CN103434644B - 一种四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合，设备仓（3）、悬臂（4）和电机仓（5）为一体结构，由从外至内依次布置的航空无碱玻璃布层（b）、高密度玻璃布层（c）、第一碳纤维层（d）、蜂窝层（e）和第二碳纤维层（f）组成；所述电机仓（5）的下端具有圆环形的内翻边（7），并在每个电机仓（5）内均设置有电机（6），每个电机仓（5）的上方均设置有按圆周均匀分布的第一叶片（1）和第二叶片（2），两块叶片的根部交错卡接在一起，并固定安装在电机（6）的输出轴上。本发明一方面造型简单、结构紧凑、重量较轻、强度可靠、不易损坏；另一方面，电机及螺旋桨的安装拆卸既方便又快捷，有利于叶片的包装运输及更换。

Description

一种四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合

技术领域

本发明属于农用飞行器技术领域，具体地说，特别涉及四轴农用飞行器上的机身与旋翼组合。

背景技术

随着社会的发展，科技的进步，农田大范围地喷洒农药、施肥等工作逐步由无人飞行器来完成。现有的农用无人飞行器结构复杂、体积庞大、重量较重，严重制约了其大规模地推广应用。以农用飞行器上的旋翼和机身为例，现有机身体积和重量大、容易损坏，加工制作比较困难。同时，旋翼不仅装配复杂，费时费力，而且旋翼电机占用的空间大，会增大整个飞行器的高度尺寸。除此之外，旋翼及电机安装结构复杂，安装工艺繁琐，安装过程费时费力，不利于节约生产成本；螺旋桨的两块叶片通常为一体结构，包装及运输所占用的空间大、成本高，当出现叶片被损坏的情况时，螺旋桨只能整体报废，从而带来资源的浪费，增加了使用成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种结构强度好、拆装方便快捷的四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合。

本发明的技术方案如下：一种四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合，包括第一叶片（1）、第二叶片（2）、设备仓（3）、悬臂（4）、电机仓（5）和电机（6），其关键在于：所述设备仓（3）位于中间位置，该设备仓（3）为上端敞口下端封闭的鼓形，在所述设备仓（3）的外围设置有四个按圆周均匀分布的悬臂（4），该悬臂（4）为空心结构，悬臂（4）的截面从内端往外端的方向逐渐减小，所述悬臂（4）的内端与设备仓（3）的环壁连为一体，在每个悬臂（4）的外端均设置有电机仓（5），所述设备仓（3）、悬臂（4）和电机仓（5）为一体结构，由从外至内依次布置的航空无碱玻璃布层（b）、高密度玻璃布层（c）、第一碳纤维层（d）、蜂窝层（e）和第二碳纤维层（f）组成；所述电机仓（5）的下端具有圆环形的内翻边（7），在内翻边（7）的中心形成有中心孔，在每个所述电机仓（5）内均设置有电机（6），该电机（6）的底部具有定位盘（9），所述定位盘（9）的外围均匀分布有四个支耳（10），各支耳（10）与内翻边（7）的底面相贴合，并通过第一螺钉（8）固定；在每个电机仓（5）的上方均设置有按圆周均匀分布的第一叶片（1）和第二叶片（2），两块叶片的根部交错卡接在一起，并固定安装在电机（6）的输出轴上。

本发明中的机身由设备仓、悬臂和电机仓组成，设备仓为鼓形，此设计不但造型美观，高度尺寸小、体积和重量轻，而且内部空间大，可在设备仓内安装自动驾驶仪和控制药泵的电子调速器。整个机身造型简单，加工制作容易，体积小巧；不但重量较轻，能有效减轻飞行器的重量，而且结构强度可靠、不易发生损坏。机身由复合材料制成，一方面重量轻，能有效减轻飞行器的重量，另一方面，结构强度可靠，不易发生损坏。悬臂为中空结构，横截面为椭圆形，受力好，强度可靠，能够确保设备仓与电机仓之间连接牢靠。电机布置于专门设置的四个电机仓内，且电机通过四颗螺钉进行固定，一方面安装工艺简单，拆装方便、快捷；另一方面，电机及电机仓结构紧凑，占用空间小，能够有效减小飞行器的体积。

本发明将叶片设置为分体式结构，两块叶片的根部交错卡接后安装在电机的输出轴上，这样一方面安装及拆卸既方便又快捷；另一方面，能够简化两块叶片与电机连接的工艺，使安装过程省时省力，并能确保连接的牢靠性。另外，单块叶片在包装及运输过程中所占用的空间较小，包装和运输的成本较低；如果在使用过程中某块叶片发生损坏，只需将该叶片更换即可，而不必整个螺旋桨报废，从而有效降低了使用成本。

在所述第一叶片（1）的根部沿长度方向开设有第一开口（11），该第一开口（11）将第一叶片（1）的根部分为上下错位的第一上定位台（12）和第一下定位台（13），在所述第二叶片（2）的根部沿长度方向开设有第二开口（11’），该第二开口（11’）将第二叶片（2）的根部分为上下错位的第二上定位台（12’）和第二下定位台（13’），所述第一叶片（1）的第一上定位台（12）叠加在第二叶片（2）的第二下定位台（13’）上面，第二叶片（2）的第二上定位台（12’）叠加在第一叶片（1）的第一下定位台（13）上面，使两块叶片的根部交错卡接在一起。以上结构不仅造型简单，加工制作容易，而且两叶片通过定位台错位卡接，拆装便捷，连接既牢固又可靠。

为了方便定位，使组装更快捷，在所述第一上定位台（12）和第一下定位台（13）的相对面上均开设有一个半圆形的第一缺口（14），第二上定位台（12’）和第二下定位台（13’）的相对面上均开设有一个半圆形的第二缺口（14’），两块叶片上的第一缺口（14）和第二缺口（14’）共同组成一个定位孔；在所述电机仓（5）上端的中部开有一个过孔（15），电机（6）的输出轴穿过电机仓（5）上端的过孔（15），并在电机（6）的输出轴上固设一根定位销（17），该定位销（17）由下往上穿过两块叶片根部所形成的定位孔。

为了实现两块叶片与电机输出轴的牢固连接，在所述第一上定位台（12）和第一下定位台（13）上分别设置有多个第一安装孔（18），第二上定位台（12’）和第二下定位台（13’）上分别设置有多个第二安装孔（18’），第一上定位台（12）上的第一安装孔（18）分别位于第二下定位台（13’）上的第二安装孔（18’）的正上方，第二上定位台（12’）上的第二安装孔（18’）分别位于第一下定位台（13）上的第一安装孔（18）的正上方，以上安装孔形成多个按圆周均匀分布的装配孔，第二螺钉（19）穿过该装配孔并伸入电机（6）的输出轴中，将两块叶片与电机（6）的输出轴固定在一起。

在所述第一叶片（1）和第二叶片（2）根部结合处的顶部压装有压盘（20），该压盘（20）对应装配孔的位置均设有过孔，第二螺钉（19）从压盘（20）上的过孔中穿过。此设计能够更为牢固地将两块叶片同电机的输出轴进行连接。

所述第一叶片（1）和第二叶片（2）均为马刀形。此设计不但外形美观，而且具有良好的使用性能。

所述支耳（10）为半圆形，并与定位盘（9）为一体结构。此结构能使支耳与定位盘的连接更为牢固。

为了美化外观、增强耐磨性，在所述航空无碱玻璃布层（b）的外表面涂覆有环氧漆层（a）。

有益效果：本发明一方面造型简单、结构紧凑、重量较轻、强度可靠、不易损坏；另一方面，电机及螺旋桨的安装拆卸既方便又快捷，有利于叶片的包装运输及更换，具有设计新颖、结构简单、改造容易、改造成本低等特点，在各种类型的飞行器上均适用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为两块叶片组装后的俯视图。

图3为两块叶片的布置示意图。

图4为第一叶片的结构示意图。

图5为第二叶片的结构示意图。

图6为图4的A-A剖视图。

图7为图5的B-B剖视图。

图8为两块叶片根部对接后交错的示意图。

图9为机身的结构示意图。

图10为两块叶片与电机输出轴的连接示意图。

图11为电机仓的俯视图。

图12为图10的仰视图。

图13为机身的层状结构图，也是悬臂的截面视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1-图13所示，本发明由第一叶片1、第二叶片2、设备仓3、悬臂4、电机仓5、电机6、定位盘9和压盘20等构成。其中，设备仓3位于中间位置，该设备仓3为上端敞口下端封闭的鼓形，并由环壁和底壁组成。在所述设备仓3的外围设置有四个按圆周均匀分布的悬臂4，该悬臂4为空心结构，悬臂4的截面从内端往外端的方向逐渐减小。所述悬臂4的轴心线与设备仓3的轴心线相垂直，悬臂4的内端与设备仓3的环壁连为一体，在每个悬臂4的外端均设置有电机仓5，该电机仓5的轴心线与设备仓3的轴心线平行。所述设备仓3、悬臂4和电机仓5为一体结构，由复合材料制成，厚度优选为6mm。复合材料的层状结构从外至内依次为航空无碱玻璃布层b、高密度玻璃布层c、第一碳纤维层d、蜂窝层e和第二碳纤维层f。所述航空无碱玻璃布层b的厚度优选为0.08mm，在航空无碱玻璃布层b的外面涂覆有环氧漆层a，环氧漆层a的厚度优选为0.05mm。所述高密度玻璃布层c的厚度为0.1mm。

如图1、图10、图12所示，在所述电机仓5的下端具有圆环形的内翻边7，该内翻边7的中心形成有中心孔，在每个所述电机仓5内均设置有电机6，该电机6的底部具有定位盘9，所述定位盘9的外围均匀分布有四个支耳10，该支耳10为半圆形，并与定位盘9为一体结构，各支耳10与内翻边7的底面相贴合，并通过从下往上穿设的第一螺钉8固定。

如图1-图12所示，在每个电机仓5的上方均设置有两块叶片，分别为第一叶片1和第二叶片2，且第一叶片1和第二叶片2按圆周均匀分布。所述第一叶片1和第二叶片2均优选为马刀形，并均由碳纤维复合材料制成。在所述第一叶片1的根部沿长度方向开设有第一开口11，该第一开口11将第一叶片1的根部分为上下错位的第一上定位台12和第一下定位台13。在所述第二叶片2的根部沿长度方向开设有第二开口11’，该第二开口11’将第二叶片2的根部分为上下错位的第二上定位台12’和第二下定位台13’，所述第一叶片1的第一上定位台12叠加在第二叶片2的第二下定位台13’上面，第二叶片2的第二上定位台12’叠加在第一叶片1的第一下定位台13上面，第一叶片1和第二叶片2通过根部定位台交错卡接在一起。所述第一叶片1的第一上定位台12的底面与第一下定位台13的顶面基本平齐，所述第二叶片2的第二上定位台12’的底面与第二下定位台13’的顶面基本平齐。

如图1-图12所示，在所述第一上定位台12和第一下定位台13的相对面上均开设有一个半圆形的第一缺口14，第二上定位台12’和第二下定位台13’的相对面上均开设有一个半圆形的第二缺口14’，两块叶片上的第一缺口14和第二缺口14’共同组成一个定位孔；在所述电机仓5上端的中部开有一个过孔15，八个按圆周均匀分布的散热孔16环绕在所述过孔15的外围，散热孔16优选为椭圆形，不仅美观性好，而且易于加工制作，且不会破坏电机仓的结构强度。电机6的输出轴向上穿过过孔15，在电机6的输出轴上固设一根定位销17，所述定位销17的轴心线与电机6输出轴的轴心线在一条直线上，该定位销17由下往上穿过两块叶片根部所形成的定位孔。

如图1-图12所示，在所述第一上定位台12和第一下定位台13上分别设置有多个第一安装孔18，在本实施例中，在第一上定位台12和第一下定位台13上分别优选设置3个第一安装孔18；第二上定位台12’和第二下定位台13’上分别设置有多个第二安装孔18’，在本实施例中，第二上定位台12’和第二下定位台18’上分别优选设置3个安装孔。第一上定位台12上的第一安装孔18分别位于第二下定位台13’上的第二安装孔18’的正上方，第二上定位台12’上的第二安装孔18’分别位于第一下定位台13上的第一安装孔18的正上方，以上6个安装孔形成按圆周均匀分布的装配孔。

如图1、图2、图10所示，在所述第一叶片1和第二叶片2根部结合处的顶部压装有压盘20，该压盘20对应装配孔的位置均设有过孔。6颗第二螺钉19与两块叶片根部形成的6个装配孔一一对应，第二螺钉19依次穿过压盘20上的过孔以及两块叶片根部形成的装配孔，并伸入电机6的输出轴中，将两块叶片与电机6的输出轴固定在一起。在压盘20对应两块叶片根部所形成的定位孔位置设有中心孔，定位销17由下往上穿过两块叶片根部所形成的定位孔，并伸入压盘20的中心孔中。

Claims (6)

1.一种四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合，包括第一叶片(1)、第二叶片(2)、设备仓(3)、悬臂(4)、电机仓(5)和电机(6)，其特征在于：所述设备仓(3)位于中间位置，该设备仓(3)为上端敞口下端封闭的鼓形，在所述设备仓(3)的外围设置有四个按圆周均匀分布的悬臂(4)，该悬臂(4)为空心结构，悬臂(4)的截面从内端往外端的方向逐渐减小，所述悬臂(4)的内端与设备仓(3)的环壁连为一体，在每个悬臂(4)的外端均设置有电机仓(5)，所述设备仓(3)、悬臂(4)和电机仓(5)为一体结构，由从外至内依次布置的航空无碱玻璃布层(b)、高密度玻璃布层(c)、第一碳纤维层(d)、蜂窝层(e)和第二碳纤维层(f)组成；所述电机仓(5)的下端具有圆环形的内翻边(7)，在内翻边(7)的中心形成有中心孔，在每个所述电机仓(5)内均设置有电机(6)，该电机(6)的底部具有定位盘(9)，所述定位盘(9)的外围均匀分布有四个支耳(10)，所述支耳(10)为半圆形，并与定位盘(9)为一体结构，各支耳(10)与内翻边(7)的底面相贴合，并通过第一螺钉(8)固定；在每个电机仓(5)的上方均设置有按圆周均匀分布的第一叶片(1)和第二叶片(2)，两块叶片的根部交错卡接在一起，并固定安装在电机(6)的输出轴上；

在所述第一叶片(1)的根部沿长度方向开设有第一开口(11)，该第一开口(11)将第一叶片(1)的根部分为上下错位的第一上定位台(12)和第一下定位台(13)，在所述第二叶片(2)的根部沿长度方向开设有第二开口(11’)，该第二开口(11’)将第二叶片(2)的根部分为上下错位的第二上定位台(12’) 和第二下定位台(13’)，所述第一叶片(1)的第一上定位台(12)叠加在第二叶片(2)的第二下定位台(13’)上面，第二叶片(2)的第二上定位台(12’)叠加在第一叶片(1)的第一下定位台(13)上面，使两块叶片的根部交错卡接在一起。

2.根据权利要求书1所述的四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合，其特征在于：在所述第一上定位台(12)和第一下定位台(13)的相对面上均开设有一个半圆形的第一缺口(14)，第二上定位台(12’)和第二下定位台(13’)的相对面上均开设有一个半圆形的第二缺口(14’)，两块叶片上的第一缺口(14)和第二缺口(14’)共同组成一个定位孔；在所述电机仓(5)上端的中部开有一个过孔(15)，电机(6)的输出轴穿过电机仓(5)上端的过孔(15)，并在电机(6)的输出轴上固设一根定位销(17)，该定位销(17)由下往上穿过两块叶片根部所形成的定位孔。

3.根据权利要求书2所述的四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合，其特征在于：在所述第一上定位台(12)和第一下定位台(13)上分别设置有多个第一安装孔(18)，第二上定位台(12’)和第二下定位台(13’)上分别设置有多个第二安装孔(18’)，第一上定位台(12)上的第一安装孔(18)分别位于第二下定位台(13’)上的第二安装孔(18’)的正上方，第二上定位台(12’)上的第二安装孔(18’)分别位于第一下定位台(13)上的第一安装孔(18)的正上方，以上安装孔形成多个按圆周均匀分布的装配孔，第二螺钉(19)穿过该装配孔并伸入电机(6)的输出轴中，将两块叶片与电机(6)的输出轴固定在一起。

4.根据权利要求书3所述的四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合，其特 征在于：在所述第一叶片(1)和第二叶片(2)根部结合处的顶部压装有压盘(20)，该压盘(20)对应装配孔的位置均设有过孔，第二螺钉(19)从压盘(20)上的过孔中穿过。

5.根据权利要求书1至4任一所述的四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合，其特征在于：所述第一叶片(1)和第二叶片(2)均为马刀形。

6.根据权利要求书1至4任一所述的四轴农用飞行器复合式机身与旋翼组合，其特征在于：在所述航空无碱玻璃布层(b)的外表面涂覆有环氧漆层(a)。