CN210942225U - 自封装涵道式动力单元及涵道式飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自封装涵道式动力单元及涵道式飞行器，涵道式飞行器由偶数个自封装涵道式动力单元对称设置于中心体的两侧组成。自封装涵道式动力单元，包括由内涵道圈、外涵道圈、密封空腔组成的涵道圈，内涵道圈内固定有至少一个转动模块，转动模块由电机和螺旋桨组成，电机经电机安装支架固定嵌设在内涵道圈内中心位置，电机输出轴上固定套接螺旋桨；电机远离螺旋桨的一端外侧罩设有电机整流罩，电机整流罩与电机安装支架固定连接；外涵道圈上固定有电源通讯插头，电源通讯插头内设有电源插头和信号通讯线接口；电机安装支架由安装盘和多个辐杆组成。解决了现有涵道式飞行器安装效率低下、对安装人员的安装精度和操作熟练度要求高的问题。

Description

自封装涵道式动力单元及涵道式飞行器

技术领域

本实用新型属于航空飞行器技术领域，涉及一种自封装涵道式动力单元及涵道式飞行器。

背景技术

在飞行器领域，飞行的智能控制越来越被重视，而在飞行产品开发或生产过程中不可避免的需要投入大量的人力和时间，从最基础的电机安装等重复性的工作开始组建。因为电机、螺旋桨匹配不一致、安装缺陷、组装人员专业能力不足等原因往往造成飞行基础平台不能满足使用要求，耽误开发进程和生产进度。

涵道式飞行器通常用于户外的植保、救援、侦察等特殊作业，也可能需要临时维修或更换零部件，如果组装效率低下，直接影响作业完成节点和进度。现有的涵道式飞行器的零部件之间连接关系较为复杂，需要操作者十分了解内部结构，才能完成组装工作。而且受限于飞行器的整体尺寸，零部件体积较小，对操作者的安装精度和熟练度有一定要求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种自封装涵道式动力单元，以解决现有涵道式飞行器安装效率低下、安装精度难以确保的问题以及对安装人员的安装精度和操作熟练度要求高的问题。

本实用新型的另一目的在于提供一种涵道式飞行器，以解决涵道式飞行器在执行户外作业时，因组装维护速度低而影响作业进度的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，自封装涵道式动力单元，包括涵道圈，涵道圈包括内涵道圈、外涵道圈以及在内涵道圈和外涵道圈之间密封围成的密封空腔；

所述内涵道圈内固定有至少一个转动模块，所述转动模块由电机和螺旋桨组成，电机经电机安装支架固定嵌设在内涵道圈内中心位置，电机输出轴上固定套接螺旋桨；

所述电机远离螺旋桨的一端外侧罩设有电机整流罩，电机整流罩与电机安装支架固定连接；

所述外涵道圈上固定有电源通讯插头，电源通讯插头内设有电源插头和信号通讯线接口。

进一步的，所述转动模块的数量为2个，一个转动模块通过与其匹配的电机安装支架固定于内涵道圈的上部，另一个转动模块通过与其匹配的电机安装支架固定于内涵道圈的下部，两个电机输出轴相对设置且相隔一定间隙。

进一步的，所述电机安装支架包括安装盘和多个辐杆；安装盘是圆筒形结构，电机机身嵌设于安装盘内，电机输出轴伸出于安装盘一端，且桨毂套接在电机输出轴上；辐杆一端固定于安装盘的侧壁上，其另一端固定于内涵道圈上。

进一步的，所述安装盘内均安装有电调，电源通讯插头通过导线与电调电连接；

所述电机整流罩与安装盘固定连接。

进一步的，所述电机整流罩是锥体结构，且内涵道圈上部的电机整流罩的锥度大于内涵道圈下部的电机整流罩的锥度。

进一步的，所述内涵道圈与外涵道圈的上部以及内涵道圈与外涵道圈的下部均通过唇口连接，形成密封空腔，且唇口与内涵道圈、外涵道圈一体成型，并向空腔内弯曲。

进一步的，所述安装盘上至少固定2个辐杆。

进一步的，所述外涵道圈上设有连接部，电源通讯插头通过电源通讯插头固定板固定在连接部上。

进一步的，所述连接部为凸台形，电源通讯插头固定板的整个板面覆盖在连接部的顶部。

本实用新型所采用的另一技术方案是，一种涵道式飞行器，包括中心体和至少两个所述的自封装涵道式动力单元，自封装涵道式动力单元均连接在中心体上。

进一步的，所述自封装涵道式动力单元的电源通讯插头固定板上设有至少三个安装孔，所述自封装涵道式动力单元均通过穿设于安装孔内的连接件与中心体固定连接；

所述中心体的侧壁上对应每个自封装涵道式动力单元的电源通讯插头分别开设通孔，每个自封装涵道式动力单元的电源通讯插头通过中心体上的通孔与中心体内的电源和通讯装置连接。

进一步的，所述中心体为长方体；

所述自封装涵道式动力单元的数量为偶数个，且自封装涵道式动力单元对称设置于中心体的两侧。

本实用新型的有益效果是，把涵道式动力单元封装成一个独立的个体，内涵道圈内设置转动模块，外涵道圈上设置电源和通讯插头，内涵道圈和外涵道圈之间密封形成空腔，可存放处理器、线材、消音材料等，且空腔是密封的，避免气流损耗，避免产生过大的噪声。整体外观规则，方便运输或携带。电源和通讯控制信号通过一个插头与外置的中心体连接，电机、电调、螺旋桨固定连接在涵道圈围成的空间内构成一个完整的动力单元，简化或避免了使用时操作者的基础组装工作，提高了效率，降低了对操作者的工作要求。有效解决了涵道式飞行器在执行户外作业时，因组装维护速度低而影响作业进度的问题。

涵道式飞行器在执行户外的植保、救援、侦察等特殊作业时，有效地提高了组装维修速度，保证了顺利完成作业。同时为飞行控制单元的开发者提供了稳定的飞行平台动力单元，开发人员可根据需要选择两个或多个自封装涵道式动力单元自行快速搭建满足需求的稳定飞行平台，而不需要深入了解动力单元内部的零部件以及这些零部件重复性的安装工作。飞行控制单元搭载在自封装涵道式动力单元组建的飞行平台上进行实验或调试，可以显著提高开发者的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型自封装涵道式动力单元的顶部结构示意图。

图2是本实用新型自封装涵道式动力单元的主视图。

图3是本实用新型自封装涵道式动力单元的俯视图。

图4是本实用新型自封装涵道式动力单元的右视图。

图5是本实用新型自封装涵道式动力单元的连接部示意图。

图6是本实用新型自封装涵道式动力单元的底部结构示意图。

图7是本实用新型自封装涵道式动力单元组装的涵道飞行器结构示意图。

图中，1.涵道圈，2.电机安装支架，3.安装盘，4.辐杆，5.螺旋桨，6.电机整流罩，7.唇口，8.连接部，9.电源通讯插头固定板，10.电源通讯插头，11.安装孔，12.中心体，13.散热沟槽。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提出一种自封装涵道式动力单元，如图1~6所示，包括涵道圈1，涵道圈1包括内涵道圈和外涵道圈两层，在内涵道圈和外涵道圈之间形成空腔，空腔是密封的，气流不会进入到空腔内，设置空腔使该动力单元质量变轻，同时空腔内可以根据需求存放部分零部件，比如线材、小型设备（处理器等）、消声材料，避免气流损耗、产生过大的噪声。内涵道圈内固定有至少一个转动模块，转动模块由电机和螺旋桨5组成，电机经电机安装支架2固定嵌设在内涵道圈内中心位置，电机输出轴上固定套接螺旋桨5。电机远离螺旋桨5的一端外侧罩设有电机整流罩6，电机整流罩6与电机安装支架2固定连接；外涵道圈上固定有电源通讯插头10，电源通讯插头10内设有电源插头和信号通讯线接口。

本实施例中转动模块的数量为2个，一个转动模块通过一个电机安装支架2固定于内涵道圈的上部，另一个转动模块通过另一个电机安装支架2固定于内涵道圈的下部，两个电机输出轴相对设置且相隔一定间隙。

电机安装支架2包括安装盘3和至少两根辐杆4，安装盘3是圆筒型结构，电机机体嵌设于安装盘3中，电机输出轴伸出于安装盘3，一体成型的螺旋桨5的桨毂套装在电机输出轴上，使得电机能够驱动螺旋桨5转动。辐杆4一端固定于安装盘3的侧壁上，其另一端固定于内涵道圈上。

内涵道圈与外涵道圈的上部、内涵道圈与外涵道圈的下部均通过唇口7连接，且唇口7与内涵道圈、外涵道圈一体成型，并向密封空腔内弯曲。唇口7也是为了引导气流，另外，涵道1在高度方向要将螺旋桨5包容在里面。

本实施例中，内涵道圈内设有两个电机安装支架2，一个电机安装支架固定于内涵道圈内上部，另一个电机支架2固定于内涵道圈内下部。一个电机安装支架2的辐杆4一端固定在与其配套的安装盘3外侧壁上，另一端固定于内涵道圈上部的唇口7上，另一个电机安装支架2的辐杆4一端固定在与其配套的安装盘3外侧壁上，另一端固定于内涵道圈下部的唇口7上。本实施例中，将辐杆4水平设置。

安装盘3上安装有电调和电机，电源通讯插头10通过导线与电调电连接。两个安装盘3内的电机的输出轴相对设置且相隔一定间隙。电机远离螺旋桨5的一端外侧罩有电机整流罩6，电机整流罩6与安装盘3固定连接，电机整流罩6起到保护电机和引导气流的作用，使气流平稳进入螺旋桨的浆盘，避免一些突兀的形状对气流流场产生干扰。

电机整流罩6具有流线形表面，可以引导气流，本实施例中优选电机整流罩6是锥体结构，具体地，电机整流罩6是底面为圆形、侧面是剖视图为抛物线形的曲面的锥体结构。内涵道圈上部的电机整流罩6的锥度大于内涵道圈下部的电机整流罩6的锥度。作为另一种可实施的方式，使上部的电机整流罩6是钝头形，下部的电机整流罩6是尖头形。较优地，在内涵道圈上部的电机整流罩6上均匀设有为电机散热的散热沟槽13。

涵道飞行器向上飞升，将电机整流罩6上下尖端设计成类似雨滴形，雨滴的运动前端秃，后端尖。考虑在跨声速运动时，前端会产生激波效应，所以上端即前端采用钝头体。高超声速流动中气流绕过物体时，在物体附近形成一道激波，通常把物体头部附近的激波和物面之间的区域称为激波层，在高超声速条件下，由于激波很靠近物体表面，激波层是薄的，所以也称薄激波层。在超声速来流中，尖头体头部通常形成附体激波，在钝头体前部常形成脱体激波，钝头体在高超声速时无粘绕流问题。

外涵道圈侧壁上设有凸台形的连接部8，电源通讯插头10通过电源通讯插头固定板9固定在连接部8上，电源通讯插头固定板9的整个板面覆盖在连接部8的顶部。

本实用新型还提出一种涵道式飞行器，包括中心体12和至少两个所述的自封装涵道式动力单元，自封装涵道式动力单元均连接在中心体12上。

电源通讯插头固定板9上设有至少三个安装孔11，安装孔11贯通到连接部8内。电源通讯插头10内设有带正负极标识的正负极电源插头、信号通讯线接口，电源通讯插头10与安装盘3内的电调电连接。

如图7所示，中心体12内设有电源和通讯装置，中心体12的侧壁上设有使电源通讯插头10与中心体12内部的电源和通讯装置连接的通孔。本实用新型的自封装涵道式动力单元通过穿设到安装孔11内的螺钉固定在中心体12两侧，电源通讯插头固定板9贴合在中心体12的侧壁上，自封装涵道式动力单元与中心体12组装时，通过通孔迅速地将电源通讯插头10与电源和通讯装置连接，为螺旋桨5提供动力，并能传输采集数据和控制信号。中心体呈方形或圆形，自封装涵道式动力单元设置在中心体的外周。优选地，中心体12为长条状。

本实用新型多个自封装涵道式动力单元通过中心体12相互连接组装成涵道式飞行器。根据涵道飞行器的整体外形和动力需求，可设置不同数量的自封装涵道式动力单元，匹配不同形状和大小的中心体12。较优地，涵道式飞行器包括两个涵道封装单元，中心体的尺寸较小，整个结构紧凑，可在狭小的空间飞行，灵活地完成救援、侦察等特殊作业。

本实用新型涵道的内外壁及内腔为一个整体结构，电机支架一体成型，把涵道式动力单元封装成一个独立的个体，方便使用，整体外观规则，方便运输或携带，电源和通讯控制信号通过一个电源通讯插头10与外置的中心体12连接。电机、电调、螺旋桨5固连在涵道圈围成的空间内构成一个完整的动力单元。简化或避免了使用时操作者的基础组装工作，提高了效率，降低了对操作者的工作要求。涵道式飞行器在执行户外的植保、救援、侦察等特殊作业时，有效地提高了组装和维修速度，保证了顺利完成作业。

根据实际需要灵活地组装成更大的飞行器，组装时通过外涵道圈的安装孔与中心体连接，快速构建所需的飞行器。

本申请的自封装涵道式动力单元为飞行控制单元的开发者提供了稳定的飞行平台动力单元，把开发者从重复性、专业性的飞行平台组装工作中解放出来，专注于飞行器的智能控制开发。开发人员可根据需要选择两个或多个自封装涵道式动力单元自行快速搭建满足需求的稳定飞行平台，而不需要深入了解动力单元内部的零部件以及这些零部件重复性的安装工作。飞行控制单元搭载在自封装涵道式动力单元组建的飞行平台上进行实验或调试。可以显著提高开发者的工作效率，专注于实现飞行控制单元的智能化开发。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (12)

1.自封装涵道式动力单元，其特征在于，包括涵道圈（1），涵道圈（1）包括内涵道圈、外涵道圈以及在内涵道圈和外涵道圈之间密封围成的密封空腔；

所述内涵道圈内固定有至少一个转动模块，所述转动模块由电机和螺旋桨（5）组成，电机经电机安装支架（2）固定嵌设在内涵道圈内中心位置，电机输出轴上固定套接螺旋桨（5）；

所述电机远离螺旋桨（5）的一端外侧罩设有电机整流罩（6），电机整流罩（6）与电机安装支架（2）固定连接；

所述外涵道圈上固定有电源通讯插头（10），电源通讯插头（10）内设有电源插头和信号通讯线接口。

2.根据权利要求1所述的自封装涵道式动力单元，其特征在于，所述转动模块的数量为2个，一个转动模块通过与其匹配的电机安装支架（2）固定于内涵道圈的上部，另一个转动模块通过与其匹配的电机安装支架（2）固定于内涵道圈的下部，两个电机输出轴相对设置且相隔一定间隙。

3.根据权利要求1所述的自封装涵道式动力单元，其特征在于，所述电机安装支架（2）包括安装盘（3）和多个辐杆（4）；安装盘（3）是圆筒形结构，电机机身嵌设于安装盘（3）内，电机输出轴伸出于安装盘（3）一端，且螺旋桨的桨毂套接在电机输出轴上；辐杆（4）一端固定于安装盘（3）的侧壁上，其另一端固定于内涵道圈上。

4.根据权利要求3所述的自封装涵道式动力单元，其特征在于，所述安装盘（3）内均安装有电调，电源通讯插头（10）通过导线与电调电连接；

所述电机整流罩（6）与安装盘（3）固定连接。

5.根据权利要求1~4任一项所述的自封装涵道式动力单元，其特征在于，所述电机整流罩（6）是锥体结构，且内涵道圈上部的电机整流罩（6）的锥度大于内涵道圈下部的电机整流罩（6）的锥度。

6.根据权利要求1~4任一项所述的自封装涵道式动力单元，其特征在于，所述内涵道圈与外涵道圈的上部以及内涵道圈与外涵道圈的下部均通过唇口（7）连接，形成密封空腔，且唇口（7）与内涵道圈、外涵道圈一体成型，并向空腔内弯曲。

7.根据权利要求3或4所述的自封装涵道式动力单元，其特征在于，所述安装盘（3）上至少固定2个辐杆（4）。

8.根据权利要求1~4任一项所述的自封装涵道式动力单元，其特征在于，所述外涵道圈上设有连接部（8），电源通讯插头（10）通过电源通讯插头固定板（9）固定在连接部（8）上。

9.根据权利要求8所述的自封装涵道式动力单元，其特征在于，所述连接部（8）为凸台形，电源通讯插头固定板（9）的整个板面覆盖在连接部（8）的顶部。

10.一种涵道式飞行器，其特征在于，包括中心体（12）和至少两个权利要求1~9任一项所述的自封装涵道式动力单元，自封装涵道式动力单元均连接在中心体（12）上。

11.根据权利要求10所述的涵道式飞行器，其特征在于，所述外涵道圈上设有连接部（8），电源通讯插头（10）通过电源通讯插头固定板（9）固定在连接部（8）上；

所述自封装涵道式动力单元的电源通讯插头固定板（9）上设有至少三个安装孔（11），所述自封装涵道式动力单元均通过穿设于安装孔（11）内的连接件与中心体（12）固定连接；

所述中心体（12）的侧壁上对应每个自封装涵道式动力单元的电源通讯插头（10）分别开设通孔，每个自封装涵道式动力单元的电源通讯插头（10）通过中心体（12）上的通孔与中心体（12）内的电源和通讯装置连接。

12.根据权利要求10或11所述的涵道式飞行器，其特征在于，所述自封装涵道式动力单元的数量为偶数个，且自封装涵道式动力单元对称设置于中心体（12）的两侧。

Images