一种螺旋桨叶折叠机构

本发明涉及航空器设计，特别是涉及一种螺旋桨叶折叠机构。

背景技术：

1、螺旋桨作为一种高效的推进装置，在众多民用飞行器中应用广泛。随着evtol(电动垂直起降飞行器)的出现，螺旋桨更加成为解决空地两域行驶的不二选择。为了实现飞行，evtol依赖旋翼/螺旋桨提供升力。对大载荷的evtol而言，对旋翼/螺旋桨桨叶尺寸的要求就更高。但对于地面行驶而言，过大的桨叶半径会占用极大的地面空间，影响行驶安全。因此，旋翼/螺旋桨的桨叶折叠技术成为evtol未来必须解决的重要问题之一。

2、现有的旋翼折叠技术大多应用在轻小型折叠飞行器上，以用于飞行器整体的搬运及任务地点投放，因此要求结构紧凑。以一种投放式共轴无人直升机旋翼折叠展开系统(cn110040247a)为例,桨叶均向旋翼轴方向上折叠。但这一方法在evtol上的应用较为局限，若采用向旋翼轴方向折叠的方案，对旋翼轴周围的空间要求较高，旋翼半径较大时，旋翼的离地高度也需要相应地增加，无疑会导致结构重量的增加。

3、目前，桨叶向旋翼轴折叠的技术较为成熟，但其应用多有其设计需求。一种投放式共轴无人直升机旋翼折叠展开系统(cn110040247a)中，飞行器机体为细长结构，沿着旋翼轴方向的折叠布局对空间的节省程度较高。一种面向轴扇动力的倾转-折叠-变距自锁旋翼及方法(cn116788508a)中，旋翼在倾转后，桨叶顺着旋翼轴方向折叠，其目的在于减少前飞时的全机阻力。

4、对于evtol而言，飞行速度不是其首要追求的指标。如何兼顾地面模式下现有道路交通对evtol的尺寸限制以及空间飞行时的升力需求是evtol需要关注的重要问题。旋翼/螺旋桨作为evtol的升力部件，其半径直接影响了所能产生的升力大小。若采用沿旋翼轴方向折叠的方案，为避免折叠时对evtol车身结构的干涉，势必会使旋翼轴的长度显著增加，由此导致的重量代价以及飞行时的阻力代价是不合理的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种螺旋桨叶折叠机构，以解决上述现有技术存在的问题，实现旋翼平面内的桨叶折叠，对旋翼轴的设计长度需求降低，使飞行过程中的阻力得到限制。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种螺旋桨叶折叠机构，包括：

3、旋转驱动轴，所述旋转驱动轴的顶部装配有夹具，所述旋转驱动轴带动所述夹具转动；以及

4、螺旋桨叶，两个所述螺旋桨叶分别转动装配在所述夹具的两侧；以及

5、折叠驱动组件，所述折叠驱动组件包括折叠驱动轴、主动齿轮和从动齿轮，所述夹具的顶部设置有限位板，所述折叠驱动轴安装在所述限位板上，位于所述夹具的顶部和限位板之间设置有一个主动齿轮和多个从动齿轮，所述折叠驱动轴与所述主动齿轮传动连接；所述主动齿轮的一侧转动设置有奇数个啮合传动的从动齿轮，奇数个从动齿轮中位于最外侧的从动齿轮通过连接轴与其中一个螺旋桨叶传动连接；所述主动齿轮的另一侧转动设置有偶数个啮合传动的从动齿轮，偶数个从动齿轮中位于最外侧的从动齿轮通过连接轴与另一个螺旋桨叶传动连接；所述折叠驱动轴带动主动齿轮旋转从而使得从动齿轮带动两个所述螺旋桨叶展开或折叠。

6、优选地，所述夹具包括连接筒体、上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板上下对应设置，两个夹板的中心位置通过所述连接筒体贯通连接，所述螺旋桨叶装配在所述上夹板和下夹板之间。

7、优选地，所述旋转驱动轴的顶部周向分布有多个驱动连接键，所述连接筒体的内壁上开设有多个与所述驱动连接键对应的键槽，所述旋转驱动轴和连接筒体通过键连接进行固定。

8、优选地，所述连接轴上开设有两个键槽，位于上部的键槽通过连接键一与从动齿轮连接，位于下部的键槽通过连接键二与螺旋桨叶连接。

9、优选地，所述从动齿轮的数量为三个，所述限位板上同轴线开设有四个安装孔，四个齿轮的旋转中心与限位板上四个安装孔的轴线一一对应。

10、优选地，所述主动齿轮的一侧啮合传动设置有一个从动齿轮，所述主动齿轮的另一侧顺次啮合传动设置有两个从动齿轮。

11、优选地，所述折叠旋转轴通过连接键三与所述主动齿轮相连接。

12、优选地，驱动电机安装在旋翼上方的整流罩内，所述驱动电机的输出轴与折叠旋转轴传动连接。

13、本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

14、本发明中的螺旋桨叶折叠机构，包括旋转驱动轴、螺旋桨叶和折叠驱动组件，旋转驱动轴用于驱动螺旋桨叶产生升力，折叠驱动组件用于对螺旋桨叶进行折叠，在折叠驱动轴的带动下，主动齿轮两侧的从动齿轮向相反方向转动，为了实现螺旋桨叶的折叠处于同一方向，位于主动齿轮两侧的从动齿轮数量分别为奇数个和偶数个。本发明中的螺旋桨叶折叠机构，实现旋翼平面内的桨叶折叠，与沿旋翼轴折叠桨叶的方案相比，对旋翼轴的设计长度需求降低，使飞行过程中的阻力得到限制。同时，该折叠机构的优点还在于，折叠驱动的旋转中心与旋翼的摆振铰重合，为实现折叠额外附加的折叠驱动组件结构简单，还能够为旋翼摆振提供一定的刚度，改善旋翼在旋转平面内的动力学问题。

技术特征：

1.一种螺旋桨叶折叠机构，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的螺旋桨叶折叠机构，其特征在于：所述夹具包括连接筒体、上夹板和下夹板，所述上夹板和下夹板上下对应设置，两个夹板的中心位置通过所述连接筒体贯通连接，所述螺旋桨叶装配在所述上夹板和下夹板之间。

3.根据权利要求2所述的螺旋桨叶折叠机构，其特征在于：所述旋转驱动轴的顶部周向分布有多个驱动连接键，所述连接筒体的内壁上开设有多个与所述驱动连接键对应的键槽，所述旋转驱动轴和连接筒体通过键连接进行固定。

4.根据权利要求1所述的螺旋桨叶折叠机构，其特征在于：所述连接轴上开设有两个键槽，位于上部的键槽通过连接键一与从动齿轮连接，位于下部的键槽通过连接键二与螺旋桨叶连接。

5.根据权利要求1所述的螺旋桨叶折叠机构，其特征在于：所述从动齿轮的数量为三个，所述限位板上同轴线开设有四个安装孔，四个齿轮的旋转中心与限位板上四个安装孔的轴线一一对应。

6.根据权利要求5所述的螺旋桨叶折叠机构，其特征在于：所述主动齿轮的一侧啮合传动设置有一个从动齿轮，所述主动齿轮的另一侧顺次啮合传动设置有两个从动齿轮。

7.根据权利要求1所述的螺旋桨叶折叠机构，其特征在于：所述折叠旋转轴通过连接键三与所述主动齿轮相连接。

8.根据权利要求1所述的螺旋桨叶折叠机构，其特征在于：驱动电机安装在旋翼上方的整流罩内，所述驱动电机的输出轴与折叠旋转轴传动连接。

技术总结本发明公开一种螺旋桨叶折叠机构，包括旋转驱动轴、螺旋桨叶和折叠驱动组件，折叠驱动组件用于对螺旋桨叶进行折叠，在折叠驱动轴的带动下，主动齿轮两侧的从动齿轮向相反方向转动，为了实现螺旋桨叶的折叠处于同一方向，位于主动齿轮两侧的从动齿轮数量分别为奇数个和偶数个。本发明中的螺旋桨叶折叠机构，实现旋翼平面内的桨叶折叠，与沿旋翼轴折叠桨叶的方案相比，对旋翼轴的设计长度需求降低，使飞行过程中的阻力得到限制。同时，该折叠机构的优点还在于，折叠驱动的旋转中心与旋翼的摆振铰重合，为实现折叠额外附加的折叠驱动组件结构简单，还能够为旋翼摆振提供一定的刚度，改善旋翼在旋转平面内的动力学问题。技术研发人员：王博,周旭,招启军,邓凯,陈喆受保护的技术使用者：南京航空航天大学技术研发日：技术公布日：2024/5/27