一种跨介质飞行器水空共轴双桨结构制造技术

本发明专利技术涉及跨介质飞行器领域，公开了一种跨介质飞行器水空共轴双桨结构，包括：水用螺旋桨、空用螺旋桨、花键轴以及驱动螺旋桨旋转的驱动电机，水用螺旋桨与水用轴固定连接，水用轴套设在花键轴的端部且可以随花键轴旋转；空用螺旋桨与花键轴连接且可以沿花键轴轴向移动，空用螺旋桨与水用螺旋桨之间设置有弹簧，弹簧套设在花键轴上；空用螺旋桨远离弹簧的一侧设有推动机构，通过推动机构推动空用螺旋桨移动。该共轴双桨结构通过同一个电机分别驱动水用螺旋桨和空用螺旋桨旋转，利用花键轴、花键衬套、推盘、弹簧等部件通过简单且可靠的机械连接巧妙地实现了水用螺旋桨、空用螺旋桨上的动力切换，极大地提高了动力系统的转化效率。效率。效率。

【技术实现步骤摘要】
一种跨介质飞行器水空共轴双桨结构


[0001]本专利技术涉及跨介质飞行器领域，尤其涉及一种跨介质飞行器水空共轴双桨结构。

技术介绍

[0002]跨介质飞行器是潜器和飞机的结合体，跨介质飞行器是能够多次跨越水/空界面且能持续航行、重复使用的新型无人飞行器，兼具空中飞行、水下航行的能力，在海空通信、搜救与水下设备检修等领域具有广阔的应用前景。
[0003]由于空气和水的物理特性差异较大，导致跨介质飞行器在空中和水下行进时所承受的阻力不同，推进系统需要考虑空气动力学和水动力学，并要求推进系统满足在两种介质航行时不同的动力需求。在空中飞行时，需要螺旋桨具有高转速、小扭矩的特性，在水下潜行时需要螺旋桨具有低转速、大扭矩的结构特点，而目前跨介质飞行器的动力装置均采用水下、空中两套独立的动力推进系统，虽然可以满足飞行器的使用需要，但两套重复的动力系统存在结构重复，质量大、占用空间多的缺点，不利于飞行器小型化设计，同时容易导致动力系统转化效率低，进而降低飞行器的续航能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种跨介质飞行器水空共轴双桨结构，解决现有动力推进系统转化效率低的问题。
[0005]一种跨介质飞行器水空共轴双桨结构，包括：水用螺旋桨、空用螺旋桨、花键轴以及驱动螺旋桨旋转的驱动电机，水用螺旋桨与水用轴固定连接，水用轴套设在花键轴的端部且随花键轴旋转；空用螺旋桨与花键轴连接且沿花键轴轴向移动，空用螺旋桨与水用螺旋桨之间设置有弹簧，弹簧套设在花键轴上；空用螺旋桨远离弹簧的一侧设有推动机构，通过推动机构推动空用螺旋桨移动。
[0006]采用上述技术方案的有益效果：花键轴连接有驱动电机，水用螺旋桨直接连接在花键轴上，空用螺旋桨与花键轴之前可固定啮合也可以脱离，水用螺旋桨与空用螺旋桨均可以随花键轴旋转而驱动飞行器行进；空用螺旋桨套设在花键轴上且可以沿花键轴轴向移动，通过推动机构推动空用螺旋桨来控制空用螺旋桨与花键轴是否连接为一体，进而改变花键轴上的动力传递，达到共轴双桨结构，实现一台电机可以分别驱动两种螺旋桨在不同介质中运行。
[0007]进一步地，上述推动机构包括推盘与推杆电机，推杆电机的推杆与推盘铰接，推盘套设在花键轴外侧且沿花键轴轴向移动。
[0008]进一步地，上述推杆电机连接在固定支座上，固定支座整体呈圆环状，圆环内部设置有驱动电机。
[0009]采用上述技术方案的有益效果：推杆电机连接在固定支座上，固定支座内部设置驱动电机，可以使驱动电机的输出轴在较短的距离直接与花键轴连接，有利于减小整个装
置的体积，使装置结构紧凑。
[0010]进一步地，上述花键轴一端的外壁上设有键齿，键齿的端部呈具有导向作用的楔形结构。
[0011]采用上述技术方案的有益效果：键齿呈楔形便于导向与花键轴连接的部件，使该连接部件顺利与花键轴配合。
[0012]进一步地，上述花键轴远离键齿的一端开设有定位孔，定位孔插接有紧固销钉，水用轴通过紧固销钉固定在花键轴上。
[0013]采用上述技术方案的有益效果：水用轴通过销钉连接方式与花键轴连接，装配时安装方便，当需要更换水用轴或水用螺旋桨时，可以快速拆卸。
[0014]进一步地，上述花键轴的键齿外侧设置有花键衬套，花键衬套包括底盘段与套筒段，底盘段与驱动电机的输出轴连接，套筒段与键齿啮合。
[0015]采用上述技术方案的有益效果：花键衬套一端与电机的输出轴连接，另一端与花键轴连接，用于传递电机输出的动力。
[0016]进一步地，上述空用螺旋桨与花键轴之间设有T形座，T形座与键齿啮合且沿花键轴滑动，空用螺旋桨与T形座固定连接。
[0017]采用上述技术方案的有益效果：空用螺旋桨与花键轴之间设有T形座，避免了空用螺旋桨直接与花键轴的接触，有利于减小空用螺旋桨与键齿之间的磨损。
[0018]进一步地，上述弹簧的直径不大于T形座的底座直径。
[0019]采用上述技术方案的有益效果：弹簧的直径小于或等于T形座的底座直径，便于推动弹簧压缩或弹簧将弹性力返还至T形座，不会使弹簧卡在空用螺旋桨与花键轴之间的空隙内。
[0020]进一步地，上述水用螺旋桨与空用螺旋桨上的叶片均呈螺旋形结构，且空用螺旋桨的径向尺寸大于水用螺旋桨的径向尺寸。
[0021]采用上述技术方案的有益效果：空用螺旋桨的径向尺寸较大，符合飞行器在空中飞行时需要高转速、小扭矩的特性；水用螺旋桨的径向尺寸较小，符合飞行器在水下潜行时需要低转速、大扭矩的特性，最大程度的将电机输出动力转化为飞行器行进所需的动力。
[0022]本专利技术具有以下有益效果：（1）该共轴双桨结构通过同一个电机分别驱动水用螺旋桨和空用螺旋桨旋转，满足了飞行器在水空两种介质中采用同一套动力系统即可行进的需求，减小了动力系统所占的空间和整个装置的质量，简化了飞行器结构的布局，有利于提高飞行器的航程。
[0023]（2）该共轴双桨结构利用花键轴、花键衬套、推盘、弹簧等部件通过简单且可靠的机械连接巧妙地实现了水用螺旋桨、空用螺旋桨上的动力切换，极大地提高了动力系统的转化效率。
附图说明
[0024]图1为本专利技术双桨结构在飞行状态时的结构图；图2为飞行状态时空用螺旋桨与弹簧的位置关系图；图3为本专利技术双桨结构在水下潜行状态时的结构图；图4为水下潜行状态时空用螺旋桨与弹簧的位置关系图；
图5为本专利技术中花键轴与花键衬套的连接关系图；图6为本专利技术中花键衬套的结构示意图。
[0025]图中：101
‑
水用螺旋桨；102
‑
水用轴；201
‑
空用螺旋桨；202
‑
花键轴；203
‑
键齿；204
‑
紧固销钉；205
‑
花键衬套；206
‑
弹簧；207
‑
定位孔；301
‑
推盘；401
‑
推杆电机；402
‑
推杆；501
‑
固定支座；601
‑
驱动电机。
具体实施方式
[0026]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0027]参考图1、图2与图6，本专利技术提供了一种跨介质飞行器水空共轴双桨结构，包括：水用螺旋桨101、空用螺旋桨201、花键轴202、花键衬套205、推盘301、推杆电机401、固定支座501以及驱动螺旋桨旋转的驱动电机601；参考图3与图5，水用螺旋桨101固定连接有水用轴102，水用轴102套设在花键轴202的端部且可以随花键轴202旋转，为飞行器在水中潜行时提供动力；花键轴202的一端开设有定位孔207，水用轴102上也开设有尺寸匹配的通孔，通过紧固销钉204将水用轴102固定在花键轴202上。
[0028]花键轴202远离定位孔207的一端设置有键齿203，键齿203均匀分布在花键本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨介质飞行器水空共轴双桨结构，其特征在于，包括：水用螺旋桨（101）、空用螺旋桨（201）、花键轴（202）以及驱动螺旋桨旋转的驱动电机（601），所述水用螺旋桨（101）与水用轴（102）固定连接，所述水用轴（102）套设在所述花键轴（202）的端部且随花键轴（202）旋转；所述空用螺旋桨（201）与所述花键轴（202）连接且沿所述花键轴（202）轴向移动，所述空用螺旋桨（201）与所述水用螺旋桨（101）之间设置有弹簧（206），所述弹簧（206）套设在所述花键轴（202）上；所述空用螺旋桨（201）远离弹簧（206）的一侧设有推动机构，通过所述推动机构推动所述空用螺旋桨（201）移动。2.根据权利要求1所述的跨介质飞行器水空共轴双桨结构，其特征在于：所述推动机构包括推盘（301）与推杆电机（401），所述推杆电机（401）的推杆（402）与推盘（301）铰接，所述推盘（301）套设在所述花键轴（202）外侧且沿花键轴（202）轴向移动。3.根据权利要求2所述的跨介质飞行器水空共轴双桨结构，其特征在于：所述推杆电机（401）连接在固定支座（501）上，所述固定支座（501）整体呈圆环状，圆环内部设置有所述驱动电机（601）。4.根据权利要求1所述的跨介质飞行器水空共轴双桨结构，其特征在于：所述花键轴（202）一端的外壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彩桃，苏运来，杨智皓，舒龙飞，吴文华，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所，
类型：发明
国别省市：