CN103264771A - 一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，有两种实施方案。方案一包括一个安装底座和一个弹性结构，安装底座的一端与电机通过螺栓连接，安装底座的另一端与弹性结构通过螺纹连接，弹性结构与飞行器牢固粘接。方案二包括一种改进结构的电机和一个弹性结构。电机与弹性结构通过螺纹连接，弹性结构与飞行器牢固粘接。当电机工作时，转子的反扭矩使弹性结构与方案一中安装底座或方案二中电机之间的螺纹连接产生自锁。本发明所述的安装结构具备散热、防撞击、减振功能，提高了飞行器电机拆装效率，消除了电机脱落的隐患，延长了飞行器单次作业时间。
Description
技术领域
本发明公开了一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，属于航空机电技术领域。
背景技术
飞行器的主动力一般由热机或电机提供。电机的噪声通常比热机的小很多，使得电动飞行器具有更强的隐蔽性，特别是中小型电动飞行器。此特性使得电动飞行器在战场上有较高生存能力，在民用上对环境的影响更小。此外，热机的燃料通常易燃易爆，所以电动飞行器相对来说更为安全。
电机是电动飞行器动力系统的核心部件，电机的安装方法更是关系飞行器的整体性能。电机与机身的连接既要紧固可靠，又要便于拆装，以便于电机的更换和检修。提高电机飞行器动力系统的拆装和维护的效率，在电机飞行器民用时就是提高竞争力，在电机飞行器军用时就是提高战斗力。电动飞行器电机的工作电流很大，其工作会时产生很大的热量。该热量如果不能及时疏散，轻则影响飞行器单次作业时间，重则烧坏电机线圈，导致飞行器坠毁。电机工作时产生的振动可能使飞行器与动力系统之间的连接松动，进而导致电机脱落。机械自锁是一种经济且安全的连接方法且有许多成功的应用范例，利用自锁原理设计电机与飞行器的螺纹连接，可消除电机脱落的隐患。另外，电机工作时的振动如果传导到飞行器上的航拍设备或飞行控制设备上，轻则影响航拍性能，重则导致飞行器失去控制。飞行器降落失误时有发生，对于轴线前拉的电动飞行器，通常是电机撞地，如果动力安装结构没有缓冲防撞功能，很可能会导致飞行器损坏。
轴线前拉电动飞行器的动力安装的现有结构，如图1、图2、图3和图4所示，电机通过螺栓与电机支架连接，电机支架再通过螺栓固定在一块板材上，板材被卡扣或粘合在飞行器主体上。现有结构存在螺栓松动导致电机脱落的隐患，电机拆装不方便，并且没有考虑散热、减振、防撞等问题。
为解决轴线前拉电动飞行器的动力安装的现有结构中存在的问题，本发明提出了一种新的轴线前拉电动飞行器的动力安装结构。
发明内容
本发明的目的在于，为克服现有技术的不足，提供一种简单可靠、拆装方便、有散热、减振和防撞功能的轴线前拉电动飞行器的动力安装结构。
本发明采用如下技术方案：
一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，有两种实施方案。方案一包括一个安装底座和一个弹性结构。安装底座上设置有底座底板和底座外圈，底座底板上设置有可让电机贯通轴无障碍通过的中心大圆孔以及与电机定子上螺孔相配合的小圆孔，小圆孔之间设置有减重孔，底座外圈内侧设置有与电机的转子输出扭矩反向的螺纹，底座外圈外侧设置有散热片。弹性结构的一端设置有与底座外圈内侧螺纹相配合的螺纹，弹性结构的另一端设置为具有与飞行器机头完全贴合的粘接面的凹槽。用螺栓穿过底座底板上小圆孔拧入电机定子的螺孔使安装底座的一端与电机连接，安装底座的另一端与弹性结构通过相配合的螺纹进行连接，弹性结构的粘接面上涂上粘合剂后和飞行器牢固粘接。当电机工作时，转子的反扭矩使得安装底座与弹性结构之间的螺纹连接越来越紧，产生自锁。方案二包括一种改进结构的电机和一个弹性结构。改进结构的电机的定子上设置有筒状突出部，突出部内侧设置有与电机转子输出扭矩反向的螺纹，突出部外侧设置有散热片。弹性结构的一端设置有与筒状突出部内侧螺纹相配合的螺纹，弹性结构的另一端设置为具有与飞行器完全贴合的粘接面的凹槽。电机与弹性结构通过相配合的螺纹进行连接，弹性结构的粘接面上涂上强力粘合剂后和飞行器牢固粘接。当电机工作时，转子的反扭矩使得电机与弹性结构之间的螺纹连接越来越紧，产生自锁。
方案一中的安装底座由高强度铝合金材料制造，高强度铝合金材料可保证安装底座有较高的机械强度并且质量较小，还能使散热片有较好的热传导率。
方案一中的底座底板上小圆孔的位置分布和电机定子上螺孔的位置分布保持一致，小圆孔的个数与电机定子上螺孔的个数相等，以便螺栓穿过小圆孔拧入电机定子的螺孔。
方案一中的减重孔的个数和位形的设置要尽量减轻安装底座重量又不影响安装底座的结构强度。
方案一中的散热片绕中心大圆孔周向均布排列，其尺寸和个数的设置既要符合散热要求，又不至于对飞行器气动性能产生过大影响。
方案一和方案二中的弹性结构是选用PET塑料制造的空心薄壁壳体，与飞行器粘接的部分的外形设置为凹槽，以便节省飞行器内部空间。
方案二中的筒状突出部与电机定子由高强度铝合金材料整体铸造，一体化铸造能更有效地将电机线圈的热量传导到散热片上，高强度铝合金材料可保证突出部有较高的机械强度并且质量较小，还能使散热片有较好的热传导率。
方案二中的散热片在筒状突出部外侧绕电机中心轴周向均布排列，其尺寸和个数的设置既要符合散热要求，又不至于对飞行器气动性能产生过大影响。
本发明的有益效果是：1）简化了电动飞行器的电机拆装程序，提高了拆装效率；2）利用螺纹连接的自锁消除了传统结构中螺栓松动导致电机脱落的安全隐患；3）本发明中的弹性结构能有效减少电机振动对机身的影响，具有减振功能；4）本发明中的弹性结构可以缓冲飞行器降落失误时的撞击力，降低机头损毁的风险；5）本发明集成了散热功能，可降低电机线圈烧坏的风险，延长飞行器单次作业时间。
附图说明
图1是现有结构中电机与电机支架的安装图。
图2是现有结构中电机、电机支架和板材的安装图。
图3是现有结构中电机、电机支架、板材和机身的连接图。
图4是图3中A区放大图。
图5是本发明方案一中的安装底座。
图6是本发明方案二中的改进结构的电机。
图7是本发明中的弹性结构。
图8是本发明方案一中的安装底座与电机的安装图。
图9是本发明方案一中的电机、安装底座与弹性结构的安装图。
图10是本发明方案二中的电机与弹性结构的安装图。
图11是本发明实现方式中的弹性结构与机身的连接图。
图中：1、电机，2、定子，3、转子，4、贯通轴，5、电机支架，6、螺栓Ⅰ，7、螺栓Ⅱ，8、板材，9、机身，10、安装底座，11、底座底板，12、底座外圈，13、中心大圆孔，14、小圆孔，15、减重孔，16、散热片，17、螺纹Ⅰ，18、弹性结构，19、螺纹Ⅱ，20、凹槽
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
轴线前拉电动飞行器的动力安装的现有结构：如图1所示，电机1与电机支架5通过螺栓Ⅰ6连接；如图2所示，电机支架5再与板材8通过螺栓Ⅱ7连接；如图3所示，电机1、电机支架5、板材8和机身9组装连接；图4是图3中A区的放大图，板材8卡扣或粘合在机身9上。现有结构存在螺栓松动导致电机脱落的隐患，电机拆装不方便，并且没有考虑散热、减振、防撞等问题。
本发明所述方案一中安装底座使用高强度铝合金制造。如图5所示，本发明所述的飞行器电机的安装底座10包括底座底板11和底座外圈12。底座底板11上有一个可以让电机1的贯通轴4穿过的中心大圆孔13、与电机定子上螺孔相配合的小圆孔14，小圆孔14之间有减重孔15。底座外圈12外侧有均布的散热片16，内侧有与电机转子3输出扭矩反向的螺纹Ⅰ17。
如图6所示，本发明所述方案二中改进结构的电机，在定子2上设置有筒状突出部，突出部内侧有与电机转子3反向的螺纹Ⅰ17，外侧有均布的散热片16。
如图7所示，方案一和方案二中的弹性结构18为薄壁空心壳体，其一端有与螺纹Ⅰ17相配合的螺纹Ⅱ19，另一端设置有为节省机内空间而设计的凹槽20。
如图8所示，方案一中安装底座10的一端与电机1通过螺栓Ⅰ6相连接；如图9所示，方案一中安装底座10的另一端通过底座外圈内侧的螺纹Ⅰ17以及弹性结构18的螺纹Ⅱ19与弹性结构18相连接。
如图10所示，方案二中电机1通过定子2上筒状突出部内侧的螺纹Ⅰ17以及弹性结构18的螺纹Ⅱ19直接与弹性结构18连接。
如图11所示，弹性结构18的粘接面上涂上聚苯乙烯泡沫胶后与机身9粘合。
弹性结构与机身牢固粘接成一体后，方案一中电机与安装底座连接牢固后可作为整体通过底座外圈内侧的螺纹和弹性结构的螺纹与弹性结构连接，方案二中电机可通过定子上螺纹和弹性结构的螺纹直接与弹性结构连接。相比螺栓连接，螺纹连接的拆装无需工具，而且更为快捷、方便。弹性结构选用PET塑料制造成空心薄壁壳体，具有很高的抗拉刚度和抗扭刚度，较小的抗压刚度，既保证了该结构能将电机的拉力和扭矩传导到飞行器主体，又能缓冲飞行器降落失误时的撞击力。空心薄壁壳体的PET塑料弹性结构与空气有很大的接触面积，电机振动的能量可以有效地通过弹性结构耗散到空气中，即弹性结构降低了电机振动对飞行器主体的影响。弹性结构上设置的凹槽的外形由飞行器机头内部形状决定，使得弹性结构具有与飞行器完全贴合的较大面积的粘接面，大面积的粘接面可以增强电机和飞行器的连接。飞行器动力安装的现有机构中没有考虑电机散热问题，为防止电机因过热烧毁只能缩短飞行器单次作业时间。所以本发明既降低了电机线圈烧坏的风险又延长了飞行器单次作业时间。
Claims (8)
1.一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，其特征在于：有两种实施方案；方案一包括一个安装底座和一个弹性结构；安装底座上设置有底座底板和底座外圈，底座底板上设置有可让电机贯通轴无障碍通过的中心大圆孔以及与电机定子上螺孔相配合的小圆孔，小圆孔之间设置有减重孔，底座外圈内侧设置有与电机的转子输出扭矩反向的螺纹，底座外圈外侧设置有散热片；弹性结构的一端设置有与底座外圈内侧螺纹相配合的螺纹，弹性结构的另一端设置为具有与飞行器机头完全贴合的粘接面的凹槽；用螺栓穿过底座底板上小圆孔拧入电机定子的螺孔使安装底座的一端与电机连接，安装底座的另一端与弹性结构通过相配合的螺纹进行连接，弹性结构的粘接面上涂上粘合剂后和飞行器牢固粘接；当电机工作时，转子的反扭矩使得安装底座与弹性结构之间的螺纹连接越来越紧，产生自锁；方案二包括一种改进结构的电机和一个弹性结构；改进结构的电机的定子上设置有筒状突出部，突出部内侧设置有与电机转子输出扭矩反向的螺纹，突出部外侧设置有散热片；弹性结构的一端设置有与筒状突出部内侧螺纹相配合的螺纹，弹性结构的另一端设置为具有与飞行器完全贴合的粘接面的凹槽；电机与弹性结构通过相配合的螺纹进行连接，弹性结构的粘接面上涂上粘合剂后和飞行器牢固粘接；当电机工作时，转子的反扭矩使得电机与弹性结构之间的螺纹连接越来越紧，产生自锁。
2.根据权利1所述的一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，其特征在于：方案一中的安装底座由高强度铝合金材料制造。
3.根据权利1所述的一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，其特征在于：方案一中的底座底板上小圆孔的位置分布和电机定子上螺孔的位置分布保持一致，小圆孔的个数与电机定子上螺孔的个数相等。
4.根据权利1所述的一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，其特征在于：方案一中的减重孔的个数和位形的设置要尽量减轻安装底座重量又不影响安装底座的结构强度。
5.根据权利1所述的一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，其特征在于：方案一中的散热片绕中心大圆孔周向均布排列。
6.根据权利1所述的一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，其特征在于：方案一和方案二中的弹性结构是选用PET塑料制造的空心薄壁壳体，与飞行器粘接的部分的外形设置为凹槽，以便节省飞行器内部空间。
7.根据权利1所述的一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，其特征在于：方案二中的筒状突出部与电机定子由高强度铝合金材料整体铸造。
8.根据权利1所述的一种轴线前拉电动飞行器的动力安装结构，其特征在于：方案二中的散热片在筒状突出部外侧绕电机中心轴周向均布排列。
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