CN217805226U - 一种eVTOL电机臂结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种eVTOL电机臂结构，包括外壳，外壳内部安装有骨架，骨架前端设有安装腔，安装腔内部安装有电机和控制器，电机连接控制器，安装腔上罩有整流罩，整流罩连接外壳；外壳包括风锥，风锥安装于骨架的前端，骨架的底部连接有下蒙皮，骨架的后端连接上蒙皮，上蒙皮连接下蒙皮。本装置的电机和控制器等较大尺寸的设备部件，被整流罩包裹在电机臂结构内部，在eVTOL前飞巡航阶段，没有尖锐边，阻力较小；保持电机座和控制器座与电机臂下蒙皮下部有较大的空间高度，垂向高度较高，电机臂的刚度较高，这样在控制evtol起飞和降落过程中，能够较好的控制evtol的姿态，控制精度较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空设备技术领域，具体涉及一种eVTOL电机臂结构。
背景技术
eVTOL(Electric Vertical Takeoffand Landing)电动垂直起降飞行器开发吸引了包括航空航天企业、汽车行业、运输行业、政府、军方以及学术界的广泛关注。eVTOL未来潜在应用涉及城市客运、区域客运、货运、个人飞行器、紧急医疗服务等多种场景模式。美国垂直飞行协会认为，eVTOL技术是自75年前直升机诞生以来航空业最重要的技术变革之一，可能比涡轮发动机的出现更具有革命性。
在eVTOL中，电机臂是主要的结构部件，承载着电机带动螺旋桨旋转产生的力。电机臂同时为了控制eVTOL安全的起飞和降落的姿态，需要频繁调整桨的转速，产生的力也一直在变化，同时电机的震动，也会对电机臂有较大的影响。电机臂主要面临的挑战有：降低eVTOL前进时的阻力，需要尽量降低电机臂的面积；较好的控制eVTOL的姿态，需要电机臂的刚度尽量大，需要截面积尽量的大；电机产生的热量需要散掉，需要电机周边有气流通道，进而会降低电机臂的刚度；eVTOL要飞行，需要尽量降低结构的重量。以上几点均为互相矛盾，很难找到较好的平衡点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种eVTOL电机臂结构，以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种eVTOL电机臂结构，包括外壳，所述外壳内部安装有骨架，所述骨架前端设有安装腔，所述安装腔内部安装有电机和控制器，所述电机连接控制器，所述安装腔上罩有整流罩，所述整流罩连接外壳；
所述外壳包括风锥，所述风锥安装于骨架的前端，所述骨架的底部连接有下蒙皮，所述骨架的后端连接上蒙皮，所述上蒙皮连接下蒙皮。
优选地，所述下蒙皮上开有通风孔和口盖孔，所述口盖孔上安装有口盖。
优选地，所述骨架包括电机座，所述电机座前端连接前框，后端连接加强件，所述电机座的后端设有控制器座，所述控制器座连接加强件，所述加强件的后端设有后框，所述后框支撑连接上蒙皮和下蒙皮。
优选地，所述电机座包括电机平台，所述电机平台为镂空结构，所述电机平台上设有风道，所述电机平台上安装有加强筋，所述电机平台的侧边开有连接孔，所述电机安装于电机平台上，所述电机平台通过连接孔配合紧固件连接下蒙皮、前框和加强件。
优选地，所述整流罩上开有通孔，所述通孔与电机的结构位置对应。
优选地，所述骨架和外壳通过结构胶和紧固件连接。
优选地，所述外壳采用碳纤维复合材料。
本实用新型的技术效果和优点：本装置的电机和控制器等较大尺寸的设备部件，被整流罩包裹在电机臂结构内部，在eVTOL前飞巡航阶段，没有尖锐边，阻力较小；保持电机座和控制器座与电机臂下蒙皮下部有较大的空间高度，垂向高度较高，电机臂的刚度较高，这样在控制evtol起飞和降落过程中，能够较好的控制evtol的姿态，控制精度较高；电机底部的电机座上开有较大的风道，这样对电机的冷却气流可以较快的流过电机周边，气流量较大，散热效果好；采用复合材料外壳和铝合金骨架作为电机臂结构的主要材料，具有较轻的重量。
附图说明
图1为本实用新型的爆炸图；
图2为本实用新型的外壳与骨架的爆炸图；
图3为本实用新型的下蒙皮的轴测图；
图4为本实用新型的骨架的爆炸图；
图5为本实用新型的电机座的轴测图；
图6为本实用新型的外壳与骨架连接处纵向剖面图；
图7为本实用新型的外壳与骨架连接处横向剖面图；
图8为本实用新型安装到eVTOL上的轴测图。
图中：1.电机臂结构；11.外壳；111.上蒙皮；112.下蒙皮；1121.通风孔；1122.口盖孔；113.风锥；114.口盖；12.骨架；121.电机座；1211.风道；1212.电机平台；1213.加强筋；1214.连接孔；122.控制器座；123.后框；124.前框；125.加强件；13.整流罩；131.通孔；14控制器；15.电机；16.安装腔；17.结构胶；2.机体。
具体实施方式
为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型，在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。
实施例
如图1所示，一种eVTOL电机臂结构包括外壳11，外壳11内部安装有骨架12，骨架12的前端设有安装腔16，电机15和控制器14通过螺栓和螺母组成的紧固件连接于骨架12上，电机15连接控制器14，安装腔16上罩有整流罩13，整流罩13连接外壳11。其中，整流罩13为可拆卸结构，可以通过拆卸整流罩13，完成电机15和控制器14的的检修。电机15和控制器14为成品件，电机15可带动螺旋桨转动产生升力，控制器14对电机15进行控制，调节电机15的启停、转速大小等。整流罩13上开有通孔131，通孔131与电机15的结构位置对应，可以作为安装螺旋桨的通路；同时在电机15带动螺旋桨转动时，可以从通孔131可以引外部的空气流经电机15表面，对电机15进行散热。骨架12和外壳11的连接主要靠结构胶17连接，如图6和图7所示，部分区域通过紧固件连接进行加强。
如图2所示，外壳11包括上蒙皮111、下蒙皮112、风锥113、口盖114，其全部采用碳纤维复合材料制造而成，保持较轻的重量，其中风锥113安装于骨架12的前端，不进行分块，保证迎风面的光滑，降低飞行时的阻力。骨架12的底部连接下蒙皮112，骨架12的后端连接上蒙皮111，电机15带动螺旋桨产生的升力，通过骨架12传递到上蒙皮111和下蒙皮112上，最终传递到机体2上。上蒙皮111连接下蒙皮112，后端形成孔与后部的机体结构连接。
如图3所示，下蒙皮112上开口通风孔1121和口盖孔1122，通风孔1121为开敞结构，整流罩13上部的通孔131引入的空气对电机15散热后，通过骨架12，再通过下蒙皮112的通风孔1121流出电机臂结构1外部，完成对电机15的散热。口盖孔1122在平时作为维护的通道，方便对电机臂内部的控制器14、线缆进行维护，在飞行时，口盖孔1122上安装口盖114，降低空气阻力。
如图4所示，骨架12包括电机座121、控制器座122、后框123、前框124和加强件125，全部为金属结构，优选的为7050，热处理状态为T7351，加工工艺为CNC加工。电机座121前端连接前框124，后端连接加强件125，控制器座122安装于电机座121的后端，控制器座122安装于加强件125上，加强件125的后端设有后框123，后框123支撑连接上蒙皮111和下蒙皮112。电机座121上安装电机15，承受电机15带动螺旋桨产生的力。电机座121受到的力通过控制器座122、前框124、后框123、加强件125一起传递到外壳11上，进而传递到机体2上。
如图5所示，电机座121包括电机平台1212、风道1211、加强筋1213和连接孔1214，电机座121为了方便电机15的安装、动力线束的安装、气流畅通，采用镂空结构。电机平台122上设有风道1211，风道1211用来传递电机臂内部从上到下的气流，防止气流阻滞。电机平台1212上安装有加强筋1213，加强筋1213可以增加电机平台1212的强度，把电机15的力传递到加强件125、前框124、控制器座122上，把力传走。电机平台1212的侧边开有连接孔1214，电机平台1212通过连接孔1214配合紧固件强化与其他结构件的连接。
如图8所示，电机臂结构1安装在机体2上，其上连接有螺旋桨，电机15带动螺旋桨转动产生升力，通过多个电机臂一起完成eVTOL垂直起飞和降落，实现eVTOL正常运营。电机臂结构1通过外壳11采用碳纤维复合材料，进行减重，在整流罩13上开孔、电机座121上开有风道1211、下蒙皮112开有通气孔1121，使气流能够很好的给电机15进行散热；整流罩13把控制器14和电机15全部包裹在电机臂结构1内部，降低eVTOL平飞时的阻力，能够较好的达到eVTOL电机臂刚度、散热、阻力、重量的平衡。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种eVTOL电机臂结构，包括外壳，其特征在于：所述外壳内部安装有骨架，所述骨架前端设有安装腔，所述安装腔内部安装有电机和控制器，所述电机连接控制器，所述安装腔上罩有整流罩，所述整流罩连接外壳；
所述外壳包括风锥，所述风锥安装于骨架的前端，所述骨架的底部连接有下蒙皮，所述骨架的后端连接上蒙皮，所述上蒙皮连接下蒙皮。
2.根据权利要求1所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述下蒙皮上开有通风孔和口盖孔，所述口盖孔上安装有口盖。
3.根据权利要求1所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述骨架包括电机座，所述电机座前端连接前框，后端连接加强件，所述电机座的后端设有控制器座，所述控制器座连接加强件，所述加强件的后端设有后框，所述后框支撑连接上蒙皮和下蒙皮。
4.根据权利要求3所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述电机座包括电机平台，所述电机平台为镂空结构，所述电机平台上设有风道，所述电机平台上安装有加强筋，所述电机平台的侧边开有连接孔，所述电机安装于电机平台上，所述电机平台通过连接孔配合紧固件连接下蒙皮、前框和加强件。
5.根据权利要求1所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述整流罩上开有通孔，所述通孔与电机的结构位置对应。
6.根据权利要求1所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述骨架和外壳通过结构胶和紧固件连接。
7.根据权利要求1所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述外壳采用碳纤维复合材料。
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2022
- 2022-05-20 CN CN202221222124.0U patent/CN217805226U/zh active Active
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Denomination of utility model: An eVTOL motor arm structure Effective date of registration: 20230529 Granted publication date: 20221115 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Branch Pledgor: Shanghai wollant Aviation Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000218 |
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Date of cancellation: 20230914 Granted publication date: 20221115 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Branch Pledgor: Shanghai wollant Aviation Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000218 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
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Denomination of utility model: An eVTOL motor arm structure Effective date of registration: 20230920 Granted publication date: 20221115 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Minhang sub branch Pledgor: Shanghai wollant Aviation Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023310000570 |
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