1.本发明涉及飞行器螺旋桨拆装技术领域，特别涉及一种螺旋桨快速拆装结构及设有该结构的飞行器。


背景技术：

2.螺旋桨是指靠桨叶在空气或水中旋转，将发动机转动功率转化为推进力的装置，可有两个或较多的叶与毂相连，叶的向后一面为螺旋面或近似于螺旋面的一种推进器，是直升机等飞行器的重要结构，一般情况下，螺旋桨除旋转外还有前进速度，螺旋桨在直升机等飞行器中的应用尤为重要。现有的螺旋桨在使用过程中一般会存在以下特点中的一个或多个。桨叶根部的构造大多为圆形外轮廓，适合用于小尺寸桨叶，如果要用于大尺寸桨叶则需要增加很多不必要的结构重量；桨叶根部与快拆结构之间的过渡造型设计，不利于桨叶根部的局部受力，无法用于大型桨叶；对于塑料材质的螺旋桨，桨毂构造过于复杂，对于塑料注塑模具而言增加模具结构负责程度和模具的生产维护成本，大大减少模具的使用寿命；快拆接触面存在容易磨损问题；对加工的误差精度要求较高，快拆结构接触面容易产生间隙，间隙又会导致磕碰和磨损，间隙同样会产生振动，进而影响电机乃至飞行器或相关载体结构安全和寿命；螺旋桨快拆结构中有弹簧，而弹簧力度大小又使结构的牢靠程度和安装过程人手花费的力气大小造成矛盾，快速拆装过程的操作不够便利，并没有真正节省多少时间；对于大多数无经验的使用者而言容易误操作而损坏快拆结构；螺旋桨与旋转轴的同心定位不够精准，影响螺旋桨运行时的动平衡稳定性；螺旋桨与安装平面不平行，且接触面积过小，影响螺旋桨运行时气动力平衡；螺旋桨要运行在振动很大的复杂工况下，现有技术方案大都缺乏保险设计确保快拆结构在振动中不会意外松脱；在这个智能化时代，现有技术方案都停留在原始的机械结构来解决问题的层面，而没有充分利用智能化的新特点来综合提升快拆结构的安全性。


技术实现要素：

3.本发明目的是：克服现有技术存在的不足，解决现有技术中存在的问题，提供一种螺旋桨快速拆装结构及设有该结构的飞行器，其解决了现有技术中存在的一个或多个问题，达到了较好的效果。
4.本发明的技术方案为：一种螺旋桨快速拆装结构，其特征在于：其包括锁定保险、按钮、底座，底座能安装在电机前盖上或集成在螺旋桨的电机前盖上，锁定保险设有第一凸台，按钮设有第一凹槽，所述第一凸台与所述第一凹槽匹配；按钮一侧有设上倾斜面、下倾斜面，上倾斜面与螺旋桨桨叶的上部配合面匹配，上倾斜面能在桨叶拆装过程中压紧桨叶对应的上部配合面，下倾斜面与螺旋桨桨叶的下部配合面匹配，按钮的下倾斜面在桨叶装入和弹出过程中，通过桨叶上下运动能实现按钮根据下部配合面进行联动的功能，
桨毂为长条形，按钮在桨叶下压贴合到底座时通过相应配合的倾斜面使按钮压紧桨叶桨毂两端；底座两侧设置有第一转轴孔，按钮设置在底座的两侧，按钮上设置有与第一转轴孔对应的第二转轴孔，转轴能穿过第一转轴孔和第二转轴孔，按钮通过转轴被限位在底座两侧并能在设定角度内自由转动。
5.作为本方案的进一步改进，上倾斜面与螺旋桨桨叶的上部配合面靠近中心位置低，远离中心的位置高；下倾斜面与螺旋桨桨叶的下部配合面是靠近中心位置低，远离中心的位置高。
6.作为本方案的进一步改进，桨叶的上部配合面与按钮配合压紧，并预留相应的开口给按钮通过，中部有圆形孔用于固定并可以使锁定保险在配合位置进行转动，桨叶中部平台设置了4个球形凹槽，用于与锁定保险底部的球形凸起实现锁定和开锁两种位置的定位。
7.作为本方案的进一步改进，锁定保险一部分插入桨叶中部的中孔，锁定保险与桨叶处于装配状态不会轻易分离开，在桨叶与锁定保险组合体压入到底座上过程中，锁定保险的下部伸出的杆体内部的中孔会与底座中部的圆柱形凸台进行定位配合，确保桨叶组合体与电机底座组合体是同心对中。
8.作为本方案的进一步改进，在底座两侧设置朝上的限位凸台，桨叶中部设置朝下面的限位凹槽，所述限位凸台与桨叶中部的限位凹槽配合。
9.作为本方案的进一步改进，所述限位凸台为长圆形凸台，所述限位凹槽为长圆孔凹槽。
10.作为本方案的进一步改进，所述锁定保险靠近中心位置设置第二凸台，桨叶设置有与所述第二凸台匹配的第二凹槽，所述第二凸台能和第二凹槽配合锁定。
11.作为本方案的进一步改进，底座的中心设有中心圆形凸台，锁定保险的下部设有与所述中心圆形凸台匹配的杆体中孔。
12.作为本方案的进一步改进，桨叶的桨毂底部平面和底座的上表面安装平面接触定位装置。
13.作为本方案的进一步改进，底座设有朝下面的中心孔，所述凹槽与电机轴定位配合，底座通过螺丝与电机固定。
14.一种设有前述的螺旋桨快速拆装结构的飞行器，其特征在于：其包括螺旋桨、电机、螺旋桨快速拆装结构，所述螺旋桨包括桨叶、桨毂，所述桨毂为长条形，长度方向与螺旋桨桨叶中心线方向一致；螺旋桨快速拆装结构包括锁定保险、按钮、底座，底座能安装在电机前盖上或集成在螺旋桨的电机前盖上，螺旋桨桨叶靠近桨座设置有上部配合面、下部配合面，上部配合面与按钮的上倾斜面匹配，下部配合面与按钮的下倾斜面匹配，底座两侧设置有第一转轴孔和限位凸台，桨叶中部设置朝下面的限位凹槽，所述限位凸台与桨叶中部的限位凹槽配合，按钮设置在底座的两侧，按钮上设置有与第一转轴孔对应的第二转轴孔，转轴能穿过第一转轴孔和第二转轴孔，按钮通过转轴被限位在底座两侧并能在设定角度内自由转动，所述锁定保险靠近中心位置设置第二凸台，桨叶设置有
与所述第二凸台匹配的第二凹槽，所述第二凸台能和第二凹槽配合锁定；底座的中心设有中心圆形凸台，锁定保险的下部设有与所述中心圆形凸台匹配的杆体中孔。
15.本发明的优点：本发明所公开的螺旋桨快速拆装结构及设有该结构的飞行器，拆装操作简单，保险和安全程度高，减少磨损，节省成本，提高产品使用寿命。
附图说明
16.下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：图1是现有技术中螺旋桨桨叶和桨毂安装情况的示意图。
17.图2是本发明所述设有螺旋桨快速拆装结构的飞行器的螺旋桨桨叶和桨毂安装情况的示意图。
18.图3是本发明所述螺旋桨快速拆装结构的示意图。
19.图4是本发明所述螺旋桨快速拆装结构的剖面图示意图。
20.图5是本发明所述设有螺旋桨快速拆装结构的飞行器的螺旋桨桨叶安装情况的爆炸图示意图。
21.图6是图5局部的放大图。
22.图7是本发明所述设有螺旋桨快速拆装结构的飞行器的螺旋桨桨叶安装和锁定状态示意图。
23.图8是本发明所述设有螺旋桨快速拆装结构的飞行器的螺旋桨桨叶安解除锁定状态示意图。
24.图9是本发明所述设有螺旋桨快速拆装结构的飞行器的螺旋桨桨叶按压按钮状态示意图。
25.图10是图9局部的放大图。
26.图11是本发明所述设有螺旋桨快速拆装结构的飞行器的螺旋桨桨叶完成拆卸状态示意图。
27.其中：1、锁定保险
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101、第一凸台
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102、第二凸台
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2、桨叶
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201、第一凹槽
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202、上部配合面
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203、下部配合面
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204、限位凹槽
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3、按钮
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301、上倾斜面
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302、下倾斜面
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4、底座
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401、旋转中心
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402、限位凸台
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5、转轴
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6、桨毂。
具体实施方式
28.下面结合附图及优选实施方式对本发明技术方案进行详细说明。
29.如图1
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11所示，本发明公开一种螺旋桨快速拆装结构，其包括锁定保险1、按钮3、底座4，底座4能安装在电机前盖上或集成在螺旋桨的电机前盖上，锁定保险1设有第一凸台101，按钮3设有第一凹槽201，所述第一凸台101与所述第一凹槽201匹配；按钮3一侧有设上倾斜面301、下倾斜面302，上倾斜面301与螺旋桨桨叶2的上部配合面202匹配，上倾斜面301能在桨叶2拆装过程中压紧桨叶2对应的上部配合面202，下倾斜面302与螺旋桨桨叶2的下部配合面203匹配，按钮3的下倾斜面302在桨叶2装入和弹出过程中，通过桨叶2上下运动能实现按钮3根据下部配合面203进行联动的功能，桨毂6为长条形，按钮3在桨叶2下压贴合到底座4时通过相应配合的上部倾斜面和下部倾斜面使按钮3压紧桨叶2桨毂6两端；底座4两
侧设置有第一转轴5孔和限位凸台402，按钮3设置在底座4的两侧，按钮3上设置有与第一转轴5孔对应的第二转轴5孔，转轴5能穿过第一转轴5孔和第二转轴5孔，按钮3通过转轴5被限位在底座4两侧并能在设定角度内自由转动，故压入桨叶2或取出桨叶2，不需要用手去转动按钮3，因为按钮3会根据下部配合面203与桨叶2上下的运行实现联动并按相应需要的方向转动，简化操作的复杂度。按钮3转动过程与桨叶2倾斜面的接触滑动不是强力摩擦的，尽可能减少接触面之间的相对滑动也就减少了接触面之间的磨损。通过精心设计的按钮3上下倾斜面302与桨叶2配合面（倾斜面），可以实现桨叶2装入和拿出过程中不需要直接触碰或操作按钮3，因为两者的倾斜面配合加上按钮3转动自由度，桨叶2上下移动时，按钮3会同步跟随转动，大大减少了操作复杂程度。压入桨叶2到底则按钮3会自然通过下倾斜面302主动到压紧位置使上倾斜面301压紧桨叶2，然后转动锁定保险1到锁定位置,桨叶2既快速装配完成。
30.作为本方案的进一步改进，上倾斜面301与螺旋桨桨叶2的上部配合面202靠近中心位置低，远离中心的位置高；下倾斜面302与螺旋桨桨叶2的下部配合面203是靠近中心位置低，远离中心的位置高。锁定保险1锁定后与两侧的按钮3以及桨叶2上部倾斜面构成一个完整的互相平衡的传力路径，桨叶2一旦旋转工作后产生两侧向中间的弯矩，则会通过倾斜面挤压两侧按钮3往中间旋转，进而都顶在锁定保险1的两头，所以整个结构本身在工作状态下就形成了一种自锁模式，比没有处于工作旋转状态下的装配好的快拆结构要更加紧固，更不容易使中间的锁定保险1由于振动因素而意外松脱，并且桨叶2的拉力越大，对锁定保险1的夹紧力就越大，锁定就越牢靠，越不会因振动而松脱。
31.作为本方案的进一步改进，桨叶2的上部配合面202与按钮3配合压紧，并预留相应的开口给按钮3通过，按钮3中部有圆形孔用于固定并可以使锁定保险1在配合位置进行转动，桨叶2中部平台设置了4个球形凹槽，用于与锁定保险1底部的球形凸起实现锁定和开锁两种位置的定位，方便了锁定和解锁的操作。
32.作为本方案的进一步改进，锁定保险1一部分插入桨叶2中部的中孔，锁定保险1与桨叶2处于装配状态不会轻易分离开，在桨叶2与锁定保险1组合体压入到底座4上过程中，锁定保险1的下部伸出的杆体内部的中孔会与底座4中部的圆柱形凸台进行定位配合，确保桨叶2组合体与电机
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底座4组合体是同心对中。
33.作为本方案的进一步改进，在底座4两侧设置朝上的限位凸台402，桨叶2中部设置朝下面的限位凹槽204，所述限位凸台402与桨叶2中部的限位凹槽204配合，定位桨叶2，限位凸台402与限位凹槽204配合也能传递桨叶2所需的扭矩。
34.作为本方案的进一步改进，所述限位凸台402为长圆形凸台，所述限位凹槽204为长圆孔凹槽。桨叶2桨毂6下表面的长圆形凹槽与底座4对应位置的长圆形凸台配合进行周向定位，同时该配合还能有效传递桨叶2与底座4之间的扭矩载荷。使扭矩载荷和后面要提到的拉力载荷能分离开来。由于长圆凹槽和凸台远离旋转中心401，可以大大改善该配合结构承受扭矩时的应力水平，增强结构可靠性和延长使用寿命。
35.作为本方案的进一步改进，所述锁定保险1靠近中心位置设置第二凸台102，桨叶2设置有与所述第二凸台102匹配的第二凹槽，所述第二凸台102能和第二凹槽配合锁定。第二凹槽可以是长圆形凹槽，第二凸台102可以是长圆形凸台，桨叶2桨毂6下表面的长圆形凹槽与底座4对应位置的长圆形凸台配合进行周向定位，同时该配合还能有效传递桨叶2与底
座4之间的扭矩载荷。使扭矩载荷和后面要提到的拉力载荷能分离开来。由于长圆凹槽和凸台远离旋转中心401，可以大大改善该配合结构承受扭矩时的应力水平，增强结构可靠性和延长使用寿命。
36.作为本方案的进一步改进，底座4的中心设有中心圆形凸台，锁定保险1的下部设有与所述中心圆形凸台匹配的杆体中孔。锁定保险1的下部杆体中孔与底座4上的中心圆形凸台进行同心对中定位，尽可能减少桨叶2因为定位不准确而产生的动平衡问题。
37.作为本方案的进一步改进，桨叶2的桨毂6底部平面和底座4的上表面安装平面接触定位装置。所述平面接触定位装置能确保桨叶2安装在正确的位置，桨叶2与电机顶部平面紧密配合，尽可能减少气力不平衡问题。
38.按钮3转动过程与桨叶2倾斜面的接触滑动不是强力摩擦的，尽可能减少接触面之间的相对滑动也就减少了接触面之间的磨损。通过精心设计的按钮3上下倾斜面302与桨叶2倾斜面，可以实现桨叶2装入和拿出过程中不需要直接触碰或操作按钮3，因为两者的倾斜面配合加上按钮3转动自由度，桨叶2上下移动时，按钮3会同步跟随转动，大大减少了操作复杂程度。压入桨叶2到底则按钮3会自然通过下倾斜面302主动到压紧位置使上倾斜面301压紧桨叶2，然后转动锁定保险1到锁定位置,桨叶2既快速装配完成。
39.作为本方案的进一步改进，底座4设有朝下面的中心孔，所述凹槽与电机轴定位配合，底座4通过螺丝与电机固定。底座4通过朝下表面的中心孔与电机轴进行中心定位，然后通过紧固螺丝拧紧。更进一步还可以将底座4的快拆结构直接集成到电机的前端盖上，这样连上述的中心定位和螺丝紧固也省略了，整个结构又能节省一部分重量和加工成本。
40.一种设有前述的螺旋桨快速拆装结构的飞行器，其包括螺旋桨、电机、螺旋桨快速拆装结构，所述螺旋桨包括桨叶2、桨毂6，所述桨毂6为长条形，长度方向与螺旋桨桨叶2中心线方向一致；螺旋桨快速拆装结构包括锁定保险1、按钮3、底座4，底座4能安装在电机前盖上或集成在螺旋桨的电机前盖上，螺旋桨桨叶2靠近桨座设置有上部配合面202、下部配合面203，上部配合面202与按钮3的上倾斜面301匹配，下部配合面203与按钮3的下倾斜面302匹配，底座4两侧设置有第一转轴5孔和限位凸台402，桨叶2中部设置朝下面的限位凹槽204，所述限位凸台402与桨叶2中部的限位凹槽204配合，按钮3设置在底座4的两侧，按钮3上设置有与第一转轴5孔对应的第二转轴5孔，转轴5能穿过第一转轴5孔和第二转轴5孔，按钮3通过转轴5被限位在底座4两侧并能在设定角度内自由转动，所述锁定保险1靠近中心位置设置第二凸台102，桨叶2设置有与所述第二凸台102匹配的第二凹槽，所述第二凸台102能和第二凹槽配合锁定；底座4的中心设有中心圆形凸台，锁定保险1的下部设有与所述中心圆形凸台匹配的杆体中孔。现有技术方案快拆结构螺旋桨根部桨毂6是圆形的轮廓，如果要放大尺寸，则必须按照圆形的直径进行方案，要增加很多不必要的结构体积与重量，而本技术方案放大在桨毂6强度足够的情况下只需要加长，即使要加宽桨毂6也不需要增加太多，可以大大提高结构利用率。桨毂6与桨叶2根部的过渡位置决定了桨叶2根部的应力水平，本实施例可以保证同等间距下的桨叶2过渡区域而尽可能足够小的桨毂6结构质量，现有技术方案中部为圆形桨毂6决定了其如果要把这个过渡区域往桨叶2两头扩展也是只能通过加大桨毂6的圆形直径，而本实施例只需要把长条形的桨毂6加长就能实现过渡区域往两侧移动进而改善桨叶2根部过渡区域应力水平。采用长条状的桨毂6设计，两个可在一定范围内旋转运动的按钮3在桨叶2下压贴合到底座4时通过相应配合的倾斜面使按钮3压紧
桨叶2桨毂6两端。
41.如图6
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图9所示为设有螺旋桨快速拆装结构的飞行器的螺旋桨桨叶2拆装的过程，是本发明所述设有螺旋桨快速拆装结构的飞行器的螺旋桨桨叶2安装和锁定状态示意图，是桨夹安装和锁定后的工作状态，如图7
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8所示，用手转动锁定保险1绕中心轴旋转90度，可以解除保险锁定，保险锁定和旋转压块配合凹槽，用于手动操作时可以方便地卡到锁定位置，第一凹槽201和第一凸起有一定的过盈配合，以防止整个桨叶2组合体在工作运行中不会因为震动而松开；按压按钮3顶部靠近中心的一侧，按钮3绕钢轴旋转翘起，按钮3与桨叶2的下部配合面203会桨叶2向上顶起。如图8所示，手抓住桨叶2主体向上移动至完全离开底座4，桨叶2完成拆卸动作。锁定保险1旋转到锁定位置可以锁定两侧的按钮3以使两侧的按钮3背靠背成刚性接触并传力，锁定保险1通过优化的尺寸公差设计，可以确保保险锁定到位后保险的两头的能用力压紧两侧的按钮3上表面，进而使按钮3完全压紧桨叶2两侧的上部倾斜面。
42.整个快拆结构有三重保险，第一和第二重保险是锁定保险1的两头的凸起和下表面的球形凸起，分别与按钮3头部的凹槽和桨叶2中部上表面的球形凹槽配合锁定。第三重保险就是上面说的在工作状态下整个桨叶2受到气动力作用而实现自锁的效果。这样就是三重保险确保快拆结构在工作状态下不会因为振动而松脱。
43.按钮3转动过程与桨叶2倾斜面的接触滑动不是强力摩擦的，尽可能减少接触面之间的相对滑动也就减少了接触面之间的磨损。通过精心设计的按钮3上下倾斜面302与桨叶2倾斜面，可以实现桨叶2装入和拿出过程中不需要直接触碰或操作按钮3，因为两者的倾斜面配合加上按钮3转动自由度，桨叶2上下移动时，按钮3会同步跟随转动，大大减少了操作复杂程度。压入桨叶2到底则按钮3会自然通过下倾斜面302主动到压紧位置使上倾斜面301压紧桨叶2，然后转动锁定保险1到锁定位置,桨叶2既快速装配完成。
44.锁定保险1锁定后与两侧的按钮3以及桨叶2上部倾斜面构成一个完整的互相平衡的传力路径，桨叶2一旦旋转工作后产生两侧向中间的弯矩，则会通过倾斜面挤压两侧按钮3往中间旋转，进而都顶在锁定保险1的两头，所以整个结构本身在工作状态下就形成了一种自锁模式，比没有处于工作旋转状态下的装配好的快拆结构要更加紧固，更不容易使中间的锁定保险1由于振动因素而意外松脱，并且桨叶2的拉力越大，对锁定保险1的夹紧力就越大，锁定就越牢靠，越不会因振动而松脱。
45.桨叶2与螺旋桨快速拆装结构传递拉力的位置与桨叶2旋转中心401的间距可以比现有技术方案更远，且接触面积可以更大。更远意味着对于桨叶2根部的受力而言尽可能减小现有技术方案中的桨叶2根部的应力集中问题。相同的桨叶2外段产生的气动力是相同的，好比杠杆原理，由于可以设置距离中心位置更远的按钮3压紧桨叶2倾斜面，为克服相同相对于中心的弯矩，杠杆距离越长，则所需的力越小。这是本发明相比现有技术方案上最大最具有突破性的改进点。
46.本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本技术的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。本发明尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。