CN115230935A - 框架组装体以及框架组装体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种框架组装体以及框架组装体的制造方法，能够使飞行体的框架稳定。本发明的框架组装体是飞行体用的框架组装体，其特征在于，具备：至少两个并行并且在第一方向上延伸的第一框架构件；在与所述第一方向垂直的第二方向上延伸的第二框架构件；以及分别固定于所述第一框架构件以及第二框架构件的固定构件，所述固定构件中的至少一方具有开口部。

Description

框架组装体以及框架组装体的制造方法

技术领域

本发明涉及框架组装体以及框架组装体的制造方法。

背景技术

近年来，使用无人驾驶飞机(Drone)或无人飞机(UAV：Unmanned Aerial Vehicle)等飞行体(以下统称为“飞行体”)的产业的开发正在进行。在很多产业中，飞行体与器材或货物等连接而进行飞行。例如，在摄影、警备、调查、检查等产业中，与照相机或麦克风等传感器类连接。另外，在物流或救助等产业中，搭载货物或人等。在飞行体的产业利用中，要求飞行体和器材或货物等搭载物以稳定的状态进行飞行。

鉴于这样的状况，在专利文献1中，期望搭载摄影器材时等的飞行体稳定化(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2019-191585号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，专利文献1中，无法解决因框架的弯曲或扭转等导致的不稳定。

本发明是鉴于这样的背景而做出的，其目的在于提供能够使飞行体的框架稳定的技术。

用于解决课题的手段

为解决上述课题的本发明的主要的发明为飞行体用的框架组装体，其特征在于，具备：至少两个并行并且在第一方向上延伸的第一框架构件；在与所述第一方向垂直的第二方向上延伸的第二框架构件；以及分别固定于所述第一框架构件和第二框架构件的固定构件。

根据发明的实施方式的部分以及附图，能够知晓本申请所发明的其它课题或其解决方法。

发明效果

根据本发明，能够提供一种能够使飞行体的框架稳定的框架组装体以及框架组装体的制造方法。

附图说明

图1是本实施方式的框架组装体的俯视图。

图2是图1的框架组装体的俯视图。

图3是本实施方式的框架组装体的俯视图。

图4是图3的框架组装体的俯视图。

图5是图2的A-A’截面图。

图6是说明框架组装体的其它结构例的图。

图7是说明框架组装体的其它结构例的图。

图8是表示本实施方式的框架组装体的加强方法的例子的侧视图。

图9是表示本实施方式的框架组装体的加强方法的例子的侧视图。

图10是表示本实施方式的框架组装体的加强方法的例子的侧视图。

图11是表示本实施方式的框架组装体的搭载零件连接例的侧视图。

图12是表示本实施方式的框架组装体的搭载零件连接例的侧视图。

图13是表示本实施方式的框架组装体的搭载零件连接例的侧视图。

图14是表示本实施方式的框架组装体的搭载零件连接例的侧视图。

图15是使用了本实施方式的框架组装体的飞行体的主视图。

图16是图15的飞行体的俯视图。

具体实施方式

以下，列举说明了本发明的实施方式的内容。基于本发明的实施方式的框架组装体以及框架组装体的制造方法具备以下那样的结构。

(项目1)

一种框架组装体，是飞行体用的框架组装体，其特征在于，具备：

至少两个并行并且在第一方向上延伸的第一框架构件；

在与所述第一方向垂直的第二方向上延伸的第二框架构件；以及

分别固定于所述第一框架构件以及第二框架构件的固定构件，

所述固定构件中的至少一方具有开口部。

(项目2)

根据项目1所述的框架组装体，其特征在于，

所述固定构件的双方具有开口部。

(项目3)

根据项目1或2中任一项所述的框架组装体，其特征在于，

所述固定构件为板状。

(项目4)

根据项目1至3中任一项所述的框架组装体，其特征在于，

还具备加强构件，所述加强构件具有与所述第一框架构件或第二框架构件中的任一个和所述固定构件双方密接的形状。

(项目5)

根据项目4所述的框架组装体，其特征在于，

所述加强构件为混合有纤维的树脂。

(项目6)

根据项目4所述的框架组装体，其特征在于，

所述加强构件为硬化时成为硬质的粘接剂。

(项目7)

根据项目4所述的框架组装体，其特征在于，

所述加强构件为在硬化时形成具有弹性的被膜的粘接剂。

(项目8)

根据项目6或7中任一项所述的框架组装体，其特征在于，

所述粘接剂混合有纤维。

(项目9)

根据项目1至8中任一项所述的框架组装体，其特征在于，

两个所述开口部中的至少一方在内部具备搭载零件。

(项目10)

根据项目9所述的框架组装体，其特征在于，

所述搭载零件为电池壳体。

(项目11)

根据项目9或10所述的框架组装体，其特征在于，

所述搭载零件固定于两个所述固定构件中的一方，并且跨越两个所述开口部内而设置。

(项目12)

根据项目9或10所述的框架组装体，其特征在于，

所述搭载零件在两个所述固定构件之间固定于下侧的固定构件，并且设置在所述下侧的固定构件的开口部内。

(项目13)

根据项目11或12所述的框架组装体，其特征在于，

所述搭载零件相对于由所述第一框架构件和所述第二框架构件构成的面以及与该面正交的轴所规定的方向而倾斜设置。

(项目14)

一种框架组装体的制造方法，是飞行体用的框架组装体的制造方法，其特征在于，

将固定构件分别固定于在至少两个并行并且在第一方向上延伸的第一框架构件和在与所述第一方向垂直的第二方向上延伸的第二框架构件。

<框架组装体1的第一实施方式的概要>

以下，对本发明的一个实施方式所涉及的飞行体用的框架组装体1进行说明。本实施方式的框架组装体1具备将固定构件固定于多个框架构件的结构。

框架构件的原材料例如是CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic：碳纤维增强复合材料)。固定构件的原材料同样也能够是CFRP。将固定构件设为板状，与多个框架构件固定，由此能够确保框架组装体1的刚性。另外，也可以是，将棒状的固定构件作为斜支撑件而架在多个固定构件之间，由此确保框架组装体1的刚性。

另外，固定构件能够使用螺钉或铆钉等(以下统称为固定件)而固定于框架构件。由此，能够省略夹具等机构，能够实现框架组装体1的轻量化。对于一个框架构件能够在两个部位以上配置固定件。

另外，将固定构件设为板状，能够通过两个固定构件夹持框架构件。由此，能够确保对框架组装体1的上下方向(夹持的方向)的刚性。能够在板状的固定构件中的至少一方设置开口。由此，变得容易实现框架组装体1的轻量化，以及在开口内配置各种部件等。

<框架组装体1的第一实施方式的结构>

图1以及图3是本实施方式的框架组装体1的俯视图。图1以及图3的例子的框架组装体1能够用于以箭头D的方向作为前方向飞行的飞行体。框架组装体1具备在与前后方向垂直的左右方向延伸的两个平行或大致平行地并行的框架构件211以及212。在框架构件211以及212的一方的端部，框架构件221以及222在前后方向上在相同或者大致相同的直线上延伸，相对于框架构件225平行或者大致平行地并行。在框架构件211以及212的另一方的端部，框架构件223以及224在前后方向上在相同或者大致相同的直线上延伸，相对于框架构件226平行或者大致平行地并行。另外，在框架构件211以及212之间设置有以从框架构件213或214的端部离开并在前后方向上平行或大致平行地并行的方式延伸的框架构件225以及226。另外，也可以是，使框架构件213以及214分别从框架构件225以及226朝向框架组装体1的外侧而在左右方向上在相同或大致相同的直线上延伸。此外，上述的框架构件彼此不一定平行或大致平行，只要并行延伸即可，但若相对于平行的框架构件垂直的框架构件通过后述的固定构件31以及32相互固定，则能够更牢固地固定。

在框架组装体1的左右端部配置有板状的固定构件31以及32。固定构件31通过固定件40被分别固定于框构件211、212、213、221、222、225。固定构件31通过多处固定件分别与框构件211、212、213、221、222、225固定。同样地，固定构件32通过固定件40分别与框构件211、212、214、223、224、226在多个部位固定。在框架组装体1的中央部形成有开口部11。在框架组装体1用于飞行体的情况下，能够在该开口部11配置各种有效载荷。

图2以及图4是本实施方式的框架组装体1的俯视图。在图2以及图4的例子中，与图1所示的框架组装体1的固定构件31以及32相向地，还配置有固定构件33以及34。通过固定构件31以及33，将框构件211、212、213、221、222、225设为夹层。同样地，通过固定构件32以及34，将框构件211、212、223、224、226设为夹层。固定构件33通过固定件40分别与框构件211、212、213、221、222、225在多个部位固定。同样地，固定构件34也通过固定件40分别与框构件211、212、223、224、226在多个部位固定。

图5是图2以及图4的A-A截面图。示出了固定构件31以及33通过固定件40固定于框构件222并且也通过固定件40固定于框构件213的情形。各框构件的端部可以与其它框构件分离，如图3的例子，也在框构件222的端部2221与框构件213之间设置有间隙12。

返回图2，在固定构件33上设置有开口部331以及332。因此，在图2的俯视图中，能够从开口部331以及332观察到固定构件31。同样地，也在固定构件设置有开口部341以及342，从框架组装体1的上方，通过开口部341以及342能够观察到固定构件32。在框架组装体1用于飞行体的情况下，能够在开口部331、332、341、342配置例如控制机构等。

另外，在图3以及图4的结构例中，在固定构件31、32、33、34上设置有开口部331、332、333、334、341、342、343、344。因此，如图4的俯视图所示，开口部上下贯通地设置。由此，与仅在固定构件31以及33上设置开口部的情况相比，除了能够实现轻量化之外，还能够使超过框架组装体1的Z轴方向上的厚度的器材或零件相对于框架组装体1而在至少一个方向上贯通地配置。

图6是说明框架组装体1的其它结构例的图。如图6所示，固定多个框构件21以及22的固定构件3能够不设为矩形而设为三角形。另外，固定构件3能够设为任意形状。此处也是，通过固定件40，固定构件3通过多处固定件分别与框架构件21以及22固定。

图7是说明框架组装体1的其它结构例的图。如图7所示，多个框构件21以及22的长边方向的方向也可以不垂直。在图7的例中也是，固定构件3通过固定件40分别与框架构件21以及22在多个部位固定。如图7所示，在两个框构件21与22之间也能够不设置间隙，而通过固定件40(P)固定两个框构件21以及22。在图1、图2所示的框架组装体1中，也可以是，将一部分或者全部框构件的端部固定于其它框构件。

在通过固定件连接框架构件和固定构件的情况下，由于框架构件和固定构件相接的面积如点或线那样变窄，所以有时会引起负荷的集中。在用于施加反复负荷的用途的情况下，为了提高耐久性，优选扩大框架构件和固定构件相接的面积，使负荷分散。

如图8以及图9所示例的那样，还具备与框架构件和固定构件双方密接的形状(例如，为大致楔形，并且在观察截面形状时，至少一边以沿着固定构件的表面的方式成水平，而其它的至少一边沿着框架构件的表面的成弧状的形状)的加强构件50，通过进行粘接，能够实现基于面的连接。加强构件的原材料可举出树脂或金属、木材等，但只要是具有需要的强度的原材料即可，并不限于此。另外，在使用以树脂为原材料的加强构件50的情况下，在加强构件50零件成型时，通过混合短纤维或长纤维(例如，碳纤维、玻璃棉、开普勒等)，能够进一步提高强度。

加强构件除了使用预先成型有树脂等的零件以外，还具有如图10所示例那样涂敷粘接剂，将通过粘接剂的硬化而形成的零件作为加强构件51的方法。粘接剂只要是一般适合于被粘材料(在此是框架构件和固定构件的表面所使用的原材料)的粘接的材料，就可以是任意的原材料或固化方法。例如，可举出干燥固化、热固化、化学反应等。另外，也可以在粘接剂中混合纤维状材料，使其具有柔软的作用，或者在粘接剂的注入部位预先放置纤维状材料52，在其中注入粘接剂，从而提高强度。

在使用完全硬化时成为硬质的粘接剂(例如环氧树脂系、丙烯酸酯系等)的情况下，框架组装体的刚性进一步提高。另外，在使用完全固化时形成具有弹性的被膜的粘接剂(例如，硅酮树脂系、改性硅酮树脂系、环氧树脂系、丙烯酸树脂系、橡胶系、聚氨酯系等)的情况下，在接触或落下时，能够具有吸收冲击的作用。

<框架组装体1的第二实施方式的概要>

以下，在基于本发明的框架组装体的第二实施方式的详细说明中，与框架组装体1的第一实施方式重复的结构要素能够是相同的，因此省略再次的说明。

<框架组装体1的第二实施方式的结构>

例如，如图11～图14所示，也可以在夹持框架构件的板状的固定构件31、33上设置电池壳体或机械板、撑杆等搭载零件(以下统称为搭载零件300)。由此，与固定构件连接而配置各种部件等变得容易。

各搭载零件300的原材料可以是与固定构件31、33相同的原材料，也可以是不同的原材料。在使搭载零件300具有与固定构件同等或其以上的强度的情况下，能够防止框架组装体1的强度降低或提高强度。

部件等的连接与框架构件和固定构件的连接相同，也可以在固定构件上设置多个固定用的孔，并使用固定件40。另外，连接方法只要是能够具有需要的强度的方法即可，例如，如图13所示，也可以使用粘接材料53，或者使用熔敷等的方法。

与固定构件连接的搭载零件300可以与固定构件的上方或下方连接，也可以以嵌入设置在固定构件上的开口部内的方式连接。例如，如图15以及图16所示，通过将电池壳体嵌入并连接到开口部，能够将作为重物的电池301设置在框架组装体在上下(Z轴)方向上的中心附近。另外，在将搭载零件300以嵌入开口部内的方式连接于开口部的情况下，开口面积减少，能够期待防止框架组装体的弯曲或扭转。

在将搭载零件300配置在开口部内的情况下，搭载零件既可以设置成在俯视下将开口部全部堵塞，也可以如图11所示那样设置成将开口部的一部分堵塞。另外，也可以在一个开口部内设置多个搭载零件300。

图15所示例的飞行体100的与电机111连接的螺旋桨110旋转，产生升力，由此进行飞行。另外，在进行向水平方向的移动或对抗风的动作的情况下，飞行体倾斜，以使螺旋桨110的旋转面倾斜。此时，若重物设置在远离飞行体的中心的位置，则存在飞行体的动作变得缓慢的情况。

如图14所示例的那样，用于飞行体100的框架组装体构成为：在下侧的固定构件31上连接搭载零件300(电池壳体)，能够搭载电池301。通过将电池301或搭载的货物等重物集中在飞行体中心附近，从而质量集中，能够期待反应速度或稳定性的提高。此处所说的飞行体中心设想为前后左右(X轴以及Y轴)方向或上下(Z轴)方向中的任一个或全部的轴的中心。固定构件33与包括框架构件229、227的多个框架构件连接。

不仅在以质量集中为目的的情况下，而且使得在固定构件的任意位置设置开口部而能够搭载零件，由此容易将各零件设置在飞行体的最佳的位置，设计的自由度提高。

电池壳体等搭载零件300也可以相对于以由构成框架组装体1的框架构件21、22构成的面(XY平面)以及与该面正交的轴(Z轴)为基准的方向而倾斜设置。例如，在图15以及图16所示例的框架组装体中，两个搭载零件300以相对于Z轴倾斜且相对于飞行体的前后(Y轴)方向不平行的角度设置。通过使两个搭载零件300的间隔朝向飞行体100的后方(正的Y轴方向)变窄，从而例如在飞行体100的下部也能够调整从飞行体100的前方朝向后方的气流。另外，例如，通过减少在飞行体100的周围(特别是飞行体100的下方)流动的气流的紊乱，从而能够抑制由不希望的气流引起的框架的扭转，提高飞行体100的飞行效率。另外，搭载零件300发挥作为整流板的作用，不需要另外追加用于整流的部件，就能够抑制框架组装体1的重量的增加。

此外，搭载零件300的倾斜的方向没有特别限定，例如也可以向不同的两轴方向以上倾斜。例如，通过使搭载零件300相对于其它轴倾斜，能够降低飞行体从侧方受到风时的影响。另外，在图15所示例的框架组装体中，搭载零件300除了上述倾斜之外，还在旋转以Y轴为轴进行倾斜。左右(X轴)方向上的搭载零件300彼此的间隔从上方向下方变窄。由此，能够由搭载零件300的倾斜的面承受来自飞行体100的侧方的风。即，与在上方和下方以电池壳体的间隔不变的方式平行设置的情况相比，由于从侧面方向推压框架组装体1的力降低，所以能够抑制不希望的飞行体100的姿势的崩坏。此外，在图15以及图16中示例的框架组装体1中，搭载零件300进行两个方向的倾斜，但根据飞行体的形状或用途，成为倾斜的旋转轴的方向可以是一个方向，也可以是两个方向以上。

各实施方式中的框架组装体的结构能够组合多个来实施。期望根据框架组装体的制造成本、或运用框架组装体的场所的环境或特性，适当研究合适的结构。

以上，对本实施方式进行了说明，但是上述实施方式是为了便于理解本发明，而不是对本发明进行限定地解释。本发明能够在不脱离其主旨的范围内变更、改良，并且本发明也包含其等同物。

附图标记的说明

1 框架组装体

3 固定构件

21、22 框架构件

31～34 固定构件

40 固定件

50 加强构件、成型零件

51 加强构件、粘接剂

52 纤维状材料

53 粘接剂

100 飞行体

110 螺旋桨

111 电机

211～216 框架构件

221～230 框架构件

300 搭载零件

301 电池

Claims (14)

1.一种框架组装体，是飞行体用的框架组装体，其特征在于，具备：

至少两个并行并且在第一方向上延伸的第一框架构件；

在与所述第一方向垂直的第二方向上延伸的第二框架构件；以及

分别固定于所述第一框架构件以及第二框架构件的固定构件，

所述固定构件中的至少一方具有开口部。

2.根据权利要求1所述的框架组装体，其特征在于，

所述固定构件的双方具有开口部。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的框架组装体，其特征在于，

所述固定构件为板状。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的框架组装体，其特征在于，

还具备加强构件，所述加强构件具有与所述第一框架构件或第二框架构件中的任一个和所述固定构件双方密接的形状。

5.根据权利要求4所述的框架组装体，其特征在于，

所述加强构件为混合有纤维的树脂。

6.根据权利要求4所述的框架组装体，其特征在于，

所述加强构件为硬化时成为硬质的粘接剂。

7.根据权利要求4所述的框架组装体，其特征在于，

所述加强构件为在硬化时形成具有弹性的被膜的粘接剂。

8.根据权利要求6或7中任一项所述的框架组装体，其特征在于，

所述粘接剂混合有纤维。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的框架组装体，其特征在于，

两个所述开口部中的至少一方在内部具备搭载零件。

10.根据权利要求9所述的框架组装体，其特征在于，

所述搭载零件为电池壳体。

11.根据权利要求9或10所述的框架组装体，其特征在于，

所述搭载零件固定于两个所述固定构件中的一方，并且跨越两个所述开口部内而设置。

12.根据权利要求9或10所述的框架组装体，其特征在于，

所述搭载零件在两个所述固定构件之间固定于下侧的固定构件，并且设置在所述下侧的固定构件的开口部内。

13.根据权利要求11或12所述的框架组装体，其特征在于，

所述搭载零件相对于由所述第一框架构件和所述第二框架构件构成的面以及与该面正交的轴所规定的方向而倾斜设置。

14.一种框架组装体的制造方法，是飞行体用的框架组装体的制造方法，其特征在于，

将固定构件分别固定于在至少两个并行并且在第一方向上延伸的第一框架构件和在与所述第一方向垂直的第二方向上延伸的第二框架构件。

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