[发明专利]纤维片堆叠式旋翼设计

说明书

公开了一种旋翼单元。该旋翼单元包括轮毂和堆叠式旋翼叶片。轮毂被配置为绕轴线在第一旋转方向上旋转。堆叠式旋翼叶片可绕轴线旋转，并且还包括第一叶片元件和第二叶片元件。第一叶片元件具有第一前缘，第二叶片元件具有第二前缘。叶片元件布置成堆叠构造。堆叠式旋翼叶片的前缘由第一叶片元件的第一前缘的至少一部分以及第二叶片元件的第二前缘的至少一部分形成。在一些实施方式中，旋翼单元联接到无人飞行器。

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2017年12月19日提交的美国专利申请第15/847,515号的优先权，该美国专利申请通过引用全文合并于此。

技术领域

背景技术

除非在此另外指出，否则本节中描述的资料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不因包含在本节中而被承认是现有技术。

无人运载工具，其也可以被称为自主运载工具，是能够在没有实际存在的人类操作者的情况下行驶的运载工具。无人运载工具可以以遥控模式、以自主模式或以部分自主模式操作。

当无人运载工具以遥控模式操作时，位于远程位置的飞行员或驾驶员可以通过经由无线链路发送到无人运载工具的命令来控制无人运载工具。当无人运载工具以自主模式操作时，无人运载工具通常基于预编程的导航航点、动态自动化系统或这些的组合来移动。此外，一些无人运载工具可以既以遥控模式又以自主模式操作，并且在某些情况下可以同时这样操作。例如，作为示例，远程飞行员或驾驶员可能希望在手动执行另一任务(诸如操作用于拾取物体的机械系统)时将导航交托给自主系统。

各种类型的无人运载工具针对各种不同的环境而存在。例如，无人运载工具针对在空中、在地面上、在水下或在太空中的操作而存在。示例包括四轴飞行器(quad-copter)和尾座式UAV等。无人运载工具还针对其中可进行多环境操作的混合操作而存在。混合无人运载工具的示例包括能够在陆地上以及在水上操作的两栖飞船、或能够在水上以及在陆地上降落的水上飞机。其它示例也是可能的。

发明内容

在此描述的实施方式涉及具有堆叠式旋翼叶片的无人飞行器(UAV)旋翼单元。堆叠式旋翼叶片由布置成堆叠构造的叶片元件形成。叶片元件可以通过简单的机械加工工艺(诸如从纤维片材激光切割叶片元件)容易地制造。此外，将叶片元件布置成堆叠构造允许对组装好的堆叠式旋翼叶片的整体设计和功能进行高程度的控制。此外，与现有的旋翼叶片设计相比，在此公开的堆叠式旋翼叶片还可以在维持或有可能提高效率的同时降低在飞行期间UAV旋翼的噪声。

在第一方面，提供了一种旋翼单元。该旋翼单元包括轮毂和堆叠式旋翼叶片。轮毂被配置为绕轴线在第一旋转方向上旋转。堆叠式旋翼叶片可绕轴线旋转，并且还包括第一叶片元件和第二叶片元件。第一叶片元件具有第一前缘，第二叶片元件具有第二前缘。此外，第一叶片元件和第二叶片元件布置成堆叠构造。在示例中，该堆叠构造可以导致第一叶片元件和第二叶片元件以特定的对准彼此固定。另外，堆叠式旋翼叶片的前缘由第一前缘的至少一部分和第二前缘的至少一部分形成。在一些实施方式中，旋翼单元联接到UAV。

在第二方面，提供了一种堆叠式旋翼叶片。该堆叠式旋翼叶片包括第一平面叶片元件和第二平面叶片元件。第一叶片元件包括第一前缘和底部平面表面，而第二叶片元件包括第二前缘和顶部平面表面。第一叶片元件的底部平面表面以堆叠构造固定到第二叶片元件的顶部平面表面。堆叠式旋翼叶片被配置为在第一旋转方向上旋转。此外，第一叶片元件的第一前缘的至少一部分在第一旋转方向上领先第二叶片元件的第二前缘的至少一部分。另外，第一前缘的至少一部分和第二前缘的至少一部分形成堆叠式旋翼叶片的前缘。

在又一方面，提供了一种制造堆叠式叶片旋翼单元的方法。该方法包括切割多个叶片元件。叶片元件可以激光切割自纤维片等。每个叶片元件的至少一个尺寸不同于每个其它叶片元件中的对应尺寸。此外，堆叠式叶片的前缘包括来自每个切割的叶片元件的前缘的至少一部分。该方法还包括将叶片元件联接到轮毂。