一种低噪音双轴螺旋桨的制作方法

本发明涉及螺旋桨，具体为一种低噪音双轴螺旋桨。

背景技术：

1、现有技术的无人机或飞行器螺旋桨多采用传统开放式桨叶设计，即桨叶从中心枢轴向外辐射延伸，叶尖暴露在外。这种设计在旋转时，叶尖处空气流动剧烈分离，形成强烈的叶尖涡流，导致显著的气动噪音产生，尤其在高速旋转时噪音刺耳，影响飞行器的隐蔽性和周边环境舒适度。同时，传统单轴螺旋桨会产生较大的反扭矩，使机身倾向于反向旋转，需要额外安装尾桨或复杂平衡系统来抵消扭力，这不仅增加了结构重量和机械复杂度，还导致能量消耗增大，飞行稳定性较差。

技术实现思路

1、为克服上述现有技术的缺陷，本发明提供如下技术方案：一种低噪音双轴螺旋桨，包括顶部螺旋桨中心座和底部螺旋桨中心座，顶部螺旋桨中心座和底部螺旋桨中心座上均固定安装有两个或三个椭圆封闭桨叶，并且顶部螺旋桨中心座和底部螺旋桨中心座上所安装椭圆封闭桨叶的旋向相反，用于在顶部螺旋桨中心座和底部螺旋桨中心座旋转时抵消相互扭力；其中椭圆封闭桨叶为封闭环形形状，椭圆封闭桨叶由两片径向桨叶弯曲而成，两片桨叶远离旋转轴心的一端封闭连接，用于消除叶尖涡流，从而降低旋转时的噪音；并且两片径向桨叶通过自身弯曲形成连续围合结构，使椭圆封闭桨叶不仅具有封闭叶尖外缘的作用，还能够形成连续导流边界和闭合受力路径，从而提高桨叶整体刚性，减小旋转过程中的局部振动和形变，提高运行稳定性；底部螺旋桨中心座固定安装在旋转球体上，旋转球体活动安装在旋转球体座上；其中底部螺旋桨中心座内侧的轴心位置同轴设置有中心主轴，中心主轴与顶部螺旋桨中心座固定，并且中心主轴的外径为底部螺旋桨中心座内径的一半；其中顶部螺旋桨中心座上的椭圆封闭桨叶由第二无刷电机驱动，底部螺旋桨中心座上的椭圆封闭桨叶由第一无刷电机驱动。

2、优选地，旋转球体的外圆周表面开设有两个对称布置的弧形滑槽，其中旋转球体座的内侧固定配设有两个能够滑动嵌设在两个弧形滑槽中的弧形凸条，用于限制旋转球体座和旋转球体之间的滑动自由度。

3、优选地，底部螺旋桨中心座上还开设有嵌入环形槽，嵌入环形槽内旋转套设有推拉旋转套板，推拉旋转套板上设置有两个与两个弧形滑槽方向对齐的支臂组成。

4、优选地，旋转球体座固定安装在外圈驱动套上，外圈驱动套通过两个限位卡环旋转安装在外圈驱动套安装板上；外圈驱动套安装板上固定安装有两个水平设置的协调滑杆，两个协调滑杆上均环绕套设有复位弹簧，两个协调滑杆上均滑动套设有舵机固定座，复位弹簧的两端与协调滑杆的一端和舵机固定座固定。

5、优选地，每个舵机固定座上均固定安装有与外圈驱动套安装板上表面滑动配合的舵机；舵机的摆臂与推拉旋转套板的支臂之间通过拉杆活动连接；其中拉杆的顶端与推拉旋转套板的支臂之间球副配合，舵机的摆臂与拉杆的底端活动配合。

6、优选地，外圈驱动套安装板固定安装在安装底座上，外圈驱动套安装板的下表面位于安装底座的内侧旋转安装有齿盘，齿盘与外圈驱动套同轴固定，其中第一无刷电机和第二无刷电机固定在安装底座的内部。

7、优选地，第一无刷电机的输出轴上固定安装有与齿盘啮合的齿轮，第二无刷电机的输出轴与中心主轴的底端固定，安装底座内壁的顶部还固定安装有中心主轴支架，中心主轴支架旋转插入至外圈驱动套的底部，其中中心主轴旋转插入在中心主轴支架的轴心处。

8、优选地，底部螺旋桨中心座的顶部磁吸滑动设置有防尘磁片，防尘磁片滑动套设在中心主轴的外表面上，顶部螺旋桨中心座上固定安装有导流罩。

9、本发明与现有技术相比具备以下有益效果：（1）本发明采用椭圆封闭桨叶设计，该桨叶为封闭环形形状，由两片径向桨叶弯曲而成，两片桨叶远离旋转轴心的一端封闭连接，这种结构有效消除了传统开放式桨叶在旋转时产生的叶尖涡流，叶尖涡流是螺旋桨噪音的主要来源之一。通过封闭连接，空气流动更加平顺，减少了涡流引起的压力波动和气动噪音，从而使整体旋转噪音大幅降低，适用于需要低噪音环境的飞行器，如城市空中交通或室内侦察任务，提升了飞行器的隐蔽性和环境适应性；同时，由于本发明并非简单通过叶尖与相邻叶片接触形成外围封闭，而是通过两片径向桨叶自身弯曲围合形成连续结构，因此椭圆封闭桨叶在旋转过程中还能够形成更加连续的导流边界，减小气流在叶片外缘处的突变分离和局部紊流；并且，两片径向桨叶弯曲围合后形成闭合受力路径，使桨叶整体刚性更高，能够减小高速旋转状态下的摆振、颤振和局部形变，提高旋转稳定性和长期使用可靠性；（2）本发明顶部螺旋桨中心座和底部螺旋桨中心座上安装的椭圆封闭桨叶旋向相反，当两者同时旋转时，上层桨叶产生的扭力与下层桨叶产生的扭力相互抵消，避免了单轴螺旋桨常见的反扭矩对机身的干扰。这种设计使飞行器在悬停或低速飞行时无需额外尾桨或复杂平衡机制，即可保持机身稳定，减少了振动和能量损失，提高了整体飞行平稳性和控制精度，尤其在风扰环境下表现优异；（3）本发明通过旋转球体和旋转球体座的球形关节式连接，以及舵机驱动的推拉旋转套板机构，可以使底部螺旋桨中心座的旋转平面发生偏转，与水平面形成夹角，从而产生垂直升力和水平推力分量。这种矢量控制方式无需倾斜整个机身即可实现前进、后退移动，配合顶部和底部桨叶转速差控制转向，简化了控制逻辑，提高了飞行效率；（4）本发明底部螺旋桨中心座顶部磁吸滑动设置防尘磁片，滑动套设在中心主轴上，可防止灰尘进入内部轴心区域，同时配合上导流罩，进一步优化气流分布，减少阻力。

1.一种低噪音双轴螺旋桨，其特征在于：包括顶部螺旋桨中心座（1）和底部螺旋桨中心座（3），顶部螺旋桨中心座（1）和底部螺旋桨中心座（3）上均固定安装有两个或三个椭圆封闭桨叶（2），并且顶部螺旋桨中心座（1）和底部螺旋桨中心座（3）上所安装椭圆封闭桨叶（2）的旋向相反，用于在顶部螺旋桨中心座（1）和底部螺旋桨中心座（3）旋转时抵消相互扭力；

2.根据权利要求1所述的一种低噪音双轴螺旋桨，其特征在于：旋转球体（5）的外圆周表面开设有两个对称布置的弧形滑槽（10），其中旋转球体座（9）的内侧固定配设有两个能够滑动嵌设在两个弧形滑槽（10）中的弧形凸条（11），用于限制旋转球体座（9）和旋转球体（5）之间的滑动自由度。

3.根据权利要求2所述的一种低噪音双轴螺旋桨，其特征在于：底部螺旋桨中心座（3）上还开设有嵌入环形槽（4），嵌入环形槽（4）内旋转套设有推拉旋转套板（8），推拉旋转套板（8）上设置有两个与两个弧形滑槽（10）方向对齐的支臂组成。

4.根据权利要求3所述的一种低噪音双轴螺旋桨，其特征在于：旋转球体座（9）固定安装在外圈驱动套（14）上，外圈驱动套（14）通过两个限位卡环（20）旋转安装在外圈驱动套安装板（16）上；外圈驱动套安装板（16）上固定安装有两个水平设置的协调滑杆（17），两个协调滑杆（17）上均环绕套设有复位弹簧（19），两个协调滑杆（17）上均滑动套设有舵机固定座（18），复位弹簧（19）的两端与协调滑杆（17）的一端和舵机固定座（18）固定。

5.根据权利要求4所述的一种低噪音双轴螺旋桨，其特征在于：每个舵机固定座（18）上均固定安装有与外圈驱动套安装板（16）上表面滑动配合的舵机（15）；舵机（15）的摆臂与推拉旋转套板（8）的支臂之间通过拉杆（7）活动连接；其中拉杆（7）的顶端与推拉旋转套板（8）的支臂之间球副配合，舵机（15）的摆臂与拉杆（7）的底端活动配合。

6.根据权利要求5所述的一种低噪音双轴螺旋桨，其特征在于：外圈驱动套安装板（16）固定安装在安装底座（24）上，外圈驱动套安装板（16）的下表面位于安装底座（24）的内侧旋转安装有齿盘（22），齿盘（22）与外圈驱动套（14）同轴固定，其中第一无刷电机（25）和第二无刷电机（26）固定在安装底座（24）的内部。

7.根据权利要求6所述的一种低噪音双轴螺旋桨，其特征在于：第一无刷电机（25）的输出轴上固定安装有与齿盘（22）啮合的齿轮（21），第二无刷电机（26）的输出轴与中心主轴（12）的底端固定，安装底座（24）内壁的顶部还固定安装有中心主轴支架（23），中心主轴支架（23）旋转插入至外圈驱动套（14）的底部，其中中心主轴（12）旋转插入在中心主轴支架（23）的轴心处。

8.根据权利要求7所述的一种低噪音双轴螺旋桨，其特征在于：底部螺旋桨中心座（3）的顶部磁吸滑动设置有防尘磁片（6），防尘磁片（6）滑动套设在中心主轴（12）的外表面上，顶部螺旋桨中心座（1）上固定安装有导流罩（13）。