CN208393631U - 复合外壳、机械臂及飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合外壳、机械臂及飞行器，属于导电外壳技术领域，解决如何在保证结构强度的基础上，提高机械臂内部散热效果的问题。本实用新型实施例提供的复合外壳包括由外而内依次设置的结构层、绝缘层及导电结构，所述结构层围绕所述绝缘层设置；所述导电结构设有至少2个，且任意相邻两所述导电结构之间通过所述绝缘层隔离，所述结构层和导电结构之间通过所述绝缘层隔离。本实用新型可以将电调直接经过机械臂外壳连到电机上，不用在机械臂另外加电线接到电机上，外壳设置的导电结构能够加强散热效果；复合结构可以大大增加机械臂外壳的结构强度。

Description

复合外壳、机械臂及飞行器

技术领域

本实用新型涉及导电外壳技术领域，尤其涉及一种复合外壳、机械臂及飞行器。

背景技术

现有无人机的电机线通过机械臂时，都是采用外加导线的形式，会导致机械臂管内热量堆积，温度上升，增大电流的消耗；如果采用大电流导线，还会大大增加机身的重量。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种复合外壳、机械臂及飞行器，用以在保证结构强度的同时，解决电流传导散热不好的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本实用新型某些实施例提供了一种复合外壳，复合外壳包括由外而内依次设置的结构层、绝缘层及导电结构，结构层围绕绝缘层设置；导电结构设有至少2个，且任意相邻两导电结构之间通过绝缘层隔离，结构层和导电结构之间通过绝缘层隔离。

本实用新型一个实施例中，导电结构设置在绝缘层的内侧。

本实用新型一个实施例中，导电结构的内侧设有防水层。

本实用新型一个实施例中，导电结构嵌入绝缘层内部。

本实用新型一个实施例中，导电结构沿复合外壳的周向均匀设置。

本实用新型一个实施例中，结构层和绝缘层相互固定，导电结构可拆卸地设于复合外壳内部。

本实用新型一个实施例中，绝缘层和导电结构相互固定；绝缘层和导电结构可拆卸地设于复合外壳内部。

本实用新型一个实施例中，导电结构沿复合外壳的轴向的两端均设有电连接结构以便于将导电结构与被导电物连接；或者，导电结构轴向的两端直接与被导电物连接。

本实用新型一个实施例中，电连接结构为片状，且中间设有通孔，片状的一端连接导电结构，另一端伸出导电结构。

本实用新型一个实施例中，导电结构为导电板。

本实用新型一个实施例中，导电结构为铝合金导电板。

本实用新型一个实施例中，结构层为碳纤维层。

本实用新型一个实施例中，绝缘层为玻璃纤维层。

第二方面，本实用新型某些实施例提供了一种机械臂，机械臂的外壳为本实用新型某些实施例提供的复合外壳。

第三方面，本实用新型某些实施例提供了一种飞行器，包括本实用新型某些实施例提供的机械臂。

本实用新型实施例的有益效果为：

1、实施本实用新型的实施例时，可以直接使用机械臂的外壳当导线，连接机臂两端的装置，不用在机械臂外壳里另外加电线，连接电调和电机，将导电结构设置在复合外壳内，更有利于导电结构的散热；

2、本实用新型实施例中，通过绝缘层，使得导电结构之间及导电结构和结构层之间相互绝缘，防止发生短路或电路，保证了电路中电信号的顺利传到；

3、本实用新型实施例中，加入防水的考量，并添加了相应的防水设置，能够防止复合外壳内因存在液体而造成导电结构短路；

4、本实用新型实施例中，导电结构采用铝合金材料制成，可以进行大电流导电，而不会明显增加外壳的重量，并且设置成板状，有利于导电结构的散热；

5、本实用新型实施例中，复合外壳铝合金结合碳纤维，在不明显增加重量的前提下，可以大大增加机械臂外壳的结构强度。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型的实施例1的复合外壳结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1的复合外壳剥离后的结构示意图；

附图标记：1-导电结构；2-绝缘层；3-结构层；4-电连接结构。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型实施例提供了一种复合外壳，包括由外而内依次设置的结构层3、绝缘层2和导电结构1，结构层3围绕绝缘层2设置。本实用新型的实施例中，复合外壳用作无人机的机械臂，复合外壳主要用来防护来自机械臂外侧的冲击或作用力，即绝缘层2的外侧，在满足复合外壳的结构强度的同时，避免绝缘层2内外两侧均设置结构而使整体结构重量增加。

结构层3用来保证整个外壳的结构强度，使得使用本实用新型实施例的设备或装置，能够具有足够的结构强度，来保证外壳在受到该设备或装置设计允许作用力时，依然能保持外壳原有的形状，不会发生形变。导电结构1用来传输电流，导电结构1设有至少2个，示例性的，本实用新型实施例中，复合外壳用于无人机机械臂的电机和电调的电流传导，电机通常采用三相电机，因此导电结构1设有3个，将导电结构1设置在外壳中，也更有利于将导电结构1导电后产生的热量向外壳的外部散热。绝缘层2使导电结构1互相隔离，也使导电结构1与结构层3之间相互隔离，考虑到结构层3也有可能是导电材料制成，绝缘层2用来防止导电结构1之间或导电结构1与结构层3之间漏电或短路，从而保证电流的顺利传导。

示例性的，复合外壳的形状可以为：垂直轴线的截面为三角形、矩形或其他多边形的筒状结构，封闭或不封闭的多面体及多面体的组合，垂直轴线的截面为圆形或椭圆形的筒状结构，一端封闭或两端均封闭的圆柱形结构。实际使用时，可以根据受力的不同情况来选择不同的形状的外壳。

优选的，复合外壳的形状为垂直轴线的截面为圆形的筒状结构。本实用新型的实施例中，复合外壳用作无人机的机械臂，柱状结构能够更加真实的模拟机械臂的形状，考虑到机械臂在空中的自由活动，优选垂直轴线的截面为圆形的柱状结构，防止其他形状的机械臂会在某一方向上的运动受到限制，且圆柱形的外壳在各个方面的受力均衡。

考虑到机械臂的内部可能会有液体，比如导液管等结构内的液体泄漏至机械臂中，因此，需要对复合外壳进行防水处理。本实用新型的某些实施例中，导电结构1设置在绝缘层2的内侧，并在导电结构1的内侧加设防水层，防止导电结构1因被液体打湿而发生短路。在本实用新型的另一些实施例中，导电结构1嵌入到绝缘层2的内部，由于绝缘层2 本身也具备防水效果，因此无需加设防水层，也能满足防水效果。

在实际使用时，导电结构1可能会出现需要更换的情况，因此导电结构1设计为可抽离的结构。本实用新型的一些实施例中，结构层3和绝缘层2可以设置为相互固定，而只将导电结构1从复合外壳中抽离。本实用新型的另一些实施例中，考虑到导电结构1嵌入到绝缘层2内部，直接将导电结构1和绝缘层2相互固定，并可将导电结构1和绝缘层2 一同从复合外壳中抽出即可。

沿复合外壳的轴向设置至少2个导电结构1，可以满足电流传导的需求，而且设置在复合外壳内的导电结构1在进行电流传导的过程中，更有利于向外壳的外部散热；考虑到更加容易控制机械臂的重心，以及使散热更加均匀、避免局部过热，优选地，将导电结构1沿复合外壳的周向均匀设置。

绝缘层2、导电结构1、结构层3各自使用的材料满足：绝缘层2使用绝缘材料制成，示例性的玻璃纤维材料或ABS材料或聚四氟乙烯加强玻璃纤维材料，优选为玻璃纤维材料，本实用新型实施例中，复合外壳用作无人机的机械臂外壳，因此需要保证材料密度较小，且容易生产加工；导电结构1使用导电材料制成，可以使用金属或合金或非金属，优选为铝合金，同样是出于减轻重量的考虑；结构层3材料需要保证复合外壳的结构强度，示例性的，可以使用PC塑料或碳纤维，优选为碳纤维材料，碳纤维材料除密度较小外，硬度较高，制造的部件整体的刚性较高，因此可以保证复合外壳的刚性。此外，本实用新型实施例中，碳纤维虽然刚性高，但韧性差，而铝合金则相反，使用二者结合的复合外壳，既可以具有较高的硬度，又可以具有较高的韧性，在受到准静态或冲击载荷时，都可以体现良好的力学性能。

需要特殊说明的是，铜也是长用作导线的金属材料。铝合金的载流量是61.8％IACS，而铜的载流量是79％，显然铜要由于铝合金，但是在相同体积的情况下铝合金的重量大约是同的1/3，因此，在保证想用载流量的前提下，铝合金的电缆重量大约是铜缆的一半。所以导电结构1虽然可以使用铜材料制成，但是考虑到本实用新型实施例用作无人机机臂的外壳，需要尽量的减轻重量，导电结构1选用铝合金材料。

考虑到导电结构1要嵌入绝缘层2，如果导电结构1的厚度过大，导致复合外壳的厚度过大，大大增加了外壳的重量和成本。所以，导电结构1采用导电板，考虑到导电结构1采用铝合金制成，而铝的电阻率较大，出于减小导电结构1的电阻的目的，导电结构1为铝合金板，此外，导电板的结构也更有利于散热。

考虑到导电结构1嵌入绝缘层2中，在外力的情况下，很可能发生内部的撕裂或滑移，本实用新型实施例中，绝缘层2紧密包裹导电结构1，结构层3紧密包裹绝缘层2，用以保证整体的结构强度，同时防止内部绝缘层2、导电结构1的物力形结构变化，此外，紧密包裹导电结构1的绝缘结构，还可以防止不同的导电结构1之间发生短路，保证复合外壳内电流的有效传导。示例性的，本实用新型实施例采用在模具上缠绕材料的形式来制造复合外壳，来使复合外壳满足紧密包裹特征，具体为：在机械臂外壳的模具上包覆一层或者多层玻璃纤维布；在玻璃纤维布外侧，沿周向均匀布置3个铝合金板；在铝合金板的外侧，再包裹一层或多层玻璃纤维布；在玻璃纤维布的外侧包裹一层或多层碳纤维布。

导电结构1沿复合外壳的轴向的两端均设有电连接结构4或导电结构1的两端直接与被导电物连接，可以实现复合外壳对电流的传导，且导电结构1或者与被导电物直接连接，或者通过电连接结构4与被导电物间接连接。优选地，本实用新型实施例中导电结构1用来在电机与电调之间传导电流，示例性的，导电结构1通过焊接或一体成形的形式与电调和电机直接连接，或通过连接插头、连接环连接。优选的，电连接结构4为连接环，呈片状，且中间设有通孔，连接环可以和电调PCB的三相电输出焊盘连接，一般情况下，电调PCB的三相电输出焊盘上设置开孔，可以和连接环通过螺栓螺母连接，简便地实现导电结构1分别与电机和电调连接。

本实用新型实施例提供了一种机械臂，机械臂的外壳采用本实用新型提供的复合外壳，包括连接电机和电调，并在电机和电调之间导电，机械臂的其他机械结构不做具体限制，可以直接使用现有机械臂的结构，或根据实际需要进行设计制造。

本实用新型实施例提供了一种飞行器，示例性的，可以是无人机。本实用新型实施例中，无人机使用了本实用新型中提供的机械臂，或者，使用了本实用新型的复合外壳并使用复合外壳进行导电。无人机其他机械和电路结构，可以使用现有无人机的结构，或根据实需要进行设计制造。

综上所述，本实用新型的实施例提供了一种复合外壳、机械臂及飞行器，实施本实用新型的实施例时，可以直接使用机械臂的外壳当导线，连接机臂两端的装置，不用在机械臂外壳里另外加电线，来接电调和电机，机械臂外壳的铝合金横截面积大可以通大电流，而不会使机身重量明显增加；复合外壳铝合金结合碳纤维可以大大增加机械臂外壳的结构强度。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种复合外壳，其特征在于，所述复合外壳包括由外而内依次设置的结构层、绝缘层及导电结构，所述结构层围绕所述绝缘层设置；所述导电结构设有至少2个，且任意相邻两所述导电结构之间通过所述绝缘层隔离，所述结构层和导电结构之间通过所述绝缘层隔离。

2.根据权利要求1所述的复合外壳，其特征在于，所述导电结构设置在所述绝缘层的内侧。

3.根据权利要求2所述的复合外壳，其特征在于，所述导电结构的内侧设有防水层。

4.根据权利要求1所述的复合外壳，其特征在于，所述导电结构嵌入所述绝缘层内部。

5.根据权利要求1-4任一项所述的复合外壳，其特征在于，所述导电结构沿所述复合外壳的周向均匀设置。

6.根据权利要求1所述的复合外壳，其特征在于，所述结构层和绝缘层相互固定，所述导电结构可拆卸地设于所述复合外壳内部。

7.根据权利要求1所述的复合外壳，其特征在于，所述绝缘层和导电结构相互固定；所述绝缘层和导电结构可拆卸地设于所述复合外壳内部。

8.根据权利要求1所述的复合外壳，其特征在于，所述导电结构沿所述复合外壳的轴向的两端均设有电连接结构以便于将所述导电结构与被导电物连接；或者，所述导电结构轴向的两端直接与被导电物连接。

9.根据权利要求8所述的复合外壳，其特征在于，所述电连接结构为片状，且中间设有通孔，所述片状的一端连接所述导电结构，另一端伸出所述导电结构。

10.根据权利要求1所述的复合外壳，其特征在于，所述导电结构为导电板。

11.根据权利要求10所述的复合外壳，其特征在于，所述导电结构为铝合金导电板。

12.根据权利要求1所述的复合外壳，其特征在于，所述结构层为碳纤维层。

13.根据权利要求1所述的复合外壳，其特征在于，所述绝缘层为玻璃纤维层。

14.一种机械臂，其特征在于，所述机械臂的外壳为权利要求1至13任一所述的复合外壳。

15.一种飞行器，其特征在于，包括权利要求14所述的机械臂。