首页 > 航天航空 专利正文
桨叶保护罩及多旋翼飞行器的制作方法

时间:2022-02-24 阅读: 作者:专利查询

桨叶保护罩及多旋翼飞行器的制作方法

1.本实用新型涉及飞行器技术领域,尤其涉及一种桨叶保护罩及多旋翼飞行器。


背景技术:

2.多旋翼飞行器(如旋翼型的航拍无人机、植保无人机)是通过多个旋翼同时提供飞行动力,并且通过转速差控制飞行姿态,例如,横滚角、俯仰角、偏航角。
3.然而,有时候在多旋翼飞行器悬停时,发现多旋翼飞行器的姿态改变不够灵敏,或者姿态角难以大角度改变。


技术实现要素:

4.为了克服现有技术不足,第一方面,本实用新型提供了一种多旋翼飞行器包括:机架,包括机体、机臂,所述机体与所述机臂连接;旋翼,包括电机、桨叶,所述电机安装在所述机臂上,所述电机用于驱动所述桨叶旋转;导流部件,设置于机架上,所述导流部件位于所述桨叶下方,所述导流部件设置有导流面;其中,在所述多旋翼飞行器处于飞行状态时,所述导流面相对所述电机的旋转轴线倾斜预设夹角,并且所述导流面朝向所述桨叶的旋转桨盘设置,所述导流面的倾斜方向与所述桨叶旋转的方向相反,使得所述桨叶旋转产生的下洗气流作用于所述导流面时,所述导流部件获得与所述桨叶旋转方向相反的反作用力的分力。
5.进一步的,所述导流部件与所述多旋翼飞行器的功能部件共同形成为一体成型结构。
6.进一步的,所述功能部件包括如下至少一种:所述机臂、着陆架、桨叶保护罩。
7.进一步的,所述机臂与所述机体可活动地连接或者固定连接;和/或,所述着陆架与所述机臂或所述机体连接;和/或,所述桨叶保护罩与所述机臂可拆卸连接。
8.进一步的,所述机臂为镂空结构,包括至少两个一端固定连接于所述机体,另一端相交的机臂骨架;其中,所述导流面至少设置于一个所述机臂骨架上。
9.进一步的,所述导流面沿所述机臂长度方向延伸。
10.进一步的,所述导流部件为与所述机架可拆卸连接的独立部件。
11.进一步的,所述导流部件包括与所述机架连接的连接部和设置有所述导流面的导流部。
12.进一步的,所述导流部为片状结构,以所述电机的旋转轴线为中心朝向外侧辐射延伸;和/或,所述导流部件设置于远离机臂的一侧;和/或,所述导流部件与所述机架转动连接,使得所述导流面相对所述电机的旋转轴线倾斜角度可变化;和/或,所述预设夹角为10
°‑
30
°

13.第二方面,本实用新型还提供了一种多旋翼飞行器,包括:机架,包括机体、机臂,所述机体与所述机臂连接;包括:旋翼,包括电机、桨叶,所述电机安装在所述机臂上;所述电机包括第一电机、第二电机,所述桨叶包括第一桨叶、第二桨叶;所述第一电机用于驱动
所述第一桨叶沿顺时针转动,所述第二电机用于驱动所述第二桨叶沿逆时针转动;包括:导流部件,设置于机架上,所述导流部件位于所述桨叶下方,所述导流部件设有导流面;所述导流部件包括与所述第一桨叶对应设置的第一导流部件以及与所述第二桨叶对应设置的第二导流部件;所述第一导流部件的导流面的倾斜方向与所述第二导流部件的导流面的倾斜方向相反。
14.进一步的,所述第一导流部件的所述导流面相对于所述第一电机的旋转轴线的倾斜角度,与所述第二导流部件的所述导流面相对于所述第二电机的旋转轴线的倾斜角度相同。
15.进一步的,所述第一导流部件与所述第二导流部件相对于所述多旋翼飞行器的俯仰轴和/或横滚轴对称设置。
16.第三方面,本实用新型还提供了一种用于多旋翼飞行器的桨叶保护罩,包括:保护支架,用于防止桨叶在转动时碰撞到所述保护支架外围的物体;包括:连接支架,与所述保护支架固定连接,用于支撑所述保护支架;所述连接支架能够与所述多旋翼飞行器的机架可拆卸连接,所述连接支架设有导流面;其中,在所述多旋翼飞行器处于飞行状态时,所述导流面相对电机的旋转轴线倾斜预设夹角,并且所述导流面朝向所述桨叶的旋转桨盘设置,所述导流面的倾斜方向与所述桨叶旋转的方向相反,使得所述桨叶旋转产生的下洗气流作用于所述导流面时,所述导流部件获得与所述桨叶旋转方向相反的反作用力的分力。
17.进一步的,所述保护支架为弧形结构;和/或,所述连接支架沿所述桨叶的旋转桨盘的径向延伸。
18.第四方面,本实用新型还提供了一种多旋翼飞行器,包括:机架,包括机体、机臂,所述机体与所述机臂连接;包括:旋翼,包括电机、桨叶,所述电机安装在所述机臂上;所述电机包括第一电机、第二电机,所述桨叶包括第一桨叶、第二桨叶;所述第一电机用于驱动所述第一桨叶沿顺时针转动,所述第二电机用于驱动所述第二桨叶沿逆时针转动;包括:如第三方面的桨叶保护罩,包括第一桨叶保护罩、第二桨叶保护罩,所述第一桨叶保护罩的导流面的倾斜方向与所述第二桨叶保护罩的导流面的倾斜方向相反。
19.通过上述技术方案,本实用新型通过在多旋翼飞行器桨叶下方设置导流部件,在桨叶旋转产生的下洗气流作用于导流部件时,设置于导流部件上的导流面将气流对导流部件的反作用力转化为偏航分力,使得飞行器在接近动力饱和时自旋更稳定。进一步的,由于导流部件可以通过可拆卸形式加装于飞行器,具有灵活方便的特性。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本实施例提供的多旋翼飞行器的结构示意图;
22.图2是图1所示的多旋翼飞行器的i部分放大图;
23.图3是图1所示的多旋翼飞行器的另一视角的结构示意图;
24.图4是图1所示的多旋翼飞行器的桨叶保护罩;
25.图5是图1所示的多旋翼飞行器的桨叶保护罩另一视角的结构示意图;
26.附图标记说明:
27.多旋翼飞行器1;
28.机体101;
29.机臂102;第一机臂1021;第二机臂1022;
30.电机201;第一电机2011;第二电机2012;
31.第一桨叶2021;第二桨叶2022;
32.第一导流部件301;第二导流部件302;
33.导流部30a;连接部30b;导流面30c;
34.桨叶保护罩40;第一桨叶保护罩401;第二桨叶保护罩402;
35.保护支架40a;
36.第一连接支架40b1;第二连接支架40b2;
37.第一连接骨架40ba;第二连接骨架40bb;
38.着陆架50。
具体实施方式
39.下面结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
40.在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“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,除非另有明确的限定,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,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
41.还应当理解,在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/ 或”是指相关联列出的项中一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
42.本实用新型发明人经过长时间的推理和验证测试发现,多旋翼飞行器有时候在悬停时,其姿态改变不够灵敏,或者姿态角难以大角度改变,主要原因在于多旋翼飞行器在接近动力饱和的状态(比如额外加装较重的桨叶保护罩),增大转速差以控制飞行姿态已不明显,导致控制不灵敏和飞行不稳定。此外,由于飞行器的飞行控制参数在生产时已确定,在遇到前述问题时,不能灵活调整。
43.为解决前述问题,本实用新型提供一种桨叶保护罩及多旋翼飞行器。
44.下面结合附图,对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
45.本实用新型实施方式提供一种多旋翼飞行器1,所述多旋翼飞行器1可为双旋翼、三旋翼、四旋翼、六旋翼及八旋翼等。本实施例中,如图1、图3所示,所述多旋翼飞行器1以四
旋翼飞行器为例进行说明。
46.如图1、图3所示,所述多旋翼飞行器1包括机架10(未图示)。所述机架10包括机体101和机臂102,所述机臂102可活动地或者固定地连接于机体101上。例如,在一些实施例中,所述机臂102与所述机体10可活动连接,使得机臂102相对于机体101变形,比如飞行时机臂102转动折叠,以减小多旋翼飞行器运输时的体积。
47.所述机臂102数量为多个,包括第一机臂1021和第二机臂1022。在本实施例中,所述机臂102为四个,所述第一机臂1021和所述第二机臂1022以所述多旋翼飞行器1的横滚轴对称设置于所述机体两侧,使得机身质量分布较均匀。
48.所述机臂102可以为实心结构,也可以为镂空结构使得机臂102在结构强度较高的情况下,重量较小,从而提高减小多旋翼飞行器的续航里程。在本实施例中,所述机臂102为镂空结构,包括第一机臂骨架102a(未图示)和第二机臂骨架102b(未图示)。
49.所述多旋翼飞行器1包括旋翼20(未图示)。所述旋翼20包括电机201 和桨叶,所述电机201安装在所述机臂102上,所述电机201用于驱动所述桨叶旋转。在本实施例中,所述电机201安装于所述第一机臂骨架102a和所述第二机臂骨架102b相交点。
50.所述电机201数量为多个,包括第一电机2011、第二电机2012。
51.所述桨叶数量为多个,包括第一桨叶2021、第二桨叶2022。
52.所述第一电机2011用于驱动所述第一桨叶2021沿顺时针转动,所述第二电机2012用于驱动所述第二桨叶2022沿逆时针转动。在本实施例中,所述第一桨叶2021包括顺时针旋转的一对,所述第二桨叶2022包括逆时针旋转的一对,第一桨叶2021与第二桨叶2022对称且相互间隔设置于所述电机201上,以实现所述多旋翼飞行器1飞行时反扭矩平衡。
53.如图1所示,所述多旋翼飞行器1包括着陆架50。所述着陆架50可连接地或固定地连接于所述机臂102或所述机体101,所述着陆架50用于所述多旋翼飞行器1着陆时支撑所述多旋翼飞行器1。在一些实施例中,所述着陆架50 转动安装于所述机臂102。具体的,在所述多旋翼飞行器1飞行时,所述着陆架 50可以转动抬起,使得所述着陆架50位于桨叶下方并起到桨叶保护罩的作用。在所述多旋翼飞行器1降落时,所述着陆架50可以转动放下,使得着陆架50 在所述多旋翼飞行器1降落地面时支撑所述多旋翼飞行器1。
54.如图1、图2、图5所示,所述多旋翼飞行器1包括导流部件。所述导流部件设置于机架10或旋翼20上,使得所述导流部件位于所述桨叶下方即可。
55.所述导流部件设置有导流面30c。如图5所示,在本实例中,所述导流部件包括与所述机架10连接的连接部30b和设置有所述导流面30c的导流部30a。
56.所述导流面30c在所述多旋翼飞行器1处于飞行状态时,位于下洗气流中,所述导流面30c相对所述电机201的旋转轴线倾斜预设夹角α,并且所述导流面30c朝向所述桨叶的旋转桨盘设置,所述导流面30c的倾斜方向与所述桨叶旋转的方向相反,使得所述桨叶旋转产生的下洗气流作用于所述导流面30c时,所述导流部件获得与所述桨叶旋转方向相反的反作用力的分力。
57.所述导流部件可以是与所述多旋翼飞行器1的功能部件共同形成为的一体成型结构,以增强功能部件的牢固程度,减少重量、材料浪费和用户装配程序。所述导流部件可以是与所述机架10可拆卸连接的独立部件,增强所述多旋翼飞行器1对不同使用场景的适应性。
58.所述多旋翼飞行器1的功能部件可以是机臂102、着陆架50、或者桨叶保护罩40,在所述多旋翼飞行器1飞行时位于所述桨叶下方。
59.与所述机架10可拆卸连接的独立部件是其他可通过拆卸脱离所述多旋翼飞行器1而不影响其基本飞行功能的独立部件,可以理解的是,所述导流部件为独立部件时,也可以在需要时设计成具有桨叶保护罩、着陆架的功能。
60.所述一体成型,具体而言,所述导流部件与多旋翼飞行器其他功能部件在结构上的一体成型,比如通过特有模具注塑成型,使得该功能部件具备其原本功能外且具有导流部件的功能。
61.所述桨叶下方,具体是指可受桨叶下洗气流影响的桨叶下方,比如桨叶正下方或者斜下方。
62.在本实施例中,所述导流部件为独立部件,并且与桨叶保护罩40一体成型。具体的,所述连接部30b用于将桨叶保护罩40可拆卸地连接至所述机臂102 末端,所述桨叶保护罩40位于远离所述机臂102的一侧。所述导流部30a呈片状,一端连接于所述连接部30b,并以所述电机201的旋转轴线为中心朝向外侧辐射延伸,辐射延伸至另一端与所述保护支架40a连接。所述导流部30a朝向桨叶旋转桨盘的一面为导流面30c。所述导流面30c与所述电机201的旋转轴线预设夹角为10
°‑
30
°
,优选为10
°

63.在其他一些实施例中,所述导流部件与所述机臂102一体成型。进一步的,所述机臂102为镂空结构。具体地,所述机臂102包括第一机臂骨架102a (未图示)和第二机臂骨架102b(未图示),所述第一机臂骨架102a和所述第二机臂骨架102b的一端固定连接于所述机体101,所述第一机臂骨架102a和所述第二机臂骨架102b的另一端相交,以使得所述第一机臂骨架102a和所述第二机臂骨架102b与机体101共同形成三角形稳定结构,从而提高多旋翼飞行器的结构强度。所述导流面设置于第一机臂骨架102a和所述第二机臂骨架102b上,并沿所述第一机臂骨架102a、所述第二机臂骨架102b长度方向延伸。
64.所述导流部件数量为多个,包括第一导流部件301和第二导流部件302,分别与所述第一桨叶2021、所述第二桨叶2022对应设置于所述机架10上或旋翼20上。
65.所述第一导流部件301的所述导流面30c的倾斜方向与所述第二导流部件302的所述导流面30c的倾斜方向相反。所述第一导流部件301的所述导流面 30c相对于所述第一电机的旋转轴线的倾斜角度,与所述第二导流部件302的所述导流面30c相对于所述第二电机的旋转轴线的倾斜角度相同。所述倾斜角度为 10
°‑
30
°
,优选为10
°

66.在一些实施例中,所述第一导流部件301与所述第二导流部件302相对于所述多旋翼飞行器1的俯仰轴和/或横滚轴对称设置。具体的,在本实施例中,所述第一导流部件301与与所述第二导流部件302既相对于所述多旋翼飞行器1 的俯仰轴对称,也相对所述多旋翼飞行器1的横滚轴对称
67.所述桨叶保护罩40可拆卸地连接于所述机架10,所述桨叶保护罩40用于所述多旋翼飞行器1飞行时防止桨叶碰撞到其他物体受到损坏。在本实施例中,所述桨叶保护罩40可拆卸地连接于所述机臂102末端。
68.所述桨叶保护罩40包括保护支架40a和连接支架。
69.所述保护支架40a,用于防止桨叶在转动时碰撞到所述保护支架40a外围的物体。在本实施例中,所述保护支架为弧形结构,由于没有尖锐结构,在保护所述桨叶时可有效防
止碰撞时损坏所述保护支架10a外围的物体。
70.所述连接支架,与所述保护支架40a固定连接,用于支撑所述保护支架并与所述机架10可拆卸连接。
71.在本实施例中,如前所述,所述导流部件为独立部件,并且与桨叶保护罩40一体成型。进一步的,所述桨叶保护罩40的连接支架与导流部件共同形成一体成型结构,所述连接支架设有导流面30c。具体而言,在本实施例中,所述导流部件的所述连接部30b具备将所述桨叶保护罩40连接至机臂102末端的功能,所述导流部件的所述导流部30a具备连接并支撑所述保护支架40a的功能。连接支架包括第一连接骨架40ba、第二连接骨架40bb,所述第一连接骨架40ba、所述第二连接骨架40bb分别对应有导流面30c。
72.所述桨叶保护罩40数量为多个,包括与所述第一桨叶2021对应的第一桨叶保护罩401和与所述第二桨叶2022对应的第二桨叶保护罩402,分别用于保护所述第一桨叶2021与所述第二桨叶2022。可以理解的是,所述第一桨叶保护罩401、所述第二桨叶保护罩402是与所述第一桨叶2021、第二桨叶2022在功能上的匹配。在具体结构上,所述桨叶保护罩40可以是与所述桨叶功能上匹配的多个独立的桨叶保护罩,也可以是多个独立桨叶保护罩形成一个整体。
73.所述连接支架数量为多个,包括第一连接支架40b1和第二连接支架40b2。所述第一连接支架40b1、所述第二连接支架40b2分别位于所述第一桨叶2021、所述第二桨叶2022下方。所述第一连接支架40b1、所述第二连接支架40b2分别设有第一导流部件301、第二导流部件302。由于所述第一桨叶2021与所述第二桨叶2022旋转方向相反,因此,所述第一导流部件301的所述导流面30c、所述第二导流部件302的所述导流面30c相对于桨叶旋转桨盘所在平面而言,倾斜的角度相反。
74.由于不同多旋翼飞行器的重量、结构不同,旋转的桨叶周边空气动力布局不一样,并且,所述导流面30c与所述电机201的旋转轴线预设夹角太大会影响升力,因此,在其他一些实施例中,所述导流部件与所述机架10转动连接,当导流部件被外力驱动着转动时,所述导流面30c与所述电机201的旋转轴线预设夹角也随之变动,以适应不同的多旋翼飞行器以达到升力和偏航分力最佳效率平衡。所述外力可以是来源于单独设置在所述多旋翼飞行器1上的电机驱动。
75.以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型范围不局限于此。本领域技术人员在不付出创造性劳动就能想到的各种等效替换,属于本实用新型保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。