【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无人机，具体是一种结构可调异质复材的螺旋桨及无人机。
技术介绍
1、随着小型无人机的普及，小型无人机螺旋桨作为其中重要的动力设备越来越重要。在小型无人机这个应用平台上对螺旋桨具有特殊的要求。首先要求轻量化：小型无人机的整体重量较轻，因此其螺旋桨也需要具备轻量化的特点，以适应无人机的整体重量限制；其次耐用性：由于小型无人机可能需要面对一些较为复杂的环境，因此螺旋桨需要具备耐用性，能够在各种环境下保持稳定的性能；第三安全性：由于无人机需要飞行在空中，因此螺旋桨需要具备安全性，避免对人员或财产造成损害。相比于大型螺旋桨飞机而言，小型无人机螺旋桨结构相对简单，不需要考虑电加热除冰、变桨距等复杂的内部结构。
2、在新型无人机设计要求及轻量化需求下，复合材料已成为桨叶首选材料，其具有质量轻、强度高、韧性好、耐磨防腐等特点，对水和湿气的抵抗能力较传统木质桨叶有明显优势，可延长螺旋桨的使用寿命。复材桨叶可以承受更高的离心力而不易变形或损坏，从而为无人机提供更高的机动性。但是常规复合材料存在抗冲击性能较差、吸振性不足等问题；又因基体材料均一，未能考虑螺旋桨不同部位受力情况，导致整体抗变形能力较差，尤其在螺旋桨高载荷且复杂的气动环境下，极易产生裂纹、扭曲变形甚至断裂失效。
3、螺旋桨的结构通常是根部较厚、翼尖处较薄。螺旋桨翼尖在整个叶片中受力情况是最为复杂的。在翼尖处存在翼尖涡流，这种涡流是由于桨叶上下表面的压力差所引起的，当桨叶上表面的压力低于下表面的压力时，就会产生一个向上的升力，而这个升力同时也产生了一个
技术实现思路
1、针对上述现有技术中的不足，本专利技术供一种结构可调异质复材的螺旋桨及无人机，通过对螺旋桨进行结构设计，使其能够吸收部分振动，在不同的转速下能够自适应的调整叶片安装角，改善叶片上的受力情况，从而更大程度的发挥复材的优势。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种结构可调异质复材的螺旋桨，包括桨毂以及若干异质复材叶片；
3、所述桨毂的侧部沿周向间隔设有若干与所述异质复材叶片一一对应的连接榫槽，且所述连接榫槽的槽口在所述桨毂上的高度高于所述连接榫槽的槽底；
4、所述异质复材叶片的端部设有连接榫头，所述连接榫头活动连接在对应所述连接榫槽内，且所述连接榫头与所述连接榫槽之间的配合面为弧形结构，以使得所述异质复材叶片在所述桨毂上的安装角可在离心力的作用下发生变化。
5、在其中一个实施例，所述连接榫头与所述连接榫槽之间的配合面沿所述桨毂的周向具有螺旋角度，以使得所述异质复材叶片的桨叶角可在离心力的作用下发生变化。
6、在其中一个实施例，螺旋桨还包括与所述连接榫槽一一对应的弹性连接器；
7、所述弹性连接器设在对应所述连接榫槽内，且所述弹性连接器的一端与所述连接榫槽的槽底相连，另一端与所述连接榫头的端部相连。
8、在其中一个实施例，所述弹性连接器为拉紧弹簧；或所述弹性连接器为聚氨酯类弹性体、聚苯乙烯类弹性体或聚丙乙烯类弹性体。
9、在其中一个实施例，所述连接榫槽的槽壁和/或所述连接榫头的壁面上涂覆有石墨涂层，以增加润滑性。
10、在其中一个实施例，所述石墨涂层的厚度为10μm-100μm。
11、在其中一个实施例，所述异质复材叶片、所述桨毂由碳纤维增强聚合物基的复合材料制成；
12、所述连接榫头由未添加碳纤的纯聚合物材料制成。
13、为实现上述目的，本专利技术还提供一种无人机，所述无人机上设有上述的结构可调异质复材的螺旋桨。
14、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益技术效果：
15、1.本专利技术中的螺旋桨通过将连接榫头活动连接在连接榫槽内，并将连接榫头与连接榫槽之间的配合面设置为弧形结构，使得异质复材叶片在桨毂上的安装角可在离心力的作用下发生变化，进而在螺旋桨高转速时降低异质复材叶片的直接受力效果，避免异质复材叶片在高转速、高负荷情况下的变形，提高了异质复材叶片的工作寿命和拓展了该型螺旋桨的应用场景；
16、2.本专利技术中的螺旋桨通过设置圆弧形的连接榫槽和连接榫头，使得桨毂和异质复材叶片可以分体加工，从而降低加工成本和难度；
17、3.本专利技术在优选方案中在连接榫槽内增设了弹性连接器，从而能够吸收异质复材叶片工作过程中的振动，提高了抗振调节空间；
18、4.本专利技术在优选方案中的异质复材叶片针对螺旋桨受力情况差别较大部位采用不同材料，增减材相结合一体化成形异质复材叶片；
19、5.本专利技术中的螺旋桨上的异质复材叶片安装角可在离心力的作用下发生变化，为螺旋桨工作状态提供了更多的设计空间，使得螺旋桨具有更广阔的应用场景，甚至可以实现跨介质使用；
20、6.本专利技术中的螺旋桨结构简单、制造难度低，非常适合生成和快速替代目前的常规螺旋桨。
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1.一种结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，包括桨毂以及若干异质复材叶片；
2.根据权利要求1所述的结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，所述连接榫头与所述连接榫槽之间的配合面沿所述桨毂的周向具有螺旋角度，以使得所述异质复材叶片的桨叶角可在离心力的作用下发生变化。
3.根据权利要求1或2所述的结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，还包括与所述连接榫槽一一对应的弹性连接器；
4.根据权利要求3所述的结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，所述弹性连接器为拉紧弹簧；或所述弹性连接器为聚氨酯类弹性体、聚苯乙烯类弹性体或聚丙乙烯类弹性体。
5.根据权利要求1或2所述的结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，所述连接榫槽的槽壁和/或所述连接榫头的壁面上涂覆有石墨涂层，以增加润滑性。
6.根据权利要求5所述的结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，所述石墨涂层的厚度为10μm-100μm。
7.根据权利要求1或2所述的结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，所述异质复材叶片、所述桨毂由碳纤维增强聚合物基的复合材料制成；
...【技术特征摘要】
1.一种结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，包括桨毂以及若干异质复材叶片；
2.根据权利要求1所述的结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，所述连接榫头与所述连接榫槽之间的配合面沿所述桨毂的周向具有螺旋角度，以使得所述异质复材叶片的桨叶角可在离心力的作用下发生变化。
3.根据权利要求1或2所述的结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，还包括与所述连接榫槽一一对应的弹性连接器；
4.根据权利要求3所述的结构可调异质复材的螺旋桨，其特征在于，所述弹性连接器为拉紧弹簧；或所述弹性连接器为聚氨酯类弹性体、聚苯乙烯类弹...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢悦，梁秀兵，孙兵，李竞龙，王浩旭，何鹏飞，陈永雄，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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