一种飞碟形复合材料多旋翼无人机机身的制作方法

文档序号:13467661阅读:211来源:国知局

本实用新型属于无人机结构技术,涉及一种飞碟形复合材料多旋翼无人机机身。



背景技术:

通常地,飞机分为固定翼飞机、直升机和多旋翼飞机。无人飞机就是不载人的飞机。由于有不少无人小飞机采用多个旋翼系统,通常又将这种飞机根据旋翼个数称为4旋翼无人机、6旋翼无人机和多旋翼无人机。

近年来,由于科学和技术的进步,国内外多旋翼无人机得到了真正的应用和广泛的发展。特别是在救灾、航拍、农业、侦查和初级航模使用者领域都有不凡的表现。

具体的,旋翼型无人机具有如下的优点:

(1)具有优秀的低速性能与垂直起降性能,适合在复杂的城市环境中进行飞行。四旋翼无人机可以实现狭小空间内的垂直起降功能,可以在任务需要的时候空中某处定点悬停。在必要的时候可以在建筑物的顶棚实现紧急降落。

(2)具有紧凑的结构设计,控制结构也较为简单。四旋翼无人机采用四个旋翼驱动,其机臂可以进行折叠,旋翼也可以进行快速的安装与替换。因此,可以方便地进行运输与快速的部署。其紧凑的结构同时也提高了四旋翼无人机的可靠性。

(3)机身小巧、便于携带。由于四旋翼无人机具有紧凑的结构设计,因此,组装与拆分也变得非常方便。

普通小型航模无人机,其使用者为初级航模业余爱好者。纵观国内多个公司出品的普通小型航模无人机,大多数都存在一个明显不足:对旋翼和电机的安全保护。

旋翼是高速旋转部件,每分钟7000-10000转,旋转中极易造成人身伤害,即使在静止状态下,由于旋翼是带尖端部件,儿童和无人机业余爱好使用者也容易受伤,同时,无人机在使用过程中,总有从高空坠落的可能,坠落着地后,旋翼比机身更容易损伤破坏。突破这些不足,需要新的无人机。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对现有小型无人机存在的不足,提出一种飞碟形复合材料多旋翼无人机机身结构。本实用新型的技术解决方案是,机身包括四个周向环、八个径向环、电机和设备舱,径向环由四个弯管件经连接卡套组合成六方形环件,周向环通过径向环上的卡套组装成带有周向上环、周向下环、周向内环和周向外环的无人机环形机架,设备舱置于周向内环的中心部位并通过设备舱连接管与周向内环连接,电机底座对称安装在周向下环和径向环的交叉处,电机固定在电机底座上,旋翼固定在电机顶部,径向环的宽度和高度大于旋翼的旋转直径。

设备舱由复合材料板和管组成,四根复合材料管通过十字接头将设备舱置于周向内环的中心位置并与周向内环连接。

所述的周向环和径向环采用六边形管或圆形管。

本实用新型具有的优点和有益效果,本飞碟形复合材料多旋翼无人机机身结构的优点是:1,采用一个封闭的近似环形的圆环,将无人机的旋翼固定在圆环内,使得这个复合材料圆环机身既能起到传力承载,又能用于旋翼和电机的保护作用。这样的无人机机身结构,不仅可以防止高速旋转的旋翼对人员的伤害,还能防无人机坠地对旋翼和电机的破坏,提高无人机的抗坠撞性能。2,机身为全复合材料,结构轻盈,3,设备舱放置控制部件,电池和电路板等,置于复合材料碟形圆环的中心位置,利于控制部件布置,结构紧凑。3,碟形复合材料机身直接用作起落架,取消了常规机身的起落架结构,进一步减轻了无人机机身的结构重量,提高了无人机的有限载荷能力。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明,

(1)、机身包括四个周向环、八个径向环4、电机7和设备舱11,径向环4由四个弯管件经连接卡套2、3、5、13组合成六方形环件,周向环通过径向环4上的卡套2、3、5、13组装成带有周向上环16、周向下环17、周向内环15和周向外环1的无人机环形机架,设备舱11置于周向内环的中心部位并通过设备舱连接管10与周向内环连接,电机底座6对称安装在周向下环和径向环4的交叉处,电机7固定在电机底座6上,旋翼8固定在电机7顶部,径向环4的宽度和高度大于旋翼8的旋转直径。

多旋翼无人机机架为空心环形结构形式,无人机旋翼和电机位于空心环形结构中,空心环形结构环向采用4根环形管构建,径向采用多根六边形管构建。环向管和径向管之间采用连接卡套和螺钉固定连接,在外部载荷的作用下,不产生刚体位移。在机架的底部,环向管和径向六边形管环向交叉处,将电机底座通过螺钉固定在该交叉位置的环向管和径向管上。将旋翼固定在电机顶部,将电机固定在电机底座上,使得旋翼的旋转平面位于机架径向六边形管水平空心最大位置处。

(2)、设备舱位于机身的中间位置

无人机机身的中间位置,是设备舱,用于放置电池、调速板、GPS等飞机能源和飞行控制部件。设备舱由复合材料板和管组成,4根复合材料管通过十字接头,在机身中间位置交叉连接。另一端与机身环向内管通过连接卡套采用螺栓固定连接。将复合材料板置于机身中间位置,并通过螺栓与这4根管连接,固定在机身上,成为设备舱。

(3)、机身由机架和设备舱组成,整体机身没有起落架

在无人机着陆时,用环形机架直接着地,机身中没有设置起落架。

(4)、多旋翼无人机机架和设备舱结构采用碳纤维复合材料制造

碳纤维复合材料构件结构重量轻。本多旋翼无人机机架和设备舱结构均采用碳纤维复合材料制造。

实施例

第一步、形成机架空心环。选取4根外径10mm,内径6mm的复合材料环形圆管,环形直径分别为1根直径600mm,2根450mm,1根300mm。将每根管分别截成等距8段;选取圆管直径为10mm,中心边长为75mm的6边形8根管,在水平位置截开;通过连接卡夹,连接卡套2、3、5、13,通过连接螺栓和螺帽14将环形截断的管和径向6边形截断管连接起来,就形成了碟形无人机的机架空心环。

第二步、形成机架设备舱。选取4根复合材料直管,作为设备舱连接管10,外径10mm,内径6mm,长度70mm。将4根设备舱连接管10安装在连接管卡夹12的4个端头上,并用螺栓螺母14固定连接起来;4根设备舱连接管10的另一端通过连接卡套3、5连接在周向内环上;选取圆形直径200mm,1mm厚度的复合材料层合板2块,形成设备舱板11,通过螺栓螺母14将设备舱板11和设备舱连接管10连接固定。这样就形成了碟形无人机机身。

第三步、固定电机。将碟形无人机机身放置在平地上,将电机座6通过螺栓螺帽14直接固定在周向下环17上,将电机7固定在电机座6上,将旋翼8固定在电机7的端部。类似的方法固定安装其他的电机到机身上,则电机固定安装完成。

第四步、安装电池和飞行控制部件。在设备舱板11上固定碟形飞机需要的电池,电机需要的电调、飞行控制器、信号接收机。这些模块建议采用规范的模块。如,可以统一采用希嘉公司的飞行控制套件。列表如下:

希嘉SAGA好盈乐天XRotor-Pro-40A多旋翼专用无刷电调

希嘉SAGA 11.1V2200mA25C3S1P航模动力锂电池组A品

希嘉SAGA T-MOTOR领航TM-MN4014多旋翼盘式无刷电机

希嘉SAGA乐迪PIXHAWK多轴航拍开源飞控M8NGPS

希嘉SAGA乐迪R9D 9通道2.4G接收机

希嘉SAGA最新版乐迪AT9 9通道中文2.4G航模遥控器

希嘉SAGA可设电压式1-8S超强音量电量显示报警器91100003

第五步、调试和试飞。对飞机进行调试和试飞。

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