刷裝(7)置的中心孔內(nèi)，主軸(I)在電刷裝置(7)的中心孔內(nèi)能靈活轉(zhuǎn)動(dòng)；主軸(I)的后端與主動(dòng)力相連；主軸(I)的前端與輪轂(2)垂直固連于輪轂(2)的中心；每個(gè)轉(zhuǎn)葉都包括電機(jī)和葉片；葉片的平面形狀呈矩形，葉片是剛性的；所有電機(jī)均勻固連在輪轂的周圍，所有電機(jī)的輸出軸處于同一橫向鉛垂面內(nèi)；各電機(jī)的輸出軸與相應(yīng)的葉片固連于葉片的根部；電刷裝置(7)包括支架(71)和數(shù)對(duì)電刷；每對(duì)電刷包括安裝在電刷裝置(7)上的電刷頭和安裝在主軸(I)上與電刷頭滑動(dòng)接觸的導(dǎo)電環(huán)，各導(dǎo)電環(huán)之間是絕緣的；所有電機(jī)與控制器之間采用電線和電刷相連接；輪轂(2)內(nèi)和主軸(I)內(nèi)均有電線通道，所有電機(jī)與電刷裝置(7)的導(dǎo)電環(huán)之間的連接導(dǎo)線從電線通道中通過；所有電機(jī)相同，由控制器控制其運(yùn)轉(zhuǎn)及歇停，從而控制葉片的攻角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變距螺旋槳，其特征在于:所有葉片的翼型為上凸下凹或上凸下平型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變距螺旋槳，其特征在于:電機(jī)的輸出軸與相應(yīng)的葉片的連接位置基本上位于該葉片的弦長(zhǎng)的三分之一處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變距螺旋槳，其特征在于:導(dǎo)電環(huán)采用銀或銅質(zhì)材料制作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變距螺旋槳，其特征在于:所有電機(jī)均采用伺服電機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變距螺旋槳，其特征在于:安裝該變距螺旋槳時(shí)，電刷裝置的支架(71)與主動(dòng)力源的機(jī)架固連，主動(dòng)力從主軸(I)后端輸入；從后往前看，主動(dòng)力驅(qū)動(dòng)主軸(I)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片在不同位置的攻角為:在主軸(I)的右側(cè)，從6點(diǎn)鐘到12點(diǎn)鐘之間葉片的攻角為α ° ;在主軸(I)的左側(cè)，從12點(diǎn)鐘到11點(diǎn)鐘葉片的攻角由α °逐漸變?yōu)棣?°，從11點(diǎn)鐘到5點(diǎn)鐘之間葉片的攻角為β °，從5點(diǎn)鐘到6點(diǎn)葉片的攻角由β°逐漸變回到α° ;α°是4° ~10°之間的一個(gè)固定角度；是84° ~90°之間的一個(gè)固定角度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種變距螺旋槳，其特征在于:葉片的攻角度數(shù)為:α ° 為5。；β。為86°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變距螺旋槳，其特征在于:成對(duì)對(duì)稱安裝在飛機(jī)的左右機(jī)翼的前緣中部，主動(dòng)力從它們的主軸的后端輸入，它們的電刷裝置的支架固定安裝在機(jī)翼上，兩個(gè)變距螺旋槳轉(zhuǎn)向相反。
【文檔編號(hào)】B64C11/44GK104443360SQ201410769862
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】王志成 申請(qǐng)人:佛山市神風(fēng)航空科技有限公司