[发明专利]折叠桨机构和无人飞行器

说明书

本发明公开了一种折叠桨机构，包括桨夹底座、桨夹上盖、桨叶、连接轴以及用于对桨叶的转动形成阻力的阻尼器件，桨夹上盖与桨夹底座间隔设置，桨叶包括固定端和自由端，固定端夹设于桨夹底座与桨夹上盖之间，连接轴穿设于桨夹底座、桨叶以及桨夹上盖中，连接轴与固定端固定连接，连接轴与桨夹底座和桨夹上盖转动连接，阻尼器包括夹设于桨夹底座和固定端之间并与桨夹底座固定连接的外壳和安装于外壳的阻尼组件，连接轴穿过阻尼组件并与阻尼组件固定连接。本发明提供的折叠桨结构通过阻尼组件调节桨叶所受阻力，从而避免桨叶转动趋势的变化带来的振动传递到机身上，且电机的振动传递到桨夹底座后，不会传递到桨叶上。

技术领域

本发明涉及无人飞行器领域，尤其涉及一种折叠桨机构和无人飞行器。

背景技术

螺旋桨是多旋翼无人机动力系统的重要组成部分，早期多旋翼无人机的旋翼多是一体成型的固定式双叶桨，后期出于对运输及存放的安全和空间考虑，开始采用目前主流的便携式可折叠桨设计。

一般折叠桨通常以桨夹作为连接件，以旋转副的形式将两片单边桨叶进行连接，再将桨夹固定在外转子电机的转动部分。其基本工作原理如下：起飞时电机的转动通过惯性的作用使桨叶从双叶重叠的状态甩开，足够大的转速使桨叶在离心力的作用下展开后正常工作，为飞机提供动力。

而无论是一体成型的固定式双叶桨，还是可折叠桨，取决于桨叶设计时的振动模态，在桨叶正常工作过程中会有不同程度的振动。不仅如此，电机本身也是旋翼无人机的主要振动源之一。事实上，一方面我们不希望旋翼的振动传递到机身上，影响机体内置的惯性导航系统的测量精度，另一方面，也不希望电机的振动过多地传递到旋翼桨叶上，否则会降低桨叶的气动效率和使用寿命。

一体成型的固定式双叶桨与电机之间几近刚性连接，基本上没有方法对电机与桨叶间的力传递链条进行调整。而对于可折叠桨而言，电机与桨叶间的力传递链条中出现了旋转副及伴随而来的间隙，等效于在传递系统中引入了阻尼环节，而且阻尼器件经常用于在传递过程中实现对振动的过滤及衰减，最终的振动及衰减结果取决于系统的阻尼系数设计是否与系统的振动模态特性相匹配。而要想单纯利用间隙来实现对阻尼的调整，无论是从设计还是制造过程中都难以保证。所以要想对电机与桨叶间的力传递通道进行可控的阻尼设计及参数调整，以实现减振目的，还需要引入其他方式。

本专利以流体黏度及流体阻力变化为基本原理，通过控制流体黏度及阻尼挡板的实际作用面积实现对可折叠桨旋转副阻尼的可控调整，从而提高减振效率，提高设计效率，降低试制过程中的迭代成本。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种旋转副阻尼的可控调整的折叠桨机构。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

提供一种折叠桨机构，包括桨夹底座、桨夹上盖、桨叶、连接轴以及用于对所述桨叶的转动形成阻力的阻尼器件，所述桨夹上盖与所述桨夹底座间隔设置，所述桨叶包括固定端和自由端，所述固定端夹设于所述桨夹底座与所述桨夹上盖之间，所述连接轴穿设于所述桨夹底座、所述桨叶以及所述桨夹上盖中，所述连接轴与所述固定端固定连接，所述连接轴与所述桨夹底座和所述桨夹上盖转动连接，所述阻尼器包括夹设于所述桨夹底座和所述固定端之间并与所述桨夹底座固定连接的外壳和安装于所述外壳的阻尼组件，所述连接轴穿过所述阻尼组件并与所述阻尼组件固定连接。

进一步地，所述阻尼组件包括与所述外壳转动连接的叶轮和设于所述外壳内的阻尼液，所述外壳的中间设有通孔，所述叶轮包括穿设于所述通孔并与所述外壳可转动连接的轮盘和若干个环绕所述轮盘的外侧壁间隔设置的叶片，所述叶片浸于所述阻尼液中。

进一步地，所述阻尼液的粘度参数可调。

进一步地，所述轮盘包括主体和安装于所述主体内部的驱动机构，所述叶片的一端穿设于所述主体中并与所述驱动机构连接，所述驱动机构用于驱动所述叶片绕其延伸方向转动。