一种无人机吊舱结构的制作方法

1.本发明涉及到无人机技术领域，特别涉及一种无人机吊舱结构。


背景技术：

2.吊舱是指安装有机载设备、电子设备或武器等，并吊挂在机腹或机翼下的流线型短舱。无人机电子吊舱在物理结构上可将无人机和电子设备载荷解耦，实现选配或选装，大大提高无人机载荷的灵活性。
3.现有大型无人机吊舱需要通过挂载装置挂架挂装于飞机，此类结构往往有质量大、垂直方向尺寸大的特点。大型无人机吊舱多金属结构为主，无法满足舱内安装天线的特殊要求。电子设备载荷为了降低机体对目标的遮挡，往往需要将吊舱挂载于机腹，但普通吊舱安装天线后通常会影响飞机起飞时的仰角，无法满足机腹下方加挂吊舱的要求。因此，通常无人机考虑将电子设备载荷于两侧机翼各挂一套，形成冗余。或将电子设备载荷安装于某个与飞机机腹随型的流线型天线罩内，这种方法因飞机蒙皮的加工误差导致安装困难，装配间隙大，并且维修、调试困难。为了解决这一问题，需研制新型吊舱满足无人机平台的要求。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种无人机吊舱结构。该结构能够实现快速拆卸，并且与无人机固定时，有更高的安装精度和安装效率。
5.为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：
6.一种无人机吊舱结构，包括吊舱舱体，所述吊舱舱体包括内框架以及包覆在内框架上的透波罩；所述吊舱舱体的头部和尾部均设有整流罩；在吊舱舱体的顶部设有吊耳和开口，在开口上设有盖板；
7.所述吊舱舱体外的底部还设有多个刀天线，且刀天线和吊舱舱体的底面垂直；在吊舱舱体内部的两侧均设有螺旋天线；在吊舱舱体内部的中间位置处安装电子设备；所述电子设备通过位于其底部的电子设备固定架安装于吊舱舱体的底部；电子设备的电连接器固定在吊舱舱体外顶部，电子设备和螺旋天线均通过等距射频连接。
8.进一步的，所述内框架包括横梁和多个围框；多个围框在一条直线上并相互平行，且通过横梁固定。
9.进一步的，所述围框为等腰梯形结构，围框的数量为3个且相互平行，横梁固定连接相邻围框对应的端点。
10.进一步的，同一对的每个吊耳分别位于同一矩形围框的顶部两侧，每个围框的对应一对吊耳。
11.进一步的，所述电子设备固定架的高度大于10mm。
12.进一步的，所述螺旋天线包括大螺旋天线和小螺旋天线；所述透波罩上设有用于安装螺旋天线的安装孔，且在吊舱结构内两侧螺旋天线的位置相互对称。
13.进一步的，所述吊舱舱体的前端面和后端面在对角上均设有锁紧销，整流罩上与锁紧销对应的位置设有锁紧扣。
14.进一步的，所述透波罩的底部设有用于安装刀天线的导电平面。
15.进一步的，所述电子设备安装架固定于围框上。
16.进一步的，所述透波罩的两侧壁对称倾斜，两者之间的夹角为20
°
，吊舱舱体的顶部的宽度大于底部的宽度。
17.本发明采取上述技术方案所产生的有益效果在于：
18.1、本发明通过无人机吊舱在物理结构上将无人机和电子设备载荷解耦，实现选配或选装，大大提高无人机载荷的灵活性。吊舱通过机体结构件和吊耳互联，相比整体随型附于机腹，可大大提高安装效率和安装精度，对无人机机体结构的依赖性小，吊舱具有良好的互换性。
19.2、本发明的吊舱结构左右两侧天线对称布置，实现了在飞行方向左右两侧的信息采集。
20.3、本发明的吊耳既避免了机体对吊舱信息采集方向的遮挡，省去左右两侧分别挂载吊舱的冗余，又能省去标准无人机吊舱中两级挂架的高度尺寸，大大提高吊舱底部刀型天线与地面的安全距离，解决飞机滑行起飞时的仰角问题。
21.4、本发明的吊舱作为独立功能单元仅需通过其顶部电连接器即可完成加电、控制和地面调试，无需拆卸任何部件。
22.5、本发明的整流罩对无人机机腹下面某些口盖遮挡，无需拆卸整个吊舱，吊舱整流罩作为独立部件可快速拆卸，大大降低吊舱对无人机地面维护的影响。
23.6、本发明的舱体结构可按布阵需求灵活调整，刀型天线安装于舱体底部可按天线需求进行布阵，大螺旋天线和小螺旋天线在舱内贴内壁安装，可按天线指标要求进行重新布阵，调整安装。
24.7、本发明的吊舱维修性好，舱体上部设置口盖，舱内各个天线和模块可达性好，有效缩短维修时间。
25.8、吊舱侧壁可按目标情况设计调整倾斜角度，相比垂直安装大大提高了天线效率，同时解决了因天线罩与天线接收平面不平行导致的相位差问题。
附图说明
26.图1是本发明实施例的安装示意图。
27.图2是本发明实施例的外部示意图。
28.图3是本发明实施例的内部示意图。
29.图4是本发明实施例的内框架结构示意图。
30.图中:1、机腹，2、吊舱舱体，3、整流罩，4、前口盖，5、后口盖，6、透波罩，7、电连接器，8、吊耳，9、刀天线，10、大螺旋天线，11、小螺旋天线，12、电子设备，13、电缆支架,14、横梁，15、围框。
具体实施方式
31.下面，结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
32.一种无人机吊舱结构，包括吊舱舱体，所述吊舱舱体包括内框架以及包覆在内框架上的透波罩；所述吊舱舱体的头部和尾部均设有整流罩；在吊舱舱体的顶部设有吊耳和开口，在开口上设有盖板；
33.所述吊舱舱体外的底部还设有多个刀天线，且刀天线和吊舱舱体的底面垂直；在吊舱舱体内部的两侧均设有螺旋天线；在吊舱舱体内部的中间位置处安装电子设备；所述电子设备通过位于其底部的电子设备固定架安装于吊舱舱体的底部；电子设备的电连接器固定在吊舱舱体外顶部，电子设备和螺旋天线均通过等距射频连接。
34.进一步的，所述内框架包括横梁和多个围框；多个围框在一条直线上并相互平行，且通过横梁固定。
35.进一步的，所述围框为等腰梯形结构，围框的数量为3个且相互平行，横梁固定连接相邻围框对应的端点。
36.进一步的，同一对的每个吊耳分别位于同一矩形围框的顶部两侧，每个围框的对应一对吊耳。
37.进一步的，所述电子设备固定架的高度大于10mm。
38.进一步的，所述螺旋天线包括大螺旋天线和小螺旋天线；所述透波罩上设有用于安装螺旋天线的安装孔，且在吊舱结构内两侧螺旋天线的位置相互对称。
39.进一步的，所述吊舱舱体的前端面和后端面在对角上均设有锁紧销，整流罩上与锁紧销对应的位置设有锁紧扣。
40.进一步的，所述透波罩的底部设有用于安装刀天线的导电平面。
41.进一步的，所述电子设备安装架固定于围框上。
42.进一步的，所述透波罩的两侧壁对称倾斜，两者之间的夹角为20
°
，吊舱舱体的顶部的宽度大于底部的宽度。
43.下面为一更具体的实施例：
44.参照图1～图3，本实施例，吊舱吊耳8与无人机机腹1的机身加强框通过结构件连接，吊舱应沿飞机航向中轴线所在的平面左右对称安装。吊舱与机体的连接结构件应按飞机加强框的实际状态进行设计，并能够承受较大载荷。
45.吊舱结构包括吊舱舱体2、刀天线9，大螺旋天线10、小螺旋天线11、电子设备12、电缆支架13；所述吊舱舱体2包括整流罩3、前口盖4、后口盖5、透波罩6、电连接器7、吊耳8。
46.吊舱舱体2底部通过预埋在透波罩6中的法兰安装5个刀天线9形成阵列，吊舱内壁两侧对称各安装4个大螺旋天线10和4个小螺旋天线11形成阵列，各类天线通过等长射频电缆与安装于舱内底部的电子设备12电气连接，舱内纵向设置两个电缆支架13，便于各类电缆绑扎；吊舱上部中间位置设置供电连接器7和控制连接器，实现舱内外的数据互联；
47.吊舱外形呈梯形结构，吊舱透波罩6两侧安装平面需按目标的角度向下倾斜10
°
；两侧大螺旋天线10和小螺旋天线11贴壁安装于透波罩内侧。
48.透波罩6内按无人机飞行包线及振动冲击载荷预埋，将天线、模块等负载传递至围框15，围框是吊舱舱体2的主要承力构件，其中承力主结构件分为横梁14、围框15、天线安装座，为了提高预埋入透波罩中的结构件刚性，需先使用铆接和螺纹连接结合的方式将四个横梁14和三个围框15刚性连接，横梁14与围框15形成空间承力结构，其截面和强度可根据吊舱长度、飞机平台振动条件选取，本实施例横梁14采用l型铝型材，围框15采用“口”字型
铝框，在横截面上具有一定的刚度，确保整个吊舱舱体2的抗扭强度和刚度。
49.透波罩6的设计应首先根据飞机平台的安装接口确定围框15在舱体上的位置，围框15上部直接安装吊耳8即可与无人机平台刚性连接；为了保证吊耳8、围框15的安装精度，本实施例设计工装，确保同类吊舱的互换性。
50.所述吊耳8，吊耳8与舱体分体设计，采用铝锭机加工完成，吊耳8具体尺寸可根据飞机平台接口适应性改造。所述吊耳8结构是简易刚性连接的，质量轻、垂向尺寸小，是吊舱舱体2载荷的重要受力件。吊耳8与无人机机体各舱段隔舱框架通过结构件即可互联，对无人机机腹下非标准舱的安装具有良好的适应性。
51.透波罩6上平面预留前口盖4和后口盖5，便于舱内天线、电子设备12、电缆等安装、维修和调试；所述透波罩6安装口盖处设计凸台并在口盖间垫防水胶垫，达到吊舱防水要求。
52.透波罩6底面预埋不锈钢网，提高其导电性能，且不锈钢网与天线安装法兰为等电位体，实现刀天线9接地的同时吊舱底面也作为天线反射板。
53.大螺旋天线10和小螺旋天线11所在位置应为透波平面，在透波罩6预留通孔，无需过渡安装件，可直接在舱外使用螺栓刚性固定大螺旋天线10和小螺旋天线11。
54.电子设备12安装于舱内底部，电子设备12安装时通过安装支架将其架高于舱内底板10mm以上，以防电子设备模块12浸水，并且便于电子设备12下部走线；本实施例中螺旋天线布阵长度占用了全部透波罩6长度，为了降低舱内同类天线到达电子设备12的距离差，将电子设备模块12安装于吊舱透波罩中间位置，同类天线射频电缆长度最小。
55.所述电连接器7位置需跟据无人机平台确定位置，吊舱调试完成后，与飞机平台的电气连接仅需通过航插连接器即可，吊舱的地面调试也可通过航插完成。