旋翼结构及飞行器的制作方法

1.本技术涉及飞行器技术领域，尤其涉及旋翼结构及飞行器。


背景技术：

2.具有两片桨叶的直升机旋翼通常采用跷跷板式桨毂连接件，跷跷板式桨毂连接件与主轴通过一个插销连接，桨毂可以绕该插销转动，由于结构简单，制造成本低，维护方便，因此被广泛使用。
3.相关技术中，采用跷跷板式桨毂连接件的直升机旋翼的主轴上通常由于开设有供插销贯穿的通孔，在一定程度上破坏了主轴的结构完整性，主轴的开孔处容易造成应力集中，加剧疲劳破坏，降低了主轴的使用寿命。


技术实现要素：

4.为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本技术提供一种旋翼结构及飞行器，该旋翼结构，能够保留主轴的完整性，避免应力集中，提升主轴的使用寿命。
5.本技术第一方面提供一种旋翼结构，包括主轴、相对于所述主轴固定设置的挥舞铰本体、以及与所述挥舞铰本体转动连接的桨毂连接件，所述桨毂连接件用于连接飞行器的桨叶，所述桨毂连接件的转动轴线垂直于所述主轴的轴向；
6.其中，所述主轴在周向上与所述挥舞铰本体通过第一限位结构限位配合，在轴向上通过第二限位结构与所述挥舞铰本体限位配合。
7.在一些实施例中，所述挥舞铰本体套设于所述主轴，所述第一限位结构设为花键结构，所述花键结构包括设于所述主轴的外花键、以及设于所述挥舞铰本体的内花键，所述外花键与所述内花键限位配合；
8.所述第二限位结构包括主轴固定件，所述主轴固定件通过连接件固定于所述主轴的端部，用于对所述挥舞铰本体沿所述主轴的轴向进行限位。
9.在一些实施例中，还包括设于所述挥舞铰本体与所述桨毂连接件之间的缓冲限位结构，用于在对所述桨毂连接件在转动时进行缓冲。
10.在一些实施例中，所述缓冲限位结构包括设于所述挥舞铰本体与所述桨毂连接件之一的缓冲限位件、以及设于所述挥舞铰本体与所述桨毂连接件另一的用于与所述缓冲限位件限位配合的缓冲配合部。
11.在一些实施例中，所述缓冲配合部包括设于所述桨毂连接件的限位块，所述限位块开设有限位孔；
12.所述缓冲限位件设于所述挥舞铰本体，所述缓冲限位件穿设所述限位孔，所述缓冲限位件与所述限位孔的孔壁之间具有活动空间，在所述限位块随所述桨毂连接件转动时，所述缓冲限位件与所述限位孔的孔壁通过接触配合进行缓冲。
13.在一些实施例中，所述桨毂连接件开设有安装孔，所述安装孔内设有台阶结构，所述限位块镶嵌于所述安装孔，并与所述台阶结构相连接。
14.在一些实施例中，所述挥舞铰本体与所述桨毂连接件通过轴孔结构转动连接，所述轴孔结构包括设于所述挥舞铰本体与所述桨毂连接件之一的中心轴、以及设于所述挥舞铰本体与所述桨毂连接件另一的连接孔，所述中心轴垂直于所述主轴，所述中心轴与所述连接孔通过转动件转动连接。
15.在一些实施例中，所述中心轴设于所述挥舞铰本体，所述连接孔设于所述桨毂连接件，所述转动件包括轴承，所述轴承的内圈与所述中心轴过盈配合，所述轴承的外圈与所述连接孔过盈配合。
16.在一些实施例中，所述中心轴和所述缓冲限位件设于所述挥舞铰本体，并沿所述主轴的轴向间隔分布设置。
17.本技术第二方面提供一种飞行器，该飞行器包括如上所述的旋翼结构。
18.本技术提供的技术方案可以包括以下有益效果：
19.本技术提供的旋翼结构，包括主轴、相对于主轴固定设置的挥舞铰本体、以及与挥舞铰本体转动连接的桨毂连接件，桨毂连接件用于连接飞行器的桨叶，桨毂连接件的转动轴线垂直于主轴的轴向；其中，主轴在周向上与挥舞铰本体通过第一限位结构限位配合，在轴向上通过第二限位结构与挥舞铰本体限位配合。这样设置后，主轴通过第一限位结构以及第二限位结构与挥舞铰本体相对固定，主轴通过挥舞铰本体与桨毂连接件连接，主轴与挥舞铰本体能够共同旋转，进而带动与挥舞铰本体相连接的桨毂连接件，以及设于桨毂连接件上的桨叶旋转，如此，通过优化主轴与桨毂连接件的连接方式，无需在主轴上开设用于与桨毂连接件连接固定的通孔，能够保留主轴的完整性，避免应力集中，提高主轴的结构强度，提升主轴的使用寿命。
20.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
21.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
22.图1是本技术实施例示出的旋翼结构的整体结构示意图；
23.图2是图1中示出的旋翼结构的爆炸结构示意图；
24.图3是图1中示出的旋翼结构的剖面结构示意图；
25.图4是本技术实施例示出的旋翼结构的挥舞铰本体的剖面结构示意图；
26.图5是本技术实施例示出的旋翼结构的桨毂连接件的结构示意图；
27.图6是本技术实施例示出的旋翼结构的桨毂连接件的剖面结构示意图。
28.附图标记：
29.100、主轴；200、挥舞铰本体；300、桨毂连接件；310、台阶结构；301、安装孔；400、第一限位结构；410、外花键；420、内花键；500、第二限位结构；510、主轴固定件；520、连接件；610、缓冲限位件；621、限位块；6211、限位孔；710、中心轴；720、转动件；701、连接孔。
具体实施方式
30.下面将参照附图更详细地描述本技术的实施方式。虽然附图中显示了本技术的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
31.应当理解，尽管在本技术可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
32.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
33.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.相关技术中，采用跷跷板式桨毂连接件的直升机旋翼的主轴上通常由于开设有供插销贯穿的通孔，在一定程度上破坏了主轴的结构完整性，主轴的开孔处容易造成应力集中，加剧疲劳破坏，降低了主轴的使用寿命。
35.针对上述问题，本技术实施例提供一种旋翼结构及飞行器，该旋翼结构，能够保留主轴的完整性，避免应力集中，提升主轴的使用寿命。
36.以下结合附图详细描述本技术实施例的技术方案。
37.请一并参见图1至图4，本技术实施例提供一种旋翼结构，包括主轴100、相对于主轴100固定设置的挥舞铰本体200、以及与挥舞铰本体200转动连接的桨毂连接件300，桨毂连接件300用于连接飞行器的桨叶，桨毂连接件300的转动轴线垂直于主轴100的轴向；其中，主轴100在周向上与挥舞铰本体200通过第一限位结构400限位配合，在轴向上通过第二限位结构500与挥舞铰本体200限位配合。这样设置后，主轴100通过第一限位结构400以及第二限位结构500与挥舞铰本体200相对固定，主轴100通过挥舞铰本体200与桨毂连接件300连接，主轴100与挥舞铰本体200能够共同旋转，进而带动与挥舞铰本体200相连接的桨毂连接件300，以及设于桨毂连接件300上的桨叶旋转，如此，通过优化主轴100与桨毂连接件300的连接方式，无需在主轴100上开设用于与桨毂连接件300连接固定的通孔，能够保留主轴100的完整性，避免了传统挥舞铰螺栓的使用，安装和维护方便，避免应力集中，提高主轴100的结构强度，提升主轴100的使用寿命。
38.一些实施例中，挥舞铰本体200套设于主轴100，第一限位结构400设为花键结构，
花键结构包括设于主轴100的外花键410、以及设于挥舞铰本体200的内花键420，外花键410与内花键420限位配合；第二限位结构500包括主轴固定件510，主轴固定件510通过连接件520固定于主轴100的端部，用于对挥舞铰本体200沿主轴100的轴向进行限位。这样设置后，第一限位结构400能够实现主轴100与挥舞铰本体200之间的周向定位，第二限位结构500能够实现主轴100与挥舞铰本体200之间的轴向定位，如此，主轴100旋转时，能够通过花键结构向挥舞铰本体200传递扭矩，实现与挥舞铰本体200的共同旋转。
39.本实施例中，主轴固定件510可以以螺接的方式固定于主轴100的端部，例如，主轴100的端部设于外螺纹，主轴固定件510设有内螺纹，主轴固定件510螺接于主轴100的端部。主轴固定件510通过连接件520与挥舞铰本体200相固定，连接件520可以是固定螺栓，以实现挥舞铰本体200在主轴100的轴向定位。优选地，连接件520的数量为四个，且分别分布与主轴固定件510的四个角，以便将主轴固定件510的四个角分别连接于挥舞铰本体200，进而提升主轴固定件510与挥舞铰本体200的连接牢固程度。
40.相关技术中，直升机在前飞时，旋翼中的前行侧桨叶的相对气流速度高于后行侧桨叶，桨盘平面不同方位处的桨叶的气动载荷不同，桨叶出现周期性挥舞。为了使桨叶不会产生颤振及在停机时不会触及地面，通常需要设置限位机构，以限制桨叶的挥舞角度范围。
41.相关技术中的限位机构通常在桨叶接头上设置有钩舌，并与主轴上的限位块直接接触，其结构相对复杂，加工制造成本高，且钩舌与限位块频繁的刚性碰撞冲击，容易造成桨叶接头和主轴限位块的应力集中，加剧疲劳破坏。
42.一些实施例中，旋翼结构还包括设于挥舞铰本体200与桨毂连接件300之间的缓冲限位结构，用于在对桨毂连接件300转动时进行缓冲。如此，缓冲限位结构通过限制桨毂连接件300转动，以限制桨叶的挥舞角度范围，进而避免桨叶挥舞时位置过低。
43.本实施例中，缓冲限位结构包括设于挥舞铰本体200与桨毂连接件300之一的缓冲限位件610、以及设于挥舞铰本体200与桨毂连接件300另一的用于与缓冲限位件610限位配合的缓冲配合部。如此，桨毂连接件300绕转动轴线转动至预设位置时，缓冲限位件610能够与缓冲配合部通过接触配合进行缓冲，以降低桨毂连接件300与挥舞铰本体200之间的冲击力。另外，缓冲限位件610也可以称为限位凸台。
44.本实施例中，缓冲配合部包括设于桨毂连接件300的限位块621，限位块621开设有限位孔6211；缓冲限位件610设于挥舞铰本体200，缓冲限位件610穿设限位孔6211，缓冲限位件610与限位孔6211的孔壁之间具有活动空间，在限位块621随桨毂连接件300转动时，缓冲限位件610与限位孔6211的孔壁通过接触配合进行缓冲。桨毂连接件300在绕转动轴线转动时，缓冲限位件610能够在限位孔6211内活动，当桨毂连接件300转动至预设位置时，缓冲限位件610与限位孔6211的孔壁接触配合，以缓冲桨毂连接件300对挥舞铰本体200的碰撞冲击。如此，与相关技术相比，无需在桨叶接头上设置有钩舌，避免了钩舌与限位块621频繁的刚性碰撞冲击导致的应力集中，有利于提升旋翼结构的使用寿命；并且，缓冲限位结构的结构也更加简单，加工制造成本更低。
45.请一并参见图5至图6，本实施例中，桨毂连接件300开设有安装孔301，安装孔301内设有台阶结构310，限位块621镶嵌于安装孔301，并与台阶结构310相连接。限位块621可以通过多种连接固定方式固定于台阶结构310，例如，桨毂连接件300上设有夹板，限位块621镶嵌于安装孔301后，夹板通过螺栓等连接件固定于安装孔301的孔口，进而使限位块
621能够被安装于安装孔301内。需要说明的是，台阶结构310可以是安装孔301的孔壁向孔中心方向凸起的一圈环形凸起。
46.一些实施例中，为了避免限位块621与缓冲限位件610之间的碰撞冲击，限位块621为弹性材料(例如橡胶或硅胶类)，以起到缓冲保护的作用。
47.一些实施例中，挥舞铰本体200与桨毂连接件300通过轴孔结构转动连接，轴孔结构包括设于挥舞铰本体200与桨毂连接件300之一的中心轴710、以及设于挥舞铰本体200与桨毂连接件300另一的连接孔701，中心轴710垂直于主轴100，中心轴710与连接孔701通过转动件720转动连接。本实施例中，中心轴710也可以称为挥舞凸台。
48.本实施例中，中心轴710设于挥舞铰本体200，连接孔701设于桨毂连接件300，转动件720包括轴承，轴承的内圈与中心轴710过盈配合，轴承的外圈与连接孔701过盈配合。优选地，轴承可以是推力滚针组合轴承，可承受径向载荷和轴向载荷，使得桨毂连接件300既可以与挥舞铰本体200保持一定的预紧连接，又可以绕中心轴710的轴线转动，使整个旋翼结构更为紧凑。
49.请参见图4，一些实施例中，中心轴710和缓冲限位件610设于挥舞铰本体200，并沿主轴100的轴向间隔分布设置。这样设置后，挥舞铰本体200上集成了中心轴710与缓冲限位件610，有利于结构的简化，同时有利于降低旋翼结构的重量。
50.需要说明的是，本技术的旋翼结构可以应用于跷跷板式直升机，跷跷板式直升机的旋翼结构以主轴100为对称轴呈对称结构，上述实施例仅对主轴100的一侧结构进行描述，主轴100的另一侧结构相同，在此不再赘述。
51.上述详细介绍了本技术的旋翼结构，本技术还提供一种飞行器，飞行器包括上述实施例所描述的旋翼结构。
52.旋翼结构包括主轴100、相对于主轴100固定设置的挥舞铰本体200、以及与挥舞铰本体200转动连接的桨毂连接件300，桨毂连接件300用于连接飞行器的桨叶，桨毂连接件300的转动轴线垂直于主轴100的轴向；其中，主轴100在周向上与挥舞铰本体200通过第一限位结构400限位配合，在轴向上通过第二限位结构500与挥舞铰本体200限位配合。这样设置后，主轴100通过第一限位结构400以及第二限位结构500与挥舞铰本体200相对固定，主轴100通过挥舞铰本体200与桨毂连接件300连接，主轴100与挥舞铰本体200能够共同旋转，进而带动与挥舞铰本体200相连接的桨毂连接件300，以及设于桨毂连接件300上的桨叶旋转，如此，通过优化主轴100与桨毂连接件300的连接方式，无需在主轴100上开设用于与桨毂连接件300连接固定的通孔，能够保留主轴100的完整性，避免应力集中，提高主轴100的结构强度，提升主轴100的使用寿命。
53.上文中已经参考附图详细描述了本技术的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。另外，可以理解，本技术实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本技术实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
54.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨
在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。