一种带吊舱和伞舱的无人机整体结构及该整体结构的制造模具的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种带吊舱和伞舱的无人机整体结构及该整体结构的制造模具，其通过设计的三部分复合材料结构制造后胶接而成；这三部分结构为：上翼面、机头与伞舱组合结构面，下左翼面、机头与吊舱组合结构面，下右翼面、机头与吊舱组合结构面。该无人机整体结构，由玻璃纤维（或碳纤维）树脂复合材料制造，分别由所设计的三个模具加工制造；先将下左右组合结构面胶接，再将下左右组合结构面与上翼面、机头与伞舱组合结构面胶接，则形成无人机整体结构。所有内部系统设备分别安装于整体结构相应位置，电路连接在整体结构内部事先实现连接，避免无人机机体和电路的现场安装，具有结构整体化、重量轻、制造方便、不需现场临时安装与电路连接的特点。
【专利说明】一种带吊舱和伞舱的无人机整体结构及该整体结构的制造模具
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无人机整体结构，尤其涉及带吊舱和伞舱的无人机整体结构，同时本发明还涉及该带吊舱和伞舱的无人机整体结构的制造模具。
【背景技术】
[0002]无人机进入现场快速投入使用已成为重要的使用需求。目前，中小型无人机虽然努力减少结构部件，但免不了需要到现场临时进行机身与机翼连接，需要对有吊舱或附加伞舱进行现场连接，尤其是分置于不同结构部件中的电源、电子电器设备还需要临时进行电路连接。这不但必须进行较多的时间进行连接、检查与安装过程，而且可能产生由于临时电路连接的错误或可靠性不够，而带来无人机飞行隐患。
[0003]因此，确有必要研究发明一种带吊舱和伞舱的无人机整体结构，以避免现场连接安装，从而解决上述问题。
【发明内容】
[0004]为了克服中小型无人机现场结构安装和电路连接的问题，本发明提供一种带吊舱和伞舱的无人机整体结构，其具有结构整体化、重量轻、制造方便、不需现场临时安装与电路连接的特点，同时本发明还提供了相应该整体结构的制造模具。
[0005]本发明采用如下技术方案:一种带吊舱和伞舱的无人机整体结构，其特征在于:所述无人机整体结构由三部分复合材料结构面胶接而成，所述三部分复合材料结构面包括上翼面、机头与伞舱组合结构面，下左翼面、机头与吊舱组合结构面，下右翼面、机头与吊舱组合结构面，所述下左翼面、机头与吊舱组合结构面与下右翼面、机头与吊舱组合结构面胶接于一起后与上翼面、机头与伞舱组合结构面胶接于一起形成无人机整体结构。
[0006]所述应用于无人机整体结构内部的系统装置包括无人机的动力装置、控制系统、信息处理模块、电源、无线收发系统、天线、GPS、舵机和任务设备的电路连接在整体结构内事先实现连接，进而避免无人机机体和电路的现场安装。
[0007]所述模具包括有三个，且分别为上翼面、机头与伞舱组合结构面模具，下左翼面、机头与吊舱组合结构面模具及下右翼面、机头与吊舱组合结构面模具，所述上翼面、机头与伞舱组合结构面，下左翼面、机头与吊舱组合结构面，下右翼面、机头与吊舱组合结构面分别由上翼面、机头与伞舱组合结构面模具，下左翼面、机头与吊舱组合结构面模具，下右翼面、机头与吊舱组合结构面模具单面铺放复合材料真空热压成型而成。
[0008]本发明具有如下有益效果:
(1)本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构，尽管构形较复杂，但提出了整体结构设计方案，避免了现场临时组装，使用快速便捷和可靠；
(2)本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构，仅用3个模具加工，制造简便；
(3)本发明内部系统所有装置事先实现连接在整体结构内，避免现场连接电路，减少无人机事故隐患。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构(半模型)示意图。
[0010]图2为本发明带吊舱和伞舱的无人机结构前视图。
[0011]图3为本发明带吊舱和伞舱的无人机结构俯视图。
[0012]图4为本发明带吊舱和伞舱的无人机结构侧视图。
[0013]图5为本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构的“上翼面、机头与伞舱组合结构面”模具示意图(注:上翼面内面朝上)。
[0014]图6为本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构的“下左翼面、机头与吊舱组合结构面和下右翼面、机头与吊舱组合结构面”模具示意图。
[0015]图7为三部分结构对接处胶接示意图。
[0016]图8为本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构的内部系统安装示意图。
[0017]其中:
1-上翼面、机头与伞舱组合结构面；2_下左翼面、机头与吊舱组合结构面；3_下右翼面、机头与吊舱组合结构面；4-吊舱；5-伞舱；6-机头；7动力装直；8-上翼面、机头与伞舱组合结构面模具；9_下左翼面、机头与吊舱组合结构面模具；10_下右翼面、机头与吊舱组合结构面模具；11-控制系统；12-信息处理模块；13_电源；14-无线收发系统；15_天线；16-GPS ;17_舵机；18_副翼；19-任务设备。
【具体实施方式】
[0018]请参照图1至图4所示，本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构的飞行器平台，其基本布局为一后掠机翼，机翼头部安装有动力装置7 (如小型发动机和螺旋桨)，机翼下面有一吊舱4，机翼上面中间有一伞舱5 (即降落伞舱)。
[0019]请参照图1所示，本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构的右半模型图，其基本结构为复合材料薄壳结构。为了实现机翼、机头、吊舱、伞舱不需要临时安装连接，设计成飞行器整体薄壳结构。图1给出的是下翼面、机头与吊舱的右半结构，上翼面、机头与伞舱的右半结构给出了中间部分和外翼面部分，为了表达内部结构，机翼中间一段的上翼面拿掉，以便看到下翼面结构，飞行器结构内部空间相通。此图表达了整体结构设计的基本思想。
[0020]请参照图5和图6所示，为本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构制造用的三个模具示意图。为了减轻中小无人机重量，设计为复合材料薄壁结构，只要用单面模具铺贴成型。本发明中:整个带吊舱和伞舱的无人机结构，仅需要三个模具制造，图5为上翼面、机头与伞舱曲面模具图，图6为左右对称的两个下翼面、机头与吊舱成型模具，尽管飞行器下部结构形状较为复杂，仅需要两个分割的对称模具成型，尤其是纤维复合材料铺贴和成型后“起模”都十分方便。模具材料可用耐磨的合金铝(或钢材)用数控铣床加工而成。三个曲面结构复合材料用玻璃纤维(或碳纤维)与环氧树脂铺贴到模具中后，再用常规的真空热压固化成型。
[0021]请参照图7所示，上述三部分结构面成型后，先将下部左右对称结构相接处，用内加带状复合材料与强力胶进行连接；然后，将下部结构的上边缘与上部结构面的边缘，同样用内加带状复合材料与强力胶进行连接。这样，就形成了带吊舱和伞舱的无人机整体结构。
[0022]请参照图8所示，为本发明带吊舱和伞舱的无人机整体结构的内部系统安装示意图。图中给出所实施的一种布置方案:机头安装动力装置(小型发动机，如无刷电动机，及螺旋桨)，控制系统11安装在吊舱与机翼之间结构的空腔中，信息处理模块12安装在吊舱上部，电源13 (通常为电池)安装在吊舱下部，无线收发系统14及天线15安装在吊舱后部，任务设备19安装在吊舱前部，GPS16因为要接收空间卫星信号，安装在机翼上表面中前部，舵机17安装在机翼接近副翼18处；由于无人机整体结构的内部都相通，内部系统电路连接，可在机体结构内预先连接调试完成。为了方面安装设备，结构内部可加装有轻木或纤维板的隔架；伞舱顶部和吊舱侧面，各开一个窗口，分别安装好降落伞和电池后，加盖封闭。
[0023]因此，加工好的无人机整体结构安装好系统后，运送到现场，就可以直接起飞执行任务，不必要现场临时安装无人机机体与电路连接。
[0024]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些非原理改进也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种带吊舱和伞舱的无人机整体结构，其特征在于:所述无人机整体结构由三部分复合材料结构面胶接而成，所述三部分复合材料结构面包括上翼面、机头与伞舱组合结构面(1)，下左翼面、机头与吊舱组合结构面(2)，下右翼面、机头与吊舱组合结构面(3)，所述下左翼面、机头与吊舱组合结构面(2)与下右翼面、机头与吊舱组合结构面(3)胶接于一起后与上翼面、机头与伞舱组合结构面(I)胶接于一起形成无人机整体结构。
2.如权利要求1所述的带吊舱和伞舱的无人机整体结构，其特征在于:所述应用于无人机整体结构内部的系统装置包括无人机的动力装置(7)、控制系统(11)、信息处理模块(12)、电源(13)、无线收发系统(14)、天线(15)、GPS (16)、舵机(17)和任务设备(19)的电路连接在整体结构内事先实现连接，进而避免无人机机体和电路的现场安装。
3.—种如权利要求1所述的带吊舱和伞舱的无人机整体结构的制造模具，其特征在于:所述模具包括有三个，且分别为上翼面、机头与伞舱组合结构面模具(8)，下左翼面、机头与吊舱组合结构面模具(9)及下右翼面、机头与吊舱组合结构面模具(10)，所述上翼面、机头与伞舱组合结构面(1)，下左翼面、机头与吊舱组合结构面(2)，下右翼面、机头与吊舱组合结构面(3)分别由上翼面、机头与伞舱组合结构面模具(8)，下左翼面、机头与吊舱组合结构面模具(9)，下右翼面、机头与吊舱组合结构面模具(10)单面铺放复合材料真空热压成型而成。
【文档编号】B64C1/00GK103661916SQ201310677776
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】昂海松, 江伟光, 操李敏, 黄大庆, 雷仲魁 申请人:南京航空航天大学