一种基于太阳能无人机的两级变距螺旋桨及其变距方法

本发明涉及螺旋桨，具体是一种基于太阳能无人机的两级变距螺旋桨及其变距方法。

背景技术：

1、变距螺旋桨是一种可以改变螺旋桨叶片的倾角，以适应不同飞行阶段的需求的飞机螺旋桨。通过调整螺旋桨叶片的倾角，可以在起飞、巡航和着陆等不同飞行阶段实现最佳的飞行性能和效率。这种设计可以减少飞机在不同飞行阶段的阻力和噪音，提高燃油效率和飞行舒适度。变距螺旋桨在现代飞机上得到广泛应用，为飞行提供了更大的灵活性和效率。如今螺旋桨无人机发展迅速，基于电动遥控手段发展出了多种形式的螺旋桨无人机。螺旋桨无人机为了抵抗驱动轴的扭力矩，开发出了共轴反桨螺旋桨无人机，利用旋向相反的两组螺旋桨抵消扭力矩，从而取消了尾翼的安装。

2、现有的共轴反桨无人机为了避免反转的两组螺旋桨对变距机构造成运动干涉，两组螺旋桨的变距机构大多采用分开式设计，增加了变距系统的复杂度。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于太阳能无人机的两级变距螺旋桨及其变距方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于太阳能无人机的两级变距螺旋桨，包括机架，所述机架上贴覆有柔性太阳能板，所述机架上设置有螺旋桨一与螺旋桨二，所述螺旋桨一分布在驱动轴一的侧边，所述螺旋桨二分布设置在驱动轴二的侧边，所述驱动轴一与驱动轴二之间同轴套接，所述机架内设置有反转驱动机构，所述驱动轴一以及驱动轴二在反转驱动机构的带动下反向转动，所述螺旋桨一与螺旋桨二、机架之间设置有变距机构，所述螺旋桨一内设置有变径机构以及防干涉机构。

4、所述变距机构包括设置在驱动轴一上的球面架一、调节架一、随动架一，所述调节架一与随动架一之间设置有连接组件一，还包括设置在驱动轴二上的球面架二、调节架二、随动架二，所述调节架二与随动架二之间设置有连接组件二，所述调节架一的底部设置有圆环架一，所述调节架二的底部设置有圆环架二，所述圆环架一与圆环架二上设置有卡接环，所述调节架一以及调节架二分别与卡接环之间滑动安装，所述圆环架一与圆环架二之间设置有联动组件，所述机架在驱动轴一以及驱动轴二的外侧设置有固定架，所述固定架在驱动轴一与驱动轴二的外侧均匀设置有支撑座，所述支撑座上设置有伸缩气缸一，所述伸缩气缸一连接有球铰一，所述球铰一通过铰接架与圆环架二的底部转动连接。

5、作为本发明再进一步的方案：所述连接组件一包括与调节架一端部转动连接的推拉杆一，所述调节架一配合套接在球面架一的外侧，所述驱动轴一的端部设置有随动架一，所述随动架一的端部转动安装有旋转架一，所述推拉杆一与旋转架一之间转动连接，所述旋转架一上设置有配合孔一，所述螺旋桨一与配合孔一之间配合安装，所述连接组件二包括与调节架二端部转动连接的推拉杆二，所述调节架二配合套接在球面架二的外侧，所述驱动轴二的端部设置有随动架二，所述随动架二的端部转动安装有旋转架二，所述推拉杆二与旋转架二之间转动连接，所述旋转架二上设置有配合孔二，所述螺旋桨二与配合孔二之间配合安装。

6、作为本发明再进一步的方案：所述联动组件包括设置在圆环架二上的卡接板一，所述卡接板一与圆环架一的卡接环之间滑动配合安装，所述随动架二的侧边设置有限位架，所述卡接板一上设置有球铰二，所述球铰二连接有连杆一，所述连杆一穿过限位架并连接有球铰三，所述驱动轴二在随动架二的上侧设置有球面架三，所述球面架三的外侧配合套接有随动盘，所述随动盘的侧边设置有连接架，所述球铰三连接有连杆二，所述连杆二穿过连接架并连接有球铰四，所述圆环架一的侧边设置有卡接圆环槽，所述卡接圆环槽内滑动安装有卡接板二，所述球铰四与卡接板二之间固定连接，所述连杆二上设置有限位盘，所述限位盘与连接架之间的连杆二上套接有回位弹簧。

7、作为本发明再进一步的方案：所述变径机构包括安装槽，所述螺旋桨一的端部设置有安装板，所述安装板与安装槽之间相互配合，所述安装板上对称设置有调节槽，所述调节槽之间设置有水平凹槽，所述水平凹槽内连续布置有多个锁定槽，所述安装槽内固定安装有配合架，所述配合架朝向安装板的一侧对称设置有卡接柱，所述卡接柱与调节槽之间相互配合，所述卡接柱与调节槽之间设置有张紧弹簧，所述配合架上设置有伸缩电机，所述伸缩电机连接有伸缩柱，所述伸缩柱正对锁定槽设置。

8、作为本发明再进一步的方案：所述防干涉机构包括设置在安装槽端部的延伸架，所述延伸架上转动安装有工字架，所述工字架内设置有球铰五，所述旋转架一的配合孔一内安装有配合杆，所述配合杆连接有托架，所述托架上设置有竖直架，所述竖直架通过铰接轴与延伸架之间转动连接，所述随动架一上固定安装有伸缩气缸二，所述伸缩气缸二的端部连接有旋转接头，所述旋转接头与工字架之间转动安装。

9、作为本发明再进一步的方案：所述反转驱动机构包括与驱动轴一固定连接的行星齿轮一，所述行星齿轮一与驱动电机相连，所述行星齿轮一的外侧设置有内齿圈，所述内齿圈与行星齿轮一相互啮合，所述内齿圈的内部还啮合有行星齿轮二，所述行星齿轮二同轴连接有同轴齿轮，所述驱动轴二的外侧设置有从动齿轮，所述同轴齿轮通过中间齿轮与从动齿轮相互啮合传动。

10、作为本发明再进一步的方案：所述行星齿轮一、行星齿轮二、同轴齿轮以及从动齿轮的型号相同。

11、一种如上述基于太阳能无人机的两级变距螺旋桨的变距方法，包括以下步骤：步骤一、分别控制伸缩气缸一进行伸缩动作，带动圆环架二调整姿态，进而带动调节架二在姿态确定的圆环架二的引导下进行转动，调节架二在转动的过程中带动推拉杆二进行推拉动作，带动旋转架二绕着随动架二的端部进行转动，调整与随动架二相连的螺旋桨二的桨距；步骤二、通过联动组件同步控制圆环架一的姿态，进而结合调节架一、推拉杆一带动旋转架一绕着随动架一进行转动，从而同步调整螺旋桨一的桨距；步骤三、螺旋桨一高速转动时，在离心力的作用下，螺旋桨一向外移动，结合张紧弹簧以及卡接柱、伸缩柱调整螺旋桨一的伸长长度,从而调整螺旋桨一的桨径，伸缩柱一与锁定槽配合完成桨径的锁定。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、（1）通过在驱动轴一、驱动轴二上设置球面架一以及球面架二，结合球面架一、球面架二配合安装调节架一以及调节架二，调节架一与调节架二之间的同步控制通过底部的圆环架一、圆环架二以及联动组件实现，当圆环架二底部的伸缩气缸一结合球铰一调整圆环架二的姿态后，联动组件同步控制圆环架一的姿态，从而使得驱动轴一带动螺旋桨一转动时，随动架一带动旋转架一以及推拉杆、调节架一绕着调整姿态后的圆环架一进行转动，在转动时带动推拉杆进行不断推拉动作，从而实现螺旋桨一转动过程中桨距的不断调整。上述结构在实现同步控制螺旋桨一与螺旋桨二桨距调整的同时，避免了转向相反的驱动轴一以及驱动轴二对变距机构的运动干涉问题，简化了变距机构的结构。

14、（2）利用离心力使得螺旋桨一以及螺旋桨二向外张开，通过卡接柱、张紧弹簧以及调节槽的设置，螺旋桨一在高速旋转时压缩张紧弹簧，扩大桨径，配合伸缩电机以及伸缩柱、锁定槽，对桨径进行调整并锁定。