专利名称：一种电动动力航空模型螺旋桨连接件的制作方法在模型飞机中，特别是小型前置电机动力模型飞机，大多在小型简易场地 飞行，往往没有平整的起降跑道，障碍物多，飞行中螺旋桨很容易撞击障碍物。 在现有技术中， 一般采用螺旋桨直接与电机动力输出轴(包括电机主轴或者是电 机为动力的减速齿轮组的被动齿轮的动力输出轴)固定连接的方式，因此在飞行 中，特别在模型飞机起飞、降落过程中，螺旋桨一旦受到障碍物撞击，轻者桨 断，重者电机主轴弯曲报废，甚至连模型飞机也损坏。模型爱好者为保护螺旋桨，也有人在电动机输出轴上用两个螺丝固定一个 圆柱体，形成桨垫，螺旋桨套在桨垫上，并利用两个螺丝，套上橡皮筋把螺旋 桨压紧在桨垫上，这样在正常工作的时候电动机带着螺旋桨旋转，而当螺旋桨 受到意外撞击的时候，在撞击力矩的作用下，捆住螺旋桨的橡皮筋伸长崩掉， 螺旋桨得已与桨垫脱离，从而在一定程度上起到保护螺旋桨作用，图1是这种 结构的连接示意图。可以看出橡皮筋这种形式的螺旋桨保护装置，是用橡皮筋把螺旋桨压紧在 桨垫上的，而电动机的转动是利用摩擦力来带动螺旋桨的。显而易见，电机一 螺旋桨之间转动扭矩的传递要求用很大的摩擦力来实现，而这摩擦力又要靠橡 皮筋的很大的压力来实现的，但当橡皮筋的张力比较大的时候，螺旋桨就难以从桨垫上脱离；要保证螺旋桨受撞击时比较容易脱离桨垫，则缚螺旋桨的橡筋 的张力不能太大。因此，此方法中电机转动力矩的传递与保护螺旋桨受撞击避免损坏两项技术要求，在这种简易技术方案中技术要求方向上是矛盾的，所以 这种技术措施在具体实践中螺旋桨的保护的效果不甚理想。由于上述问题的存在，使前置电机动力模型特别在小型机种的发展受到很 大的限制。
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动动力航空模型螺旋桨连接件， 能在保证航空模型电动动力输出轴与螺旋桨的稳固连接，正常将电机动力传递 到螺旋桨的前提下，使螺旋桨受到意外撞击时及时和电动动力输出轴分离，从 而有效的保护螺旋桨。为此，本发明提供一种电动动力航空模型螺旋桨连接件，用于在具有螺旋 桨的电动动力航空模型中连接电动动力输出轴和螺旋桨，包括两个连接件，其 中 一个连接件连接模型的电动动力输出轴，而另 一个连接件用来连接模型的螺 旋桨，所述两个连接件中的一个连接件为具有开口槽的弹性件，所述两个连接
件在同一轴心线上连接且能一起转动，但受到外力沖击时二者可以方便的分离；
其中，所述两个连接件中的一个连接件的内腔形状为鼓形结构，鼓形内腔
中部横截面外接圓的最大直径大于底部、口部横截面外接圆的直径，而另外一
个连接件外形可被该连接件内腔紧密包裹；
其中，所述两个连接件中的一个连接件具有对应另 一个连接件上的开口槽
的凸筋，所述凸筋的数量为至少一条最多为另一连接件上开口槽的数量；在两
个连接件连接时，所述凸筋嵌入所述开口槽内使两个连接件能定位连接不能相
对转动，完成电动动力输出轴和螺旋桨之间的扭矩传递；所述凸筋与开口槽之
间为轴向可滑动的配合状态，在两个连接件遭遇外力脱离过程中，所述凸筋自 开口槽内向开口槽的开口处滑动并脱落；
其中，所述两个连接件中的一个连接件的内腔形状可以为相连的双鼓形结 构，每一个鼓形结构的内腔为中部横截面外接圆直径大于底部、口部横截面外接圓的直径，而另外 一个连接件外形为可被该连接件内腔紧密包裹的双鼓形结
构；
其中，所述开口槽的开口处的宽度大于或等于开口槽另外一端的宽度，凸
筋的形状和开口槽吻合；
其中，所述两个连接件的横截面为中心对称的截面；
其中，所述两个连接件的横截面可以为圆形或椭圆形或多边形；
其中，所述横截面为多边形时，所述连接件的开口槽位置在转角处或边线
上；
其中，所述与螺旋桨连接的连接件可以与螺旋桨整体注塑成形； 其中，所述模型为电机为动力的航空模型飞机。
由于本发明提供的模型螺旋桨连接件，将用于连接电动动力输出轴(包括电 机的轴和以电机为动力的减速系统末级被动齿轮的轴)和螺旋桨之间的连接，分 解为两个可分离的连接件，其中一个连接件和螺旋桨相连接，而另一连接件和 电动动力输出轴相连接。并利用连接件材料的弹性变形来实现两个连接件之间 的嵌入锁定，将电机动力的传递给螺旋桨，而在螺旋桨受到撞击时，其中的一 个连接件受力矩撬动，随即将另一连接件撬开，连接件变形松开使得其将另一 嵌入的连接件释放。因此能在保持螺旋桨和电动动力输出轴一起转动的前提下， 在螺旋桨遭到撞击时，使得以电机为动力的模型飞机的动力系统及模型飞机得 以避免受到破坏，有效突破了前置动力的电动模型飞机的技术瓶颈。


图l是现有技术中采用橡皮筋形式的螺旋桨保护连接件说明示意图2是本发明 一个具体实施例中横截面为圓形的鼓形连接件结构说明示意
图3A是本发明一个具体实施例中横截面为圓形的鼓形连接件连接状态剖面 结构示意图；图3B是本发明一个具体实施例中横截面为圆形的鼓形连接件在外力作用下 两个连接件脱落状态的剖面结构示意图4是本发明 一个具体实施例中横截面为圆形的鼓形连接件的纵向剖面结 构示意图5是本发明 一个具体实施例中横截面为椭圓形的鼓形连接件示意图； 图6是本发明 一个具体实施例中横截面为方形的鼓形连接件示意图； 图7是本发明 一个具体实施例中横截面为圓形具有对称割线的鼓形连接件 示意图8是本发明 一个具体实施例中横截面为八边形的鼓形连接件示意图； 图9是本发明一个具体实施例中模型电机、圓鼓形连接件、螺旋桨装配分解 示意图10是本发明另 一 个具体实施例中横截面为圆形的鼓形连接件结构示意
图11是本发明又一个具体实施例中横截面为圓形、开口槽和凸筋均为梯形 的鼓形连接件结构示意图12是本发明 一个具体实施例中具有一个半鼓形结构的鼓形连接件结构示 意图13是本发明一个具体实施例中具有双鼓形结构的鼓形连接件结构示意
图14是本发明 一个具体实施例中具有双鼓形结构的鼓形连接件的纵向剖面 结构示意图15本发明一个具体实施例中螺旋桨及与螺旋桨连接的连接件整体注塑成 型的结构示意图16是本发明另 一个具体实施例中螺旋桨及与螺旋桨连接的另 一连接件整 体注塑成型的结构示意图17是本发明一个具体实施例中具有螺旋桨保护功能连接件航空模型飞机的装配分解结构示意图。

下面结合附图进一步详细说明本发明的
。
本发明所提供的具有模型螺旋桨保护功能的连接件，用于连接电动动力输 出轴(包括电机的轴和以电机为动力的减速系统末级被动齿轮的轴)和螺旋桨之 间的连接，包括两个可分离的连接件，其中一个连接件和螺旋桨相连接，而另 一连接件和电动动力输出轴相连接。其基本工作原理是，利用连接件材料的弹
性变形来实现两个连接件之间的嵌入锁定，并将电机动力的传递给螺旋桨，而 在螺旋桨受到撞击时，其中的一个连接件受力矩撬动，随即将另一连接件撬开， 连接件变形松开使得其将另 一嵌入的连接件释放。
由于螺旋桨受撞击时两个连接件的分离所需力矩与电机转动扭矩传递这两 者要素之间不会直接互相关联，这样在设计中就可以比较容易满足两个设计要 素的要求。就具体设计而言，在连接件的设计结构上，两个连接件中至少有一
个为弹性连接件且具有开口槽，当然也可以两个连接件均为弹性件；两个连接 件均为横截面呈中心对称的截面，例如圓形、椭圓形，或圆形加一条或数条割
线，或者是三角形、正方形、六边形、八边形的多边形等等，但无论横截面是 何种形状，两个连接件在纵向上均为圆鼓形，其鼓形内腔中部横截面外接圓的 最大直径大于底部、口部橫截面外接圓的直径；其中一个连接件应具有开口槽， 并且其中一个连接件可被另 一个连接件内腔紧密包裹，所述两个连接件连接后 整体呈纺锤形。
在本发明中，电动动力输出轴与螺旋桨之间的扭矩的传递有两种典型的方 式 一是将两个连接件的横截面形状设计成圓形，并在没有设置开口槽的连接 件上设置凸筋，即突起的棱角，所述凸筋嵌入另一连接件对应的开口槽，使两 个连接件不能转动被锁定；二是将两个连接件横截面形状设计成椭圓形或带圓 角的三角形、或带圓角的正方形、或多边形、或圓形加一条或数条割线等，这时可以在没有开口槽的连接件上不设置凸筋，通过连接件的棱边与另 一连接件 上的开口槽相锁扣，使得两个连接件成为连接后不能转动的结构形式，这样能 在保证在正常情况下电动动力输出轴和螺旋桨之间的连接不会因为转动而脱 落。很显然，在上述第二种情形中，在没有开口槽的连接件上设置凸筋也是可 以的，并且在多边形情况下，当多边形的边数足够多以至于接近圆形时，为了 两个连接件之间保持转动时候的紧密连接，也必须设置凸筋。
为了更加清楚起见，以下在阐述本发明的具体实施例时，将与螺旋桨相连 的连接件称之为连接插头，而将与电动动力输出轴，例如电机输出轴连接的连 接件称之为连接座套，并且一般是由连接座套的内腔紧密包括连接插头实现二 者之间的连接，但这只是为了阐述的方便，并不能看作是对本发明保护范围的 限制。
当两个连接件的横截面为非圓形而又不设置凸筋的条件下，在两个连接件 连接后传递电机扭矩过程中，由于扭矩的作用会使连接座套直径扩大，只要电
机扭转力矩致使连接座套变形前后直径之差小于以下条件之一1、椭圓形的长 轴与短轴之差；2、 二倍的多边形顶角、边线分别至圓心的距离之差；3、圓周、 割线分别至圓心的距离之差；符合上述三种情况的连接插头就不会在连接套内 打滑，连接件能传递电机扭矩。
螺旋桨从连接件上脱离时力的大小是通过不同结构形状和不同的材料可以 计算获得所需要的值。所以，脱离力和扭矩传递这两者之间不会互相影响。这 样就可以达到既有足够的扭力，又有合适的脱离力，也就是既可以获得足够的 动力，又可以在发生撞击的时候有效的保护螺旋桨和电动机。
在本发明的一个具体实施例中，连接座套的典型结构为具有开口槽、内腔 橫截面为圆形鼓形结构；连接插头的典型结构为可被连接座套内腔紧密包裹的 鼓型结构。图2是本发明一个具体实施例中上述圓鼓形连接件的典型结构说明示 意图，其中包括连接座套5、连接插头6;连接座套5具有弹性，内腔呈圓鼓型， 上有八条开口槽，连接座套的轴套管51与电动动力输出轴连接；连接插头5的基础形状同为圓鼓形，上面设置凸筋61,连接插头上的凸筋数量至少一条，最多
为连接座套上开口槽的数量，凸筋与连接座套5的开口槽位置相对应，凸筋61宽 度小于开口槽宽度，连接插头6的前端为桨垫62,螺旋桨的固定方法有过盈紧固、 胶合、螺丝等多种方式与桨轴63固定；在连接座套5和连接插头6连接时，即连 接插头6嵌入连接座5之内，同时连接插头的凸筋61嵌入开口槽52内，二者之间 至少为轴向可滑动的配合状态，使连接插头6锁定在连接座套5内不能转动而将 电机的转动力矩传递给螺旋桨，但在螺旋桨受到外力冲击，连接座套5与连接插 头6脱离过程中，凸筋可以自开口槽内向开口槽的开口处滑动，最终导致两个连 接件的分离。
图3A该圆鼓形连接件连接状态时剖面结构示意图，该剖面图示意了带有桨 垫62和桨轴63的连接插头6被连接座套5锁定的状态。图3B该圓鼓形连接件在外 力作用下连接座套与连接插头脱落的剖面结构示意图，可以看出当螺旋桨受到 外力撞击，连接插头6桨垫62、桨轴63受到以A点为支点撬动力矩作用，连接插 头在偏转14。时连接插头从连接座套5中脱出。
图4是这种典型圆鼓形连接件的纵向剖面图，图中示意了这种典型结构的圓 鼓型连接件的重要特征，即在纵向剖面上可以看出，连接件中连接座套内腔和 连接插头的横截面均为圆型，连接座套的中部横截面的直径B-B 1大于连接插头 的两个端面直径A-A1和C-C1;连接座套鼓形内腔中部横截面最大直径大于底 部、口部才黄截面直径。
根据前述这种连接件的工作原理，本领域内的普通技术人员很容易获知，连 接座套内腔和连接插头的横截面除圓鼓型外，还可以用椭圓形，以及三角形、 四边形、六边形、八边形等N边形的多边形鼓型结构，此处的N为三至无限大的 数；只要该横截面为中心对称的截面均可，例如带一条或两条割线的圓形。当 连接座套内腔和连接插头的横截面为三角形、四边形、六边形、八边形等多边 形的鼓形结构时，连接座套上的开口槽的位置，可以开在转角处，也可以开在 边线上，在转角处也可做成圆角过渡。连接件横截面的形状不同，可以导致凸筋的设置不同，具体来说，当连接件的横截面圆形或边数足够多的多边形渐近 于圓形时，由于电动动力旋转连4妾机构传递扭矩过程中，两个连4妄件之间会打 滑，此时就需要在其中一个连接件上必须设置至少一条以上凸筋和另一连接件 的开口槽相对应，在其他情况下，可以在不具有开口槽的连接件上省略凸筋的设置。
图5是本发明 一个具体实施例中横截面为椭圓形的连接件示意图；图6是本 发明另 一个具体实施例中横截面为方形的连接件示意图，其连接座套在四条边 的局部135具有锁扣作用、开口槽132及无锁扣作用的圓角134部分，而连接插头 的圓弧137与直角边136被连接座套中135部分紧密锁扣。图7是本发明一个横截 面为圆形且具有对称切割线的具体实施例示意图；图8是本发明 一个横截面为八 边形的圆鼓型连接件结构示意图，该连接座套5内腔转角处、连接插头6的八个 角都有圓角，在八角形连接插头上可不设置凸筋。这些形状的结构同样也具有 电动动力输出轴与螺旋桨之间转动力矩的传递功能和螺旋桨受撞击时的螺旋桨 保护功能。
因此，本领域的普通技术人员可以不付出任何创造性劳动就很容易的获知 本发明的一些变形结构，只要连接件的横截面为中心对称的截面，则可不局限 于上述已经列举的截面形状，都可以实现本发明的功能，因而是包含在本发明 所要保护的范围之内的。
图9是本发明一个具体实施例中电机、典型圓鼓形连接件、螺旋桨装配分解 示意图，包括电机l、连接座套5、连接插头6、螺旋桨2，清楚地显示了典型圆 鼓形连接件和模型电动动力即电机的输出轴以及螺旋桨的总体结构及装配步 骤。
在两个连接件与螺旋桨、电动动力输出轴的连接上，在本说明书的阐述中， 一般与电机连接的连接件为连接座套，而与螺旋桨连接的连接件为连接插头。 在前述实施例中，可以得知，典型的圓鼓形连接件为连接座套分布有均匀的开 口槽，连接插头上有对应的凸筋，本领域的技术人员很容易联想到两个连接件结构上的其它变形形式。
图IO是本发明另一个圓鼓形连接件具体实施例结构示意图，其中连接插头8
与轴套81与电机输出轴套接，而连接座套9及桨塾92与螺旋桨的桨根连接，其连 接件的结构与图2中的连接座套、连接插头结构前后正好相反，其对螺旋桨的保 护功能相同。
图ll中也是一种典型的结构形式，其中7为内腔带有凸筋的圓鼓型的连接座 套，该连接座套口部直径小于内腔中部直径，并且该连4妻座套成刚性结构。而 连接插头77具有开口槽76,使连接插头具有弹性，其特点在于连接座套与连接 插头解脱过程中，连接插头77外径是收缩变形。在螺旋桨受到撞击，连接件受 到撬动力矩的作用，连接插头向连接座套外解脱，当连接插头77最大设计外径 变形到小于连接座套口部直径时，连接插头77就从连接座套7中解脱出来；在连 接座套内腔具有向内的凸筋的方案中，凸筋与开口槽之间的尺寸配合要求必须 符合如下条件当连接插头的最大设计直径处滑移至连接座套口部时，凸筋的 宽度尺寸应小于开口槽缩小变形后的宽度尺寸；可以分析出连接插头上开口槽 在缩小变形过程中，开口槽口部变形量要大于开口槽底部，因此将开口槽和凸 筋设计成梯形结构更为合理开口槽口部宽度大于开口槽底部，而在刚性连接 座套口部的凸筋宽度小于位于连接座套底部的尺寸。
在具有开口槽76的连接插头77的圓鼓形连接件中，连接插头的开口槽76 口 部宽度大于其底部宽度的梯形；而连接座套7的内腔74上设置凸筋72，该凸筋的 形状也是梯形，连接座套口部的凸筋72宽度小于该凸筋底部的宽度；连接插头 77受力矩撬动而滑出连接座套7，在连接插头77的中部直径最大处逐步滑脱至连 接座套口部的过程，是连接插头77的外径逐渐收缩至最大变量的过程，原梯形 开口槽宽度变至最小，此时，梯形凸筋在缩至最小宽度的开口槽内应是轴向可 滑动的配合状态，这样，连接插头77才能从口径固定的连接座套7内解脱出来。
与前述原理相同的还有鼓型结构在高度方向上的叠加形式的方案。度的鼓型连接件结构示意图，图中连接插头的鼓形106为一个高度的鼓形结构，而连接插头鼓形107是半 个高度的鼓形结构，与图中连接座套鼓形108对合，连接插头107的半个鼓型结 构高度部分仅对图中连接座套与连接插头在锁定时的稳定性有作用，但对该连 接座套的锁定功能并不具有叠加效应。图13是本发明 一个具体实施例中具有两个直径相同的鼓型叠加结构连接件 的结构示意图。图14是该两个直径相同的鼓型叠加结构连接件的纵向剖面示意 图，如图13、图14所示，将一个横截面为较大直径的鼓形127与另一个横截面为 较小直径鼓形126的双鼓型结构在高度方向上的叠加，并且，R1是以图14中A点 为圆心到大直径鼓形座套口部为半径的圓弧线；R2是以图14中A点为圓心到小直 径鼓型126的最大直径处为半径的圆弧线。这种叠加型结构方案，由于R2小于R1， 在螺旋桨受撞击力时，插头以箭头A所指的点为支点撬动力矩作用下，使连接插 头解脱出连接座套，由于R2小于R1，因而连接插头能一次性从连接套座内解脱， 其基本功能与前述示意图所示方案一样。电机动力的小型模型飞机的螺旋桨大多数为塑料注塑工艺制造，具有螺旋 桨保护功能的连接件，可以与螺旋桨整体注塑制造，形成一种新型螺:旋桨产品。 图15中示意的是螺旋桨21与连接插头26整体注塑成型的机构，图16是示意的螺 旋桨22与连接座套25整体注塑成型结构。图17是本发明一个具体实施例中包括螺旋桨保护功能连接件5、 6及螺旋桨 2、整流罩7在内的电动动力航空模型飞机的动力系统的装配分解结构示意图。具有螺旋桨保护功能的电机与螺旋桨连接件试验情况介绍形状如图2连接 件组合，基本数据如下连接座套最大内径为10mm,螺旋桨受沖击时，连接插 头从连接座套解脱的所需力矩为550-600克/厘米，连^J委插头的轴向最小拉脱力 为1800克。试验在一架机重65克、翼展500mm、前置螺旋桨直径107mm,电机为 N50动力遥控模型飞机上进行。模型飞机在爬升、急转弯、平飞、急速下降等各 种飞行动作中，具有螺旋桨保护功能的连接件都能保证螺旋桨正常工作，而无论在高低不平的草地还是平整的水泥马路上着陆， 一旦螺旋桨碰擦水泥地面或 草地、树枝，螺旋桨与电机就分开脱离了，有效保护了螺旋桨，也使电机和模 型飞机免遭损坏。而相同模型及飞行场地条件下，螺旋桨与模型飞机动力电机 输出轴直接固定，着陆时模型飞机螺旋桨碰擦水泥路面或被草地绊倒或被树枝 撞击，不仅螺旋桨会弯曲变形或拆断，且往往造成电机输出轴弯曲而被报废。虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本 发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围 由所附的权利要求来限定。


本发明公开了一种电动动力航空模型螺旋桨连接件，用于在具有螺旋桨的电动动力航空模型中连接电动动力输出轴和螺旋桨，包括两个连接件，其中一个连接件连接模型的电动动力输出轴，而另一个连接件用来连接模型的螺旋桨，所述两个连接件中的一个连接件为具有开口槽的弹性件，所述两个连接件在同一轴心线上连接且能一起转动，但受到外力冲击时二者可以方便的分离；应用本发明所提供的连接件，能在保持螺旋桨和电动动力输出轴一起转动的前提下，当螺旋桨遭到撞击时，使得螺旋桨与电动动力输出轴有效分离，因此可以避免电机为动力的模型飞机的动力系统及模型飞机得以受到破坏。