CN206288231U - 一种多旋翼无人机的机架 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种多旋翼无人机的机架，其包括：中心件，其包括一个多边形盘及与所述多边形盘一体成型的多个管夹，所述多边形盘包括为内部中空的腔体；多组机臂，每组所述机臂包括并排布置的至少两个第一机臂，并且每组所述机臂的一端插入所述中心件的每个所述管夹中，所述第一机臂设置为管状结构；以及多个电机座，每个所述电机座固定在每组所述机臂的另一端，用于固定多旋翼无人机的电机。该机架采用一个中心件与多组机臂组合的布局形式，并通过合理地设置各部件的结构尺寸，使其在满足整机振动模态的同时具有明显的减重效果，且易于拆装和维护，可靠性高，适用于批量生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多旋翼无人机的机架。
背景技术
多旋翼无人机主要包括多个电机和螺旋桨、飞行控制装置和载重仓，并通过机架连接起来。多旋翼无人机可以广泛应用于空中定点监视、监控、拍摄、环保监测、野外科考、案件侦查、城市管理、庭院安防，车辆防盗、快递运送等领域。
目前多旋翼无人机的机架有几种结构模式：一是采用注塑件整体结构，适合大批量生产、且小型轻载的无人机；二是复合材料一体成型结构，一般采用手工制造，生产效率慢，且产品质量难以重现，产品可靠性难以控制；三是板杆组合结构，零部件多，组装复杂，且不易维护，结构可靠性低。如果能将以上几种机架结构模式的优点集合起来设计无人机的机架，将大大改善无人机的整体结构的机械性能，甚至提高无人机的飞行品质。
实用新型内容
鉴于现有技术中存在的上述缺陷或不足，本实用新型提供了一种多旋翼无人机的机架，其至少能够提高多旋翼无人机机架的可靠性。
根据本实用新型的一方面，提供了一种多旋翼无人机的机架，所述机架包括：中心件，其包括一个多边形盘及与所述多边形盘一体成型的多个管夹，所述多边形盘包括内部中空的腔体；多组机臂，每组所述机臂包括并排布置的至少两个第一机臂，并且每组所述机臂的一端插入所述中心件的每个所述管夹中，所述第一机臂设置为管状结构；以及多个电机座，每个所述电机座固定在每组所述机臂的另一端，用于固定多旋翼无人机的电机。
优选地，所述管夹对应于所述多边形盘的多个边交替设置。
优选地，所述电机座包括：底座，其具有固定所述多旋翼无人机的电机的接口；第一连接件，其与所述底座固定为一体；以及第二连接件，其设置为与所述第一连接件对称布置以容纳每组所述机臂的另一端，所述第二连接件与所述底座分体设计。
优选地，所述第一连接件包括并排布置的至少两段薄壁圆弧以及分别沿所述至少两段薄壁圆弧的外缘向外延伸的法兰连接耳，所述两段薄壁圆弧上分别设置有通孔；所述第二连接件具有与所述第一连接件对称的结构。
优选地，所述第一机臂的长度设置为轴径的1/8～1/2倍。
优选地，所述第一机臂的壁厚设置为0.5mm～8mm，外径设置为10mm～100mm。
优选地，所述中心件的内部中空的腔体内设置有固定部，用于固定所述多旋翼无人机的控制系统硬件装置。
优选地，所述多边形盘包括对称设置的两个多边形盘半部，所述管夹由两个对称设置的管夹半部组成，所述多个管夹半部设置为沿所述多边形盘半部的外缘向外延伸。
优选地，所述第一机臂和所述中心件采用连续纤维增强塑料制成。
优选地，所述第一机臂的横截面为圆形或者多边形。
本实用新型的多旋翼无人机的机架采用一个中心件与多组机臂组合的布局形式，并通过合理地设置各部件的结构尺寸，使其在满足整机振动模态的同时具有明显的减重效果，且易于拆装和维护，可靠性高，适用于批量生产。
附图说明
通过参照以下附图所作的对非限制性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。其中显示：
图1为根据本实用新型的实施例的多旋翼无人机的机架的结构示意图。
图2为图1所示的机架的电机座的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。
图1为根据本实用新型的实施例的多旋翼无人机的机架的结构示意图。如图所示，机架100包括中心件10、多组机臂20和多个电机座30。
中心件10由一个多边形盘11及与多边形盘11一体成型的多个管夹12组成，多边形盘11包括内部中空的腔体。多边形盘11可以设置为正多边形结构，也可以设置为非正多边形结构，优选为前者，即正多边形结构。管夹12对应于多边形盘11的多个边交替设置。即多边形盘11为几边形，其一体成型的管夹12的数量即为该多边形边数的一半。
每组机臂20包括并排布置的至少两个第一机臂，并且每组机臂20的一端插入中心件10的每个管夹12中。第一机臂设置为管状结构，其横截面可以为圆形或者多边形。本实施例以圆形横截面为例。机臂20的组数与管夹12的数量对应，每组机臂20包括至少两个第一机臂，优选为两个，本实施例以每组机臂20包括两个第一机臂为例。例如，多边形盘11为正六边形，那么具有三个管夹12，每个管夹12连接一组机臂20，可以连接三组机臂20，每组机臂20包括2个第一机臂，共6个第一机臂。
电机座30固定在每组机臂20的另一端，用于固定多旋翼无人机的电机。电机座30包括：底座31，其具有固定所述多旋翼无人机的电机的接口；第一连接件32，其与底座31固定为一体；以及第二连接件33，其设置为与第一连接件32对称布置以容纳每组机臂20的另一端，第二连接件33与底座31分体设计。
图2为图1所示的机架的电机座的结构示意图。如图所示，第一连接件32包括并排布置的至少两段薄壁圆弧以及分别沿至少两段薄壁圆弧的外缘向外延伸的法兰连接耳，法兰连接耳上设置有通孔a，所述至少两段薄壁圆弧上分别设置有通孔b,每组机臂20的另一端对应设置有贯穿孔；第二连接件33具有与第一连接件32对称的结构。
为便于组装和拆卸，多边形盘11可以包括对称设置的两个多边形盘半部，管夹12由两个对称设置的管夹半部组成，多个管夹半部设置为沿多边形盘半部的外缘向外延伸，并且管夹半部对应于多边形盘半部的多个边交替设置。
中心件10的两个对称设置的多边形盘半部和管夹半部通过紧固件连接为一体，其内部中空的腔体内设置有固定部，用于固定所述多旋翼无人机的控制系统硬件装置(图中未示出)。
组装机臂时，先将一组机臂20的一端插入已组装好的中心件10的管夹12中并紧固，然后将一组机臂20的另一端插入第一连接件32中，将螺栓或销钉插入通孔b和机臂的贯穿孔并紧固机臂后，再将螺栓或销钉穿过第二连接件33与第一连接件32的法兰连接耳上的通孔a而固定在一起。
另外，多旋翼无人机的控制系统硬件装置与电机之间的线缆穿过管夹12和第一机臂的内部进行连接，既美观又不影响无人机的飞行。
为了机架100具有更高的稳定性及更好的平衡性，本实施中的多边形盘半部为正十二边形，以便更容易制造，但是并不限于所述正多边形形状，还可以为正六边形、正八边形或正十六边形等，或者也可以为非正多边形形状，根据具体的应用场合而定。
本实用新型实施例中的多旋翼无人机的机架100采用一个中心件10与多组机臂20的组合式结构，易于拆装和维护，可靠性较高。
下面详细描述机臂20的结构尺寸。
机臂20在无人机飞行过程中至少承受着由螺旋桨升力和电机的重力形成的弯曲力矩和扭转力矩，其刚度和强度对飞行品质有重要影响。每组机臂20的另一端连接有电机座30，电机座30的接口用于固定电机，而螺旋桨与电机的输出轴连接。无人机飞行过程中，相对的两个螺旋桨互不干涉。因此，螺旋桨的长度尺寸小于等于轴距h，轴距h即为由多个电机座30连接的多个电机的输出轴绕中心件10的中心轴线所组成的圆的直径。
本实施例经过试验验证，当第一机臂的横截面为圆形时，其长度L优选设置为轴距h的1/8～1/2倍，且其管壁的壁厚设置为0.5mm～8mm，外径设置为10mm～100mm，可以满足整机的振动模态要求。
另外，第一机臂和中心件10可以优先采用连续纤维增强塑料制成，例如玻璃纤维增强环氧、碳纤维增强环氧等等。采用连接纤维增强塑料时，可以采用模压或RTM工艺制造中心件，采用拉挤、缠绕、搓管等工艺制造第一机臂，不仅能提高生产效率，并且由于纤维含量高，力学性能优秀，产品制造容易重现，质量稳定性高，并具有明显的减重效果。第一机臂和中心件10也可以采用金属材料制成，根据具体的适用场合而定。
本实用新型实施例中的多旋翼无人机的机架100相对于注塑件更适合大载荷无人机使用，相对于复合材料一体成型的机架，单套模具生产效率由1.5小时左右提高到几分钟，且产品质量重复性好，产品可靠性易于控制，适用于批量生产。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种多旋翼无人机的机架，其特征在于，所述机架包括：
中心件，其包括一个多边形盘及与所述多边形盘一体成型的多个管夹组成，所述多边形盘包括内部中空的腔体；
多组机臂，每组所述机臂包括并排布置的至少两个第一机臂，并且每组所述机臂的一端插入所述中心件的每个所述管夹中，所述第一机臂设置为管状结构；以及
多个电机座，每个所述电机座固定在每组所述机臂的另一端，用于固定多旋翼无人机的电机。
2.根据权利要求1所述的机架，其特征在于，所述管夹对应于所述多边形盘的多个边交替设置。
3.根据权利要求1所述的机架，其特征在于，所述电机座包括：
底座，其具有固定所述多旋翼无人机的电机的接口；
第一连接件，其与所述底座固定为一体；以及
第二连接件，其设置为与所述第一连接件对称布置以容纳每组所述机臂的另一端，所述第二连接件与所述底座分体设计。
4.根据权利要求3所述的机架，其特征在于，所述第一连接件包括并排布置的至少两段薄壁圆弧以及分别沿所述至少两段薄壁圆弧的外缘向外延伸的法兰连接耳，所述至少两段薄壁圆弧上分别设置有通孔；所述第二连接件具有与所述第一连接件对称的结构。
5.根据权利要求3所述的机架，其特征在于，所述第一机臂的长度设置为轴径的1/8～1/2倍。
6.根据权利要求5所述的机架，其特征在于，所述第一机臂的壁厚设置为0.5mm～8mm，外径设置为10mm～100mm。
7.根据权利要求1所述的机架，其特征在于，所述中心件的内部中空的腔体内设置有固定部，用于固定所述多旋翼无人机的控制系统硬件装置。
8.根据权利要求1至7任一项所述的机架，其特征在于，所述多边形盘包括对称设置的两个多边形盘半部，所述管夹由两个对称设置的管夹半部组成，所述多个管夹半部设置为沿所述多边形盘半部的外缘向外延伸。
9.根据权利要求8所述的机架，其特征在于，所述第一机臂和所述中心件采用连续纤维增强塑料制成。
10.根据权利要求8所述的机架，其特征在于，所述第一机臂的横截面为圆形或者多边形。
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| CN201621160429.8U CN206288231U (zh) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | 一种多旋翼无人机的机架 |
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| CN201621160429.8U Active CN206288231U (zh) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | 一种多旋翼无人机的机架 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106542077A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-03-29 | 顺丰科技有限公司 | 一种多旋翼无人机的机架 |
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2016
- 2016-11-01 CN CN201621160429.8U patent/CN206288231U/zh active Active
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