多旋翼飞行器的中心机架的制作方法

本实用新型属于航空技术领域，具体涉及一种油动多旋翼飞行器的中心机架。

背景技术：

小型航空活塞引擎在固定翼无人机中已经得到了广泛应用，近几年，多旋翼无人机快速发展，采用小型航空活塞引擎的油动多旋翼无人机兼具载重大、续航时间长的优势，有望在农业、物流、航拍航测等诸多领域得到应用。多旋翼与固定翼相比，拥有数量众多旋转机构，振动源和振动情况更复杂，对引擎振动更敏感。对于引擎减振的要求也因结构不同而呈现出和固定翼不一样的要求。在航空活塞引擎应用于多旋翼无人机的实践中，引擎作为机体主要的振动源之一，且为其余振动源的能量源，由于在不同运行功率下，引擎具有不同的振动频率，和机体采取刚性连接的引擎极易在引发其他振动源的共振，轻则影响飞行稳定，重则破坏机体结构。对于油动多旋翼无人机而言，必须隔断引擎的振动，从而保证无人机结构的稳定和可靠。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种多旋翼飞行器的中心机架，能够有效解决引擎的振动问题。

本实用新型的技术方案是：一种多旋翼飞行器的中心机架，包括上下两块平行设置的机架中心板，所述机架中心板呈方形，方形的四角向外延伸，形成与旋翼支臂的连接部，所述减振孔设置在该连接部上，上/下机架中心板与旋翼支臂的连接部之间设置有管夹，用于连接旋翼支臂。其中，所述机架中心板在与旋翼支臂连接的部位设置有减振孔，且所述减振孔形状为圆形。

旋翼支臂由于是悬臂梁，受振动问题的影响非常突出。采用本实用新型的技术方案，减小了振动向旋翼支臂的传播，是一种有效解决引擎振动问题的手段。

进一步地，所述下机架中心板的下方设置引擎安装架，其下端设有与引擎连接的减振块，所述引擎安装架内具有安装离合器和同步带传动机构的空间。

采用本实用新型的技术方案，可以有效解决引擎的振动问题。其中，机架中心板在其与旋翼支臂的连接部设有减振孔，减小了振动向机臂的传播；引擎的悬置安装优化了整机结构，有利于减振；减振块可以滤掉引擎高频振动。

附图说明

图1为本实用新型整机结构示意图；

图2为本实用新型的引擎与传动机构装配结构示意图；

图3为本实用新型的中心机架结构示意图。

具体实施方式

小型航空引擎以活塞引擎为主，活塞引擎是小型航空器的主要振动源之一，其振动主要原因为气缸爆燃、动力输出轴旋转部件动平衡问题。其中，气缸爆燃产生的不对称振动是不可避免的，从引擎转速可以推算气缸爆燃的频率，可以得到爆燃产生的振动是一类振幅较小，频率在千赫兹数量级的振动源，该振动沿引擎与飞行器结构的刚性连接传递到机体结构，在一定频率下，引发共振，对飞行器机体结构造成不可逆的破坏。而旋转部件的动平衡问题，可通过提高旋转部件的加工精度及材料均匀度来改善。

针对引擎振动的特征，结合振动减缓的方法，我们采用改变结构重心和阻尼减振两种方式来实现针对引擎的减振。通过将引擎安装位置及方式由机体结构上方刚性连接改为机体结构下方悬置阻尼连接，一方面通过重心调整，改变机体的振动模态；一方面采用橡胶垫隔断引擎与机架的刚性连接，利用橡胶垫弹性元件属性，减缓振动幅度，削减振动传播路径。

针对传动系统减振，通过在引擎输出端和传动系统输入端之间采用皮带连接，避免振动通过刚性连接的传动机构由引擎传递到传动系统各部分。

针对机架到旋翼的振动传导路径，在悬臂梁和机架连接处设置圆形减振孔，降低悬臂梁-机架连接处刚度，减少悬臂梁-机架连接处传力面积。

下面结合附图1-3说明本实用新型的具体实施方式。

引擎 1 与机架及其内部传动系统的相对位置关系如附图1、附图2所示，带有电启动器3和排气管2的引擎 1 与引擎安装架 6 连接，二者连接处安装有减振块 4 用于减缓引擎 1 振动向机架结构的传导。引擎安装架 6 固定于机架中心板下方，其特征是，使整个引擎 1 动力模块的安装方式为悬置，悬置安装方式利用引擎 1 自身的重力来实现引擎和引擎安装架 6 的柔性连接。

引擎 1 输出轴安装了离合器 5 ，离合器 5 输出轴上安装有驱动同步带轮 81 ，其特征是，驱动同步带轮 81 通过同步带 7 与安装在带轮安装架 9 上的从动同步带轮 82 连接，是为一级传动系统，利用同步带 7 实现引擎 1 动力输出端与传动系统动力输入端的柔性连接，同样起到减缓振动传导的作用。

引擎1 动力经由一级传动系统传递到从动同步带轮 82 ，从动同步带轮 82 与动力输出齿轮 10连接，动力输出齿轮 10 与安装在限位轴座 11 上的四个主齿轮 12 中的一个啮合，四个主齿轮 12 相互啮合，限位轴座 11 是传动系统的主要支撑结构，其加工精密程度要求较高，保证主齿轮 12 啮合状况良好，是为二级传动系统，其特征是，动力输出齿轮 10 和主齿轮 12 的齿数比决定了传动系统的减速比，为保证传动效果能满足设计需求，减速比应在1.5-3.5之间。

减振孔 13 是机架结构上的减振关键设计，其位置位于旋翼支臂 15 和机架中心板 14 的连接处，一方面起到减重的作用，一方面削减振动从机架中心板 14 向旋翼支臂 15 的传导路径，减缓机臂的振动，其特征在于，采用圆形孔来均匀孔边界上的应力分布，直径不超过机架中心板 14 末端宽度的0.7倍，上下机架中心板 14 与旋翼支臂 15 连接处各设置两个减振减 13 ，四个旋翼支臂 15 上下机架中心板 14 上共设置16个减振孔 13 。除此之外，机架中心板还设置有减重孔，所述减重孔的形状包括圆形、三角形和/或多边形。所述减重孔按照不同形状交错设置。经减振改造后，通过悬置、柔性连接等手段减少了振动源引擎 1 向机架结构的振动传递，通过减振孔减小了振动向旋翼支臂的传递，大幅减小了机架振动的幅度，在引擎1 高转速下振动频率下降，整机振动情况得到有效缓解，能够达到可靠作业的需求。

以上所述实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。