一种电动无人直升机的制作方法

本发明涉及电动无人直升机的技术领域，特别涉及一种电动无人直升机。

背景技术：

目前无人直升机在国防建设、国民经济建设和应急事件处理中发挥了不可替代的重要作用，无人直升机的运用已经深入到各行各业。小型无人直升机具有体积小、机动性能好、抗干扰能力强、携带方便、无需跑道、不受地形影响等诸多优点，在空中搜索、环境监测、灾害预警、交通巡查、危险场所侦查、渔业保护、森林和石油消防巡逻、搜索救援、轻型物资运输、边防、海关巡逻以及反恐维稳等多方面具有十分广泛的用途。

随着无人机技术的不断发展，市场对小型无人直升机性能期望越来越高。传统的无人直升机结构存在较多问题：结构复杂，拆装麻烦；集成度低，功能性差；负载能力差、航时短；稳定性差、振动大；重心难调节。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构简单、易拆装、互换性好，集成度高、功能性好，质量轻、负载能力强、航时长，稳定性好、振动小，可调重心等优点的电动无人直升机。

本发明所采用的技术方案是：本发明包括依次连接的前端模块、中端模块及后端模块，所述前端模块包括对称设置的左碳纤维板和右碳纤维板，所述左碳纤维板和所述右碳纤维板之间设置有图数传输装置、电调装置及负载安装板，所述中端模块包括上部碳纤维板、设置在所述上部碳纤维板下方的下部碳限位板及设置在所述上部碳纤维板和所述下部碳纤维板上的主动力系统，所述后端模块包括尾管及设置在所述尾管末端的尾旋翼系统。

进一步的，所述上部碳纤维板及所述下部碳纤维板的前端均设置有连接柱，所述左碳纤维板及所述右碳纤维板的后端均设置有与所述连接柱相配合的连接孔，所述上部碳纤维板及所述下部碳纤维板之间的后端设置有与所述尾管相配合的尾管夹，所述下部碳纤维板下端的两侧对称设置有脚架连接座，所述脚架连接座上设置有脚架。

进一步的，所述主动力系统包括设置在所述上部碳纤维板上的驱动电机、设置在所述上部碳纤维板和所述下部碳纤维板之间并与所述驱动电机相连接的减速器、与所述减速器相连接的主轴、设置在所述主轴上端的连杆、设置在所述连杆上端的主旋翼桨毂、设置在所述上部碳纤维板上端的飞控装置及设置在所述下部碳纤维板下方的电池，所述主轴与所述连杆之间设置有自动倾斜器，所述驱动电机、所述减速器及所述电池均与所述飞控装置电性连接。

进一步的，所述上部碳纤维板与所述下部碳纤维板之间设置有电机轴承座，所述电机轴承座内设置有与所述驱动电机相适配的电机轴承，所述上部碳纤维板上设置有主轴轴承座，所述主轴轴承座内设置有与所述轴相适配的主轴轴承，所述主轴轴承座上设置有与所述自动倾斜器相连接的舵机，所述舵机的上端设置有限位器，所述舵机与所述飞控装置电性连接。

进一步的，所述尾旋翼系统包括设置在所述尾管末端的尾电机安装座、设置在所述尾电机安装座上端的尾电机安装板、安装在所述尾电机安装板上的尾电机及设置在所述尾电机输出轴上的尾桨，所述尾管为空心结构，所述尾电机与所述飞控系统电性连接。

进一步的，所述尾管的末端还设置有平尾及垂尾，所述平尾的内部设置有GPS定位天线，所述垂尾的内部设置有图传天线及数传天线，所述GPS定位天线与所述飞控装置电性连接，所述图传天线及所述数传天线与所述图数传输装置电性连接。

进一步的，所述图数传输装置设置在所述负载安装板的上端，所述左碳纤维板和所述右碳纤维板之间还设置有电调安装板及电池限位座，所述电调装置包括设置在所述电调安装板上的电子调速器及设置在所述左碳纤维板上的电流计，所述电子调速器、所述电流计及所述图数传输装置均与所述飞控装置电性连接。

进一步的，所述下部碳纤维板的下方设置有电池安装导轨，所述电池安装导轨的下端设置有电池安装板，所述电池设置在所述电池安装板上，所述下部碳纤维板的后端设置有弹簧卡销，所述弹簧卡销配合所述电池限位座将所述电池及电池安装板卡紧固定。

进一步的，所述上部碳纤维板包括通过胶水依次粘合的上层上部碳纤维板、中层上部碳纤维板及下层上部碳纤维板，所述下部碳纤维板包括通过胶水依次粘合上层下部碳纤维板、中层下部碳纤维板及下层下部碳纤维板，所述中层上部碳纤维板及所述中层下部碳纤维板上均开设有若干减轻孔。

进一步的，所述左碳纤维板和所述右碳纤维板上对称设置有若干外壳连接柱，所述上部碳纤维板上设置有若干外壳连接座，所述外壳连接柱及所述外壳连接座配合固定机身外壳。

本发明的有益效果是：由于本发明采用模块化的设计，具有以下优点：

1.结构简单，便于安装和拆卸零部件，且互换性好。整机主体分为三个模块组成，各个模块结构简单明了，且能够分开进行模块化组装和对接，整体在保证功能的情况下，充分考虑了零件拆装的便捷性；所述前端模块连接所述左碳纤维板和所述右碳纤维板的结构件能够完全通用和互换，所述前端模块和所述中端模块的多个连接件完全相同，以及整机多处采用对称结构以降低零件的种类，这些极大的增加了零组件的通用性和互换性；

2. 集成度高，功能性好。该发明所述的小型电动无人直升机结构具有高集成度，不仅根据功能所需安装了各种机械结构，其中所述主轴轴承座除了安装所述主轴轴承外还具有安装所述舵机、安装所述自动倾斜器、所述限位器和传递飞行受力的作用，除此之外机身还安装有所述电调装置、所述飞控装置、所述电流计、所述GPS定位天线、所述驱动电机及所述电池等其他电子设备，整体模块化的设计使机架各个部位能够发挥其应有作用，功能性强；

3. 质量轻、负载能力强、航时长。整机较多采用高强度碳纤维组合结构，能够在保证强度的同时将质量减轻，所述中端模块的所述上部碳纤维板和所述下部碳纤维板均采用内部结构形式，其中中间层板采用镂空式结构设计，并将三层碳纤维板通过胶水进行粘合，这样的结构设计与单独相同厚度的碳纤维板相比，能够将该部分的结构重量降低30%以上，节省下的重量就能够换取等量的负载能力，因此该机能够承受较大负载，同时将节省下的重量用于动力电池的话就你能够满足长航时的要求；

4. 稳定性好、振动小。在整体结构方面，机体所述前端模块、所述中端模块及所述后端模块均由结构件稳定连接，这保证了飞行的稳定性，该机的所述电池采用悬挂式的电池安装板+导轨的安装模式，所述电池的前端与所述电池限位座相配合，所述电池限位座能够将所述电池安装板向下挤压以减小所述电池的振动，而且使用扎带将所述电池与所述电池安装板捆绑的方案对机体起到了良好的隔震效果，在平衡反扭矩方面该机采用尾电机方案，较好的降低了机体的振动水平；

5. 可调重心。所述电池重量占整机重量的40%以上，因此调节电池位置对调整机体中心位置具有很好的效果，所述前端模块设置有所述电池限位座，该装置的安装孔位能够前后移动，因此在搭载不同重量的载荷时，可以调整机体重心来保证平稳的飞行姿态。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是前端模块的结构示意图；

图3是上部碳纤维板的结构示意图；

图4是下部碳纤维板的结构示意图。

具体实施方式

如图1至图4所示，在本实施例中，本发明采用模块化设计，包括依次连接的前端模块1、中端模块2及后端模块3，所述前端模块1包括对称设置的左碳纤维板11和右碳纤维板12，所述左碳纤维板11和所述右碳纤维板12之间设置有图数传输装置13、电调装置14及负载安装板15，所述中端模块2包括上部碳纤维板21、设置在所述上部碳纤维板21下方的下部碳纤维板22及设置在所述上部碳纤维板21和所述下部碳纤维板22上的主动力系统23，所述后端模块3包括尾管31及设置在所述尾管31末端的尾旋翼系统32。此设计中，整机主体分为三个模块组成，各个模块结构简单明了，且能够分开进行模块化组装和对接，整体在保证功能的情况下，充分考虑了零件拆装的便捷性；所述前端模块1连接所述左碳纤维板11和所述右碳纤维板12的结构件能够完全通用和互换。

在本实施例中，所述上部碳纤维板21及所述下部碳纤维板22的前端均设置有连接柱24，所述左碳纤维板11及所述右碳纤维板12的后端均设置有与所述连接柱24相配合的连接孔16，所述上部碳纤维板21及所述下部碳纤维板22之间的后端设置有与所述尾管31相配合的尾管夹25，所述下部碳纤维板22下端的两侧对称设置有脚架连接座26，所述脚架连接座26上设置有脚架27。此设计中，所述前端模块1和所述中端模块2的多个连接件完全相同，以及整机多处采用对称结构以降低零件的种类，这些极大的增加了零组件的通用性和互换。

在本实施例中，所述主动力系统23包括设置在所述上部碳纤维板21上的驱动电机201、设置在所述上部碳纤维板21和所述下部碳纤维板22之间并与所述驱动电机201相连接的减速器202、与所述减速器202相连接的主轴203、设置在所述主轴203上端的连杆204、设置在所述连杆204上端的主旋翼桨毂205、设置在所述上部碳纤维板21上端的飞控装置206及设置在所述下部碳纤维板22下方的电池207，所述主轴203与所述连杆204之间设置有自动倾斜器208，所述驱动电机201、所述减速器202及所述电池207均与所述飞控装置206电性连接。此设计中，该发明所述的电动无人直升机结构具有高集成度，根据功能所需安装了各种机械结构，整体模块化的设计使机架各个部位能够发挥其应有作用，功能性强。

在本实施例中，所述上部碳纤维板21与所述下部碳纤维板22之间设置有电机轴承座209，所述电机轴承座209内设置有与所述驱动电机201相适配的电机轴承，所述上部碳纤维板21上设置有主轴轴承座210，所述主轴轴承座210内设置有与所述主轴203相适配的主轴轴承，所述主轴轴承座210上设置有与所述自动倾斜器208相连接的舵机211，所述舵机211的上端设置有限位器212，所述舵机211与所述飞控装置206电性连接。此设计中，所述主轴轴承座209除了安装所述主轴轴承外，还具有安装所述舵机211、安装所述自动倾斜器208、所述限位器212和传递飞行受力的作用。

在本实施例中，所述尾旋翼系统32包括设置在所述尾管31末端的尾电机安装座301、设置在所述尾电机安装座301上端的尾电机安装板302、安装在所述尾电机安装板302上的尾电机303及设置在所述尾电机303输出轴上的尾桨304，所述尾管31为空心结构，所述尾电机303与所述飞控系统电性连接。此设计中，在平衡反扭矩方面该机采用尾电机方案，较好的降低了机体的振动水平。

在本实施例中，所述尾管31的末端还设置有平尾33及垂尾34，所述平尾33的内部设置有GPS定位天线，所述垂尾34的内部设置有图传天线及数传天线，所述GPS定位天线与所述飞控装置206电性连接，所述图传天线及所述数传天线与所述图数传输装置13电性连接。此设计中，通过所述脚架27及所述垂尾34构成三点支撑结构，确保无人直升机放置的平稳性及提高了起飞时的稳定性；将所述GPS天线安装在所述平尾33的内部，所述GPS天线的信号对天发射，提高了GPS的定位精度；所述图传天线和所述数传天线安装在所述垂尾34的内部，所述图传天线和所述数传天线的信号对地发射，提高了图传信号及所述数传信号的强度。

在本实施例中，所述图数传输装置13设置在所述负载安装板15的上端，所述左碳纤维板11和所述右碳纤维板12之间还设置有电调安装板17及电池限位座18，所述电调装置14包括设置在所述电调安装板17上的电子调速器213及设置在所述左碳纤维板11上的电流计214，所述电子调速器213、所述电流计214及所述图数传输装置13均与所述飞控装置206电性连接。

在本实施例中，所述下部碳纤维板22的下方设置有电池安装导轨29，所述电池安装导轨29的下端设置有电池安装板28，所述电池207设置在所述电池安装板28上，所述下部碳纤维板22的后端设置有弹簧卡销30，所述弹簧卡销30配合所述电池限位座18将所述电池207及电池安装板28卡紧固定。此设计中，所述电池207采用悬挂式的电池安装板+导轨的安装模式，所述电池207及所述电池安装板28的前端与所述电池限位座18相配合，所述电池限位座18能够将所述电池安装板28向下挤压以减小所述电池207的振动，而且使用扎带将所述电池207与所述电池安装板28捆绑的方案对机体起到了良好的隔震效果。

在本实施例中，所述上部碳纤维板21包括通过胶水依次粘合的上层上部碳纤维板21a、中层上部碳纤维板21b及下层上部碳纤维板21c，所述下部碳纤维板22包括通过胶水依次粘合上层下部碳纤维板22a、中层下部碳纤维板22b及下层下部碳纤维板22c，所述中层上部碳纤维板21b及所述中层下部碳纤维板22b上均开设有若干减轻孔。此设计中，所述上层上部碳纤维板21a、所述下层上部碳纤维板21c、所述下层上部碳纤维板22a和所述下层下部碳纤维板22c均采用高强度的碳纤维板，而所述中层上部碳纤维板21b及所述中层下部碳纤维板22b均采用镂空式结构设计，并将三层碳纤维板通过胶水进行粘合，这样的结构设计与单独相同厚度的碳纤维板相比，能够将该部分的结构重量降低30%以上，节省下的重量就能够换取等量的负载能力，因此该机能够承受较大负载，同时将节省下的重量用于动力电池的话就能够满足长航时的要求。

在本实施例中，所述左碳纤维板11和所述右碳纤维板12上对称设置有若干外壳连接柱19，所述上部碳纤维板21上设置有若干外壳连接座，所述外壳连接柱19及所述外壳连接座配合固定机身外壳。此设计中，在机身外套装所述机身外壳，可使电动无人直升机更加美观。

本发明应用于电动无人直升机的技术领域。

虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。