[发明专利]一种螺旋桨主动变距机构

说明书

本发明涉及一种螺旋桨主动变距机构，以解决现有技术中的飞行器螺旋桨不能实现变距，液压式变距机构存在液压油泄漏、容积损失、控制精度难以保证，齿轮式结构复杂，在保证了强度等客观功能要求的前提下难以保证整体质量，只能用在对重量要求不高的场所，弹簧式被动变距机构，其变距精度低，对弹性件的依靠程度大，无法实现精确的控制，难以保证飞行器长期实现目标功能的问题。其功能原理为电机与第一传动部分壳体固连后连接涡轮蜗杆机构，电机通过涡轮蜗杆大传动比机构将运动传递到滚珠丝杠推杆上，推杆与摆杆构成正弦机构，实现精确可控变距。本发明能够实现主动变距，机构紧凑，质量轻，变距方式简单直接，气动效率高的特点，具有一定的推广性。

技术领域

本发明属于航空技术领域，尤其涉及一种螺旋桨变距机构。

背景技术

飞行器螺旋桨按桨叶在桨毂上的固定方式主要分为两类：不能改变螺旋桨角度的定距桨和螺旋桨角度可变的变距桨。

(1)定距螺旋桨：将桨叶按照设计角度安装在桨毂上，螺旋桨桨叶角度在飞行过程中不能改变，只有在着地后通过改变安装位置改变螺旋桨角度。由于定距螺旋桨在工作过程中只有一个角度，因此在不同的飞行的情况下，其效率不稳定。

(2)变距螺旋桨：为了克服定距螺旋桨的缺点，设计了变距，其特点是能够绕着螺旋桨的轴向在允许的范围内改变螺旋桨角度，使飞行器在不同的飞行状态下有较高的效率，从而节省能源，提高飞行器的整体功能。

为了减少可动件的数量，飞行器大多设计成为定矩螺旋桨。由于飞行器在不同的飞行状态下需要达到的转速差别较大，这时如果采用定距桨与电机转速匹配会非常不容易，系统效率将会受到很大影响。

为解决效率问题，“太阳神”飞行器利用多组螺旋桨推进的方法使飞行器的总体效率和稳定性得到提高，但是多组推进装置耗能高、体重大，这些对飞行器的设计都是有害的。国内王宁等人发明了一种飞机螺旋桨变距机构(专利号CN109606648A)，包含螺旋桨转速控制模块、电机、油箱等部件，通过电机驱动高压泵产生高压滑油，进而间接控制螺旋桨绕其轴线旋转实现变距，采用液压式变距的螺旋桨机构虽能实现无极变距，但是其在传动过程中能量需要经过转换，存在容积损失、液体泄漏、液压管路复杂、控制精度难以保证、出现问题难以排查等一系类问题。张建兴等人发明了一种行星差动变距螺旋桨(专利号CN1055581A)用于风力发电，随着自然风的变化，能够进行调整螺旋桨叶的位置，使桨叶能够保持稳定转速，但是利用差速器的此类变距桨结构复杂，维修成本高，且行星轮机构在保证了强度等客观功能要求的前提下难以保证整体质量，只能用在对重量要求不高的场所，无法应用于飞行器等对重量要求严格的环境中。张筱雨发明了一种变距螺旋桨(专利号CN110254694A)，利用弹簧的弹力主动抵抗外界载荷的变化，虽然能够实现变距，但是其变距精度低，对弹性件的依靠程度大，无法实现精确的控制，难以保证飞行器长期实现目标功能。综上所述，有必要发明一种高精度、轻质、高效的变距螺旋桨机构。

针对上述问题，本发明发明了一种轻质、高效、高控制精度的变距螺旋桨机构，经试验验证，本发明能够适应不同高度、不同飞行转速等复杂环境下，性能优良。

发明内容

本发明解决的技术问题：为了解决现有技术中液压式变距螺旋桨存在液压油泄漏、容积损失、控制精度难以保证的问题，目前飞行器轻质量问题、飞行器在运行过程中受力较大，主动电机在带动螺旋桨高速旋转时无法再承受其他载荷的问题和变距螺旋桨设计存在的机构复杂，零部件数量的缺陷，本发明设计一种螺旋桨主动变距机构。

本发明的技术方案是：一种螺旋桨主动变距机构，包括螺旋桨部分和主推电机，主推电机带动螺旋桨部分周向转动；其特征在于，还包括执行机构、主推电机、传动机构和变距电机；执行机构分别连接两个螺旋桨部分；

所述传动机构中设有蜗轮蜗杆结构和丝杠螺母结构，丝杠与蜗轮配合连接且轴线重合；丝杠一端与执行机构连接；

所述变距电机输出端与蜗杆连接；