一种基于无人机机翼的旋翼安装结构的制作方法

本发明属于无人机领域，涉及一种旋翼安装结构，特别是涉及一种基于无人机机翼的旋翼安装结构。

背景技术：

固定翼无人机具有飞行速度快、续航时间长、载重能力强等优点，在军用和民用领域获得广泛应用。但常规固定翼无人机对起飞及降落场地要求高，从而限制了其进一步推广运用。具有垂直起降功能的旋翼无人机对地面起降场地依赖小，可灵活起降、空中悬停，但飞行的高度、速度及航时等指标相对较差。

为结合两类无人机的优点，近年来多旋翼和固定翼结合的混合翼无人机获得了广泛关注，并诞生了很多机型。混合翼无人机通常将多旋翼分布安装在固定翼无人机机体结构上(多安装于机翼结构上)，通过旋翼实现垂直起降功能，升空后再转换为固定翼飞行模式。

旋翼部件在固定翼机体结构上的安装形式主要有两类：一是借助机体结构布局，如将原无人机尾撑杆延长，并在尾撑杆两端布置旋翼。这种安装形式使机体结构布局与旋翼布局相耦合，设计约束较大；二是根据旋翼布局结果新增安装结构，如新增机翼载荷挂点。这种安装形式对原机体结构改动较大，且旋翼安装结构与原机体结构之间的气动干扰阻力较大。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是：降低混合翼无人机的旋翼布局设计难度，将固定翼无人机设计和旋翼设计相解耦，后期通过安装结构组合而生成混合翼无人机。本发明提供一种基于无人机机翼的旋翼安装结构。本发明结构具有模块化程度高、结构简单、气动阻力小、安装位置灵活、适用于固定翼无人机改造等优点。

本发明的技术方案是：一种基于无人机机翼的旋翼安装结构，包括机架组件、撑杆组件和旋翼动力单元，所述机架组件位于机翼上，撑杆组件一端与机架组件连接，另一端与旋翼动力单元连接；

机架组件包括上梁、下梁、前接头和后接头，上梁和下梁包裹机翼翼型且上梁、下梁与机翼表面为曲面贴合；上梁和下梁两段通过前接头和后接头固连；

撑杆组件：包括撑杆和安装座，撑杆为空心杆状结构，撑杆一端与前接头或后接头固连，另一端与安装座固连；

安装座用于安装旋翼动力单元；

旋翼动力单元提供旋翼动力输出，包括发动机和螺旋桨；发动机固定在安装座上，发动机可带动螺旋桨旋转。

本发明进一步的技术方案是：所述安装座为一体成型件，分为圆盘状和柱状体两部分，柱状体周线与圆盘状轴线相互垂直，两者内部为空腔且相互贯通；圆盘状结构用于安装发动机，柱状体与撑杆固连。

本发明进一步的技术方案是：所述发动机选用电动机或燃油发动机。

本发明进一步的技术方案是：所述螺旋桨可以选用两叶桨或多叶桨，螺旋桨方向可以是正桨或反桨。

本发明进一步的技术方案是：所述上梁和下梁外表面连续光顺，沿航向流线型设计。

发明效果

本发明的技术效果在于：采用本发明旋翼安装结构的有益效果是：

1、模块化程度高：混合翼无人机一般包括多个旋翼动力单元，本发明中用于安装旋翼动力单元的撑杆组件采用模块化设计，撑杆组件具有互换性，便于维修更换，可有效降低生产和管理成本。

2、结构简单：本发明结构部件功能明确，传力路线清晰，零部件数量少，均为常规结构，生产加工及装配成本低。

3、气动阻力小：本发明机架组件上下包裹机翼，表面光顺，外形采用流线型设计，可将气动型阻和干扰阻力降至最低。

4、安装位置灵活：本发明旋翼安装结构无机翼安装挂点需求，机翼进行区域性增强设计后，本发明旋翼安装结构安装位置灵活，便于后期换装多种规格发动机及旋翼。

5、适用于固定翼无人机改造：根据机翼强度计算结果和旋翼载荷需求，确定机翼上旋翼的可安装区域后，采用本发明旋翼安装结构能够不改变机翼结构而实现旋翼安装。

附图说明

图1是本发明实例的安装效果图；

图2是本发明实例的组件分解示意图；

图3是本发明实例的主要零部件分解示意图。

其中：1—机翼、2—旋翼安装结构、3—机架组件、4—撑杆组件、5—旋翼动力单元、6—上梁、7—后接头、8—下梁、9—前接头、10—快卸销、11—撑杆、12—安装座、13—发动机、14—螺旋桨。

具体实施方式

参见图1—图3，下面将结合附图和具体实施方式对本发明实例作进一步的详细说明。

本发明旋翼安装结构主要由机架组件、撑杆组件和旋翼动力单元组成：

1、机架组件：安装固定在机翼结构上，提供撑杆组件的安装接口。机架组件构成主要包括上梁、下梁、前接头和后接头。机架组件通过上梁、下梁包裹机翼翼型，上梁、下梁与机翼表面为曲面贴合，上梁、下梁外表面连续光顺，沿航向流线型设计。前接头、后接头分别位于机架组件的最前端和最后端，并与上梁、下梁固连。

2、撑杆组件：安装固定在机架组件上，提供旋翼动力单元的安装接口。撑杆组件构成主要包括撑杆和安装座。撑杆为空心杆状结构，长度参考旋翼尺寸确定。撑杆一端连接机架组件，一端连接安装座。安装座用于安装旋翼动力单元，机械接口根据旋翼动力单元安装需求协调设计。

3、旋翼动力单元：安装固定在撑杆组件上，提供旋翼动力输出。旋翼动力单元构成主要包括发动机和螺旋桨。根据总体设计，发动机可以选用电动机或燃油发动机等形式。螺旋桨结构可以选用两叶桨或多叶桨，螺旋桨方向可以是正桨或反桨。

机架组件与机翼之间、旋翼动力单元与撑杆组件之间均为设计分离面，使用中不拆卸，仅在系统出现故障需要检修时拆卸。撑杆组件与机架组件之间为使用分离面，可采用快装快卸设计，拆卸分离后可减小部件尺寸，便于无人机部件装箱或装车。

图1为本发明实例安装效果图，旋翼安装结构2通过夹持的方式固定在机翼1的指定截面位置。安装效果简洁，不破坏机翼结构整体性。图2为本发明实例的组件分解示意图，旋翼安装结构2分为机架组件3、撑杆组件4和旋翼动力单元5。前撑杆组件和后撑杆组件采用模块化设计，具有互换性。使用维护时为便于部件装车或装箱，将撑杆组件4和旋翼动力单元5作为一个整体部件拆装。

图3为主要零部件分解示意图，机架组件3组成包括上梁6、后接头7、下梁8和前接头9。上梁6和下梁8的航向外形采用流线型设计，最大化减小气动阻力。上梁6和下梁8上下包裹机翼1，与机翼1外表面融合过渡，最大化减小部件气动干扰阻力。上梁6和下梁8采用中空带翻边设计，保证结构强度的同时，最大化减小结构重量，并将旋翼载荷通过面接触的形式传递给机翼1。前接头9和后接头7装配在上梁6和下梁8内测，将旋翼载荷传递至上梁6和下梁8。撑杆组件4组成包括快卸销10、撑杆11和安装座12。撑杆11为薄壁柱状结构，可承受旋翼动力单元5传递的各种载荷。撑杆11一侧连接安装座12，另一侧与机架组件3对接，撑杆11通过快卸销10安装固定在机架组件3的前接头9或后接头7上。旋翼动力单元5构成包括发动机13和螺旋桨14，本实例中发动机13选用无刷电机，螺旋桨14选用双叶定距桨。

本发明的上述实施方式不能认为是对本发明权利要求所作的限制，如果本领域的技术人员通过本发明的启发不需要创造性的劳动做出相应的变化，都应该落入本发明权利要求的保护范围内。

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