專利名稱：一種適用于跨海空兩棲無人機的架梁機身的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無人機的機身，更特別地說，是指一種適用于?？諆蓷婺芰o人機用的具有架梁結(jié)構(gòu)的機身。
背景技術(shù)：
無人機是無人駕駛航空器的簡稱,英文縮寫為UAV (Unmanned Aerial Vehicle)。無人機的設(shè)計最重要的要求是在機身系統(tǒng)達到足夠堅固的情況下，盡可能更輕便。而各種任務(wù)載荷要求下的無人機留給運動傳動機構(gòu)的空間和質(zhì)量配額都十分有限，要靈活并高效地將工程上基本的驅(qū)動運動，如高速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣氖芸剡\動?；镜暮娇諅鲃臃绞桨ㄖ苯域?qū)動、比例放大驅(qū)動、電力伺服驅(qū)動與液壓伺服驅(qū)動等。無人機是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機。機上無駕駛艙，但安裝有自動駕駛儀、程序控制裝置等設(shè)備。地面、艦艇上或母機遙控站人員通過雷達等設(shè)備，對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數(shù)字傳輸?？稍跓o線電遙控下像普通飛機一樣起飛或用助推火箭發(fā)射升空，也可由母機帶到空中投放飛行?；厥諘r，可用與普通飛機著陸過程一樣的方式自動著陸，也可通過遙控用降落傘或攔網(wǎng)回收?？煞锤彩褂枚啻?。廣泛用于空中偵察、監(jiān)視、通信、反潛、電子干擾等。國防工業(yè)出版社，2009年3月第I版第I次印刷，魏瑞軒、李學(xué)仁編著的《無人機系統(tǒng)及作戰(zhàn)使用》一書，在第I章總論無人機系統(tǒng)中介紹了無人機系統(tǒng)的一般組成(第2頁，圖1-2所示)。其中，飛機系統(tǒng)包括有機體系統(tǒng)、推進系統(tǒng)、飛控系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)。目前的機體系統(tǒng)多為一體化外殼,其機翼、尾翼為固定式結(jié)構(gòu)，在作業(yè)環(huán)境(如水下環(huán)境、空中環(huán)境等)改變的情況下，不能根據(jù)環(huán)境變化調(diào)節(jié)自身機體結(jié)構(gòu)，阻礙了無人機在非結(jié)構(gòu)化多變環(huán)境條件下的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高無人機在不同作業(yè)環(huán)境(水體環(huán)境過渡到空氣環(huán)境、空氣環(huán)境過渡到水體環(huán)境)下的飛行質(zhì)量，本發(fā)明提供一種采用圓柱管件組合成的具有架梁結(jié)構(gòu)的機身。本發(fā)明通過架梁外殼和固定板來使五根圓柱形的管件裝配成機身，這樣的機身有利于無人機在改變作業(yè)環(huán)境時，與作業(yè)環(huán)境的介質(zhì)密度相適應(yīng)，且自重輕。本發(fā)明機身無須進行密封，降低了機身的生產(chǎn)成本。采用一體化成型的管件、固定板和架梁外殼進行組裝，簡化了生產(chǎn)工藝，易于拆裝。本發(fā)明的一種適用于跨?？諆蓷珶o人機的架梁機身，該架梁機身包括有第一支撐桿(6A)、第二支撐桿(6B)、第三支撐桿(6C)、第四支撐桿(6D)、第一固定板(6E)、第二固定板(6F)、第三固定板(6G)、架梁外殼(6H)、支撐桿連接盤(6J)和架梁外套筒(6K)；其中，第一支撐桿(6A)、第二支撐桿(6B)、第三支撐桿(6C)和第四支撐桿(6D)的結(jié)構(gòu)相同；其中，第一固定板(6E)與第二固定板(6F)的結(jié)構(gòu)相同；
第一固定板(6E)上設(shè)有架梁第四通孔(6E1)、架梁第五通孔(6E2)、架梁第六通孔(6￡3)、架梁第七通孔(6￡4)和夾持件(6￡5)；架梁第四通孔(6E1)用于第一支撐桿(6A)穿過；架梁第五通孔(6E2)用于第二支撐桿(6B)穿過；架梁第六通孔(6E3)用于第三支撐桿(6C)穿過；架梁第七通孔(6E4)用于第四支撐桿(6D)穿過；夾持件(6E5)上安裝有第三固定板(6G)的前端(6G3)；第二固定板(6F)上設(shè)有架梁第八通孔(6F1)、架梁第九通孔(6F2)、架梁第十通孔(6F3)、架梁第^^一通孔(6F4)和夾持件(6F5)；架梁第八通孔(6F1)用于第一支撐桿(6A)穿過；架梁第九通孔(6F2)用于第二支撐桿(6B)穿`過；架梁第十通孔(6F3)用于第三支撐桿(6C)穿過；架梁第十一通孔(6F4)用于第四支撐桿(6D)穿過；夾持件(6F5)上安裝有第三固定板(6G)的后端(6G4)；第三固定板(6G)上設(shè)有架梁第十二通孔(6G1)、氣瓶安裝腔(6G2);所述氣瓶安裝腔(6G2)上安裝有氣瓶(IlB);所述架梁第十二通孔(6G1)用于換向舵機的搖臂穿過；架梁外殼(6H)內(nèi)部設(shè)有內(nèi)腔(6H3),該內(nèi)腔(6H3)用于放置共軸反衆(zhòng)組件中的電機，且電機的輸出軸穿過架梁第一通孔(6H4)；架梁外殼(6H)的前端設(shè)有連接頭(6H1)，該連接頭(6H1)與架梁外套筒(6K)的后端連接，架梁外套筒(6K)的前端連接在共軸反漿組件的第一軸套上；架梁外殼(6H)的后端設(shè)有六個結(jié)構(gòu)相同的第一連接凸耳(6H2)，支撐桿連接盤(6J)的前端設(shè)有六個結(jié)構(gòu)相同的第二連接凸耳(6J2)，所述第一連接凸耳(6H2)與第二連接凸耳(6J2)對齊，且通過螺釘與螺母的配合實現(xiàn)架梁外殼(6H)的后端與支撐桿連接盤(6J)的前端之間的固定連接；支撐桿連接盤(6J)的連接環(huán)體(6J1)上設(shè)有密封圈卡槽,通過在密封圈卡槽中放置密封圈實現(xiàn)支撐桿連接盤(6J)的前端與架梁外殼(6H)的后端的密封；支撐桿連接盤(6J)的盤體(6J5)上設(shè)有架梁第二通孔(6J51)、架梁第三通孔(6J52)，該架梁第二通孔(6J51)用于線纜穿過，該架梁第三通孔(6J52)內(nèi)安裝有航空接頭;支撐桿連接盤(6J)的后端設(shè)有上安裝架(6J3)和下字安裝架(6J4)；所述的上安裝架(6J3)上設(shè)有第一安裝盲孔(6J31)、第二安裝盲孔(6J32)、上連板(6J33);第一安裝盲孔(6J31)用于安裝第一支撐桿(6A)的前端,第二安裝盲孔(6J32)用于安裝第二支撐桿(6B)的前端，上連板(6J33)的兩端固定在折疊翼支撐體的上支撐橫板上；所述的下安裝架(6J4)上設(shè)有第三安裝盲孔(6J41)、第四安裝盲孔(6J42)、下連板(6J43);第三安裝盲孔(6J41)用于安裝第三支撐桿(6C)的前端，第四安裝盲孔(6J42)用于安裝第四支撐桿(6D)的前端,下連板(6J43)的兩端固定在折疊翼支撐體的下支撐橫板上。本發(fā)明架梁結(jié)構(gòu)機身的優(yōu)點在于:
①本發(fā)明機身能夠起到支撐起整個無人機，且能夠保持無人機的整機外形。②在本發(fā)明機身的前后兩個固定板之間安裝第三固定板，通過所述第三固定板起到搭載機載設(shè)備(高壓氣瓶、換向閥、)的作用。③本發(fā)明設(shè)計的機身，通過架梁外殼實現(xiàn)與氣囊的裝配，通過連接盤實現(xiàn)與機翼上的上下橫板的裝配，通過第一支撐桿和第二支撐桿實現(xiàn)與V型尾翼的裝配，通過第一支撐桿、第二支撐桿、第三支撐桿和第四支撐桿實現(xiàn)與水下推進組件的裝配，通過架梁外套筒實現(xiàn)與共軸反漿的裝配。④本發(fā)明機身采用管件的架梁結(jié)構(gòu)，其外部不單獨設(shè)計密封外套，在進入水體環(huán)境時，各個管件之間的空隙可以迅速充水，使無人機機身的平均密度在較短時間內(nèi)接近水的密度，有利于實現(xiàn)無人機從空氣環(huán)境到水體環(huán)境的過渡。⑤本發(fā)明機身采用管件的架梁結(jié)構(gòu)，其外部不單獨設(shè)計密封外套，在從水體環(huán)境進入空氣環(huán)境時時，各個管件之間的空隙中的水可以迅速排出，使無人機機身的平均密度在較短時間內(nèi)接近空氣的密度，有利于實現(xiàn)無人機從水體環(huán)境到空氣環(huán)境的過渡。⑥本發(fā)明機身中采用的管件(支撐桿)為中空碳纖維桿，中空部分適用于走線。


圖1是一種無人機的外部俯視結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明適用于跨?？諆蓷珶o人機的架梁機身的結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明架梁機身中外殼的結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明架梁機身中連接盤的結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明架梁機身中連接盤的另一視角的結(jié)構(gòu)圖。圖6是本發(fā)明架梁機身中第一固定板的結(jié)構(gòu)圖。圖7是本發(fā)明架梁機身中第二固定板的結(jié)構(gòu)圖。圖8是本發(fā)明架梁機身中第三固定板的結(jié)構(gòu)圖。圖9是本發(fā)明架梁機身與無人機其他部分的安裝圖。
6.架梁機身|6A.第一支撐桿|6B.第二支撐桿
6C.第三支撐桿6D.第四支撐桿6E.第一固定板
6E1.架梁第四通孔 6E2.架梁第五通孔 6E3.架梁第六通孔 6E4.架梁第七通孔 6E5.夾持件6F.第二固定板
6F1.架梁第八通孔 6F2.架梁第九通孔 6F3.架梁第十通孔 6F4.架梁第i^一通孔 6F5.夾持件6G.第三固定板
6G1.架梁第十二通孔 6G2.氣瓶安裝腔6H.架梁外殼 6H1.連接頭6H2.第一連接凸耳 6H3.內(nèi)腔
權(quán)利要求
1.一種適用于跨?？諆蓷珶o人機的架梁機身，其特征在于:該架梁機身包括有第一支撐桿(6A)、第二支撐桿(6B)、第三支撐桿(6C)、第四支撐桿(6D)、第一固定板(6E)、第二固定板(6F)、第三固定板(6G)、架梁外殼(6H)、支撐桿連接盤(6J)和架梁外套筒(6K)； 其中，第一支撐桿(6A)、第二支撐桿(6B)、第三支撐桿(6C)和第四支撐桿(6D)的結(jié)構(gòu)相同； 其中，第一固定板(6E)與第二固定板(6F)的結(jié)構(gòu)相同； 第一固定板(6E)上設(shè)有架梁第四通孔(6E1)、架梁第五通孔(6E2)、架梁第六通孔(6E3)、架梁第七通孔(6E4)和夾持件(6E5)； 架梁第四通孔(6E1)用于第一支撐桿(6A)穿過； 架梁第五通孔(6E2 )用于第二支撐桿(6B )穿過； 架梁第六通孔(6E3 )用于第三支撐桿(6C)穿過； 架梁第七通孔(6E4 )用于第四支撐桿(6D )穿過； 夾持件(6E5)上安裝有第三固定板(6G)的前端(6G3)； 第二固定板(6F)上設(shè)有架梁第八通孔(6F1)、架梁第九通孔(6F2)、架梁第十通孔(6F3)、架梁第^^一通孔(6F4)和夾持件(6F5)； 架梁第八通孔(6F1)用于第一支撐桿(6A)穿過； 架梁第九通孔(6F2)用于第二支撐桿(6B)穿過； 架梁第十通孔(6F3)用于第三支撐桿(6C)穿過； 架梁第十一通孔(6F4)用于第四支撐桿(6D)穿過； 夾持件(6F5)上安裝有第三固定板(6G)的后端(6G4)； 第三固定板(6G)上設(shè)有架梁第十二通孔(6G1)、氣瓶安裝腔(6G2);所述氣瓶安裝腔(6G2)上安裝有氣瓶(IlB);所述架梁第十二通孔(6G1)用于換向舵機的搖臂穿過； 架梁外殼(6H)內(nèi)部設(shè)有內(nèi)腔(6H3),該內(nèi)腔(6H3)用于放置共軸反衆(zhòng)組件中的電機,且電機的輸出軸穿過架梁第一通孔(6H4)； 架梁外殼(6H)的前端設(shè)有連接頭(6H1)，該連接頭(6H1)與架梁外套筒(6K)的后端連接，架梁外套筒(6K)的前端連接在共軸反漿組件的第一軸套上； 架梁外殼(6H)的后端設(shè)有六個結(jié)構(gòu)相同的第一連接凸耳(6H2)，支撐桿連接盤(6J)的前端設(shè)有六個結(jié)構(gòu)相同的第二連接凸耳(6J2)，所述第一連接凸耳(6H2)與第二連接凸耳(6J2)對齊，且通過螺釘與螺母的配合實現(xiàn)架梁外殼(6H)的后端與支撐桿連接盤(6J)的前端之間的固定連接； 支撐桿連接盤(6J)的連接環(huán)體(6J1)上設(shè)有密封圈卡槽，通過在密封圈卡槽中放置密封圈實現(xiàn)支撐桿連接盤(6J)的前端與架梁外殼(6H)的后端的密封； 支撐桿連接盤(6J)的盤體(6J5)上設(shè)有架梁第二通孔(6J51)、架梁第三通孔(6J52)，該架梁第二通孔(6J51)用于線纜穿過，該架梁第三通孔(6J52)內(nèi)安裝有航空接頭； 支撐桿連接盤(6J)的后端設(shè)有上安裝架(6J3)和下字安裝架(6J4)；所述的上安裝架(6J3)上設(shè)有第一安裝盲孔(6J31)、第二安裝盲孔(6J32)、上連板(6J33);第一安裝盲孔(6J31)用于安裝第一支撐桿(6A)的前端,第二安裝盲孔(6J32)用于安裝第二支撐桿(6B)的前端，上連板(6J33)的兩端固定在折疊翼支撐體的上支撐橫板上；所述的下安裝架(6J4)上設(shè)有第三安裝盲孔(6J41)、第四安裝盲孔(6J42)、下連板(6J43);第三安裝盲孔(6J41)用于安裝第三支撐桿(6C)的前端，第四安裝盲孔(6J42)用于安裝第四支撐桿(6D)的前端,下連板(6J43)的兩端固定在折疊翼支撐體的下支撐橫板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于跨?？諆蓷珶o人機的架梁機身，其特征在于:第一支撐桿(6A)、第二支撐桿(6B)、第三支撐桿(6C)和第四支撐桿(6D)為中空碳纖維圓柱桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于跨?？諆蓷珶o人機的架梁機身，其特征在于:第一支撐桿(6A)、第二支撐桿(6B)、第三支撐桿(6C)和第四支撐桿(6D)為四邊形布局。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于跨?？諆蓷珶o人機的架梁機身，其特征在于:架梁機身采用桿件結(jié)構(gòu)，使得架梁機身的外部不單獨設(shè)計密封外套。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于跨?？諆蓷珶o人機的架梁機身，其特征在于:架梁機身上的第一支撐桿(6A)、第二支撐桿(6B)、第三支撐桿(6C)和第四支撐桿(6D)之間留有的空隙，該空隙能夠迅速充水，有利于無人機機身的平均密度接近水的密度，實現(xiàn)無人機從空氣環(huán)境過渡到水體環(huán)境。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于跨?？諆蓷珶o人機的架梁機身，其特征在于:當(dāng)無人機從水面升起時，由于架梁機身無密封外套設(shè)計，架梁機身上的第一支撐桿(6A)、第二支撐桿(6B)、第三支撐桿(6C)和第四支撐桿(6D)之間留有的空隙，該空隙中的水將被迅速排出，有利于無人機機身的平均密度接近空氣的密度，實現(xiàn)無人機從水體環(huán)境過渡到空氣環(huán)境。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于跨?？諆蓷珶o人機的架梁機身，該機身包括有第一支撐桿、第二支撐桿、第三支撐桿、第四支撐桿、第一固定板、第二固定板、第三固定板、架梁外殼、支撐桿連接盤、架梁外套筒；第一支撐桿、第二支撐桿、第三支撐桿和第四支撐桿通過平行放置的第一固定板與第二固定板來支撐起，且第三固定板置于第一固定板與第二固定板之間。架梁外殼與支撐桿連接盤通過在凸耳中裝配螺釘與螺母的配合實現(xiàn)連接。架梁外套筒的一端連接在架梁外殼的前端。本發(fā)明機身采用桿件結(jié)構(gòu)，使得其外部不單獨設(shè)計密封外套，在進入水體環(huán)境時，各個桿件之間的空隙可以迅速充水，使無人機機體的平均密度在較短時間內(nèi)接近水的密度，有利于實現(xiàn)無人機從空氣環(huán)境到水體環(huán)境的過渡。
文檔編號B64C1/00GK103171754SQ20131008960
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月19日
發(fā)明者梁建宏, 楊興幫, 吳海亮, 王田苗, 姚國才 申請人:北京航空航天大學(xué)