CN106005369B - 一种无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机，包括机翼以及位于所述机翼的两端的翼尖小翼或垂尾，所述翼尖小翼或垂尾可免工具徒手快速拆装并自动定位和锁紧地卡扣在所述机翼的端部。本发明通过可拆卸结构的翼尖小翼或垂尾设计，可以很方便就可以将翼尖小翼或垂尾从卡扣状态拆解下来，实现了免工具徒手快速拆装并自动定位和锁紧。拆解下来的翼尖小翼或垂尾可以与机翼叠置水平放置在运输箱中，降低了运输箱用于容纳高度方向伸出的翼尖小翼或垂尾的高度，缩小了体积，水平放置的翼尖小翼和垂尾与机翼相互脱离，运输过程中不需要担心二者相互错位导致的应力损伤，降低了运输重量，提高了无人机的便携性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人机的改进结构，尤其是一种具有便于拆卸的位于机翼两端的垂尾或者翼尖小翼的无人机。
背景技术
中国专利201320090583.2中公开了一种无人机，该无人机包括与机身融为一体的机翼以及位于机翼两端的向下的垂尾(也可以称为翼尖小翼)，机身下部设置有用于降落的降落伞仓，无人机降落时打开降落伞，无人机仰面朝上背部着陆，利用降落伞减缓无人机自由下落的速度，以避免损坏。上述无人机结构紧凑，易于弹射起飞，可广泛用于测绘、空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。
当然，该无人机虽然具有结构体积小，易于携带投送的优点，但是其翼展仍然接近有一米左右，再加上垂尾或者翼尖小翼垂直于机翼，使得该无人机并不是呈平面状态，运输和存放的时候需要特别留意突出的垂尾或者翼尖小翼避免碰撞而损坏。因此需要设计专门的箱子放置无人机，尤其是需要留出足够的高度以容纳垂尾或者翼尖小翼，导致箱子的厚度变得很大，非常不便于火车或者航空运输，而且托运过程中也需要对垂尾或者翼尖小翼进行特别固定，以避免搬运过程中垂尾或者翼尖小翼相对机翼错位导致应力损伤，额外增加了结构重量，导致无人机的携带性大打折扣。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无人机，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种无人机，包括机翼以及位于所述机翼的两端的翼尖小翼或垂尾，所述翼尖小翼或垂尾可免工具徒手快速拆装并自动定位和锁紧卡扣在所述机翼的端部。
优选地，所述翼尖小翼或垂尾上设置有至少两个卡扣孔，所述机翼的端部对应设置有从所述机翼的端部伸出并与所述卡扣孔卡扣的卡销。
优选地，所述卡扣孔包括相互连通的第一孔和长圆孔，所述第一孔的直径大于所述长圆孔的直径，所述长圆孔相对于所述第一孔邻近所述机翼的前缘设置。
优选地，所述卡销包括销杆以及位于所述机翼外部的所述销杆的外端的螺帽，所述螺帽的直径小于所述第一孔的直径并大于所述长圆孔的直径，所述销杆的直径小于所述第一孔以及所述长圆孔的直径。
优选地，所述机翼的末端设置有一个肋板，所述肋板上设置有供所述销杆穿过的销孔，所述销孔的直径大于所述销杆的直径并小于所述螺帽的直径。
优选地，所述肋板上进一步设置有至少一个弹珠孔，所述弹珠孔内设置有一个弹珠，所述弹珠弹性抵顶在所述翼尖小翼或垂尾上设置的顶孔中。
优选地，所述卡销位于所述机翼内部的所述销杆的内端设置有一个卡头，所述卡头和所述肋板的内侧之间设置一个套在所述销杆上的应力扩散套。
优选地，所述机翼内部填充有发泡材料或者加强肋，其中设置有与所述卡销相对应的应力扩散孔，所述卡头抵顶在所述应力扩散孔的底部。
优选地，所述应力扩散套的外表面通过粘胶与所述应力扩散孔固定连接。
优选地，弹珠包括一个底座，所述底座中设置有一个弹簧和一个圆珠；所述底座面向所述翼尖小翼或垂尾的一侧设置有一个凸缘，所述肋板上的弹珠孔对应于所述凸缘设置有一个容纳所述凸缘位于所述肋板的外表面下方的内沉台阶。
本发明通过可拆卸结构的翼尖小翼或垂尾设计，可以很方便就可以将翼尖小翼或垂尾从卡扣状态拆解下来，实现了免工具徒手快速拆装并自动定位和锁紧。拆解下来的翼尖小翼或垂尾可以与机翼叠置水平放置在运输箱中，降低了运输箱用于容纳高度方向伸出的翼尖小翼或垂尾的高度，缩小了体积，水平放置的翼尖小翼和垂尾与机翼相互脱离，运输过程中不需要担心二者相互错位导致的应力损伤，降低了运输重量，提高了无人机的便携性能。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的无人机的俯视状态立体结构示意图；
图2显示的是图1所示无人机的翼尖部分结构分解示意图；
图3显示的是根据本发明的另一个具体实施例的翼尖部分详细分解示意图；
图4显示的是根据本发明的又一个具体实施例的弹珠安装结构剖视图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
如图1所示，其显示的是根据本发明的一个具体实施例的无人机的俯视状态下的立体结构示意图，图中所示无人机总体上用附图标记1来表示，所述无人机1包括与机身10融为一体的机翼20以及位于机翼20两端的翼尖小翼30或垂尾，翼尖小翼30或垂尾自机翼20向机身10的下方延伸。图1中仅仅显示的是无人机的总体结构，省略了安装于机身10的尾部并设置于两个机翼20中间的发动机。通常情况，机身10的内部还设置有相关的操纵电路以及动力结构。
本领域技术人员应当理解，本发明仅仅是以设置在机翼20端部的翼尖小翼30作为示例说明本发明的技术方案，当所述翼尖小翼30也可以同时是所述无人机1的垂尾的情况下，本发明的技术方案也可用于无人机的垂尾来看待，即本发明所公开的技术方案可用于安装在机翼20两端的翼尖小翼30，也可以用于安装在机翼20两端的垂尾，忽略翼尖小翼和垂尾的具体功能，二者在本发明的可拆卸的安装结构上并无本质上的不同。另外，本发明的可拆卸的翼尖小翼或者垂尾的安装结构，既可以用于图示的向下的翼尖小翼或者垂尾，也可以用于向上的翼尖小翼或者垂尾。
下面以翼尖小翼30为例，具体说明本发明与现有技术的不同在于，本发明的翼尖小翼30或垂尾是可拆装地卡扣在机翼20的端部的，如图2所示，其显示的是图1所示无人机的翼尖部分结构分解示意图，图中可见，翼尖小翼30或垂尾上设置有至少两个卡扣孔31(也可以有多个，图中示出了两个)，机翼20的端部对应设置有从机翼20的端部伸出并与卡扣孔31卡扣的卡销21(卡销的数量与卡扣孔相同)，通过将卡销21卡扣在卡扣孔31中即可实现将翼尖小翼30或垂尾可免工具徒手快速拆装地卡扣在机翼20的端部。
进一步地，图3显示的是根据本发明的另一个具体实施例的翼尖部分详细分解示意图，如图所示，卡扣孔31包括相互连通的第一孔311和长圆孔312，第一孔311的直径大于长圆孔312的直径，长圆孔312相对于第一孔311邻近机翼20的前缘设置。
另外，卡销21包括销杆211以及位于机翼20外部的销杆211的外端的螺帽212，螺帽212通过内侧的外螺纹拧入在销杆211的螺纹孔中，螺帽212的直径小于第一孔311的直径并大于长圆孔312的直径，销杆211的直径小于第一孔311以及长圆孔312的直径。
需要将翼尖小翼30或垂尾通过卡扣操作安装在机翼20的端部的时候，首先使翼尖小翼30或垂尾上的卡扣孔31的直径较大的第一孔311对准卡销21的螺帽212，使得螺帽212从第一孔311中穿出到翼尖小翼30或垂尾的外侧。然后将翼尖小翼30或垂尾从机翼20的前缘方向向后缘方向推，使第一孔311向后移动，长圆孔312移动到螺帽212的位置，由于螺帽212的直径大于长圆孔312的直径，因而螺帽212可以将翼尖小翼30或垂尾在长圆孔312的位置处挡住不至于脱开。无人机1在飞行过程中，翼尖小翼30或垂尾受到从前缘到后缘的推力作用，并不会使得翼尖小翼30或垂尾向前运动，因而长圆孔312相对第一孔311邻近机翼20的前缘的位置设计即可将翼尖小翼30或垂尾固定在机翼20的两端。
当无人机1需要运输的时候，通过反向推动翼尖小翼30或垂尾就可以将翼尖小翼30或垂尾从机翼20上完整地拆卸下来。即，拆卸的时候，从机翼20的后缘向前缘方向推动翼尖小翼30或垂尾向前运动，使长圆孔312向前运动，第一孔311移动到螺帽212的位置，由于第一孔311的直径大于螺帽212的直径，因而螺帽212可以从第一孔311中脱离开来，从而很方便就可以将翼尖小翼30或垂尾从卡扣状态拆解下来。拆解下来的翼尖小翼或垂尾可以与机翼叠置水平放置在运输箱中，降低了运输箱用于容纳高度方向伸出的翼尖小翼或者垂尾的高度，缩小了体积，水平放置的翼尖小翼或垂尾与机翼相互脱离，运输过程中不需要担心二者相互错位导致的应力损伤，降低了运输重量，提高了无人机的便携性能。
进一步地，如图3所示，机翼20的末端设置有一个肋板22，肋板22上设置有供销杆211穿过的销孔221，销孔221的直径大于销杆211的直径并小于螺帽212的直径。肋板22可以通过粘接、铆接等方式固定在机翼20的末端，以作为卡扣翼尖小翼30或垂尾的承力部件。卡销21安装的时候，可以将销杆211从肋板22的机翼一侧穿出销孔221，然后将螺帽212拧入到销杆211的螺纹孔中，通过螺帽212大于销孔221的直径挡住销杆211不至于从销孔221中脱开。
在又一个具体实施例中，肋板22上进一步设置有至少一个弹珠孔222，弹珠孔222内设置有一个弹珠223，弹珠223弹性抵顶在翼尖小翼30或垂尾上设置的顶孔32中。
图4显示的是弹珠安装结构剖视图，图中可见弹珠223包括一个底座2231，底座2231中设置有一个弹簧2232和一个圆珠2233；底座2231面向翼尖小翼30或垂尾的一侧设置有一个凸缘2234，肋板22上的弹珠孔222对应于凸缘2234设置有一个容纳凸缘2234位于肋板22的外表面下方的内沉台阶2224。通过内沉台阶2224的设计，可以将弹珠223从肋板22的外侧将弹珠223压入在弹珠孔222而不会露出凸缘2234，仅使得圆珠2233通过弹簧2232顶出在外卡在翼尖小翼30或垂尾的顶孔32中，以提高翼尖小翼30或垂尾与螺帽212之间的摩擦力，避免翼尖小翼30或垂尾轻易从螺帽212下方脱离，增加了结构安全性。同时，弹珠223仅仅只有圆珠2233突出在弹珠孔222外侧，凸缘2234不会妨碍翼尖小翼30或垂尾的前后移动。圆珠2233可以采用尼龙或其他材质制成，推动肋板22进行拆装的时候，圆珠2233可以很方便沿着肋板22滚动，只需要较小的横向力使圆珠2233滚动即可克服弹珠223的弹力作用实现卡扣，而一旦圆珠2233滚动到顶孔32所在的位置落入顶孔32中，圆珠2233与肋板22的点接触就会转变成与顶孔32的边缘的线接触，接触区域变大从而增大了摩擦力，拆解操作的时候需要较大的横向力才能使得圆珠2233脱离顶孔32，从而进一步增加了翼尖小翼30或垂尾从机翼20的端部脱开的难度，提高了卡扣结构的牢固性和安全性，避免了无人机1在飞行操作过程中的翼尖小翼30或垂尾从机翼20的端部意外分离。亦即本实施例的弹珠223以及与之配合的顶孔32的设置可以提供自动定位以及锁紧的功能。
在又一个具体实施例中，卡销21位于机翼20内部的销杆211的内端设置有一个卡头213，卡头213和肋板22的内侧之间设置一个套在销杆211上的应力扩散套214，所述应力扩散套214优选采用低密度的非金属材料制成，例如塑料、尼龙或其他非金属材料。应力扩散套214卡在卡头213和肋板22之间，从而限制了卡销21伸出肋板22的长度，因而通过合适长度的应力扩散套214可以很容易定位卡销21外端的螺帽212的位置，以使螺帽212与肋板22之间的间隙符合设计要求(螺帽212与肋板22之间的间隙太大容易松脱，间隙太小不容易拆装)。同时应力扩散套214的密度小于金属制成的销杆211，利用应力扩散套214可以减轻结构重量。
另外，机翼20内部填充有发泡材料23或者加强肋，其中设置有与卡销21相对应的应力扩散孔231，卡头213抵顶在应力扩散孔231的底部，使得卡销21不会在应力扩散孔231移动。即，装配机翼20的时候，当卡销21装配到肋板22上之后，卡销21还是可以在销孔221中向内侧移动的，此时将肋板22安装在机翼20的端部，使得卡销21的卡头213抵顶在应力扩散孔231的底部，然后通过粘接或者铆接的方式将肋板22与机翼20固定，卡销21就不可以移动了。进一步地，为了提高卡销21与应力扩散孔231的连接牢固性，应力扩散套214的外表面可以通过粘胶与应力扩散孔231固定连接，即装配机翼的时候，可以在应力扩散套214的外表面涂胶，也可以在应力扩散孔231中涂胶，使得卡销21插入到应力扩散孔231中之后，通过粘胶固化将应力扩散套214与应力扩散孔231牢固连接为一体。
另外，为了避免装配间隙，还可以在应力扩散孔231的底部根据卡销长度和应力扩散孔231的深度填充一些材料，例如木块等，以便于定位，同时也降低了精度要求，可以节约一些成本。进一步的，还可以在卡销的应力扩散套的外侧包裹碳纤维管，以提高应力扩散孔231的孔壁强度，避免应力过大时应力扩散孔231的孔壁破碎而损坏机翼。
应力扩散孔231通过容纳卡销21，利用卡销21上的低密度材质的应力扩散套214在不增加太多重量的情况下获得更大的表面积，使得通过卡销21传递的应力可以通过与应力扩散套214的外表面传递给整个应力扩散孔231，也就是在整个应力扩散孔231的长度方向均可以形成与应力扩散套214连接为一体的应力传递通道，从而避免了应力集中在肋板22的销孔221位置，提高了无人机的机翼端部的结构强度和寿命。
尤其的，应力扩散孔231的孔径越大，长度越大，应力扩散的效果越好，然而这却无法通过单纯增加销杆211的长度和直径来获得，由于航空器的重量要求极高，金属材质的销杆211增重太多是不可接受的，因而通过在销杆211外侧套上应力扩散套214，既可以增加长度和直径获得更好的应力扩散效果，又不必担心重量增加太多，同时应力扩散套214还可以对螺帽212的位置进行定位，因而本发明的应力扩散套214的设置可以获得多种混合功能，对本领域技术人员来说是非显而易见的。
综上所述，本发明通过可拆卸结构的翼尖小翼或垂尾设计，可以很方便就可以将翼尖小翼或垂尾从卡扣状态拆解下来，实现了免工具徒手快速拆装并自动定位和锁紧。拆解下来的翼尖小翼或垂尾可以与机翼叠置水平放置在运输箱中，降低了运输箱用于容纳高度方向伸出的翼尖小翼或垂尾的高度，缩小了体积，水平放置的翼尖小翼和垂尾与机翼相互脱离，运输过程中不需要担心二者相互错位导致的应力损伤，降低了运输重量，提高了无人机的便携性能。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种无人机，包括机翼(20)以及位于所述机翼(20)的两端的翼尖小翼(30)或垂尾，所述翼尖小翼(30)或垂尾通过其上的卡扣孔(31)可拆装地卡扣在所述机翼(20)的端部伸出的卡销(21)上；其特征在于，所述卡销(21)包括销杆(211)以及位于所述机翼(20)外部的所述销杆(211)的外端的螺帽(212)，所述卡销(21)位于所述机翼(20)内部的所述销杆(211)的内端设置有一个卡头(213)，所述卡销(21)位于所述机翼(20)内部的所述销杆(211)上套有一个应力扩散套(214)；所述机翼(20)内部填充有发泡材料(23)或者加强肋，其中设置有与所述卡销(21)相对应的应力扩散孔(231)，所述卡头(213)抵顶在所述应力扩散孔(231)的底部。
2.如权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述应力扩散套(214)的外表面通过粘胶与所述应力扩散孔(231)固定连接。
3.如权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述应力扩散套(214)采用低密度的非金属材料制成。
4.如权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述应力扩散套(214)的外侧包裹有碳纤维管。
5.如权利要求4所述的无人机，其特征在于，所述机翼(20)的末端设置有一个肋板(22)，所述肋板(22)上设置有供所述销杆(211)穿过的销孔(221)；所述肋板(22)通过粘接或铆接的方式固定在所述机翼(20)的末端。
6.如权利要求1-5之一所述的无人机，其特征在于，所述翼尖小翼(30)或垂尾上设置有至少两个卡扣孔(31)，所述机翼(20)的端部对应设置有从所述机翼(20)的端部伸出并与所述卡扣孔(31)卡扣的所述卡销(21)。
7.如权利要求6所述的无人机，其特征在于，所述卡扣孔(31)包括相互连通的第一孔(311)和长圆孔(312)，所述第一孔(311)的直径大于所述长圆孔(312)的直径，所述长圆孔(312)相对于所述第一孔(311)邻近所述机翼(20)的前缘设置。
8.如权利要求7所述的无人机，其特征在于，所述螺帽(212)的直径小于所述第一孔(311)的直径并大于所述长圆孔(312)的直径，所述销杆(211)的直径小于所述第一孔(311)以及所述长圆孔(312)的直径。
9.如权利要求5所述的无人机，其特征在于，所述肋板(22)上进一步设置有至少一个弹珠孔(222)，所述弹珠孔(222)内设置有一个弹珠(223)，所述弹珠(223)弹性抵顶在所述翼尖小翼(30)或垂尾上设置的顶孔(32)中。
10.如权利要求9所述的无人机，其特征在于，弹珠(223)包括一个底座(2231)，所述底座(2231)中设置有一个弹簧(2232)和一个圆珠(2233)；所述底座(2231)面向所述翼尖小翼(30)或垂尾的一侧设置有一个凸缘(2234)，所述肋板(22)上的弹珠孔(222)对应于所述凸缘(2234)设置有一个容纳所述凸缘(2234)位于所述肋板(22)的外表面下方的内沉台阶(2224)。
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