CN114889805A - 用于电动飞行器的中央翼盒结构及电动飞行器 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于电动飞行器的中央翼盒结构及电动飞行器。该中央翼盒结构包括中央翼盒，中央翼盒包括：外壳，该外壳用于容纳电动飞行器的高压分线盒的高压分线盒主体，外壳包括在电动飞行器的前后方向上相对设置的前梁和后梁以及在上下方向上相对配置且与前梁和后梁连接的上壁板和下壁板；以及多个支撑件，该多个支撑件沿着电动飞行器的左右方向排列并且各支撑件的前端和后端分别连接到外壳，以支撑外壳，前梁设有供高压分线盒的线束穿过的前梁开口，后梁设有供线束穿过的后梁开口，各支撑件设有供线束穿过的支撑件开口。通过采用上述技术方案，可以实现能容纳高压分线盒且节省飞行器的机身的内部空间的中央翼盒结构。

Description

用于电动飞行器的中央翼盒结构及电动飞行器

技术领域

本申请涉及一种用于电动飞行器的中央翼盒结构及电动飞行器。

背景技术

目前，作为一种新型的中短途空中交通工具，eVTOL(Electric Vertical Takeoffand Landing)电动垂直起降飞行器在具有安全性高、噪音低、制造成本低、运营成本低等优势的同时实现了接近零排放，因此吸引了包括航空航天企业、汽车行业、运输行业、政府、军方以及学术界的广泛关注。此外，电动垂直起降飞行器还具有安全可靠(不会发生爆炸和燃料泄漏)、结构简单、操作使用简便、维修性好/费用低、经济性好等特点。

中央翼盒为飞行器的最重要的受力部件之一，其结构强度大，安全性好。针对复合翼eVTOL，在多旋翼模式下完成垂直起飞和降落，在固定翼模式下完成向前飞行。在固定翼模式下，由机翼承受主要的升力，同时机翼与机身的合力作用在中央翼盒处。中央翼盒通常是由前梁、后梁和支撑板构成的盒体构件。

对于电动垂直起降飞行器，采用电池作为动力源，即采用电池向电机提供电力，需要通过高压线束来将电机和电池电连接。集成高压线束的高压分线盒的体积较大，额外设置适用于高压分线盒的安装结构会占用较大的机身空间。因此，考虑设计一种可以容纳高压分线盒、节省飞行器的机身的内部空间的中央翼盒结构。

发明内容

鉴于上述现有技术的状态而做出本申请。本申请的目的在于提供一种可以容纳高压分线盒、节省飞行器的机身的内部空间的用于电动飞行器的中央翼盒结构及电动飞行器。

本申请的第一方面提供了一种用于电动飞行器的中央翼盒结构，其包括中央翼盒，所述中央翼盒包括：

外壳，该外壳用于容纳所述电动飞行器的高压分线盒的高压分线盒主体，所述外壳包括在所述电动飞行器的前后方向上相对设置的前梁和后梁以及在上下方向上相对配置且与所述前梁和所述后梁连接的上壁板和下壁板；以及

多个支撑件，该多个支撑件沿着所述电动飞行器的左右方向排列并且各所述支撑件的前端和后端分别连接到所述外壳，以支撑所述外壳，

其中，所述前梁设有供所述高压分线盒的线束穿过的前梁开口，所述后梁设有供所述线束穿过的后梁开口，各所述支撑件设有供所述线束穿过的支撑件开口。

在至少一个实施方式中，所述中央翼盒结构还包括所述高压分线盒，所述高压分线盒包括所述高压分线盒主体和设置在所述高压分线盒主体的前后两侧及左右两侧且用于连接所述线束的多个接口，

所述高压分线盒主体连接到所述多个支撑件、所述前梁和所述后梁中的至少一者。

在至少一个实施方式中，所述下壁板设有一个或多个下壁板安装开口，供一个或多个所述高压分线盒主体穿过，以连接到所述多个支撑件、所述前梁和所述后梁中的至少一者。

在至少一个实施方式中，所述下壁板包括第一下壁板和第二下壁板，所述第一下壁板连接到所述前梁和所述后梁的所述左右方向上的一端，所述第二下壁板连接到所述前梁和所述后梁的所述左右方向上的另一端，

所述第一下壁板和所述第二下壁板在所述左右方向上分开，供一个或多个所述高压分线盒主体穿过，以连接到所述多个支撑件、所述前梁和所述后梁中的至少一者。

在至少一个实施方式中，所述高压分线盒主体位于多个所述支撑件中的间距最大的相邻的所述支撑件之间。

在至少一个实施方式中，所述中央翼盒结构还包括连接支架，所述连接支架的一端连接到所述支撑件、另一端连接到所述高压分线盒主体。

在至少一个实施方式中，所述第一下壁板设置有供连接到所述高压分线盒主体的所述线束进行安装和拆卸的第一开口，

所述第二下壁板设置有供连接到所述高压分线盒主体的所述线束进行安装和拆卸的第二开口。

在至少一个实施方式中，在所述前梁的所述左右方向上的两端分别设有供所述电动飞行器的机翼连接的前对接接头，

在所述后梁的所述左右方向上的两端分别设有供所述电动飞行器的机翼连接的后对接接头。

在至少一个实施方式中，所述支撑件设有多个所述支撑件开口，所述支撑件在所述支撑件开口周边设置有支撑件肋，该支撑件肋沿着与一个所述支撑件开口指向另一个所述支撑件开口的方向垂直的方向延伸。

在至少一个实施方式中，所述高压分线盒主体设有与所述连接支架连接的高压分线盒安装孔，所述高压分线盒安装孔的形状为长圆形。

在至少一个实施方式中，所述中央翼盒结构包括整体上为长方体形状的两个所述高压分线盒主体，

两个所述高压分线盒主体的长度方向沿着所述前后方向延伸，两个所述高压分线盒主体在所述左右方向上分隔开地并排设置且在上下方向上部分错开地布置。

在至少一个实施方式中，从一个所述高压分线盒主体向左或向右延伸的线束在另一个所述高压分线盒主体的上侧或下侧穿过并且延伸出所述中央翼盒。

本申请的第二方面提供了一种电动飞行器，其包括上述技术方案中任一项所记载的中央翼盒结构。

通过采用上述技术方案，可以实现能容纳高压分线盒且节省飞行器的机身的内部空间的中央翼盒结构。

附图说明

图1示出了根据本申请的一个实施方式的安装有高压分线盒的中央翼盒结构的立体示意图。

图2示出了根据本申请的一个实施方式的安装有高压分线盒的中央翼盒结构的爆炸图。

图3示出了根据本申请的一个实施方式的安装有高压分线盒的中央翼盒结构的立体示意图。

图4示出了根据本申请的一个实施方式的高压分线盒的立体示意图。

图5示出了根据本申请的一个实施方式的去除了上壁板和下壁板的中央翼盒的爆炸图。

图6示出了根据本申请的一个实施方式的支撑件的立体示意图。

图7示出了根据本申请的一个实施方式的前梁的立体示意图。

图8示出了根据本申请的一个实施方式的第二下壁板的立体示意图。

图9示出了根据本申请的一个实施方式的高压分线盒主体与支撑件连接的连接处的局部示意图。

图10示出了根据本申请的一个实施方式的高压分线盒主体的局部示意图。

附图标记说明

1 中央翼盒

10 前梁

101 前梁主体

102 前梁开口

103 前梁肋

104 前梁安装孔

105 前梁对接接头

11 后梁

12 上壁板

13a 第一下壁板

13b 第二下壁板

14 支撑件

141 支撑件主体

142 支撑件开口

143 支撑件肋

144 支撑件安装孔

15 连接支架

16 紧固件

2 高压分线盒

21 高压分线盒主体

211 高压分线盒连接件

212 高压分线盒安装孔

22 线束

具体实施方式

下面参照附图描述本申请的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本申请，而不用于穷举本申请的所有可行的方式，也不用于限制本申请的范围。

本申请涉及一种用于电动飞行器的中央翼盒结构及电动飞行器(下面，有时简称“飞行器”)。根据本申请，将体积较大的高压分线盒2安装在作为电动飞行器的机体结构的中央翼盒1中，从而使高压分线盒2不用占用机身的空间。

如无特殊说明，如图2所示，“左右方向”指的是前梁10的长度方向，“上下方向”指的是前梁10的高度方向，“前后方向”指的是前梁10、后梁11排列的方向。

高压分线盒2将电池和电机电连接，从而为飞行器进行供电。如图2、图4所示，高压分线盒2包括高压分线盒主体21和可以插入高压分线盒主体21或者从高压分线盒主体21拔出的线束22。在本实施方式中，高压分线盒2的数量为两个，其一方面通过线束22与电池包连接，另一方面通过线束22与电机相连，由此完成电能传递。在本实施方式中，两个高压分线盒2为并联状态，这样当一个高压分线盒2失效时，另外一个高压分线盒2依然能够为飞行器提供电力，提高了飞行器的安全性。

此外，如图10所示，在高压分线盒主体21设有高压分线盒连接件211。在高压分线盒连接件211设置有高压分线盒安装孔212，用于与后述的连接支架15连接。这里，高压分线盒安装孔212设计成长圆孔，从而可以避免由于加工公差造成的孔位而无法对准的情况，使安装容易。

参照图4，一个高压分线盒主体21可以设有例如四个的多个高压分线盒连接件211。四个高压分线盒连接件211可以从高压分线盒主体21突出地设置于高压分线盒主体21的四角位置，这样，便于从上方或下向安装高压分线盒主体21。

中央翼盒1是将飞行器的机翼和机身连接的盒体状结构，其位于机身的内部。中央翼盒1能够满足飞行器的拉、压、弯、扭等较大的受力要求，保证飞行器的安全。中央翼盒1具有承载功能，其作为左右机翼的连接盒段承受从左右机翼传递来的反对称弯矩、扭矩和剪力，并且，其作为机翼与机身的连接盒段，与机身的载荷相平衡。

本申请的中央翼盒1包括外壳以及多个支撑件14。外壳包括前梁10、后梁11、上壁板12以及下壁板。该外壳容纳高压分线盒2的高压分线盒主体21并且具有多个供连接到高压分线盒主体21的线束22安装、拆卸的开口。多个支撑件14在上述外壳中连接到外壳，以对外壳进行支撑。

具体地，如图2所示，前梁10和后梁11在前后方向上相对设置。前梁10和后梁11是中央翼盒1的主要受力构件，其与机翼连接并且承受机翼传递来的载荷。

如图7所示，前梁10包括前梁主体101、前梁开口102、前梁肋103、前梁安装孔104以及前梁对接接头105。其中，前梁主体101是具有一定厚度的长条构件，在其外缘设置向垂直于前梁主体101的表面的方向突出的前梁翻边。此外，在前梁主体101上设有多个(本实施方式中为两个)圆形的前梁开口102，用于供线束22穿过前梁10，同时用于进行线束22相对于高压分线盒主体21的安装、拆卸。由于前梁开口102的尺寸较大，使前梁10的刚度较大程度地降低，因此在前梁开口102的周边设置有前梁肋103。该前梁肋103沿着与相邻的前梁开口102排列的方向垂直的方向(上下方向)延伸，对前梁开口102的周边进行加强，以满足前梁10的受力要求。此外，为了与上壁板12、下壁板以及支撑件14连接，在前梁10的前梁翻边和前梁肋103设置有多个前梁安装孔104。

如图7所示，前梁对接接头105用于将前梁10与机翼连接，传递机翼的主要受力。在本实施方式中，前梁对接接头105是分体结构，通过紧固件连接到前梁10。分体式的前梁对接接头105可以有效降低装配难度，可以通过分体式的前梁对接接头105来调整公差。这里，分体式的前梁对接接头105可采用高强钢制造，降低对接接头的体积，方便安装。

此外，如图2所示，后梁11与前梁10的结构基本相同，其不同之处在于：后梁的对接接头为整体式结构，重量较轻；后梁的后梁开口为矩形。

此外，如图2所示，上壁板12和下壁板在上下方向上相对设置。这里，上壁板21和下壁板可由铝合金、复合材料等材料制造，优选的采用碳纤维复合材料进行制造，有效降低结构的重量。这里，上壁板12和下壁板指的是中央翼盒1的上表面和下表面，其位于飞行器的内部。

在本实施方式中，上壁板12是飞行器的机身的流线型的表面，在其前侧边缘和后侧边缘分别设有多个上壁板安装孔，分别用于与前梁10、后梁11连接。此外，下壁板包括第一下壁板13a和第二下壁板13b。第一下壁板13a连接到前梁10和后梁11的右侧一端。第二下壁板13b连接到前梁10和后梁11的左侧一端。第一下壁板13a和第二下壁板13b在左右方向上分开，以供连接到支撑件14的高压分线盒主体21进行安装和拆卸。

此外，如图5所示，中央翼盒1还包括多个支撑件14。该多个支撑件14沿着左右方向排列并且各支撑件14的前端、后端连接到外壳，以支撑外壳。在本实施方式中，多个支撑件14的数量为五个，均连接到前梁10和后梁11。

如图6所示，支撑件14包括支撑件主体141、支撑件开口142、支撑件肋143、支撑件安装孔144。其中，支撑件主体101是具有一定厚度的长条构件，在下侧的外缘设置向垂直于支撑件主体141的表面的方向突出的支撑件翻边。此外，在支撑件主体141上设有多个(本实施方式中为两个)支撑件开口142，用于供线束22穿过支撑件14，同时用于进行线束22相对于高压分线盒主体21的安装、拆卸。由于支撑件开口142的尺寸较大，使支撑件14的刚度较大程度地降低，因此在支撑件开口142的周边设置有支撑件肋143。该支撑件肋143沿着与多个支撑件开口142排列的方向垂直的方向(上下方向)延伸，对支撑件开口142的周边进行加强，以满足支撑件14的受力要求。此外，为了与下壁板、前梁10、后梁11以及后述的连接支架15连接，在支撑件14的支撑件翻边和前侧边缘以及后侧边缘设置多个支撑件安装孔144。支撑件14可以采用铝合金机械加工而成，优选的材料为7050铝合金，优选的热处理状态为T7451。

此外，中央翼盒1还包括连接支架15。如图9所示，该连接支架15的一端连接到支撑件14、另一端连接到高压分线盒主体21。由此，通过连接支架15将高压分线盒主体21连接到支撑件14。

此外，如图5所示，由多个支撑件14和前梁10、后梁11围成多个独立的空间。其中，位于中间的支撑件14的两侧的空间较大，用于容纳高压分线盒主体21(参照图2)。由于高压分线盒2的重量较重，可达10kg以上，因此若高压分线盒2与支撑件14之间的距离过大会造成连接支架15的长度较长，不利于连接支架15的受力。这里，连接支架15的优选的长度为50-60mm，连接支架113可以采用铝合金机械加工而成，优选的材料为7050铝合金，优选的热处理状态为T7451。

这里，将通往机翼的线束22与高压分线盒主体21连接时，由于高压分线盒主体21与支撑件14之间的距离仅为50-60mm，手部无法通过。因此，如图8所示，以第二下壁板13b为例，在第二下壁板13b设置有第二下壁板开口13b1，在本实施方式中设置有两个第二下壁板开口13b1。通过将手部或工具从第二下壁板开口13b1穿过，完成线束22与高压分线盒主体21的连接与拆卸。

在本实施方式中，由于中央翼盒1的受力较大和复杂，因此，如图5所示，支撑件14与前梁10、后梁11以及连接支架15之间通过紧固件16进行连接，并且前梁10、后梁11与上壁板12、下壁板之间也通过紧固件16进行连接。

紧固件16可以包括螺栓和螺母，当有零件失效时，可以进行更换。特别地，由于上壁板12的外侧为飞行器的外表面，因此为了保证气动外形的要求，用于将前梁10、后梁11与上壁板12连接的紧固件16可以采用沉头紧固件，从而保证外表面的光滑，降低阻力。

参照图1至图4，高压分线盒主体21整体上可以为长方体形状，两个高压分线盒主体21可以并排且在上下方向上至少部分错开地布置。在本实施方式中，两个高压分线盒主体21的长度方向沿着前后方向延伸，两个高压分线盒主体21在左右方向上错开布置。可以在高压分线盒主体21的前后两侧及左右两侧(宽度方向两侧)设置连接线束22的接口。

这样，可以穿过前梁10的前梁开口102安装、拆卸前侧的线束，穿过后梁11的后梁开口安装、拆卸后侧的线束。穿过支撑件14的支撑件开口142安装、拆卸左右两侧的线束。

由于两个高压分线盒主体21在上下方向上错开，特别是部分而非完全错开，既保证了左右两侧的线束可以通过一个高压分线盒主体21的上侧或下侧连接到另一个高压分线盒主体21，又减小了整个中央翼盒结构的高度。

参照图4，可以有部分线束将两个高压分线盒主体21连接到一起。

以下，对根据本申请的中央翼盒结构的效果进行说明。

1.空间利用率高

本申请提供一种用于电动垂直起降飞行器的中央翼盒结构，在中央翼盒1的内部设置并且安装有用于将电池和电机连接的重量较大的高压分线盒，从而使高压分线盒不占用机身内部的空间，使飞行器的空间利用率提高。

2.安全性好

中央翼盒1为整个飞行器受力最大的部件，结构厚度较厚，强度较高，在其内部安装高压分线盒2，安全性较好。另外，高压分线盒2的用于连接机翼内的电机的线束22在从中央翼盒结构向机翼伸出时，线束22不需要转弯，从而避免了线束22的破损，安全性较好。

3.维护性好

根据本申请的中央翼盒结构，设置有沿着左右方向分开的第一下壁板13a和第二下壁板13b，可以将高压分线盒主体21从第一下壁板13a与第二下壁板13b之间穿过并进入中央翼盒1中，进行高压分线盒主体21的安装、拆卸。此外，在前梁10、后梁11以及支撑件14均设置有开口，用于将线束22与高压分线盒主体21连接。此外，在第一下壁板13a和第二下壁板13b还设置有供手部或工具通过的开口，用于将线束22与高压分线盒主体21连接。

4.重量轻

将高压分线盒2设置于中央翼盒1的内部，节省了较重的线束22的长度，从而节省了线束22的重量。

可以理解，在本申请中，未特别限定部件或构件的数量时，其数量可以是一个或多个，这里的多个是指两个或更多个。对于附图中示出和/或说明书描述了部件或构件的数量为例如两个、三个、四个等的具体数量的情况，该具体数量通常是示例性的而非限制性的，可以将其理解为多个，即两个或更多个，但是，这不意味着本申请排除了一个的情况。

应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本申请。本领域技术人员可以在本申请的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本申请的范围。

(i)例如，虽然在本实施方式中，通过连接支架15将支撑件14和高压分线盒主体21连接，但是不限于此。也可以通过连接支架将前梁或者后梁和高压分线盒主体连接。

(ii)例如，虽然在本实施方式中，第一下壁板13a和第二下壁板13b在左右方向上分开，以供连接到多个支撑件14的高压分线盒主体21进行安装和拆卸，但是不限于此。也可以是中间具有下壁板安装开口的一块下壁板，该下壁板安装开口供连接到支撑件14的高压分线盒主体21进行安装和拆卸。

(iii)例如，虽然在本实施方式中，在中央翼盒1中容纳有两个并联连接的高压分线盒主体21，但是不限于此。也可以在中央翼盒1中容纳一个或三个以上的高压分线盒主体21。

Claims (13)

1.一种用于电动飞行器的中央翼盒结构，其特征在于，包括中央翼盒(1)，所述中央翼盒(1)包括：

外壳，该外壳用于容纳所述电动飞行器的高压分线盒(2)的高压分线盒主体(21)，所述外壳包括在所述电动飞行器的前后方向上相对设置的前梁(10)和后梁(11)以及在上下方向上相对配置且与所述前梁(10)和所述后梁(11)连接的上壁板(12)和下壁板；以及

多个支撑件(14)，该多个支撑件(14)沿着所述电动飞行器的左右方向排列并且各所述支撑件(14)的前端和后端分别连接到所述外壳，以支撑所述外壳，

其中，所述前梁(10)设有供所述高压分线盒的线束(22)穿过的前梁开口(102)，所述后梁(11)设有供所述线束(22)穿过的后梁开口，各所述支撑件(14)设有供所述线束(22)穿过的支撑件开口(142)。

2.根据权利要求1所述的中央翼盒结构，其特征在于，

所述中央翼盒结构还包括所述高压分线盒(2)，所述高压分线盒包括所述高压分线盒主体(21)和设置在所述高压分线盒主体(21)的前后两侧及左右两侧且用于连接所述线束(22)的多个接口，

所述高压分线盒主体(21)连接到所述多个支撑件(14)、所述前梁(10)和所述后梁(11)中的至少一者。

3.根据权利要求1所述的中央翼盒结构，其特征在于，

所述下壁板设有一个或多个下壁板安装开口，供一个或多个所述高压分线盒主体(21)穿过，以连接到所述多个支撑件(14)、所述前梁(10)和所述后梁(11)中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的中央翼盒结构，其特征在于，

所述下壁板包括第一下壁板(13a)和第二下壁板(13b)，所述第一下壁板(13a)连接到所述前梁(10)和所述后梁(11)的所述左右方向上的一端，所述第二下壁板(13b)连接到所述前梁(10)和所述后梁(11)的所述左右方向上的另一端，

所述第一下壁板(13a)和所述第二下壁板(13b)在所述左右方向上分开，供一个或多个所述高压分线盒主体(21)穿过，以连接到所述多个支撑件(14)、所述前梁(10)和所述后梁(11)中的至少一者。

5.根据权利要求2所述的中央翼盒结构，其特征在于，

所述高压分线盒主体(21)位于多个所述支撑件(14)中的间距最大的相邻的所述支撑件(14)之间。

6.根据权利要求2所述的中央翼盒结构，其特征在于，

所述中央翼盒结构还包括连接支架(15)，所述连接支架(15)的一端连接到所述支撑件(14)、另一端连接到所述高压分线盒主体(21)。

7.根据权利要求4所述的中央翼盒结构，其特征在于，

所述第一下壁板(13a)设置有供连接到所述高压分线盒主体(21)的所述线束(22)进行安装和拆卸的第一开口(13a1)，

所述第二下壁板(13b)设置有供连接到所述高压分线盒主体(21)的所述线束(22)进行安装和拆卸的第二开口(13a2)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的中央翼盒结构，其特征在于，

在所述前梁(10)的所述左右方向上的两端分别设有供所述电动飞行器的机翼连接的前对接接头(105)，

在所述后梁(11)的所述左右方向上的两端分别设有供所述电动飞行器的机翼连接的后对接接头。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的中央翼盒结构，其特征在于，

所述支撑件(14)设有多个所述支撑件开口(142)，所述支撑件(14)在所述支撑件开口(141)周边设置有支撑件肋(143)，该支撑件肋(143)沿着与一个所述支撑件开口(142)指向另一个所述支撑件开口(142)的方向垂直的方向延伸。

10.根据权利要求6所述的中央翼盒结构，其特征在于，

所述高压分线盒主体(21)设有与所述连接支架(15)连接的高压分线盒安装孔(212)，所述高压分线盒安装孔(212)的形状为长圆形。

11.根据权利要求2所述的中央翼盒结构，其特征在于，

所述中央翼盒结构包括整体上为长方体形状的两个所述高压分线盒主体(21)，

两个所述高压分线盒主体(21)的长度方向沿着所述前后方向延伸，两个所述高压分线盒主体(21)在所述左右方向上分隔开地并排设置且在上下方向上部分错开地布置。

12.根据权利要求11所述的中央翼盒结构，其特征在于，

从一个所述高压分线盒主体(21)向左或向右延伸的线束(22)在另一个所述高压分线盒主体(21)的上侧或下侧穿过并且延伸出所述中央翼盒(1)。

13.一种电动飞行器，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的中央翼盒结构。

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