本發(fā)明涉及飛行器領(lǐng)域，具體涉及一種共軸雙槳同向旋翼機(jī)構(gòu)及其飛行器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的多旋翼飛行器普遍應(yīng)用單槳系統(tǒng)，由于角動(dòng)力的原因機(jī)臂抖動(dòng)大，其不足之處在于需使用功率大的發(fā)動(dòng)機(jī)，既加大飛行器的重量，又增加了飛行器的生產(chǎn)成本。

而且現(xiàn)有的多旋翼飛行器，每個(gè)旋翼均單獨(dú)配置一個(gè)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)速有差異，影響飛行的可靠性，且多電機(jī)驅(qū)動(dòng)故障率也比較高，影響飛行的安全。

多旋翼飛行器具有機(jī)動(dòng)靈活、反應(yīng)快速、無(wú)人飛行、操作要求低等優(yōu)點(diǎn)，不僅在軍用領(lǐng)域大顯身手，在民用領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。但現(xiàn)有的多旋翼飛行器的變距系統(tǒng)普遍應(yīng)用單槳變距系統(tǒng)，其不足之處在于需使用功率大的發(fā)動(dòng)機(jī)，既加大飛行器的重量，又增加了飛行器的生產(chǎn)成本，上升速度慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種共軸雙槳同向旋翼機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)簡(jiǎn)單，重量輕，故障率低，且產(chǎn)生升力能力強(qiáng)，還提供了一種飛行器，能夠保持飛行溫穩(wěn)定和較強(qiáng)的升力，飛行狀態(tài)的變換更加的靈活，具體技術(shù)方案如下：

一種共軸雙槳同向旋翼機(jī)構(gòu)，包括上螺旋槳、下螺旋槳、旋翼軸和轉(zhuǎn)動(dòng)件，所述上螺旋槳和所述下螺旋槳分別固定在所述旋翼軸的上下兩端，所述轉(zhuǎn)動(dòng)件固套在所述旋翼軸上，且所述轉(zhuǎn)動(dòng)件位于所述上螺旋槳和所述下螺旋槳之間；

所述上螺旋槳為變距螺旋槳，所述上螺旋槳通過(guò)變距組件控制變距。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)動(dòng)件帶動(dòng)旋翼軸轉(zhuǎn)動(dòng)，旋翼軸帶動(dòng)上螺旋槳和下螺旋槳同步轉(zhuǎn)動(dòng)，下螺旋槳提供一部分升力，從下往上托起機(jī)臂，能夠產(chǎn)生更大的升力，上螺旋槳為變距螺旋槳，上螺旋槳可以隨時(shí)改變飛行的狀態(tài)，使得飛行器反應(yīng)更加靈活。在一個(gè)旋翼軸同向轉(zhuǎn)動(dòng)下，雙螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流能為飛行器提供更大的升力。它們同向旋轉(zhuǎn)，減少了旋軸的數(shù)量，降低了重量減少了故障率，并可選擇功率低的發(fā)動(dòng)機(jī)，減輕了飛行器的重量及生產(chǎn)成本

一種并列技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述下螺旋槳為變距螺旋槳，所述下螺旋槳通過(guò)變距組件控制變距變距。

上下均為變距螺旋槳，上下同時(shí)變距可減少對(duì)單變距系統(tǒng)的負(fù)荷，系統(tǒng)的負(fù)荷由上螺旋槳和下螺旋槳分擔(dān)，反應(yīng)速度更快更加敏捷。

一種并列技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述下螺旋槳為定距螺旋槳。

由于在旋翼軸的底部安裝有下定距螺旋槳，下定距螺旋槳旋在吸收上螺旋槳的氣流的同時(shí)，可持續(xù)保持飛行器的穩(wěn)定和升力，所以在同等發(fā)動(dòng)機(jī)功率的基礎(chǔ)上提高15％的升力，既減輕了飛行器的重量，又降低了飛行器的生產(chǎn)成本。另外本飛行器上升速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。

進(jìn)一步限定，所述變距螺旋槳均包括旋翼頭、旋翼夾和變距槳葉；

所述旋翼頭固定在所述旋翼軸的一端；

所述旋翼夾一端卡在所述旋翼頭內(nèi)，且所述旋翼夾和所述旋翼頭轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述變距槳葉固定在所述旋翼夾的另一端，一個(gè)所述旋翼夾和一個(gè)所述變距槳葉形成一個(gè)固定葉片，一個(gè)所述旋翼夾對(duì)應(yīng)兩個(gè)所述固定葉片，且兩個(gè)所述固定葉片在同一直線上，兩個(gè)所述固定葉片垂直于所述旋翼軸。

在飛行時(shí)，旋翼頭和旋翼軸同步旋轉(zhuǎn)，旋翼夾和旋翼頭一起同步公轉(zhuǎn)，變距組件控制旋翼夾自轉(zhuǎn)，使得槳葉和氣流作用的角度發(fā)生改變，從而改變飛行狀態(tài)。

進(jìn)一步限定，所述旋翼夾上設(shè)有支桿，所述支桿懸空固定在所述旋翼夾上；

所述變距組件包括舵機(jī)、傳動(dòng)組和輸出組，所述舵機(jī)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)組，所述傳動(dòng)組驅(qū)動(dòng)所述輸出組；

所述輸出組包括從動(dòng)環(huán)和拉桿，所述從動(dòng)環(huán)活套在所述旋翼軸上，所述拉桿一端和所述從動(dòng)環(huán)鉸接，所述拉桿另一端和所述支桿鉸接；

所述傳動(dòng)組驅(qū)動(dòng)所述從動(dòng)環(huán)豎直運(yùn)動(dòng)。

在工作時(shí)，從動(dòng)環(huán)被傳動(dòng)組驅(qū)動(dòng)豎直運(yùn)動(dòng)，使得拉桿豎直發(fā)生位移，拉桿作用在支桿上，支桿和旋翼夾的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線之間形成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，支桿上下運(yùn)動(dòng)，從而使得旋翼夾轉(zhuǎn)動(dòng)，槳葉跟著旋翼夾轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)變距。

進(jìn)一步限定，所述傳動(dòng)組包括主動(dòng)環(huán)、轉(zhuǎn)動(dòng)連桿、第一擺動(dòng)連桿、中間連桿、第二擺動(dòng)連桿和固定座，所述主動(dòng)環(huán)活套在所述旋翼軸上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連桿、所述第一擺動(dòng)連桿、所述中間連桿和第二擺動(dòng)連桿依次首尾鉸接；

所述轉(zhuǎn)動(dòng)連桿和所述舵機(jī)的輸出軸垂直且固定連接，所述第二擺動(dòng)連桿和所述固定座鉸接，所述中間連桿和所述主動(dòng)環(huán)通過(guò)銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述銷軸垂直于所述旋翼軸。

在工作時(shí)，舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使得轉(zhuǎn)動(dòng)連桿同步轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)連桿帶動(dòng)第一擺動(dòng)連桿擺動(dòng)，第一擺動(dòng)連桿帶動(dòng)中間連桿擺動(dòng)，第二擺動(dòng)連桿鉸接在固定座上，對(duì)中間連桿的運(yùn)動(dòng)起到限制作用，中間連桿在擺動(dòng)時(shí)，中間連桿在連接有銷軸處的豎直位置發(fā)生變化，通過(guò)銷軸帶動(dòng)主動(dòng)環(huán)在豎直方向上位移，主動(dòng)環(huán)在和從動(dòng)環(huán)接觸，從而帶動(dòng)從動(dòng)環(huán)豎直位移，主動(dòng)環(huán)和從動(dòng)環(huán)均套在旋翼軸上，此時(shí)的旋翼軸還起到了導(dǎo)向的作用。

進(jìn)一步限定，所述中間連桿有兩個(gè)，且兩個(gè)所述中間連桿均為弧狀結(jié)構(gòu)，兩個(gè)所述中間連桿均通過(guò)銷軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述主動(dòng)環(huán)上，且所述銷軸穿過(guò)所述中間連桿的中點(diǎn)，兩個(gè)所述中間連桿相互固定形成一個(gè)套環(huán)，所述套環(huán)套在所述主動(dòng)環(huán)外。

兩個(gè)中間連桿能夠始終保持同步的擺動(dòng)幅度，從而保證了控制的可靠性和準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步限定，所述轉(zhuǎn)動(dòng)件為錐齒輪，所述錐齒輪固套在所述旋翼軸上。

直齒輪的傳動(dòng)更加的精準(zhǔn)，誤差小，同時(shí)結(jié)構(gòu)也更加的穩(wěn)固。

一種飛行器，還包括艙體、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)臂和傳動(dòng)件，所述機(jī)臂固定在所述艙體上，所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)件，所述傳動(dòng)件驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述機(jī)臂和所述傳動(dòng)件均不止一個(gè)，且一個(gè)機(jī)臂對(duì)應(yīng)一個(gè)所述傳動(dòng)件，各個(gè)所述傳動(dòng)件由一個(gè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；

所述旋翼軸通過(guò)軸承固定在所述機(jī)臂末端，所述舵機(jī)和所述固定座均固定安裝在所述機(jī)臂上。

通過(guò)多旋翼的設(shè)置，保證飛行的靈活性，且各個(gè)旋翼分擔(dān)重力，有效減少了其零部件的承重壓力，且由一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，精簡(jiǎn)了結(jié)構(gòu)，同時(shí)優(yōu)化升力的轉(zhuǎn)化效率。

進(jìn)一步限定，所述發(fā)動(dòng)機(jī)輸出端為錐齒輪結(jié)構(gòu)，所述傳動(dòng)件為傳動(dòng)軸，且所述傳動(dòng)軸兩端為錐齒輪結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)件為錐齒輪結(jié)構(gòu)。

采用錐齒輪之間的嚙合，保證了傳動(dòng)的準(zhǔn)確可靠，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，有效的減少故障率的發(fā)生。

本發(fā)明的有益效果為：通過(guò)上螺旋槳的變距設(shè)計(jì)，以及配置一個(gè)下螺旋槳，有效的提升了飛行的升力，減少了每個(gè)螺旋槳的飛行負(fù)荷，使得飛行器在飛行變換時(shí)，更加的靈活，且升力也能夠得到有效的保證；在下螺旋槳為定距螺旋槳時(shí)，下螺旋槳可以提供穩(wěn)定的升力，由上螺旋槳變距實(shí)現(xiàn)飛行變換，在下螺旋槳為變距螺旋槳時(shí)，上下均可以進(jìn)行變距操作，使得飛行器的飛行更加敏捷；通過(guò)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)多個(gè)旋翼進(jìn)行動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，減輕重量，整體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明在減輕重量且增加了敏捷性的同時(shí)，還保證了整個(gè)飛行器的升力，以及其載重能力。

附圖說(shuō)明

圖1為共軸雙槳同向旋翼機(jī)構(gòu)在下螺旋槳12為定距螺旋槳時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為共軸雙槳同向旋翼機(jī)構(gòu)在下螺旋槳12為變距螺旋槳時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為舵機(jī)151和傳動(dòng)組152的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為輸出組153的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為飛行器的下螺旋槳12為定距螺旋槳時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為飛行器的下螺旋槳12為變距螺旋槳時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

如圖1、圖2、圖5、圖6所示，一種飛行器，包括共軸雙槳同向旋翼機(jī)構(gòu)，還包括艙體2、發(fā)動(dòng)機(jī)3、機(jī)臂4和傳動(dòng)件5。

如圖1、圖2所示，一種共軸雙槳同向旋翼機(jī)構(gòu)，包括上螺旋槳11、下螺旋槳12、旋翼軸13和轉(zhuǎn)動(dòng)件14，所述上螺旋槳11和所述下螺旋槳12分別固定在所述旋翼軸13的上下兩端，所述轉(zhuǎn)動(dòng)件14固套在所述旋翼軸13上，且所述轉(zhuǎn)動(dòng)件14位于所述上螺旋槳11和所述下螺旋槳12之間；所述轉(zhuǎn)動(dòng)件14為錐齒輪，所述錐齒輪固套在所述旋翼軸13上。

所述上螺旋槳11為變距螺旋槳，所述上螺旋槳11通過(guò)變距組件15控制變距變距。

如圖1、圖2所示，所述變距螺旋槳均包括旋翼頭a1、旋翼夾a2和變距槳葉a3；

所述旋翼頭a1固定在所述旋翼軸13的一端；

所述旋翼夾a2一端卡在所述旋翼頭a1內(nèi)，且所述旋翼夾a2和所述旋翼頭a1轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述變距槳葉a3固定在所述旋翼夾a2的另一端，一個(gè)所述旋翼夾a2和一個(gè)所述變距槳葉a3形成一個(gè)固定葉片，一個(gè)所述旋翼夾a2對(duì)應(yīng)兩個(gè)所述固定葉片，且兩個(gè)所述固定葉片在同一直線上，兩個(gè)所述固定葉片垂直于所述旋翼軸13。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，所述旋翼夾a2上設(shè)有支桿a21，所述支桿a21懸空固定在所述旋翼夾a2上；

所述變距組件15包括舵機(jī)151、傳動(dòng)組152和輸出組153，所述舵機(jī)151驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)組152，所述傳動(dòng)組152驅(qū)動(dòng)所述輸出組153；

所述輸出組153包括從動(dòng)環(huán)1531和拉桿1532，所述從動(dòng)環(huán)1531活套在所述旋翼軸13上，所述拉桿1532一端和所述從動(dòng)環(huán)1531鉸接，所述拉桿1532另一端和所述支桿a21鉸接；

所述傳動(dòng)組152驅(qū)動(dòng)所述從動(dòng)環(huán)1531豎直運(yùn)動(dòng)。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，所述中間連桿1524有兩個(gè)，且兩個(gè)所述中間連桿1524均為弧狀結(jié)構(gòu)，兩個(gè)所述中間連桿1524均通過(guò)銷軸15241轉(zhuǎn)動(dòng)連接在所述主動(dòng)環(huán)1521上，且所述銷軸15241穿過(guò)所述中間連桿1524的中點(diǎn)，兩個(gè)所述中間連桿1524相互固定形成一個(gè)套環(huán)，所述套環(huán)套在所述主動(dòng)環(huán)1521外。

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，所述傳動(dòng)組152包括主動(dòng)環(huán)1521、轉(zhuǎn)動(dòng)連桿1522、第一擺動(dòng)連桿1523、中間連桿1524、第二擺動(dòng)連桿1525和固定座1526，所述主動(dòng)環(huán)1521活套在所述旋翼軸13上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連桿1522、所述第一擺動(dòng)連桿1523、所述中間連桿1524和第二擺動(dòng)連桿1525依次首尾鉸接；

所述轉(zhuǎn)動(dòng)連桿1522和所述舵機(jī)151的輸出軸垂直且固定連接，所述第二擺動(dòng)連桿1525和所述固定座1526鉸接，所述中間連桿1524和所述主動(dòng)環(huán)1521通過(guò)銷軸15241轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述銷軸15241垂直于所述旋翼軸13。

如圖1、圖2、圖5、圖6所示，所述機(jī)臂4固定在所述艙體2上，所述發(fā)動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)所述傳動(dòng)件5，所述傳動(dòng)件5驅(qū)動(dòng)所述轉(zhuǎn)動(dòng)件14轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述機(jī)臂4和所述傳動(dòng)件5均不止一個(gè)，且一個(gè)機(jī)臂4對(duì)應(yīng)一個(gè)所述傳動(dòng)件5，所述機(jī)臂4為中空結(jié)構(gòu)，所述傳動(dòng)件5位于所述機(jī)臂4內(nèi)，各個(gè)所述傳動(dòng)件5由一個(gè)所述發(fā)動(dòng)機(jī)3驅(qū)動(dòng)；在圖5和圖6中，僅僅是為了表達(dá)更加的清楚，故僅畫(huà)出了兩個(gè)機(jī)臂，其實(shí)施時(shí)，并不僅僅限于兩個(gè)。

所述旋翼軸13通過(guò)軸承固定在所述機(jī)臂4末端，所述舵機(jī)151和所述固定座1526均固定安裝在所述機(jī)臂4上。

所述發(fā)動(dòng)機(jī)3輸出端為錐齒輪結(jié)構(gòu)，所述傳動(dòng)件5為傳動(dòng)軸，且所述傳動(dòng)軸兩端為錐齒輪結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)件14為錐齒輪結(jié)構(gòu)。

在其他結(jié)構(gòu)相同的情況下，下螺旋槳12的實(shí)施方式一，如圖2、圖5所示，所述下螺旋槳12為變距螺旋槳，所述下螺旋槳12通過(guò)變距組件15控制變距。

工作時(shí)，下螺旋在提升升力的同時(shí)，上下螺旋可以均進(jìn)行變距，使得飛行器的敏捷性得到提升，同時(shí)飛行器自身的載重能力也得到提高。

在其他結(jié)構(gòu)相同的情況下，下螺旋槳12的實(shí)施方式二，如圖1、圖6所示，所述下螺旋槳12為定距螺旋槳。

工作時(shí)，下螺旋槳12提供穩(wěn)定的升力，上螺旋槳11提供飛行變換所需要的變距，其飛行的載重能力和飛行的穩(wěn)定性更高。

工作原理：發(fā)動(dòng)機(jī)3啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)3同時(shí)帶動(dòng)所有的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件14轉(zhuǎn)動(dòng)，旋翼軸13轉(zhuǎn)動(dòng)件14一起轉(zhuǎn)動(dòng)，旋翼軸13帶動(dòng)上螺旋槳11和下螺旋槳12一起同步轉(zhuǎn)動(dòng)，在需要變距調(diào)節(jié)時(shí)，控制舵機(jī)151轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)組152傳送動(dòng)力給輸出組153，輸出組153控制旋翼a2自轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)變距槳葉a3的翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)變距調(diào)節(jié)。