CN217945495U - 一种eVTOL电机臂结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种eVTOL电机臂结构，包括外壳、骨架和整流罩，所述外壳和整流罩安装于骨架上，构成电机臂的气动外形，所述骨架包括前安装骨架、中部支撑件和后安装骨架，所述外壳包括上蒙皮和下蒙皮，所述前安装骨架、中部支撑件和后安装骨架安装于下蒙皮和上蒙皮之间，所述上蒙皮连接下蒙皮，所述整流罩包括前整流罩和后整流罩，所述前整流罩罩于前安装骨架上，后整流罩罩于后安装骨架上，并固定连接。电机臂前后两端分别跟机体连接，当一处损伤时，另外一处依然有连接，有效提高连接安全性，壳体内部采用横向和纵向加强件进行加强，提高电机臂的承载能力，保证电机臂的安全。

Description

一种eVTOL电机臂结构

技术领域

本实用新型涉及航空技术领域，具体涉及一种eVTOL电机臂结构。

背景技术

eVTOL飞机是指依靠电动机而不是内燃机驱动的垂直起降飞机，使用电动力推进系统代替内燃机动力，从而获得了很多优点和独特品质。最突出的优点是节能环保，效率高能耗低，同时实现接近零排放，噪声和振动水平很低，乘坐舒适性好，是名符其实的环境友好飞机。此外，还具有安全可靠(不会发生爆炸和燃料泄漏)、结构简单、操作使用简便、维修性好/费用低、经济性好等特点。在设计上也有很多优势：总体布局灵活，可采用最佳布局和非常规/创新布局；可设计出具有超常性能的飞机，满足特殊用途需求等。

电机臂是eVTOL飞机中重要的组成部分，电机臂承载电机带动螺旋桨旋转产生的力，同时为了控制eVTOL飞机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，因此电机臂的结构尤为重要。电机臂在设计时，需要注意多方面的问题，例如：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；需要电机臂的强度要高，防止飞行时电机臂损坏，导致没有升力，eVTOL飞机失事；eVTOL飞机要飞行，需要尽量降低结构的重量；连接可靠，防止连接区失效。而现有的许多电机臂的连接强度需要进一步的加强，例如专利申请202110400262.7所公布的方案，仅与机体存在单一连接处。

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、骨架和整流罩，所述外壳和整流罩安装于骨架上，构成电机臂的气动外形，所述骨架包括前安装骨架、中部支撑件和后安装骨架，所述外壳包括上蒙皮和下蒙皮，所述前安装骨架、中部支撑件和后安装骨架安装于下蒙皮和上蒙皮之间，所述上蒙皮连接下蒙皮，所述整流罩包括前整流罩和后整流罩，所述前整流罩罩于前安装骨架上，后整流罩罩于后安装骨架上，并固定连接。

优选地，所述前安装骨架包括前控制器安装板，所述前控制器安装板后端连接电机座，所述电机座后端连接挡板，所述前控制器安装板、电机座和挡板底部连接横向加强件，横向加强件之间通过纵向加强件连接，所述纵向加强件设有两层，上层的纵向加强件连接前控制器安装板、电机座和挡板的两侧及底部，下层的纵向加强件和横向加强件底部连接下蒙皮。

优选地，所述后安装骨架包括后控制器安装板，所述后控制器安装板的后端连接加强件，所述后控制器安装板前端底部后侧横向加强件，所述后侧横向加强件两侧连接后侧纵向加强件，所述后侧纵向加强件连接后控制器安装板侧边，所述后侧横向加强件底部连接下蒙皮。

优选地，所述下蒙皮包括下蒙皮本体，所述下蒙皮本体上开有通孔，所述通孔上安装有口盖。

优选地，所述上蒙皮包括前上蒙皮、中上蒙皮和后上蒙皮，所述前上蒙皮后端连接前控制器安装板前端，所述中上蒙皮前端连接挡板后端，所述中上蒙皮后端连接后控制器安装板前端，所述后上蒙皮安装于后控制器安装板后端，所述中部支撑件安装于中上蒙皮和下蒙皮之间。

优选地，所述下蒙皮和上蒙皮为铝合金或碳纤维复合材料。

优选地，所述骨架为铝合金材料，所述整流罩采用碳纤维泡沫夹芯复合材料。

本实用新型的技术效果和优点：本结构巡航阻力小：电机和两个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；结构刚度高：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；安全性好：电机臂前后两端分别跟机体连接，当一处损伤时，另外一处依然有连接，有效提高连接安全性，壳体内部采用横向和纵向加强件进行加强，提高电机臂的承载能力，保证电机臂的安全；维护方便：电机臂和机体之间采用可拆卸的紧固件连接，当电机臂损坏或维修时，可以整体拆下或更换。

附图说明

图1为本实用新型安装到eVTOL上的轴测图；

图2为本实用新型的轴测图；

图3为本实用新型的整流罩安装示意图；

图4为为本实用新型的骨架的爆炸图；

图5本实用新型的局部结构爆炸图；

图6为本实用新型的下蒙皮的爆炸图；

图7为本实用新型的外壳与骨架在横向上的剖面图。

图中：1.电机臂结构；11.外壳；111.上蒙皮；1111.前上蒙皮；1112.中上蒙皮；1113.后上蒙皮；112.下蒙皮；1121.下蒙皮本体；1122.口盖；12.骨架；121.前控制器安装板；122.电机座；123.挡板；124.后控制器安装板；125.横向加强件；126.纵向加强件；127.前安装骨架；128.中部支撑件；129.后安装骨架；1210.后端连接加强件；1211.后侧横向加强件；1212.后侧纵向加强件；13.整流罩；131.前整流罩；132.后整流罩；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，电机臂结构1安装在机体2上，在机翼和尾翼之间，其上连接有电机，电机上安装有螺旋桨，电机带动螺旋桨转动产生升力，通过多个螺旋桨一起完成eVTOL垂直起飞和降落，实现eVTOL正常运营。

如图2和图3所示，电机臂结构1包括外壳11、骨架12、整流罩13，外壳11和整流罩13安装于骨架12上，组成了电机臂的气动外形，保证eVTOL飞机在飞行状态时的阻力较小。由于电机臂内部的电机，控制器等设备，其外形为规则的方形、圆形等，不是流线型，在飞行时会扰乱气流、阻力较大，扰乱的气流也会对后部的机体的气动性能产生不利的影响，因此采用整流罩13把电机臂内部的设备进行整流，确保较好的气动外形。外壳11传递电机臂的载荷，在前后端把电机产生的升力传递到机体2。骨架12包括前安装骨架127、中部支撑件128和后安装骨架129，对外壳11进行加强，在结构削弱的区域和受集中力的区域进行加强，保证电机臂的安全性。

整流罩13包括前整流罩131和后整流罩132，前整流罩131较大，罩于前安装骨架127外侧，对下部的前控制器和电机进行整流，后部整流罩132罩于后安装骨架127上，仅对后部的控制器进行整流。整流罩13采用碳纤维泡沫夹芯复合材料组成。

如图4所示，前安装骨架127包括前控制器安装板121，前控制器安装121板后端连接电机座122，电机座122后端连接挡板123，前控制器安装板121、电机座122和挡板123底部连接横向加强件125，横向加强件125之间通过纵向加强件126连接，纵向加强件126设有两层，上层的纵向加强件126连接前控制器安装板121、电机座122和挡板123的两侧及底部，下层的纵向加强件126和横向加强件125底部连接下蒙皮112；后安装骨架129包括后控制器安装板124，后控制器安装板124的后端连接加强件1210，后控制器安装板124前端底部后侧横向加强件1211，后侧横向加强件1211两侧连接后侧纵向加强件1212，后侧纵向加强件1212连接后控制器安装板124侧边，后侧横向加强件1211底部连接下蒙皮112，前控制器安装板121上安装有前控制器，对其进行支撑，确保飞行时的安装可靠；电机座122上安装电机，电机产生的所有力均传递到电机座122，并通过外壳11和骨架12传递到机体2上；挡板123填补外壳11与电机座122之间的空隙，使挡板123、电机座122、前控制器安装板121与外壳11一起围成一个闭合的腔体，满足受力要求；后控制器安装板124上安装有后控制器，对其进行支撑，确保飞行时的安装可靠；横向加强件125、纵向加强件126、加强件1210、后侧横向加强件1211和后侧纵向加强件1212，对两个高度降低的位置进行加强，提高此区域的承载能力。骨架12所有零件均采用铝合金材料，优选的为7050，热处理状态为T7351，互相之间采用紧固件进行连接，骨架12的零件与外壳11接触的位置均采用胶接的方式进行连接。

如图5所示，外壳11包括上蒙皮111和下蒙皮112，骨架12安装于下蒙112和上蒙皮111之间，上蒙皮111和下蒙皮112在中部进行胶接，骨架12与上蒙皮111和下蒙皮112进行胶接成整体，上蒙皮111包括前上蒙皮1111、中上蒙皮1112和后上蒙皮1113，前上蒙皮1111后端连接前控制器安装板121前端，中上蒙皮1112前端连接挡板123后端，中上蒙皮1112后端连接后控制器安装板124前端，后上蒙皮1113安装于后控制器安装板124后端，中部支撑件128安装于中上蒙皮1112和下蒙皮112之间，上蒙皮111和下蒙皮112可为铝合金也可以为碳纤维复合材料，优选的采用碳纤维复合材料，达到降低重量的目的。

如图6所示，下蒙皮112包括下蒙皮本体1121，下蒙皮本体1121上开有通孔，通孔上安装有口盖1122，口盖1122可以拆下，提供对电机臂内部的电机和前、后控制器维护的通道，方便拆卸和维修，其中电机底部的口盖1122在飞行时不进行安装，保证电机底部气流的流通，达到散热的目的。在储存时安装，保护电机臂内部的线缆，进行一定的密封。

如图7所示，可以看到纵向加强126件分别对下蒙皮112和前控制器安装板121进行加强，使电机产生的力能够有效的传递到机体2，同时确保此区域的安全。

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、骨架和整流罩，其特征在于：所述外壳和整流罩安装于骨架上，构成电机臂的气动外形，所述骨架包括前安装骨架、中部支撑件和后安装骨架，所述外壳包括上蒙皮和下蒙皮，所述前安装骨架、中部支撑件和后安装骨架安装于下蒙皮和上蒙皮之间，所述上蒙皮连接下蒙皮，所述整流罩包括前整流罩和后整流罩，所述前整流罩罩于前安装骨架上，后整流罩罩于后安装骨架上，并固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述前安装骨架包括前控制器安装板，所述前控制器安装板后端连接电机座，所述电机座后端连接挡板，所述前控制器安装板、电机座和挡板底部连接横向加强件，横向加强件之间通过纵向加强件连接，所述纵向加强件设有两层，上层的纵向加强件连接前控制器安装板、电机座和挡板的两侧及底部，下层的纵向加强件和横向加强件底部连接下蒙皮。

3.根据权利要求2所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述后安装骨架包括后控制器安装板，所述后控制器安装板的后端连接加强件，所述后控制器安装板前端底部后侧横向加强件，所述后侧横向加强件两侧连接后侧纵向加强件，所述后侧纵向加强件连接后控制器安装板侧边，所述后侧横向加强件底部连接下蒙皮。

4.根据权利要求1所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述下蒙皮包括下蒙皮本体，所述下蒙皮本体上开有通孔，所述通孔上安装有口盖。

5.根据权利要求3所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述上蒙皮包括前上蒙皮、中上蒙皮和后上蒙皮，所述前上蒙皮后端连接前控制器安装板前端，所述中上蒙皮前端连接挡板后端，所述中上蒙皮后端连接后控制器安装板前端，所述后上蒙皮安装于后控制器安装板后端，所述中部支撑件安装于中上蒙皮和下蒙皮之间。

6.根据权利要求1所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述下蒙皮和上蒙皮为铝合金或碳纤维复合材料。

7.根据权利要求1所述的一种eVTOL电机臂结构，其特征在于：所述骨架为铝合金材料，所述整流罩采用碳纤维泡沫夹芯复合材料。

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