边缘驱动型风扇、双状态转换机构及机翼、垂直起降飞机制造技术

本发明专利技术公开了一种边缘驱动型风扇、双状态转换机构及机翼、垂直起降飞机，涉及航空领域。本发明专利技术包括壳体，所述壳体内设有驱动组件和多个叶片，所述驱动组件环绕设置，所述驱动组件连接于多个所述叶片的边缘，用于带动多个所述叶片沿所述驱动组件的环绕方向运动；所述壳体内还设有用于驱动所述驱动组件沿其环绕方向运动的驱动结构。本发明专利技术减小了风扇的总厚度，减小了风扇的总体积，增加了风扇整体装入机翼成为可能，适应了翼内升力风扇的根本需求。同时本发明专利技术提出了一种新形式的风扇叶片运动方式，即直线位移方式，弥补了传统风扇叶片圆周运动在同样转速下叶片上距离圆心越近的点转速越慢的固有缺陷，大大提升风扇产生的升力大小和推进效率。

Edge driven fan, two state transfer mechanism, wing and VTOL aircraft

【技术实现步骤摘要】
边缘驱动型风扇、双状态转换机构及机翼、垂直起降飞机
本专利技术涉及航空领域，尤指边缘驱动型风扇、双状态转换机构及机翼、垂直起降飞机。
技术介绍
垂直起降固定翼飞机是一种不依赖机场跑道、起降地点自由的、水平巡航速度快、能耗却比直升飞机相对低得多的、用途广泛的飞机、但实现难度很大。目前主要有两大类，一大类是依赖在水平方向和垂直方向可切换的发动机来实现垂直起降功能，比如美国的F35B垂直起降战斗机、V22“鱼鹰”倾转旋翼机；另一大类是水平方向和垂直方向发动机相对独立的固定翼飞机。第一大类实现方式具有发动机技术难度大，状态切换时气动特性复杂、整体可靠性较差、噪声大、能耗高、不适合民用等缺点。本专利技术方案选择的是第二大类技术路线，其实现方式为翼内升力风扇实现水平方向垂直起降功能，相对独立的水平巡航发动机实现水平巡航功能。该技术路线具备可靠性高、安全性好、可控制性好、水平巡航速度快、状态切换安全容易、大小可裁剪、与现有飞机兼容性强、噪声低、适合民用场景等一系列显著优势。而该技术路线需要通过在机翼内植入升力发动机、通常为升力风扇来实现飞机的垂直起降、水平巡航和姿态控制等一系列动作，但目前几乎全部的风扇结构都是轴心驱动方式，驱动机构集中在轴心附近，继而导致风扇的轴心位置厚度过大、体积较大，继而造成无法装入机翼的难题，无法适应翼内升力风扇的根本需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种边缘驱动型风扇、双状态转换机构及机翼、垂直起降飞机，减小了风扇的总厚度，减小了风扇的总体积，增加了风扇整体装入机翼成为可能，适应了翼内升力风扇的根本需求。本专利技术提供的技术方案如下：一种边缘驱动型风扇，包括壳体，所述壳体内设有驱动组件和多个叶片，所述驱动组件环绕设置，所述驱动组件连接于多个所述叶片的边缘，用于带动多个所述叶片沿所述驱动组件的环绕方向运动；所述壳体内还设有用于驱动所述驱动组件沿其环绕方向运动的驱动结构。本技术方案中，连接在环绕于进气区域边缘设置的驱动组件上的叶片，能够跟随驱动组件沿其环绕方向进行运动，驱动结构处于叶片边缘区域，减小了风扇的总厚度，减小了风扇的总体积，增加了风扇整体装入机翼成为可能，适应了翼内升力风扇的根本需求。进一步，所述驱动结构包括设置于所述驱动组件上的多个转子，以及设置于所述壳体上的多个定子，所述定子与所述转子的位置相对应；所述转子为感应线圈或永磁体；所述定子上环绕有通电线圈，所述通电线圈用于通入交变的电流以带动所述转子沿所述驱动组件的环绕方向运动。本技术方案中，通过驱动结构的具体设置，无需通过中部的连接轴带动驱动组件沿其环绕方向进行运动，进一步减小了风扇的总厚度、总体积，同时大大增加了旋转扭矩、使得驱动效率大大提升。进一步，所述驱动组件为截面为圆环形的挡板，所述驱动组件沿其轴线方向转动连接于所述壳体；多个所述叶片的一端连接于所述驱动组件，所述叶片的另一端向靠近所述驱动组件轴线的一端延伸；所述叶片与垂直于所述驱动组件轴线形成的平面之间设有夹角。本技术方案中，通过叶片连接位置以及状态的限定，实现了风扇运动产生升力的效果。进一步，所述叶片的倾斜角度可调。本技术方案中，当叶片的倾斜角度可调时，便于用户实时调节叶片的产生升力大小，增加了风扇产生升力大小的可调节、可控制性。进一步，所述叶片靠近所述驱动组件的一端铰接于所述驱动组件；所述壳体上设有调节块，沿所述驱动组件的轴线方向，所述调节块在所述壳体上的位置可调；所述调节块上设有转动环，所述转动环设置于所述调节块靠近所述驱动组件的一侧，所述转动环沿其轴线方向转动连接于所述调节块；所述转动环与所述驱动组件之间还设有连接杆，所述连接杆的两端分别铰接于所述转动环与所述驱动组件。本技术方案中，通过铰接的叶片、连接杆以及滑移的转动环的设置，形成了曲柄滑块结构，继而实现了叶片倾斜角度的调节。进一步，所述驱动组件包括第一组件、第二组件和用于连接所述第一组件与所述第二组件的连接组件；多个所述叶片的一端铰接于所述驱动组件，另一端向远离所述驱动组件的方向延伸；连接于所述第一组件上的叶片，与连接于所述第二组件上的叶片方向相反；所述壳体上还设有角度调节组件，所述角度调节组件用于更改位于所述连接组件上的所述叶片的方向。本技术方案中，通过第一组件上以及第二组件上叶片角度的限定，实现了叶片的稳定吹气，同时，通过角度调节组件的设置，叶片能够逐渐更改其角度，继而使得叶片能够更改成为相反的方向，并使得叶片在运动到第一组件以及第二组件上时，叶片的方向不变，风扇能够稳定吹气，进而产生稳定的升力。进一步，所述角度调节组件包括：叶片齿轮，所述叶片齿轮转动连接于所述驱动组件，所述叶片靠近所述驱动组件的一端连接于所述叶片齿轮，并跟随所述叶片齿轮沿其轴线方向转动；驱动齿轮，所述驱动齿轮啮合于所述叶片齿轮，所述驱动齿轮的轴线与所述叶片齿轮的轴线之间设有预设夹角；调节轨道，所述调节轨道环绕设置，靠近所述第一组件一侧的调节轨道与所述驱动组件之间的间距，大于或小于靠近所述第二组件一侧的调节轨道与所述驱动组件之间的间距；调节单元，所述调节单元的两端分别设置于所述调节轨道与所述驱动齿轮，用于根据所述调节轨道与所述驱动齿轮的间距，控制所述驱动齿轮处于对应的角度。本技术方案中，通过倾斜设置的调节轨道的设置，便于调节单元处于不同位置时，能够控制驱动齿轮处于不同的状态，继而实现了叶片齿轮角度的更改，实现了叶片角度的更改。进一步，所述调节单元包括：调节杆，所述调节杆的一端嵌设于所述调节轨道内，并沿着所述调节轨道的环绕方向进行滑移；调节齿条，所述调节齿条设置于所述调节杆远离所述调节轨道的一端，并跟随所述调节杆沿所述调节轨道的环绕方向进行滑移；所述调节齿条啮合于所述驱动齿轮，用于在沿垂直于驱动组件的方向滑移时，带动所述驱动齿轮转动。本技术方案中，通过跟随调节轨道环绕方向滑移的调节杆的设置，设置在调节杆上的调节齿条在运动时能够沿垂直于驱动组件的方向进行运动，继而带动驱动齿轮转动，继而实现了叶片齿轮的转动。进一步，所述调节单元包括：滑移块，所述滑移块嵌设于所述调节轨道内，并沿着所述调节轨道的环绕方向进行滑移；铰接杆，所述铰接杆的两端分别铰接于所述滑移块与所述驱动齿轮。本技术方案中，通过滑移块与铰接杆的设置，形成了曲柄滑块结构，实现了驱动齿轮的转动。进一步，所述调节轨道与所述驱动组件之间的夹角可调。本技术方案中，通过角度可调的调节轨道的设置，便于控制第一组件上的叶片与第二组件上的叶片的角度差，继而控制了风扇的空气流速，实现了风扇运动产生的升力大小的可调节、可控制性。进一步，所述调节轨道包括第一连接部、第二连接部和用于连接所述第一连接部和所述第二连接部的调节部；沿所述调节部的延伸方向，所述调节部与所述驱动组件之间的间距逐渐增大或逐渐减小。本技术方案中，通过间距逐渐增大或减小的调节部的设置，调节单元在沿着调节部运动时，叶片的角度能够实现改变，继而控制了风扇的排气流速，实现了风扇运动产生的升力的可调节、可控制性。本专利技术的目的之一还在于提供一种双状态转换机构，包括一种边缘驱动型风扇，所述壳体上还设有翼面双状态转换单元，所述翼面双状态转换单元用于打开或关闭所述壳体。本专利技术的目的之一还在于提供一种双状态转换机翼，包括翼面，所述翼面上安装有至少一个一种双状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种边缘驱动型风扇，其特征在于，包括壳体，所述壳体内设有驱动组件和多个叶片，所述驱动组件环绕设置，所述驱动组件连接于多个所述叶片的边缘，用于带动多个所述叶片沿所述驱动组件的环绕方向运动；所述壳体内还设有用于驱动所述驱动组件沿其环绕方向运动的驱动结构。

【技术特征摘要】
1.一种边缘驱动型风扇，其特征在于，包括壳体，所述壳体内设有驱动组件和多个叶片，所述驱动组件环绕设置，所述驱动组件连接于多个所述叶片的边缘，用于带动多个所述叶片沿所述驱动组件的环绕方向运动；所述壳体内还设有用于驱动所述驱动组件沿其环绕方向运动的驱动结构。2.根据权利要求1所述的一种边缘驱动型风扇，其特征在于：所述驱动结构包括设置于所述驱动组件上的多个转子，以及设置于所述壳体上的多个定子，所述定子与所述转子的位置相对应；所述转子为感应线圈或永磁体；所述定子上环绕有通电线圈，所述通电线圈用于通入交变的电流以带动所述转子沿所述驱动组件的环绕方向运动。3.根据权利要求1所述的一种边缘驱动型风扇，其特征在于：所述驱动组件为截面为圆环形的挡板，所述驱动组件沿其轴线方向转动连接于所述壳体；多个所述叶片的一端连接于所述驱动组件，所述叶片的另一端向靠近所述驱动组件轴线的一端延伸；所述叶片倾斜设置于所述挡板，用于带动气流沿平行于所述挡板的轴线方向运动。4.根据权利要求3所述的一种边缘驱动型风扇，其特征在于：所述叶片的倾斜角度可调。5.根据权利要求4所述的一种边缘驱动型风扇，其特征在于：所述叶片靠近所述驱动组件的一端铰接于所述驱动组件；所述壳体上设有调节块，沿所述驱动组件的轴线方向，所述调节块在所述壳体上的位置可调；所述调节块上设有转动环，所述转动环设置于所述调节块靠近所述驱动组件的一侧，所述转动环沿其轴线方向转动连接于所述调节块；所述转动环与所述驱动组件之间还设有连接杆，所述连接杆的两端分别铰接于所述转动环与所述驱动组件。6.根据权利要求1所述的一种边缘驱动型风扇，其特征在于：所述驱动组件包括第一组件、第二组件和用于连接所述第一组件与所述第二组件的连接组件；多个所述叶片的一端铰接于所述驱动组件，另一端向远离所述驱动组件的方向延伸；连接于所述第一组件上的叶片，与连接于所述第二组件上的叶片方向相反；所述壳体上还设有角度调节组件，所述角度调节组件用于更改位于所述连接组件上的所述叶片的方向。7.根据权利要求6所述的一种边缘驱动型风扇，其特征在于，所述角度调节组件包括：叶片齿轮，所述叶片齿轮转动连接于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王镇辉，
申请(专利权)人：王镇辉，
类型：发明
国别省市：上海,31