一种螺旋桨、动力组件及无人机的制作方法

本实用新型实施例涉及螺旋桨技术领域，特别是涉及一种螺旋桨、应用该螺旋桨的动力组件以及应用该动力组件的无人机。

背景技术：

无人机是一种通过无线电遥控设备和内置的程序来控制飞行姿态的不载人飞行器，由于其具有机动灵活、反应快速、无人驾驶、操作要求低等优点，现已广泛应用于航拍、植保、电力巡检、救灾等众多领域。随着无线互联网、无线局域网和图像处理技术的发展，无人机更是得到了越来越多用户的青睐。

螺旋桨是无人机的动力组件中的重要组成部分，其通常由两个或者多个呈轴对称形式分布的桨叶和桨毂组成，桨叶安装在桨毂上，桨毂固定安装在驱动装置上。当驱动装置转动时，通过桨毂带动桨叶一起旋转，从而为无人机提供升力。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：当无人机需要进行高速飞行时，需要增大螺旋桨的桨距，而当无人机需要悬停作业时，需要减小螺旋桨的桨距，由于目前市场上的螺旋桨的桨距都是固定的，往往难以适应多种不同的无人机飞行要求。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种螺旋桨、动力组件及无人机，能够解决现有的螺旋桨难以适应多种不同的无人机飞行要求的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种螺旋桨。该螺旋桨包括：桨毂和至少两个桨叶；所述桨毂包括壳体、上盖和至少两个齿轮，所述上盖安装于所述壳体的一端，并可相对所述壳体转动，所述上盖设置有齿部；所述至少两个齿轮收容于所述壳体内，并与所述齿部啮合；所述至少两个桨叶与所述至少两个齿轮一一对应，每个所述桨叶的一端安装于所述壳体内，并与相应的一个所述齿轮固定连接，所述至少两个桨叶可相对所述壳体转动；当所述上盖转动时，带动所述至少两个齿轮转动，使得所述至少两个桨叶相对所述转动，从而改变所述桨叶的螺距。

在其中一些实施例中，所述桨叶包括转动轴，所述转动轴位于所述桨叶的安装于所述桨毂的壳体内的一端；所述壳体的侧壁包括对应所述转动轴设置的第一通孔；所述齿轮包括对应所述转动轴设置的第二通孔，所述第二通孔包括圆形通孔，以及，沿着所述圆形通孔的中心轴方向，在所述圆形通孔的侧壁开设的凹槽；所述转动轴穿过所述第一通孔插入所述第二通孔，所述转动轴在与所述第二通孔连接处的形状与所述第二通孔适配，使得每个所述齿轮转动时，可带动所述转动轴转动，进而带动所述桨叶相对所述壳体转动。

在其中一些实施例中，所述桨叶还包括限位轴，所述限位轴位于所述桨叶的安装于所述桨毂的壳体内的一端；所述壳体的侧壁还包括环绕所述第一通孔的圆弧槽；所述齿轮还设置有边孔；所述限位轴穿过所述圆弧槽插入所述边孔，所述限位轴可在所述圆弧槽内滑动。

在其中一些实施例中，所述圆弧槽内设置有多个用于限定所述限位轴位置的限位凹部，所述多个限位凹部沿所述限位轴的滑动轨迹排布。

在其中一些实施例中，所述壳体朝向所述齿轮的内表面设置有第一圆形凸台，所述第一通孔贯穿所述第一圆形凸台，所述第一圆形凸台的中心轴线与所述第一通孔的中心线重合；所述齿轮朝向所述第一圆形凸台的表面设置有圆弧状的第一滑块，所述第一滑块的内径与所述第一圆形凸台的外径相同，所述第一滑块接触所述第一圆形凸台外周。

在其中一些实施例中，所述上盖的中心位置处设置有用于收容驱动装置的转轴的通孔，所述螺旋桨还包括弹性固定部件，所述弹性固定部件用于套设于所述转轴上，将所述上盖安装于所述壳体的一端。

在其中一些实施例中，所述齿部包括呈环状分布的多个齿。

在其中一些实施例中，所述上盖的所述齿部所在的平面与所述两个齿轮各自所在的平面分别垂直。

在其中一些实施例中，所述桨毂还包括与所述壳体的另一端固定连接的底盖，所述底盖朝向所述壳体的表面设置有至少两个定位板，每一所述齿轮设置于相应的一所述定位板和所述壳体的侧壁之间。

在其中一些实施例中，所述定位板设置有与所述桨叶相对应的支撑孔，所述转动轴穿过所述第一通孔、所述第二通孔以及所述支撑孔，所述桨叶可相对所述定位板转动。

在其中一些实施例中，所述定位板朝向所述齿轮的表面设置有第二圆形凸台，所述支撑孔贯穿所述第二圆形凸台，所述第二圆形凸台的中心轴线与所述支撑孔的中心线重合；所述齿轮朝向所述第二圆形凸台的表面设置有圆弧状的第二滑块，所述第二滑块的内径与所述第二圆形凸台的外径相同，所述第二滑块接触所述第二圆形凸台外周。

在其中一些实施例中，所述底盖的中心位置处设置有用于将所述桨毂安装于驱动装置的内螺纹孔。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种动力组件。该动力组件包括：驱动装置和如上所述的螺旋桨。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的又一个技术方案是：提供一种无人机。该无人机包括机身、机臂以及如上所述的动力组件，所述动力组件与所述机臂连接。

本实用新型实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型实施例提供的螺旋桨包括桨毂和至少两个桨叶，所述桨毂包括壳体、上盖和至少两个齿轮，所述上盖安装于所述壳体的一端，并可相对所述壳体转动，所述上盖设置有齿部；所述至少两个齿轮收容于所述壳体内，并与所述齿部啮合；所述至少两个桨叶与所述至少两个齿轮一一对应，所述桨叶的一端安装于所述壳体内，并与所述齿轮固定连接，所述桨叶可相对所述壳体转动，在所述上盖转动时，带动所述至少两个齿轮转动，从而使所述桨叶相对所述壳体倾转相应的角度，即，改变所述桨叶的螺距，能够通过简单的结构对螺旋桨的桨叶的螺距进行调整，实现对螺旋桨的桨距的调整。当将该螺旋桨应用于无人机时，能够使该无人机适应不同的飞行要求，满足更多的飞行需求。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型其中一实施例提供的一种螺旋桨的立体结构示意图；

图2是图1所示的螺旋桨的分解图；

图3是图2所示的壳体的立体结构示意图；

图4是图2所示的上盖的立体结构示意图；

图5是图2所示的底盖的立体结构示意图；

图6是图2所示的齿轮的立体结构示意图；

图7是图1所示的螺旋桨沿A-A’方向的剖视图；

图8是图1所示的螺旋桨沿B-B’方向的剖视图；

图9是本实用新型另一实施例提供的一种动力组件的立体结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“左”、“右”、“水平的”、“垂直的”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。此外，本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意项和所有的组合。

本实用新型实施例提供的螺旋桨是一种桨距可调型螺旋桨，具体包括一个桨毂和至少两个桨叶，桨毂包括壳体，壳体的一端安装有可相对壳体转动并且包括齿部的上盖，壳体内设置有与上盖的齿部啮合的至少两个齿轮，每一桨叶的一端安装于壳体内并与一相应的齿轮固定连接，每一桨叶可相对壳体转动，在进行桨距调节时，可以使上盖沿着特定的方向(顺时针方向或者逆时针方向)相对壳体转动，而在上盖转动时，上盖的齿部带动齿轮转动，从而使桨叶随着齿轮的转动而相对壳体倾转相应的角度，即，改变桨叶的螺距，进而实现螺旋桨的桨距的调整。其中，桨叶的螺距越大，螺旋桨的桨距越大。

本实用新型实施例提供的螺旋桨能够适用于任意涉及螺旋桨的技术领域，尤其适用于无人机技术领域。

具体地，下面结合说明书附图对本实用新型实施例提供的螺旋桨、动力组件及无人机进行详细说明。

图1是本实用新型其中一实施例提供的一种螺旋桨的立体结构示意图，该螺旋桨10包括：桨毂11和两个桨叶12，桨毂11用于固定安装于为螺旋桨10提供动力的驱动装置20(见图9)上，两个桨叶12固定安装于桨毂11上。

其中，可以理解的是，在本实施例中，仅以两个桨叶12为例进行说明，但不用于限定本实用新型，在其他的一些实施例中，桨叶12的数量也可以是3个、4个、6个等等。

请一并参阅图2，该桨毂11包括：壳体111、上盖112、两个齿轮 113和底盖114。上盖112安装于壳体111的一端，并且可以相对壳体 111转动；底盖114固定安装于壳体111的另一端(即，壳体111上远离上盖112的一端)；两个齿轮113收容于壳体111内，位于上盖112 和底盖114之间，并且分别与两个桨叶12一一对应。桨叶12的一端安装于壳体111内，并与其对应的齿轮113固定连接，桨叶12可以相对壳体111转动。其中，桨叶12上还设置有转动轴121和限位轴122，用于将桨叶12安装于桨毂11。转动轴121和限位轴122均设置在桨叶12 的安装于桨毂11的壳体111内的一端。

其中，可以理解的是，齿轮113与桨叶12具有一一对应的关系，因此，在其他的一些实施例中，若桨叶12的数量包括n个，则齿轮113 的数量也包括n个，n可以是大于或者等于2的正整数。

具体地，请参阅图3，壳体111大致呈中空柱状结构，其内开设一空腔，用于收容齿轮113。其中，为了使壳体111与齿轮113更加贴合，提升齿轮113的稳固性，壳体111对应齿轮113的侧壁为一平面，该侧壁包括对应桨叶12的转动轴121设置的第一通孔1111，以及，环绕第一通孔1111开设的圆弧槽1112。该圆弧槽1112是与第一通孔1111同心的圆弧状滑动槽，该圆弧槽1112对应桨叶12的限位轴122设置。桨叶 12的转动轴121穿过第一通孔1111与齿轮113固定连接，而限位轴122 则穿过圆弧槽1112与齿轮113固定连接。当齿轮113带动桨叶12相对壳体111转动时，限位轴122可以在圆弧槽1112内滑动。进一步地，在本实施例中，该圆弧槽1112内设置有多个限位凹部1112a，这些限位凹部1112a沿着圆弧槽1112所形成的滑动轨迹(即，限位轴122的滑动轨迹)排布，用于限定限位轴112的位置，从而将桨叶12与壳体111的倾转角限定于一定的角度，保证桨叶12在高速旋转的过程中不会晃动。

再者，请一并参阅图8，在本实施例中，为了在进行装配时方便定位齿轮113，以及减少螺旋桨10工作时齿轮113的晃动，壳体111朝向齿轮113的内表面设置有第一圆形凸台1113，第一通孔1111贯穿第一圆形凸台1113，并且，第一通孔1111的中心线与第一圆形凸台1113的中心轴线重合。

请参阅图4，为了与壳体111的形状适配，上盖112的外形也大致呈圆形。上盖112朝向壳体111的表面设置有齿部1121，该齿部1121 包括呈环状分布的多个齿，其中，所述环状分布可以是圆环状分布，也可以是椭圆环状分布。上盖112的中心位置处还设置有用于收容驱动装置的转轴的通孔1122，齿部1121的中心线与通孔1122的中心线同轴。螺旋桨10还包括弹性固定部件13(该弹性固定部件13可以是如图1或图2所示的卡簧)，当驱动装置的转轴穿过通孔1122后，弹性固定部件 13套设于转轴上，从而将上盖112安装于壳体111的一端。在本实施例中，通过弹性固定部件13将上盖112安装在壳体111上，一方面是能够在不需要调整桨距时，增强上盖112与壳体111的连接的稳固性，第二方面是能够在需要调整桨距时，方便转动上盖112，第三方面是该结构简单，操作方便。当然，在实际应用中，也可以采用其他的方式将上盖 112安装在壳体111上，本实用新型实施例对此也不作具体限定。

请参阅图5，底盖114可以通过任意合适的方式与壳体111固定连接，比如，一体式、螺钉连接、卡扣连接等等。底盖114朝向壳体111 的表面设置有两个定位板1141，这两个定位板1141与两个齿轮113一一对应，每一齿轮113设置于相应的一定位板1141与壳体111的侧壁之间，从而进一步对齿轮113进行准确定位，以及进一步减少齿轮113的晃动。特别地，在本实施例中，为了防止齿轮113在转动时偏离轴心，以进一步对齿轮113进行准确定位，定位板1141设置有与桨叶12的转动轴131相对应的支撑孔1141a,桨叶12的转动轴121穿过壳体111的第一通孔1111、齿轮113以及支撑孔1141a，转动轴121可以相对定位板 1141转动。由此，在本实施例中，转动轴121比限位轴122略长。此外，为了方便安装齿轮113，定位板1141朝向齿轮113的表面设置有第二圆形凸台1142，支撑孔1141a贯穿第二圆形凸台1142,并且，第二圆形凸台1142的中心轴线与支撑孔1141a的中心线重合。

再者，请继续参阅图5，底盖114的中心位置处还设置有内螺纹孔 1143，该内螺纹孔1143与驱动装置的转轴上的螺纹配合，可以将桨毂 11固定安装于驱动装置上。

请参阅图6，齿轮113包括对应桨叶12的转动轴121设置的第二通孔1131，该第二通孔1131包括圆形通孔1131a，以及，沿着该圆形通孔 1131a的中心轴方向，在该圆形通孔1131a的侧壁开设的凹槽1131b。该第二通孔1131与转动轴121适配，转动轴121穿过壳体111的第一通孔 1111后插入该第二通孔1131，从而将桨叶12与齿轮113固定连接。当齿轮113转动时，桨叶12的转动轴121在凹槽1131b处受到力的作用而被齿轮113带动，随齿轮113转动，从而实现齿轮113带动桨叶12相对壳体111转动。其中，需说明的是，所述“第二通孔1131与转动轴121 适配”是指：转动轴121在与第二通孔1131连接处的形状与第二通孔 1131适配(如图8所示)。进一步地，齿轮113还包括对应桨叶12的限位轴122设置的边孔1132，限位轴122穿过壳体的圆弧槽1112插入边孔1132，从而增强桨叶12与齿轮113的连接的稳固性，以及，有利于齿轮113带动桨叶12转动。

请继续参阅图6，齿轮113朝向第一圆形凸台1113的表面设置有第一滑块1133，该第一滑块1133呈圆弧状，其内径与第一圆形凸台1113 的外径相同，第一滑块1133接触第一圆形凸台1113外周，从而，当齿轮113转动时，第一滑块1133可以沿着第一圆形凸台1113的外表面滑动。齿轮113朝向第二圆形凸台1142的表面设置有第二滑块1134，该第二滑块1134也呈圆弧状，其内径与第二圆形凸台1142的外径相同，第二滑块1134接触第二圆形凸台1142外周，从而，当齿轮113转动时，第二滑块1134可以沿着第二圆形凸台1142的外表面滑动。在本实施例中，通过第一圆形凸台1113与第一滑块1133之间的配合，以及，第二圆形凸台1142与第二滑块1134之间的配合，能够对齿轮113进行准确定位，以及，防止在螺旋桨10高速转动时引起齿轮113晃动，进而影响桨叶12的正常运转。当然，可以理解的是，在实际应用中，也可以省略第一圆形凸台1113与第一滑块1133，和/或，第二圆形凸台1142 与第二滑块1134；或者，采用其他结构对齿轮113进行定位。

在实际应用中，在组装本实用新型实施例提供的螺旋桨10时，可以首先根据壳体111内的第一圆形凸台1113和齿轮113的第一滑块1133 确定齿轮113在壳体111内的安装位置，并将齿轮113安装在壳体111 内；然后根据第二圆形凸台1142与第二滑块1134安装底盖114，并将底盖114与壳体111固定连接；随后，转动齿轮113以使边孔1132与圆弧槽1112所形成的滑动轨迹对应，并将桨叶12的转动轴121穿过第一通孔1111、第二通孔1131以及支撑孔1141a，同时，将桨叶12的限位轴122穿过圆弧槽1112插入边孔1132；最后，安装上盖112，以使上盖 112的齿部1121与齿轮113啮合。安装好后，上盖112的齿部1121所在的平面(在本实施例中，即上盖112所在的平面)与两个齿轮113各自所在的平面分别垂直。其中，转动轴121在与齿轮113连接处的形状与第二通孔1131适配，当转动轴121穿过第二通孔1131时，将桨叶12 与齿轮113固定连接。

将本实用新型实施例提供的螺旋桨10组装完成后，如图7和图8 所示，上盖112的齿部1121伸入壳体111的内腔，并与齿轮113啮合；齿轮113夹设于底盖114的定位板1141与壳体111的侧壁之间，并且，第一圆形凸台1113与第一滑块1133贴合，第二圆形凸台1142与第二滑块1134贴合；桨叶12的转动轴121穿过第一通孔1111、第二通孔1131 和支撑孔1141a，限位轴122穿过圆弧槽1112插入边孔1132。从而，沿着特定的方向，比如，顺时针方向或者逆时针方向，转动上盖111时，上盖112的齿部1121可以带动齿轮113转动，又，由于齿轮113与其对应的桨叶12固定连接，且桨叶12可以相对壳体111以及定位板1141 转动，因此，齿轮113转动时可以带动其对应的桨叶12相对壳体111 转动，改变桨叶12的螺距。

其中，可以理解的是，在本实施例中，设置包括定位板1141的底盖114是为了对齿轮113进行定位，方便组装以及减少齿轮113的晃动。在其他的一些实施例中，也可以以其他的结构对齿轮113进行定位。进一步地，在定位板1141中设置支撑孔1141a，是为了保证齿轮113的同轴性，在另一些实施例中，也可以省略支撑孔1141a。

其中，在本实施例中，对应桨叶12的限位轴122设置的圆弧槽1112 以及边孔1132包括两个，并且，这两个圆弧槽1112和边孔1132分别设置于第一通孔1111和第二通孔1131的相对两侧，主要是为了便于开模，使该壳体111能够同时适应正反桨，有利于批量化生产该壳体111。因此，可以理解的是，在其他的一些实施例中，也可以分别针对正桨叶和反桨叶的安装位置对应设置一个圆弧槽1112和一个边孔1132。

此外，在本实施例中，在圆弧槽1112内设置多个限位凹部1112a，主要是为了将桨叶12相对于壳体111的倾转角限定于一定的角度，保证桨叶12在高速旋转的过程中不会晃动。因此，可以理解的是，在其他的一些实施例中，也可以省略该限位凹部1112a，或者，采用其他具有增强摩擦效果的结构替代限位凹部1112a。

再者，可以理解的是，在本实施例中，通过设置合适的第二通孔1131 以及转动轴121的形状即可使桨叶12随着齿轮113的转动而相对壳体 111转动。设置限位轴121、圆弧槽1112以及边孔1132主要用于辅助调整桨叶12相对壳体111的倾转角度。因此，在其他的一些实施例中，也可以省略限位轴121、圆弧槽1112以及边孔1132。

请参阅图9，为本实用新型另一实施例提供的一种动力组件100，该动力组件100包括：驱动装置20以及如上述实施例所述的螺旋桨10。该螺旋桨10固定安装在驱动装置20上，驱动装置20通过转轴21的旋转，带动螺旋桨10旋转，从而为螺旋桨10提供动力。

在其中一个实施例中，驱动装置20包括转轴21，该转轴21穿过设置于底盖114的中心位置处的内螺纹孔1143以及设置于上盖112的中心位置处的通孔1122。并且，转轴21在与内螺纹孔1143的连接处设置有一段螺纹211，通过该段螺纹211与内螺纹孔1143旋紧固定，将桨毂11 固定安装在驱动装置20上。进一步地，为了增强桨毂11与驱动装置20 连接的稳固性，还可以在底盖114的上方套设一个螺栓进行加固。

此外，为了提升上盖112与壳体111的连接的稳固性，转轴21也可以在套设弹性固定部件13的位置处设置一个环形卡槽212，弹性固定部件13可以套设在该环形卡槽212上。

进一步地，本实用新型又一实施例还提供了一种无人机，该无人机包括机身(未图示)、机臂(未图示)以及如上述实施例所述的动力组件100。所述机身与所述机臂的一端连接，所述动力组件100与所述机臂的另一端连接。其中，该无人机可以是任意类型的无人飞行器，如：旋翼无人机、倾转旋翼无人机等。其中，所述旋翼无人机可以包括但不限于：单旋翼、双旋翼、四旋翼、或六旋翼等。

总的来说，区别于现有技术的情况，本实用新型实施例提供的螺旋桨包括桨毂和至少两个桨叶，所述桨毂包括壳体、上盖和至少两个齿轮，所述上盖安装于所述壳体的一端，并可相对所述壳体转动，所述上盖设置有齿部；所述至少两个齿轮收容于所述壳体内，并与所述齿部啮合；所述至少两个桨叶与所述至少两个齿轮一一对应，所述桨叶的一端安装于所述壳体内，并与所述齿轮固定连接，所述桨叶可相对所述壳体转动，在所述上盖转动时，带动所述至少两个齿轮转动，从而使所述桨叶相对所述壳体倾转相应的角度，即，改变所述桨叶的螺距，能够通过简单的结构对螺旋桨的桨叶的螺距进行调整，从而实现对螺旋桨的桨距的调整。当将该螺旋桨应用于无人机时，能够使该无人机适应不同的飞行环境，满足更多的飞行需求。

需要说明的是，本实用新型的说明书及其附图中给出了本实用新型的较佳的实施例，但是，本实用新型可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本实用新型内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。