CN204692404U - 连接杆件及具有该连接杆件的飞行器 - Google Patents
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Abstract
一种连接杆件，包括中空的杆体，所述杆体内填充有减震材料。本实用新型还涉及一种具有所述连接杆件的飞行器。所述连接杆件在所述杆体内填充减震材料，能够有效改善所述连接杆件的减震效果，具有所述连接杆件的飞行器能够有效地减少或者避免来自震动源的震动传递至飞行的功能模块，以确保所述功能模块的正常、正确发挥功能，且所述连接杆件能够为所述功能模块提供免受震动损坏的保护。
Description
技术领域
本实用新型涉及连接杆件，尤其涉及一种用于连接震动源的连接杆件以及具有该连接杆件的飞行器。
背景技术
在机械结构中，连接杆件通常用于连接机械结构的不同部分，如果所述连接杆件所连接的机械结构为震动源，则所述连接杆件容易将所述震动源产生的震动传递至其他机械结构上，导致其他机械结构产生非预期的震动，从而影响其他机械结构的稳定性及/或功能。例如，在飞行器中，飞行器的螺旋桨、发动机或者电机均为震动源，其在工作时都会产生一定的震动，另外所述飞行器在飞行过程中如果遇到气流也会产生震动，这些震动都会通过飞行器上的连接杆件传递至飞行器的一些功能模块，例如，相机、摄像机、惯性测量单元(IMU)等，导致所述功能模块无法正常发挥功能，严重者可能导致所述功能模块的损坏。
实用新型内容
有鉴于此，有必要提供一种能效减震的连接杆件以及具有所述连接杆件的飞行器。
一种连接杆件，包括中空的杆体，所述杆体内填充有减震材料。
进一步地，所述杆体包括周壁以及由所述周壁围成的孔部，所述减震材料位于所述孔部内。
进一步地，所述周壁为柱形筒状，所述孔部为柱状通孔。
进一步地，所述减震材料包括至少两个不同材料的减震材料层，所述减震材料层沿所述孔部的周向排列。
进一步地，所述减震材料层的数量多于两个，且相邻的所述减震材料层的材料不同。
进一步地，所述减震材料包括至少两个不同材料的减震材料部，所述减震材料部沿所述孔部的轴向排列。至少两个所述减震材料部的材料不同。
进一步地，所述减震材料部的数量多于两个，且相邻的所述减震材料部的材料不同。
进一步地，所述减震材料由同一种材料构成。
进一步地，所述减震材料为泡棉。
进一步地，所述减震材料为PU泡棉、EPE泡棉、XPE泡棉、EPP泡棉、IXPE泡棉、PORON泡棉、CR泡棉、EVA泡棉、架桥PE泡棉、SBR泡棉、EPDM泡棉中的一种。
一种飞行器，包括至少一个上述的连接杆件。
进一步地，所述飞行器包括安装座、电机以及螺旋桨，所述电机固定安装于所述连接杆件一端的所述安装座上，所述螺旋桨装设于所述电机上，所述电机用于驱动所述螺旋桨转动，以提供所述飞行器的飞行动力。
相对于现有技术，所述连接杆件在所述杆体内填充减震材料，能够有效改善所述连接杆件的减震效果，具有所述连接杆件的飞行器能够有效地减少或者避免来自震动源的震动传递至飞行的功能模块，以确保所述功能模块的正常、正确发挥功能，且所述连接杆件能够为所述功能模块提供免受震动损坏的保护。
附图说明
图1为本实用新型第一实施方式的连接杆件的立体图。
图2为图1的连接杆件的剖视图。
图3为具有图2的连接杆件的飞行器的示意图。
图4为本实用新型第二实施方式的连接杆件的剖视图。
图5为本实用新型第三实施方式的连接杆件的剖视图。
主要元件符号说明
连接杆件 100、100’、100”
杆体 10
周壁 11、11’
孔部 12、12’、12”
减震材料 20、20’、20”
第一减震材料层 21
第二减震材料层 22
减震材料部 23
飞行器 200
安装座 30
电机 40
螺旋桨 50
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
本实用新型的连接杆件可用于连接机械结构的不同部分，特别地，所述连接杆件使用于连接带有震动源的机械结构，例如电机、发动机、螺旋桨等。
请参阅图1及图2，本实用新型第一实施方式的连接杆件100包括中空的杆体10以及填充于所述杆体10内的减震材料20。
所述杆体10包括周壁11以及由所述周壁11围成的孔部12。本实施方式中，所述周壁11大致呈圆形筒状，相应的，所述周壁11所围成的孔部12为大致呈圆柱状通孔。可以理解，所述周壁11也可以为棱柱形筒状，例如三棱柱形筒状、四棱柱形筒状、五棱柱形筒状、六棱柱形筒状等，或者，所述周壁11可以为椭圆形筒状。所述周壁11采用具有预定强度及刚度的材料制成，以符合机械连接所需求的强度及刚度，具体地，所述周壁11可以采用金属材料(如铝材、钢材等)、合金材料(如铝合金、镁合金、铝镁合金等)、工程塑料(如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰胺(Polyamide，PA)、聚甲醛(Polyacetal Polyoxy Methylene，POM)、聚苯醚(Polyphenylene Oxide，PPO)、聚酯(PET，PBT)、聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide，PPS)、聚芳基酯等)、或者其他合适的材料。本实施方式中，所述周壁11采用碳纤维材料制成，不仅具有较高的强度，还具有较轻的质量。
依据所述周壁11的形状的不同，所述孔部12的形状也可以相应不同，例如，所述孔部12的形状可以为棱柱状孔、椭圆柱状孔等。本实施方式中，所述孔部12为细长形孔，其长度方向的尺寸大于周向尺寸。
所述减震材料20为柔软弹性材料，具体地，所述减震材料为泡棉或者泡沫材料，例如PU泡棉、EPE泡棉、XPE泡棉、EPP泡棉、IXPE泡棉、PORON泡棉、CR泡棉、EVA泡棉、架桥PE泡棉、SBR泡棉、EPDM泡棉等。所述减震材料20的选择依据不同需求而定，例如依据震动源的震动频率以及震动幅度选择合适的减震材料。本实施方式中，所述减震材料20紧致地填充于杆体10内，即，所述减震材料20紧贴所述周壁的内表面。
所述连接杆件100在所述杆体10内填充减震材料，能够有效改善所述连接杆件100的减震效果，如果所述连接杆件100连接震动源以及需要避震的功能模块，则所述连接杆件100能够有效地减少或者避免所述震动源的震动传递至所述功能模块，以确保所述功能模块的正常、正确发挥功能，且所述连接杆件能够为所述功能模块提供免受震动损坏的保护。
请参阅图3，所示为一种具有上述连接杆件100的飞行器200，本实施方式中，所述飞行器200为旋翼飞行器，具体地，所述飞行器200可以为四旋翼飞行器、六旋翼飞行器、八旋翼飞行器等。所述飞行器200包括安装座30、电机40以及螺旋桨50。所述电机40固定安装于所述安装座30上，所述螺旋桨50装设于所述电机40上，所述电机40用于驱动所述螺旋桨50转动，为所述飞行器200提供飞行动力。所述连接杆件100的一端与所述安装座30固定相连，另一端可以连接所述飞行器200的其他部件，例如云台、传感器等(图未示)。本实施方式中，所述连接杆件100为所述飞行器200的机臂，用于连接机身(图未示)与所述安装座30。
在所述飞行器200的飞行过程中，所述电机40及所述螺旋桨50为震动源，如果这些震动源产生的震动全部传递至所述飞行器机身及与所述机身相连的其他功能模块，会造成机身及与所述机身相连的其他功能模块(如相机、摄 像机、传感器等)的震动，进而影响这些功能模块的正常功能的发挥甚至造成机身及/或功能模块的损坏。所述连接杆件100通过在所述杆体10内填充减震材料，能够有效减少或者消除所述电机40以及所述螺旋桨50传递至所述机身或者其他功能模块的震动。
可以理解，所述连接杆件100不仅可以用于连接所述电机40及螺旋桨50，可以设置于机身的内部，用于减少机身内部元件受到的震动的影响。
可以理解，所述连接杆件100的数量可以为多个。
请参阅图4，本实用新型第二实施方式的连接杆件100’具有与第一实施方式的连接杆件100类似的结构，不同之处在于：所述连接杆件100’的减震材料20’包括第一减震材料层21以及包覆所述第一减震材料层21的第二减震材料层22，所述第二减震材料层22沿孔部12’的周向包覆于所述第一减震材料层21周围，所述第二减震材料层22的背离所述第一减震材料层21的外表面贴于周壁11’的内表面。所述第一减震材料层21的材料不同于所述第二减震材料层22的材料。可以理解，依据震动源的不同及/或减震需求的不同，可以选择不同物理及/或化学特性的所述第一减震材料层21以及所述第二减震材料层22，例如，可以依需求选择不同硬度、不同弹性、不同耐候性的所述第一减震材料层21以及所述第二减震材料层22。具体地，所述第一减震材料层21以及所述第二减震材料层22可以从PU泡棉、EPE泡棉、XPE泡棉、EPP泡棉、IXPE泡棉、PORON泡棉、CR泡棉、EVA泡棉、架桥PE泡棉、SBR泡棉、EPDM泡棉等中合理选择。
可以理解，可以依据不同的需求设置更多类似的减震材料层，不再一一赘述。当所述减震材料层多于两层时，所述减震材料层的材料可以全部不同或者部分相同，优选地，相邻的所述减震材料层的材料不同。
所述连接杆件100’采用具有不同材料的减震材料层，能够对震动实现的多级减弱，达到更为理想的减震效果，另外，不同材料构成的减震材料层还能够对不同震动源产生的震动均进行有效的减弱，扩展了所述连接杆件100’的应用范围。
请参阅图5，本实用新型第三实施方式的连接杆件100”具有与第一实施方式的连接杆件100类似的结构，不同之处在于：所述连接杆件100”的减震材料20”包括多个减震材料部23，所述多个减震材料部23沿孔部12”的轴向排 列。至少两个所述减震材料部23的材料不同。可以理解，依据震动源的不同及/或减震需求的不同，可以选择不同物理及/或化学特性的所述减震材料部23，例如，可以依需求选择不同硬度、不同弹性、不同耐候性的所述减震材料部23。具体地，所述减震材料部23可以从PU泡棉、EPE泡棉、XPE泡棉、EPP泡棉、IXPE泡棉、PORON泡棉、CR泡棉、EVA泡棉、架桥PE泡棉、SBR泡棉、EPDM泡棉等中合理选择。
所述减震材料部23沿所述孔部12”的轴向的长度可以相同或者不同。
本实施方式中，所述减震材料部23的数量为四个。可以理解，依据实际去求的不同，所述减震材料部23的数量可以作合理的变化，例如，所述减震材料部23的数量可以减至两个、增至十几个甚至几十个。另外，所述减震材料部23的材料可以均不相同或者部分相同，优选地，相邻所述减震材料部23的材料不同。
所述连接杆件100”采用具有不同材料的减震材料层，能够对震动实现的多级减弱，达到更为理想的减震效果，另外，不同材料构成的减震材料层还能够对不同震动源产生的震动均进行有效的减弱，扩展了所述连接杆件100”的应用范围。
以上实施方式仅对有限的情况进行说明，当然，本领域技术人员还可以依据本实用新型的精神对上述实施方式进行变化、组合。例如，可以结合第二实施方式以及第三实施方式，进而得到具有沿连接杆体的孔部轴向排列的多个减震材料部以及沿所述孔部周向排列的多个减震材料层的连接杆件。
以下将结合模拟测试以及实测的方式进一步阐明本实用新型的连接杆件的效果。测试所采用的连接杆件的形状为中空圆柱形管，外径为22mm，内径为20mm，轴向长度为255mm，材料为碳纤维。
本实用新型的实施方式中，分别对连接杆件进行模拟受迫振动，采用的模拟方法为有限元分析法，具体可采用ANSYS软件完成模拟，模拟施加的简谐力的大小为10N，简谐振动的频率为100Hz。
由以上模拟分析可以得出，填充有第一实施方式的减震材料的连接杆件的杆体最大振幅相比空心的连接杆件的杆体最大振幅可以减少至0.3倍左右，而填充有第二实施方式的减震材料的连接杆件的杆体的震动基本可以完全消除。
以下表一至表三为对空心的连接杆件以及填充有第一实施方式的减震材料的连接杆件的在实际应用中进行测试所得的数据，所述连接杆件应用于多旋翼飞行中，所述连接杆件连接飞行器的机身与螺旋桨，其中表一中的数据对应于轴距为1200mm的大型多旋翼飞行器的实测数据，表二中的数据对应于轴距为900mm的中型多旋翼飞行器的实测数据，表三中的数据对应于轴距为600mm的小型多旋翼飞行器的实测数据。
表一
其中，g为重力加速度，约为9.8m/s2。
表二
其中，g为重力加速度，约为9.8m/s2。
表三
其中，g为重力加速度，约为9.8m/s2。表三所对应的飞行器未携带云台。
有表一至表三可以看出，本实用新型的连接杆件能够对飞行器的机身及云台起到明显的减震作用，以有效稳定并保护机身及/或云台本身，或者安装在机身及/或云台上功能模块。
可以理解，本实用新型的连接杆件不仅可以应用于旋翼飞行器，也可以应用于固定翼飞行器，进一步地，所述连接杆件可以应用于其他类型的交通工具，例如，自行车、汽车、轮船等，在这些应用领域中，所述连接杆件同样可以起到显著的减震效果。
可以理解的是，本领域技术人员还可在本实用新型精神内做其它变化等用在本实用新型的设计，只要其不偏离本实用新型的技术效果均可。这些依据本实用新型精神所做的变化，都应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。
Claims (12)
1.一种连接杆件，包括中空的杆体，其特征在于：所述杆体内填充有减震材料。
2.如权利要求1所述的连接杆件，其特征在于：所述杆体包括周壁以及由所述周壁围成的孔部，所述减震材料位于所述孔部内。
3.如权利要求2所述的连接杆件，其特征在于：所述周壁为柱形筒状，所述孔部为柱状通孔。
4.如权利要求3所述的连接杆件，其特征在于：所述减震材料包括至少两个不同材料的减震材料层，所述减震材料层沿所述孔部的周向排列。
5.如权利要求4所述的连接杆件，其特征在于：所述减震材料层的数量多于两个，且相邻的所述减震材料层的材料不同。
6.如权利要求3所述的连接杆件，其特征在于：所述减震材料包括至少两个不同材料的减震材料部，所述减震材料部沿所述孔部的轴向排列。
7.如权利要求6所述的连接杆件，其特征在于：所述减震材料部的数量多于两个，且相邻的所述减震材料部的材料不同。
8.如权利要求1所述的连接杆件，其特征在于：所述减震材料由同一种材料构成。
9.如权利要求1所述的连接杆件，其特征在于：所述减震材料为泡棉。
10.如权利要求9所述的连接杆件，其特征在于：所述减震材料为PU泡棉、EPE泡棉、XPE泡棉、EPP泡棉、IXPE泡棉、PORON泡棉、CR泡棉、EVA泡棉、架桥PE泡棉、SBR泡棉、EPDM泡棉中的一种。
11.一种飞行器，其特征在于：包括至少一个如权利要求1-10任一项所述的连接杆件。
12.如权利要求11所述的飞行器，其特征在于：所述飞行器包括安装座、电机以及螺旋桨，所述电机固定安装于所述连接杆件一端的所述安装座上，所述螺旋桨装设于所述电机上，所述电机用于驱动所述螺旋桨转动，以提供所述飞行器的飞行动力。
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