本發(fā)明涉及一種可在多種流體環(huán)境中行進(jìn)的推進(jìn)器，主要是作為一種特種飛行器、潛水設(shè)備、或地面機(jī)動(dòng)設(shè)備的推進(jìn)器，為其用來進(jìn)行勘測(cè)、拍攝、運(yùn)輸、或競(jìng)技、娛樂提供兩棲、三棲等多種流體環(huán)境的推進(jìn)。

背景技術(shù)：

目前，無人機(jī)領(lǐng)域已從軍事用途逐漸延伸到民用專業(yè)級(jí)，甚至在生活消費(fèi)行業(yè)也形成了一定的應(yīng)用市場(chǎng)。固定翼、旋翼式、多軸飛行器等多種形態(tài)無人機(jī)層出不窮，為勘測(cè)、航拍、運(yùn)輸?shù)忍峁┝硕喾N選擇、和較大的便利。最早發(fā)展起來的固定翼有著節(jié)省能源、速度快、巡航距離遠(yuǎn)的優(yōu)勢(shì)，而旋翼式，又稱螺旋槳直升式，又成功解決了空中懸停的技術(shù)空缺，兩者優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，然而其對(duì)戶外場(chǎng)地要求高、操作專業(yè)性強(qiáng)和安全隱患大已經(jīng)成為共性問題，導(dǎo)致市場(chǎng)接受度不高，加之結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本較高，一直得不到有效的民用消費(fèi)市場(chǎng)的開拓。

近年來出現(xiàn)的多軸飛行器，從四軸、六軸到幾十軸，其功能也越來越豐富和智能，航拍、測(cè)繪、勘探、運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)領(lǐng)域，正逐步廣泛接受，特別是休閑娛樂、體育競(jìng)技項(xiàng)目，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉的優(yōu)勢(shì)，并且能實(shí)現(xiàn)垂直起降和懸停的功能，對(duì)場(chǎng)地要求不高，并給空中定點(diǎn)執(zhí)行帶來方便。

但隨著其多軸技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展和延伸，大量同類產(chǎn)品進(jìn)入市場(chǎng)，其問題也越來越突出。多軸飛行器槳葉短小、多軸的設(shè)計(jì)讓其加速度相應(yīng)很快，靈活，但同時(shí)導(dǎo)致其體積較大，空氣動(dòng)力性能差，對(duì)電池等能源消耗也隨之高，續(xù)航時(shí)間很短，只能完成幾十分鐘的飛行，超限飛行或其內(nèi)部不穩(wěn)定因素易造成對(duì)外界的危害，也容易被外界物體干擾受損，墜落后易造成二次傷害，并且一旦墜落便無法繼續(xù)行動(dòng)等等，這些先天缺陷，不但會(huì)造成財(cái)物的損失，也會(huì)造成人身的直接傷害，由于可能誘發(fā)事故的因素太多，對(duì)事后責(zé)任的判定不能有效區(qū)分和識(shí)別，容易引發(fā)社會(huì)矛盾，已形成當(dāng)前民用、消費(fèi)級(jí)無人飛行器的致命瓶頸，并給其行業(yè)應(yīng)用帶來了極大的隱患。若不在該行業(yè)發(fā)展初期通過有效的技術(shù)手段解決上述問題，那么在后期將為這些先天缺陷付出更多的代價(jià)，要不導(dǎo)致市場(chǎng)逐漸冷卻，不要就會(huì)被更嚴(yán)厲的受行政限制，更不利于行業(yè)專業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展。

當(dāng)前民用市場(chǎng)所應(yīng)用的推進(jìn)方式都是在傳統(tǒng)螺旋槳基礎(chǔ)上稍加改進(jìn)，并進(jìn)行組合應(yīng)用，傳統(tǒng)技術(shù)雖有幾百年歷史，但每種設(shè)計(jì)的應(yīng)用領(lǐng)域單一性針和安全性問題仍比較突出。近年來，船舶領(lǐng)域的大側(cè)斜、以及最近新提出的曲線形螺旋槳方案，都代表著流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)領(lǐng)域的突破，通過組合應(yīng)用，不僅能解決后者螺旋槳的工藝問題，還能解決以上所述的現(xiàn)有技術(shù)的不足。本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)計(jì)巧妙、小巧靈活、安全、環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)、續(xù)航時(shí)間長(zhǎng)、應(yīng)用面廣、性能優(yōu)越的多棲推進(jìn)器，彌補(bǔ)現(xiàn)有飛行器的上述不足。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有螺旋槳飛行器能耗高、續(xù)航短、體積大、空氣動(dòng)力性能差、易造成危害，受損后易造成二次傷害，并且一旦墜落便無法繼續(xù)行動(dòng)等先天缺陷，本發(fā)明的推進(jìn)器采用同軸曲斜槳來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由至少兩副螺旋槳同軸線安裝、或合成后安裝，組成主要推進(jìn)部件。

本發(fā)明的推進(jìn)器，解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)設(shè)計(jì)方案是：

推進(jìn)器由至少兩副螺旋槳組合，組合方式為：以共同一根轉(zhuǎn)軸、或同一個(gè)槳轂的方式進(jìn)行合成，或者是以在同一個(gè)軸線的不同轉(zhuǎn)軸上分別安裝的方式進(jìn)行組成，或者是前述方式的組合。

組成推進(jìn)器的螺旋槳中，其中有至少一副螺旋槳為側(cè)斜螺旋槳，或曲線形螺旋槳，與其他螺旋槳按上述方式進(jìn)行組合，沿同一軸線方向安裝、或合成后安裝而成；

其中，側(cè)斜螺旋槳由至少兩個(gè)槳葉組成，槳葉徑向參考線（即連接槳葉葉根中心點(diǎn)至葉梢中心點(diǎn)的延長(zhǎng)示意直線），與垂直于槳心軸線的平面的夾角為大于0度，小于90度；

另外，曲線形螺旋槳由至少一個(gè)曲線形槳葉組成，曲線形槳葉的特征為徑向同時(shí)向槳心軸線和垂直于槳心軸線方向延伸，并呈曲線造型；或者同時(shí)在空間上向三維方向沿曲面延伸，并呈曲線造型。

當(dāng)其螺旋槳旋轉(zhuǎn)運(yùn)行后，所形成的輪廓外形的正視剖面，因螺旋槳不同的設(shè)計(jì)和不同的組合，可以形成類似如碗型、蝶形、子彈頭形、雞蛋形、球形、橢球形、膠囊形、或鼓形等形狀的正視剖面形，其旋轉(zhuǎn)形成的輪廓所包圍的內(nèi)部空間可安裝動(dòng)力、控制、供能器件和支架等；

采用本發(fā)明設(shè)計(jì)的推進(jìn)器，可使多棲設(shè)備在空中、陸地、泥漿、沼澤、水面、水下進(jìn)行靈活行動(dòng)。

本發(fā)明的有益效果是：

1.推進(jìn)器由包含側(cè)斜螺旋槳，或曲線形螺旋槳的組合包圍機(jī)身，省去外形構(gòu)造和殼體，質(zhì)輕、可降低成本和體積；

2.當(dāng)兩副螺旋槳相互反轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)力相互抵消，并且由于推進(jìn)器的特殊構(gòu)造，兩副螺旋槳自形成涵道效應(yīng)，易形成高壓射流，提升效率，且不易產(chǎn)生失速；

3.能降低飛行器周邊的流體密度（壓力），降低行進(jìn)中的阻力，同時(shí)節(jié)能減排；

4.當(dāng)采用曲線形螺旋槳驅(qū)動(dòng)流體，運(yùn)行后推進(jìn)器輪廓外形圓潤流暢，無突出的尖銳角器，既保護(hù)自身又能保護(hù)觸碰對(duì)象；

5.推進(jìn)器內(nèi)部空間大，不會(huì)降低槳間的流體壓縮效應(yīng)，并且可靈活安裝各種器件；

6.推進(jìn)器可同時(shí)處于多種不同密度的介質(zhì)中高速運(yùn)行，不易損壞，且同時(shí)能產(chǎn)生較大推進(jìn)力；

7.當(dāng)空中失去動(dòng)力，更容易形成自旋緩降，保護(hù)設(shè)備不受損；

8.當(dāng)實(shí)現(xiàn)空中懸停時(shí)，由于其陀螺效應(yīng)，觸及機(jī)身一處不易翻滾改變航向；

9.在流體中具有一定的抗線狀、條狀物體纏繞特性；

10.單一設(shè)計(jì)的應(yīng)用面寬，如設(shè)計(jì)成由兩個(gè)旋轉(zhuǎn)外形為半球面的曲線形螺旋槳制成球形設(shè)備，在不增加驅(qū)動(dòng)配件條件下，易實(shí)現(xiàn)全天候、水陸空多棲方式，且即便墜落在地上、水中等復(fù)雜環(huán)境中，不易出現(xiàn)無法繼續(xù)行動(dòng)的情況。

[附圖說明]

附圖1為本發(fā)明的頂示意圖

附圖2為本發(fā)明的側(cè)示意圖

附圖3為本發(fā)明的正交立體俯視示意圖

附圖4為本發(fā)明實(shí)施例1的側(cè)示意圖

附圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的正交立體俯視示意圖

附圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的正交立體俯視示意圖

圖例說明：

010 槳轂A 011槳轂B 012 螺旋槳軸心示意線（槳心軸線）

020 螺旋槳A 021螺旋槳B 022 動(dòng)力器件 023 驅(qū)動(dòng)軸。

[具體實(shí)施方式]

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1

現(xiàn)有的同軸反槳設(shè)計(jì)在應(yīng)用中存在工作時(shí)占用面積大、兩副槳間距不能過小也不能太遠(yuǎn)，必須精密配合，導(dǎo)致效率不高，靈活度大打折扣，設(shè)計(jì)配合不好容易引發(fā)災(zāi)難，并且基本上只設(shè)計(jì)用于在空氣流體中做推進(jìn)使用。

基于此本發(fā)明提出了一種設(shè)計(jì)方案，圖4所示，本推進(jìn)器由兩個(gè)沿半球面延伸而設(shè)計(jì)的曲線形螺旋槳020、021沿同一軸線012分別安裝在兩根驅(qū)動(dòng)軸023上組成。曲線形螺旋槳槳葉徑向曲線設(shè)計(jì)為1/8弧形線段 + 阿基米德螺線方式，槳轂圓心到葉梢外沿的正投影半徑為50mm，葉根到葉梢側(cè)向投影垂直高度設(shè)計(jì)為50mm，槳葉葉寬12mm，其迎角為20度，沿徑向方向逐漸向30%處漸變迎角。兩個(gè)曲線形螺旋槳組合形成球形飛行器，如圖5所示，由驅(qū)動(dòng)電機(jī)022驅(qū)動(dòng)兩副螺旋槳相對(duì)反向旋轉(zhuǎn)；每副曲線形螺旋槳由4個(gè)槳葉組成。

本發(fā)明提供一種供多棲設(shè)備運(yùn)行的推進(jìn)器結(jié)構(gòu)，通過與曲線形螺旋槳組合成同軸反槳推進(jìn)器，提高了效率，減少了應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)與危害，因?yàn)樵趹?yīng)用中呈球狀的表面設(shè)計(jì)，不但在多種流體中行動(dòng)自如，還能在陸地上進(jìn)行滾動(dòng)行駛，增加了多棲用途。相比多軸飛行器，由于采用螺旋槳和動(dòng)力器件部分相對(duì)較少，因器件差異自損耗更小，重量更輕，有益于延長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間，加大承載能力，同時(shí)噪音污染較小，有益于設(shè)備的隱蔽性；相對(duì)傳統(tǒng)同軸反轉(zhuǎn)普通螺旋槳的球形飛行器，驅(qū)動(dòng)效率更高，體積更小，內(nèi)部布局更靈活，行動(dòng)自由度更大。

然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)推進(jìn)器的具體尺寸、兩槳之間的距離、所形成的輪廓形狀、螺旋槳槳葉數(shù)量、動(dòng)力器件類型和參數(shù)、動(dòng)力器件安裝方式和位置、以及推進(jìn)器的用途等并不做限定，僅僅通過實(shí)施例進(jìn)行簡(jiǎn)要說明主要功能；

另外，圖5所示，兩副螺旋槳槳轂010、011根據(jù)具體需求，可同時(shí)采用軸向空心結(jié)構(gòu)、或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu)，亦可分別使用兩種不同槳轂結(jié)構(gòu)；

推進(jìn)器各螺旋槳槳葉葉邊之間可附著有若干固體物件呈網(wǎng)狀、條狀、或絲狀連接，用于支撐其結(jié)構(gòu)，同時(shí)起保護(hù)、隔離作用。

實(shí)施例2

圖6所示，推進(jìn)器由兩個(gè)螺旋槳組成，其中一個(gè)為槳葉徑向向槳心軸線所在平面上的弧形延伸而設(shè)計(jì)的曲線形螺旋槳，含3個(gè)槳葉，每個(gè)槳葉徑向的參考弧形半徑為50mm，弧長(zhǎng)為1/4圓周長(zhǎng)度，槳葉葉寬12mm，迎角25度；另一個(gè)為槳葉徑向參考線與垂直于槳心軸線的平面的夾角為30度的側(cè)斜螺旋槳，含3個(gè)槳葉，每個(gè)槳葉長(zhǎng)70mm，葉寬12mm，迎角25度。兩個(gè)螺旋槳沿同一軸線安裝在兩根驅(qū)動(dòng)軸上組合而成，其正視剖面類似于降落傘的正視剖面外形，該推進(jìn)器由驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩副螺旋槳相對(duì)反向旋轉(zhuǎn)；

本實(shí)施例提供的推進(jìn)器內(nèi)腔較大，并有效增大了效率，減小流體阻力，提高了懸停時(shí)的穩(wěn)定性，降低了對(duì)外界的危害和受損風(fēng)險(xiǎn)，并延長(zhǎng)了續(xù)航時(shí)間，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)材料要求較低，成本低廉，有利于推廣應(yīng)用。

需說明的是，該實(shí)施例所述的螺旋槳旋轉(zhuǎn)運(yùn)行后形成的輪廓外形并不限于本發(fā)明實(shí)施例1如圖5所示提供的圓球形，或?qū)嵤├?如圖6所提供的降落傘形，也可根據(jù)實(shí)際需要，通過按照本發(fā)明組合相同、或不同的螺旋槳，可以形成類似如碗型、蝶形、子彈頭形、雞蛋形、半球形、橢球形、膠囊形、或鼓形等形狀的槳旋轉(zhuǎn)輪廓，其旋轉(zhuǎn)形成的輪廓所包圍的內(nèi)部空間可安裝動(dòng)力、控制、供能器件和支架等。對(duì)于一副曲線形螺旋槳，亦可與另一個(gè)設(shè)計(jì)不同的曲線形螺旋槳共同一個(gè)槳轂進(jìn)行合成，并與動(dòng)力器件裝置組成一個(gè)推進(jìn)器，從而改善推進(jìn)效率，同時(shí)加強(qiáng)曲線形螺旋槳槳葉的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。