一种用于油动无人机的斜拉钢索及拆装方法与流程

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多旋翼的油动无人机，特别涉及一种用于油动无人机的斜拉钢索及拆装方法。

背景技术：

多旋翼油动无人机是具有多个悬臂的无人驾驶飞行器，其结构简单，噪音小，具有机动灵活、反应快速、操作要求低等优点，被广泛应用于农植保护、森林火灾监测、空中摄影、土地测量、灾后损失评估等任务。

现有多旋翼无人机通常为电动无人机。多旋翼电动无人机的结构简单易于制造，电机重量轻、转动平稳，动力系统易于标准化，因而整机相对而言易于操控，且飞行噪音低，在短航程民用领域发展较为活跃。然而由于电池的能量密度远远低于燃油，电动无人机受到电池的限制，航程较短，载荷水平较低，无法应用于军用大载荷侦察和攻击领域。而现有长航程的燃油无人机通常采用固定翼结构，起飞降落受到机场的限制，无法悬停，造价高，操控繁琐，使用的灵活机动性不够。

cn106697278a公开了一种直驱式油动定转速变桨距多旋翼无人机，包括机身、动力系统、起落架和航电系统，所述的机身为全复材的一体化机身，所述的动力系统由发动机系统、变桨距系统、供油系统和旋翼系统组成。上述现有技术的油动无人机的六个旋翼等角度间隔地围绕机体设置，导致机体上搭载的应用载荷只能设置于机体正下方，且由于各方向都受到旋翼的阻挡，搭载的载荷只能向下开展作业，无法向斜上方发射武器或者进行观测，存在荷载水平低，结构布局不合理，难以发挥无人机的控制及安全优势的缺陷，限制了旋翼无人飞机在军事及监测领域的发展应用。

cn205998123u公开了一种立式布局燃油动力四旋翼飞行平台，其组成包括机架、动力系统、导航与控制系统、电气系统和任务平台。四个相同的机臂两两对接在连接有起落架的硬壳式机身上组成机架；动力系统设置在每个机臂的末端，为飞行平台提供动力和能源；导航和控制系统感知和控制飞行平台的姿态、高度和位置；电气系统具有充电、供电和指示功能；任务平台用于安装不同的任务设备。该现有技术的油动无人机设置了四台独立的发动机，相邻旋翼相互之间的气流干扰难以排解，加大发动机的间距会进一步加大体积和重量。

上述现有技术的油动无人机，每个悬臂上均配置一台油动发动机，裸露的发动机加上旋翼的噪音，导致无人机几乎没法在城市空域使用，军用环境下使用也没有什么隐蔽性。悬臂长度和重量的平衡，使得油动发动机的选择面很小，每台发动机的功率不能太大，升力有限，搭载有效载荷的能力受到极大的限制。

另一方面，通过增加旋翼的直径的方式提高升力，其结果是悬臂展开太大，给无人机的运输、携带及保存等带来很大的困难。因此，为了提高无人机的使用便携性，并降低运输的成本，出现了很多可折叠悬臂的电动无人机。然而对于油动发动机驱动的多旋翼油动无人机来说，由于发动机动力需要通过传动杆传递给旋翼，采用快拆结构需要对传动杆、悬臂等结构的连接进行重新设计，相对于电动无人机的电缆的拆装，其结构相对要复杂得多，因而油动无人机很少采用折叠或者快拆结构，导致现有油动无人机的体积无法缩小，运输和存放相对电动无人机存在相当大的劣势。

为解决上述现有技术的缺陷，本申请的申请人在之前申请的中国专利申请201711089234.8中，公开了一种油动无人机的支撑杆快拆结构，包括与油动无人机的机身连接的内侧支撑杆；与油动无人机的旋翼连接的外侧支撑杆；其中，所述内侧支撑杆与所述外侧支撑杆连接的一端设置有外螺纹，所述外侧支撑杆与所述内侧支撑杆连接的一端设置有与所述外螺纹配合的连接螺帽，所述连接螺帽套接在所述外侧支撑杆上并可沿所述外侧支撑杆上下移动。该现有技术的支撑杆快拆结构，结构简单可靠，拆卸方便，有利于拆装操作的时候节约时间，降低劳动强度。

该现有技术有效克服了现有技术的缺陷，但是仍然存在改进的余地。尤其是该现有技术的支撑杆为硬支撑构件，自重太大。另外，对于现有无人机技术来说，旋翼本身的重量并不大，静态情况下通过悬臂足够提供向上的支撑力，用不着硬支撑构件。反倒是对于军用大载荷的无人机来说，机身和载荷较大，飞行过程中悬臂受到向上的拉力较大，需要提供一定的下拉力避免悬臂受损。这种主要承受拉力的情况，采用硬支撑过于浪费，需要提供可进一步减轻结构重量的拉力部件替换现有的硬支撑结构。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种用于油动无人机的斜拉钢索及拆装方法，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种用于油动无人机的斜拉钢索，所述油动无人机包括机身、起落架、悬臂以及旋翼，所述悬臂连接在机身上，悬臂的末端支撑所述旋翼，所述斜拉钢索连接在所述机身和悬臂之间，其中，所述斜拉钢索中间设置有快拆结构，所述快拆结构由螺栓连接件、卡扣套筒、卡框连接件、限位套筒以及凸缘连接件组成；所述卡框连接件的一端具有与所述螺栓连接件的螺纹杆连接的螺纹孔，另一端具有卡住所述凸缘连接件的凸缘的光孔；所述卡框连接件夹持在所述卡扣套筒和限位套筒之间，所述卡扣套筒和限位套筒通过螺纹连接在一起。

优选地，所述卡扣套筒面向所述螺栓连接件的一端设置有十字形孔，所述螺栓连接件设置有可与所述十字形孔卡扣的突起。

优选地，所述卡扣套筒面向所述卡框连接件的一端具有可供所述卡框连接件插入的第一开口，所述第一开口的底部设置有可与所述卡框连接件的边缘卡扣的齿形孔；所述卡框连接件可插入所述齿形孔中并抵顶至所述十字形孔与所述齿形孔相接的台阶处。

优选地，所述卡框连接件的螺纹孔和光孔之间连接有两根杆子，所述两根杆子之间的间隙可供所述凸缘连接件整体插入其中，所述凸缘连接件的凸缘卡在所述光孔的内侧，与所述凸缘相连的所述凸缘连接件的杆部伸出所述光孔外侧，所述凸缘连接件的杆部设置有连接孔。

优选地，所述限位套筒具有可供所述凸缘连接件穿过的第二开口，所述第二开口的直径小于所述卡框连接件的外围尺寸。

优选地，所述螺栓连接件的末端设置有连接环。

另外，本申请还提供了上述斜拉钢索的装配方法，所述装配方法包括如下步骤：

将所述螺栓连接件的螺纹杆从所述卡扣套筒的十字形孔插入，直至所述螺栓连接件上的突起全部穿过所述十字形孔，使得所述螺栓连接件可以在所述卡扣套筒内自由转动；

将所述卡框连接件的螺纹孔一端从所述卡扣套筒的第一开口插入，将所述螺纹杆拧入到所述螺纹孔中，直至所述卡框连接件的边缘进入到所述齿形孔中并被卡住；

将所述螺栓连接件的螺纹杆向外拉出，使得所述螺栓连接件上的突起进入所述卡扣套筒的十字形孔中并被卡住；

将所述凸缘连接件从所述卡框连接件的两根杆子之间插入，使得所述凸缘连接件的杆部伸出所述光孔的外侧，所述凸缘卡在所述光孔的内侧；

将所述限位套筒从所述凸缘连接件一侧套入所述卡框连接件，并与所述卡扣套筒通过螺纹连接在一起，直至所述限位套筒的第二开口顶住所述卡框连接件的光孔一端，从而将所述卡框连接件夹持在所述卡扣套筒和限位套筒之间。

优选地，所述的装配方法进一步包括如下步骤：分别通过所述凸缘连接件的连接孔以及所述螺栓连接件的连接环接入所述斜拉钢索中。

另外，本申请还提供了上述斜拉钢索的拆卸方法，所述拆卸方法包括如下步骤：

拧动所述限位套筒，使得所述限位套筒脱离与所述卡扣套筒的连接；

将所述卡扣套筒向所述螺栓连接件一侧移动，使得所述卡框连接件从第一开口向外移出一部分，与所述卡框连接件相连的螺栓连接件也同时移动，直至所述螺栓连接件上的突起全部穿过所述十字形孔；

使所述螺栓连接件和卡框连接件相对转动，直至所述螺纹杆与所述螺纹孔脱离，完成斜拉钢索的拆开过程。

本申请的用于油动无人机的斜拉钢索，结构简单可靠，拆装方便，有利于拆装操作的时候节约时间，降低劳动强度。可用于替换现有的硬支撑结构以进一步减轻结构重量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的油动无人机的立体结构示意图；

图2显示的是根据本申请的另一个具体实施例的用于油动无人机的斜拉钢索的结构示意图；

图3显示的是图2中a处部件的放大示意图；

图4显示的是根据本申请的又一个具体实施例的用于油动无人机的斜拉钢索的分解示意图；

图5显示的是图4所示斜拉钢索的装配状态示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

正如背景技术所述，本申请针对现有技术中国专利申请201711089234.8中公开的支撑杆的不足，提出了一种替换结构，通过柔性的斜拉钢索提供拉力，在确保拆装可靠的前提下，提供了可进一步减轻结构重量的拉力部件替换现有的硬支撑结构。

具体来说，本申请的用于油动无人机的斜拉钢索是在201711089234.8的支撑杆的基础上提出的进一步地改进，本申请全文引用该现有技术，本领域技术人员可以基于该现有技术公开的内容理解有关油动无人机的其它结构。如图1所示，其中，图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的油动无人机的立体结构示意图。

参见图1，与现有技术相同，本申请的油动无人机同样包括机身1、起落架2、四个悬臂3以及四个旋翼5，机身1连接四个悬臂3，每个悬臂3的末端均支撑有一个相同直径的旋翼5。每个旋翼5均围绕设置有一个形状相同的圆环形的导流罩4。

同样与现有技术类似，本申请的无人机的悬臂3也采用了可拆卸结构，用以将无人机的四个悬臂3从机身1上分离下来，单独放置，从而可以显著降低无人机的运输和存放体积，提高无人机的适应性。

正如背景技术所述，现有技术的悬臂和机身之间设置了具有快拆结构的支撑杆。然而在实际应用过程中发现，并不需要为悬臂提供向上的支撑力，只需要提供向下的拉力就可以满足军用大载荷无人机的需求。因此，现有的硬支撑的支撑杆的结构重量太大，占用了无人机的有效载荷。为了解决现有技术的缺陷，本申请提供了一种改进，将现有技术的支撑杆替换成本申请的柔性的斜拉钢索8，如图1所示，本申请的用于油动无人机的斜拉钢索设置在机身1和悬臂3之间，用以在无人机飞行过程中，提供向下的拉力以平衡升力对悬臂3造成的上弯力，避免悬臂3弯折变形乃至疲劳损坏。

同样的，采用了斜拉钢索8之后，在拆装悬臂3的时候就需要考虑斜拉钢索8的拆装问题，因而本申请的斜拉钢索8同样具有可快速拆装的结构。如图2-5所示，其中，图2显示的是根据本申请的另一个具体实施例的用于油动无人机的斜拉钢索的结构示意图；图3显示的是图2中a处部件的放大示意图；图4显示的是根据本申请的又一个具体实施例的用于油动无人机的斜拉钢索的分解示意图；图5显示的是图4所示斜拉钢索的装配状态示意图。

如图2-5所示，本申请的用于油动无人机的斜拉钢索中间设置有快拆结构12，所述快拆结构12由螺栓连接件121、卡扣套筒122、卡框连接件123、限位套筒124以及凸缘连接件125组成，总共五个部分。

其中，卡框连接件123的一端具有与螺栓连接件121的螺纹杆1211连接的螺纹孔1231，另一端具有卡住凸缘连接件125的凸缘1252的光孔1232；卡框连接件123夹持在卡扣套筒122和限位套筒124之间，卡扣套筒122和限位套筒124通过螺纹连接在一起。

卡扣套筒122面向螺栓连接件121的一端设置有十字形孔1223，螺栓连接件121设置有可与十字形孔1223卡扣的突起1213，图中具体实施例中，螺栓连接件121上设置有两个相对的突起1213，用以提高卡扣连接的可靠性。

卡扣套筒122面向卡框连接件123的一端具有可供卡框连接件123插入的第一开口1224，第一开口1224的底部设置有可与卡框连接件123的边缘卡扣的齿形孔1225；卡框连接件123可插入齿形孔1225中并抵顶至十字形孔1223与齿形孔1225相接的台阶处。在图示具体实施例中，卡框连接件123为扁平结构，其两侧边缘突出，可以方便插入齿形孔1225中。

卡框连接件123的螺纹孔1231和光孔1232之间连接有两根杆子1233，这两根杆子1233之间的间隙可供凸缘连接件125整体插入其中，凸缘连接件125的凸缘1252卡在光孔1232的内侧，与凸缘1252相连的凸缘连接件125的杆部1253伸出光孔1232外侧，凸缘连接件125的杆部1253设置有连接孔1254。连接孔1254可用于连接斜拉钢索的其它结构，便于接入斜拉钢索中。当然，类似的，螺栓连接件121的末端设置有连接环1214，也是用于连接斜拉钢索的其它结构的部件，从附图中可以很清楚看出来。

限位套筒124具有可供凸缘连接件125穿过的第二开口1245，第二开口1245的直径小于卡框连接件123的外围尺寸。亦即本实施例中，可以通过卡扣套筒122和限位套筒124将卡框连接件123夹持住，可以提供更大的摩擦力，避免限位套筒124与卡扣套筒122轻易发生相对转动。

下面参照附图2-5进一步说明本申请的斜拉钢索的装配方法，所述装配方法包括如下步骤：

首先，将螺栓连接件121的螺纹杆1211从卡扣套筒122的十字形孔1223插入，直至螺栓连接件121上的突起1213全部穿过十字形孔1223，使得螺栓连接件121可以在卡扣套筒122内自由转动。

然后，将卡框连接件123的螺纹孔1231一端从卡扣套筒122的第一开口1224插入，将螺纹杆1211拧入到螺纹孔1231中，直至卡框连接件123的边缘进入到齿形孔1225中并被卡住。当然，将螺纹杆1211拧入到螺纹孔1231中的过程其实也可以不需要使得卡框连接件123的边缘进入到齿形孔1225中，只要十字形孔1223具备一定的深度，确保后续卡框连接件123的边缘卡入齿形孔1225中之后，突起1213不会从十字形孔1223中脱出就可以了。

之后，将螺栓连接件121的螺纹杆1211向外拉出(向图2所示左侧拉出)，使得螺栓连接件121上的突起1213进入卡扣套筒122的十字形孔1223中并被卡住。这样一来，螺栓连接件121就不可以相对卡扣套筒122转动了，同时，由于卡框连接件123的边缘已经卡入齿形孔1225中了，卡框连接件123也不可以相对卡扣套筒122转动，最后就形成了螺栓连接件121和卡框连接件123不可以相对转动的局面，确保了斜拉钢索在各种摆动条件下都不会发生快拆结构的脱离，结构简单可靠，拆装十分方便。

再之后，将凸缘连接件125从卡框连接件123的两根杆子1233之间插入，使得凸缘连接件125的杆部1253伸出光孔1232的外侧，凸缘1252卡在光孔1232的内侧。

最后，将限位套筒124从凸缘连接件125一侧套入卡框连接件123，并与卡扣套筒122通过螺纹连接在一起，直至限位套筒124的第二开口1245顶住卡框连接件123的光孔1232一端，从而将卡框连接件123牢牢夹持在卡扣套筒122和限位套筒124之间，使得卡框连接件123不可以在二者之间移动。这样一来，通过卡扣套筒122和限位套筒124将卡框连接件123夹持住，可以提供更大的摩擦力，避免限位套筒124与卡扣套筒122轻易发生相对转动而断开螺纹连接，造成斜拉钢索的意外失效。

以上为本申请的斜拉钢索的快拆结构部分的装配步骤，完成整个斜拉钢索的最后装配，还可以进一步包括如下步骤：分别通过凸缘连接件125的连接孔1254以及螺栓连接件121的连接环1214接入斜拉钢索中。当然，在不同情况下，也可以先在凸缘连接件125的连接孔1254以及螺栓连接件121的连接环1214上连接挂钩等结构，因而在装配快拆结构完成之后，整个斜拉钢索的装配就已经完成了，此时就不需要本实施例的接入斜拉钢索中的步骤了。

同样的，下面操作附图2-5详细说明本申请的斜拉钢索的拆卸方法，所述拆卸方法包括如下步骤：

首先，拧动限位套筒124，使得限位套筒124脱离与卡扣套筒122的连接。此时原先夹持在二者之间的卡框连接件123被释放了出来，卡扣套筒122也可以移动了。

然后，将卡扣套筒122向螺栓连接件121一侧移动，使得卡框连接件123从第一开口1224向外移出一部分，与卡框连接件123相连的螺栓连接件121也同时移动，直至螺栓连接件121上的突起1213全部穿过十字形孔1223。

最后，使螺栓连接件121和卡框连接件123相对转动，直至螺纹杆1211与螺纹孔1231脱离，完成斜拉钢索的拆开过程。

应当说明的是，由于本申请的斜拉钢索是提供拉力的柔性部件，在无人机静止状态，悬臂在重力作用下有一定的自然下垂，因此斜拉钢索并不是完全绷紧的，使螺栓连接件121和卡框连接件123相对转动的摩擦力不会很大，完成拆卸的过程并不会很费力，也不需要额外的工具。

综上所述，本申请的用于油动无人机的斜拉钢索，结构简单可靠，拆装方便，有利于拆装操作的时候节约时间，降低劳动强度。可用于替换现有的硬支撑结构以进一步减轻结构重量。

本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。