CN110104166B - 一种无人机支架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机支架，包括基准外形结构和多个支撑件，所述的基准外形结构为弧形，多个支撑件按一定距离间隔的分布在所述基准外形结构的底部，并分别与基准外形结构连接。本发明结构质量轻、刚度高，能适应于无人机结构，并且其上面有连接孔与定位孔，可以对整个结构进行标定与定位。本发明的整体结构质量轻、刚度高，能适应于无人机结构，并且其上面有连接孔与定位孔，可以对整个结构进行标定与定位。此外，支架支撑件结构可以提供一个坚实的支撑，同时又有减振的作用，使得无人机在飞行阶段能够稳定飞行，并且由于整体结构质量轻，可大大地提高飞行的续航能力。

Description

一种无人机支架

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体地说是一种无人机支架。

背景技术

无人机支架是无人机实现起飞降落功能的主要装置，是保证无人机安全正常飞行的关键部件。因此无人机支架设计在无人机整个设计过程中占有重要地位。无人机支架结构重量通常占无人机正常起飞质量的4％～6％，占无人机结构质量的10％～15％。

现用的无人机支架多是实体的金属结构件，虽然结构强度可以满足实际要求，但导致无人机整体结构质量较大，对于无人机而言自身质量极大程度的影响了有效载荷，续航能力及有效载荷能力是目前无人机面临的巨大挑战，无人机的续航能力与有效载荷能力与质量都密切关联，无人机克服自身质量消耗了动力系统的大部分输出。在航空工业中向来有着“为减轻每一克重量而努力”的工作信条，无人机减重设计十分重要，因此亟待设计一种可以满足无人机结构刚度强度要求又可将质量尽可能的减小的无人机支架。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种无人机支架，减少材料的使用从而减轻无人机重量，提高飞行续航能力。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种无人机支架，包括：

基准外形框架，为一体成型的中空结构，且顶部封闭，底部开放；基准外形框架的两端分别为前端和后端，前端的底部开口宽度小于后端的底部开口，且前端的底部与后端的底部保持在同一水平线上；

支撑部，设置于基准外形框架内部，与基准外形框架连接，用于对基准外形框架进行支撑；该支撑部的底部与基准外形框架的前端底部和后端底部保持在同一水平线上。

所述基准外形框架的顶部外表面为弧线结构；所述基准外形框架底部从后端到前端的部分为弧线结构，且与前端的底部和后端的底部所在水平线无交叉。

在所述基准外形框架的顶部外表面上，对应前端和后端分别设置定位孔，用于无人机支架的固定与定位；在所述基准外形框架的前端和后端的每个端面上分别设置两个连接孔。

所述支撑部包括前端支撑件、后端支撑件以及中部支撑件，中部支撑件设置于前端支撑件和后端支撑件之间。

所述前端支撑件包括前端支撑结构件和前端承载基座，该前端支撑结构件为条形结构件，且该条形结构件对应所述基准外形框架前端的部分宽度小于条形结构件的另一端，使条形结构件置于基准外形框架的中空结构内，且与基准外形框架内侧相抵；前端承载基座与条形结构件的中部通过连接件连接。

所述中部支撑件包括中部支撑结构件和中部承载基座，中部支撑结构件置于所述基准外形框架的中空结构内，一端连接中部承载基座，另一端与基准外形框架顶部内侧相抵。

所述中部支撑结构件包括第一中部支撑结构件和第二中部支撑结构件，且第一中部支撑结构件、第二中部支撑结构件、基准外形框架顶部内侧和中部承载基座的顶面形成倒梯形结构；从第二中部支撑结构件的上部向下延伸出中部辅助支撑件，该中部辅助支撑件与基准外形框架的两个侧壁相抵。

所述后端支撑件包括后端支撑结构件和后端承载基座，后端支撑结构件置于所述基准外形框架的中空结构内，一端连接后端承载基座，另一端与基准外形框架顶部内侧相抵。

所述后端支撑结构件包括第一后端支撑结构件、第二后端支撑结构件和后端辅助支撑件，且第一后端支撑结构件、第二后端支撑结构件分别抵于基准外形框架顶部内侧；后端辅助支撑件从后端承载基座侧面延伸出，与基准外形框架的侧壁和后端端面内侧相抵。

在前端承载基座底部、中部承载基座底部和后端承载基座底部设置吊装孔。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明无人机支架结构的重量大大减轻，提高飞行续航能力。

2.本发明基准外形面用于支持蒙皮外形，并传递或分布载荷。

3.本发明传力路线依据仿生学，结构形式相对合理。

附图说明

图1是本发明的支架整体结构图；

图2是本发明的基准外形框架结构放大图；

图3是本发明的支撑部结构图；

其中，1为基准外形框架、11为基准外形框架前端、111为前端上部连接孔、112为前端下部连接孔、113为前端定位孔、12为基准外形框架后端、121为后端上部连接孔、122为后端下部连接孔、123为后端定位孔、2为前端支撑件、21为前端支撑结构件、22为前端承载基座、3为后端支撑件、31为后端支撑结构件、311为第一后端支撑结构件、312为第二后端支撑结构件、313为后端辅助支撑件、32为后端承载基座、4为中部支撑件、41为中部支撑结构件、411为第一中部支撑结构件、412为第二中部支撑结构件、413为中部辅助支撑件、42为中部承载基座。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但本发明能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可能直接在另一个元件上，或也可以存在居中的元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的属于“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示是本发明的支架整体结构图。

本发明提供一种无人机支架结构，包括基准外形框架1、前端支撑件2、后端支撑件3及中部支撑件4，其中基准外形框架1的外表面为弧线结构，前端支撑件2、后端支撑件3及中部支撑件4按一定距离间隔的分布在基准外形框架1的底部，并与基准外形框架1连接。

如图2所示，基准外形框架1后期进行抛光等表面处理，其厚度至少要保留5mm。基准外形框架1包括基准外形框架前端11和基准外形框架后端12，其中基准外形框架前端11分别设置前端上部连接孔111、前端下部连接孔112以及前端定位孔113，基准外形框架后端12分别设置后端上部连接孔121、后端下部连接孔122以及后端定位孔123。

进一步地，两个基准外形框架前端11、后端12分布在弧面连接，所述基准外形框架前端11分别通过前端上部连接孔111、前部下部连接孔112与无人机结构连接，保证支架连接的稳定性。前端定位孔113用于固定无人机前部支架，保证支架安装的准确性。所述基准外形框架后端12分别通过后端上部连接孔121、后端下部连接孔122与载荷结构连接，后端定位孔123用于固定无人机后部支架，确保支架承载的稳定性，进而保证无人机的稳定飞行。

如图3所示为支撑部结构图。

无人机支架的承载结构按照多目标多约束的优化技术，包括拓扑优化、形状优化和尺寸优化，采用近似响应方法得到整个结构的最终样式，它可以显著减轻整个无人机支架的重量，并保证整体刚性。

前端支撑件2、后端支撑件3、中部支撑件4按一定距离间隔的分布在基准外形框架1的底部。前端支撑件2包括前端支撑结构件21和前端承载基座22，前端支撑结构件21为条形结构件，且该条形结构件对应所述基准外形框架前端的部分宽度小于条形结构件的另一端，使条形结构件置于基准外形框架的中空结构内，且与基准外形框架内侧相抵；前端承载基座与条形结构件的中部通过连接件连接。中部支撑件4包括中端支撑结构件41和中部承载基座42，其中中部支撑结构41置于所述基准外形框架的中空结构内，包括411为第一中部支撑结构件、412为第二中部支撑结构件、413为中部辅助支撑件，三种支撑结构件可根据设计要求进行一定位置改变，其整体刚度大小不发生改变。

后端支撑件3包括后端支撑结构件31和后端承载基座32，后端支撑结构件31包含第一后端支撑结构件311、第二后端支撑结构件312和后端辅助支撑件313，可以根据实际需求的支架结构大小，调整后端支撑结构件的设计参数。

前端承载基座22、后端承载基座32以及中部承载基座42底部均设置吊装孔，吊装孔同基准外形面结构要求一致，确保支架结构本体的连接固定性。

本发明的整体结构质量轻、刚度高，能适应于无人机结构，并且其上面有连接孔与定位孔，可以对整个结构进行标定与定位。此外，支架支撑件结构可以提供一个坚实的支撑，同时又有减振的作用，使得无人机在飞行阶段能够稳定飞行，并且由于整体结构质量轻，可大大地提高飞行的续航能力。

Claims (7)

1.一种无人机支架，其特征在于，包括：

基准外形框架，为一体成型的中空结构，且顶部封闭，底部开放；基准外形框架的两端分别为前端和后端，前端的底部开口宽度小于后端的底部开口，且前端的底部与后端的底部保持在同一水平线上；

支撑部，设置于基准外形框架内部，与基准外形框架连接，用于对基准外形框架进行支撑；该支撑部的底部与基准外形框架的前端底部和后端底部保持在同一水平线上；

基准外形框架(1)后期进行抛光表面处理，其厚度至少要保留5mm；

所述支撑部包括前端支撑件、后端支撑件以及中部支撑件，中部支撑件设置于前端支撑件和后端支撑件之间；

所述前端支撑件包括前端支撑结构件和前端承载基座，该前端支撑结构件为条形结构件，且该条形结构件对应所述基准外形框架前端的部分宽度小于条形结构件的另一端，使条形结构件置于基准外形框架的中空结构内，且与基准外形框架内侧相抵；前端承载基座与条形结构件的中部通过连接件连接；

所述中部支撑件包括中部支撑结构件和中部承载基座，中部支撑结构件置于所述基准外形框架的中空结构内，一端连接中部承载基座，另一端与基准外形框架顶部内侧相抵。

2.根据权利要求1所述的无人机支架，其特征在于：所述基准外形框架的顶部外表面为弧线结构；所述基准外形框架底部从后端到前端的部分为弧线结构，且与前端的底部和后端的底部所在水平线无交叉。

3.根据权利要求1所述的无人机支架，其特征在于：所述基准外形框架的顶部外表面上，对应前端和后端分别设置定位孔，用于无人机支架的固定与定位；在所述基准外形框架的前端和后端的每个端面上分别设置两个连接孔。

4.根据权利要求1所述的无人机支架，其特征在于：所述中部支撑结构件包括第一中部支撑结构件和第二中部支撑结构件，且第一中部支撑结构件、第二中部支撑结构件、基准外形框架顶部内侧和中部承载基座的顶面形成倒梯形结构；从第二中部支撑结构件的上部向下延伸出中部辅助支撑件，该中部辅助支撑件与基准外形框架的两个侧壁相抵。

5.根据权利要求1所述的无人机支架，其特征在于：所述后端支撑件包括后端支撑结构件和后端承载基座，后端支撑结构件置于所述基准外形框架的中空结构内，一端连接后端承载基座，另一端与基准外形框架顶部内侧相抵。

6.根据权利要求5所述的无人机支架，其特征在于：所述后端支撑结构件包括第一后端支撑结构件、第二后端支撑结构件和后端辅助支撑件，且第一后端支撑结构件、第二后端支撑结构件分别抵于基准外形框架顶部内侧；后端辅助支撑件从后端承载基座侧面延伸出，与基准外形框架的侧壁和后端端面内侧相抵。

7.根据权利要求1、4、5任一项所述的无人机支架，其特征在于：在前端承载基座底部、中部承载基座底部和后端承载基座底部设置吊装孔。