CN220662864U - 一种无人机尾撑快拆结构及尾撑 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，涉及无人机技术领域，其技术方案要点是：包括尾撑、机翼和后插销，尾撑包括尾撑壳体、前插销加强框、后插销加强框、前插销、尾撑盖，后插销加强框设有贯穿式的尾撑后销孔；机翼包括轴承盖、向心关节轴承、前挂点调节板、前挂点安装板、机翼主梁及机翼后墙，机翼后墙对称设有右后挂点与左后挂点。本实用新型为中大型双尾撑布局无人机提供一种连接可靠，可快速拆装的尾撑及尾撑连接结构，提高无人机在特殊条件下的快速部署与快速出动能力，提高尾撑及尾撑连接部件的使用与维护便捷性；采用整体成型复合材料尾撑，提高传力效率，减少零部件数量、降低生产复杂度、降低重量、提高部件生产质量。

Description

一种无人机尾撑快拆结构及尾撑

技术领域

本实用新型涉及无人机技术领域，更具体地说，它涉及一种无人机尾撑快拆结构及尾撑。

背景技术

对于双尾撑布局形式的中大型一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，尾撑与机翼连接均采用翼下吊挂或者插入机翼内部两种结构形式，这两种尾撑结构形式与机翼连接的传统方案均为螺栓紧固，然后将尾撑整流蒙皮铆接至机翼下蒙皮与尾撑蒙皮之间进行过渡，无论维护与运输均需要拆卸整流蒙皮与紧固螺栓，无法实现快速拆装与无工具拆装，从而无法实现无人机的快速部署。

其次，中大型一种无人机尾撑快拆结构及尾撑的尾撑大多采用框梁式结构，尾撑蒙皮再分两半与框梁铆接或者胶接，结构形式复杂，零部件数量多，生产工序较多。

专利CN 111434579 A提供了一种尾撑快拆结构，安装尾撑时，尾撑钢轴滑入机翼挂耳和卡块固定部分，尾撑挂耳卡住机翼钢轴，使用卡块将尾撑钢轴固定锁死在机翼后端，实现尾撑与机翼的连接。该方案中钢轴、挂耳与滑块等零件较为复杂，相互配合的零件较多，需要在生产过程中投入较多精度较高的工装才能保证这些配合精度；且该方案无法实现无工具拆装。其次，该尾撑的部分连接结构嵌入到了机翼盒段空间中，因此该处机翼下蒙皮肯定有大开口，安装完尾撑后仍需要安装机翼与尾撑的整流蒙皮，降低了尾撑的快拆性。

专利CN 217598817 U涉及一种可快速拆装的固定翼一种无人机尾撑杆连接机构，尾撑为圆管形式分为前后两段，在机翼后缘处设置使用分离面，尾撑前段与机翼固连，尾撑后段与前段通过螺纹管接头连接。该结构通过螺纹管接头连接前后段尾撑的方式虽然能实现快拆，但是尾撑作为平垂尾载荷的主传力路径，载荷大以及工况较为复杂，通过螺纹管接头应用在该位置传力路径不清晰，螺纹传力效率低；且尾撑属于振动较大的部件，螺纹管接头的配合存在间隙，使得零件疲劳强度低。因此该尾撑快拆形式不适合中大型无人机。

专利CN 213200076 U提供了一种尾撑结构及尾撑连接结构，其选取了一种三角形截面形式尾撑杆，通过尾撑上的3个T形连接片与机翼上的3个T形连接片连接。一方面，在同等尺寸重量的前提下，三角形截面的尾撑比长圆形截面的尾撑抗弯强度与抗扭强度均要差很多，且零件的三角棱边不适合复合材料铺层工艺；另一方面，该方案也无法实现快速拆装和无工具拆装。很明显，该方案所应用的无人机为小型无人机，无法满足中大型无人机尾撑承力与连接的要求。

专利CN 218489895 U涉及一种大型无人机复合材料尾撑结构，采用蒙皮、框与长桁的结构形式，左右蒙皮为复合材料单独成型，然后与框、长桁一体胶接成型。该方案左右蒙皮胶接的合模缝处容易出现缺胶或者合模缝开裂等制造缺陷，影响零件整体强度；其次该传统结构形式复杂，零部件数量多，生产工序较繁琐。

专利CN 216509009 U所述的也是一种框梁形式的尾撑结构，构形复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决上述问题，提供一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，一种整体成型的复合材料尾撑结构，通过两个销孔配合实现尾撑在机翼下表面的吊挂安装，在不需要工具的情况下只需要插拔一根插销即可实现尾撑的快速拆装。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，包括尾撑、机翼和后插销，所述尾撑包括尾撑壳体，所述尾撑壳体设有前插销加强框与后插销加强框，所述前插销加强框可拆卸连接有前插销，所述后插销加强框设有贯穿式的尾撑后销孔，所述尾撑壳体顶部设有盖合于所述前插销加强框和后插销加强框的尾撑盖；所述机翼包括轴承盖、向心关节轴承、前挂点调节板、前挂点安装板、机翼主梁及机翼后墙；所述向心关节轴承通过所述轴承盖固定连接于所述前挂点调节板，所述前挂点调节板可拆卸连接于所述前挂点安装板，所述前挂点安装板可拆卸连接于所述机翼主梁，所述前插销与所述向心关节轴承通过小间隙配合铰接，所述机翼后墙对称设有右后挂点与左后挂点，所述右后挂点与所述左后挂点均开设有挂点销孔。

通过采用上述技术方案，首先尾撑通过前插销与前挂点安装板上的向心关节轴承通过小间隙配合铰接，限制尾撑Y向与Z向的平移；然后将尾撑绕着前挂点转动，使尾撑后销孔与挂点销孔同心，接着使用后插销依次穿过尾撑左挂点的挂点销孔、尾撑后销孔以及右后挂点的挂点销孔，限制尾撑X方向平移以及三个方向的转动自由度；其中后插销优选使用快卸销。组装过程简单快速，且无需任何工具。

本实用新型进一步设置为：所述尾撑壳体采用碳纤维复合材料一体固化成型。

通过采用上述技术方案，采用碳纤维复合材料一体固化成型，零部件数量少，重量轻，整体传力效率高。

本实用新型进一步设置为：所述前插销和所述后插销均采用高强度铝合金材料制成。

通过采用上述技术方案，由于尾翼最严重的载荷工况主要通过前后插销与挂点传递给机翼，因此前插销和后插销均采用高强度铝合金材料制成，保证其强度。

本实用新型进一步设置为：所述尾撑后销孔两端分别设有后插销衬套。

通过采用上述技术方案，可降低应力集中，提高耐磨性。

本实用新型进一步设置为：所述前插销尾端自带螺纹，所述前插销通过螺母紧固连接于所述前插销加强框。

本实用新型进一步设置为：所述尾撑壳体、所述尾撑盖、所述前插销加强框与所述后插销加强框通过胶接成型为一体。

本实用新型进一步设置为：所述前挂点安装板与所述机翼主梁的腹板通过螺栓固定连接。

本实用新型进一步设置为：所述前挂点调节板按照配打孔的工艺形式通过螺栓固定连接于所述前挂点安装板。

本实用新型进一步设置为：所述右后挂点与所述左后挂点均采用螺栓连接于所述机翼后墙的腹板。

本实用新型进一步设置为：所述尾撑与所述机翼的配合区段中，所述尾撑的顶面随形于所述机翼的底面。

通过采用上述技术方案，保证尾撑与机翼之间在没有整流蒙皮设计的情况下减小外形阻力，同时尾撑与机翼的连接操作可以在部件空间以外进行且连接目视可检，提高使用与维护便捷性。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种整体成型的复合材料尾撑结构，通过两个销孔配合实现尾撑在机翼下表面的吊挂安装，在不需要工具的情况下只需要插拔一根插销即可实现尾撑的快速拆装，解决了传统尾撑连接结构形式无法实现快拆与无工具拆装、传统框梁式尾撑结构形式复杂、零部件多、生产工序复杂以及部件重及传统尾撑使用便捷性与维护性较差的问题；

本实用新型采用整体成型复合材料尾撑结构，提高传力效率，简化结构形式，减少零件数量，降低部件结构重量；

本实用新型为了保证生产过程中尾撑俯仰方向可调，设计了一个前挂点调节板用于尾撑在机翼上安装的过渡，尾撑可绕着后插销转动，当俯仰调节到合适位置再配打前挂点安装板与前挂点调节板的安装孔；无需高精度工装保证尾撑安装角度，提高工艺补偿性，简化生产。前挂点调节板采用插销与向心关节轴承的配合形式，在尾撑组装过程中可以实现自调心，提高快速组装的能力；

本实用新型的结构形式与连接方案可将尾翼最严重的载荷工况(即绕Y轴的弯曲载荷)转化为剪切力的形式通过前后插销与挂点传递给机翼，传力路径清晰简单；

本实用新型尾撑与机翼的配合区采用与机翼下表面随形的设计，保证尾撑与机翼之间在没有整流蒙皮设计的情况下减小外形阻力，同时尾撑与机翼的连接操作可以在部件空间以外进行且连接目视可检，提高使用与维护便捷性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中尾撑结构组成示意图；

图2是本实用新型实施例中机翼与前插销连接点爆炸图以及前插销与机翼的装配关系；

图3是本实用新型实施例中尾撑与机翼整体装配示意图；

图4是本实用新型实施例中机翼上的后插销与机翼的安装形式；

图5是本实用新型实施例中尾撑与机翼安装完成后的侧视图。

图中：1、尾撑；101、尾撑壳体；102、尾撑盖；103、前插销；104、前插销加强框；105、后插销加强框；106、后插销衬套；107、尾撑后销孔；2、机翼；201、轴承盖；202、向心关节轴承；203、前挂点调节板；204、前挂点安装板；205、机翼主梁；206、左后挂点；207、右后挂点；208、机翼后墙；209、挂点销孔；3、后插销。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型的实施例及附图，对本实用新型的技术方案进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本实用新型。

实施例：

如图1至图5所示，一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，包括尾撑1、机翼2和后插销3，尾撑1包括尾撑壳体101、前插销加强框104、后插销加强框105、前插销103、尾撑盖102，后插销加强框105设有贯穿式的尾撑后销孔107；机翼2包括轴承盖201、向心关节轴承202、前挂点调节板203、前挂点安装板204、机翼主梁205及机翼后墙208；

尾撑壳体101采用碳纤维复合材料一体固化成型，零部件数量少，重量轻，整体传力效率高，由于尾翼最严重的载荷工况主要通过前后插销3与挂点传递给机翼2，因此前插销103和后插销3均采用高强度铝合金材料制成，保证其强度。尾撑1与机翼2连接采用双支点外伸梁的结构形式，在两个支点处分别布置前插销加强框104与后插销加强框105；前插销103尾端自带螺纹，通过螺母紧固在前插销加强框104上；后插销加强框105的尾撑后销孔107位置压入两个后插销衬套106，降低应力集中，提高耐磨性；然后尾撑壳体101、尾撑盖102、前插销加强框104与后插销加强框105通过胶接成型为整体部件尾撑1，胶接时需要通过工装保证前插销103与后插销衬套106孔在尾撑1上的相对位置直至胶固化。

前挂点安装板204与机翼主梁205的腹板通过螺栓固连，其连接螺栓主要承受剪切载荷，传力路径清晰。向心关节轴承202通过轴承盖201固定在前挂点调节板203上，然后前挂点调节板203按照配打孔的工艺形式通过螺栓固定在前挂点安装板204上。由于生产过程难免出现尺寸超差，为了保证生产过程中尾撑1俯仰方向可调，设计了一个前挂点调节板203用于尾撑1在机翼2上安装的过渡，尾撑1可绕着后插销3转动，当俯仰调节到合适位置再配打前挂点安装板204与前挂点调节板203的安装孔；无需高精度工装保证尾撑1安装角度，提高工艺补偿性，简化生产。前挂点采用插销与向心关节轴承202的配合形式，在尾撑1组装过程中可以实现自调心，提高快速组装的能力。

尾撑1后挂点分为右后挂点207与左后挂点206，两个挂点均与机翼后墙208的腹板通过螺栓连接，且两个挂点均开设有挂点销孔209，尾撑后销孔107、挂点销孔209及后插销3的直径相同。在机翼2合模过程中，需要通过工装保证尾撑1两个后挂点在机翼2的相对位置。

尾撑1与机的配合区采用与机翼2下表面随形的设计，保证尾撑1与机翼2之间在没有整流蒙皮设计的情况下减小外形阻力，同时尾撑1与机翼2的连接操作可以在部件空间以外进行且连接目视可检，提高使用与维护便捷性。

工作原理：首先尾撑1通过前插销103与前挂点安装板204上的向心关节轴承202通过小间隙配合铰接，限制尾撑1Y向与Z向的平移；然后将尾撑1绕着前挂点转动，使尾撑后销孔107与挂点销孔209同心，接着使用后插销3依次穿过尾撑1左挂点的挂点销孔209、尾撑后销孔107以及右后挂点207的挂点销孔209，限制尾撑1X方向平移以及三个方向的转动自由度。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：包括尾撑(1)、机翼(2)和后插销(3)，所述尾撑(1)包括尾撑壳体(101)，所述尾撑壳体(101)设有前插销加强框(104)与后插销加强框(105)，所述前插销加强框(104)可拆卸连接有前插销(103)，所述后插销加强框(105)设有贯穿式的尾撑后销孔(107)，所述尾撑壳体(101)顶部设有盖合于所述前插销加强框(104)和后插销加强框(105)的尾撑盖(102)；所述机翼(2)包括轴承盖(201)、向心关节轴承(202)、前挂点调节板(203)、前挂点安装板(204)、机翼主梁(205)及机翼后墙(208)，所述向心关节轴承(202)通过所述轴承盖(201)固定连接于所述前挂点调节板(203)，所述前挂点调节板(203)可拆卸连接于所述前挂点安装板(204)，所述前挂点安装板(204)可拆卸连接于所述机翼主梁(205)，所述前插销(103)与所述向心关节轴承(202)通过小间隙配合铰接，所述机翼后墙(208)对称设有右后挂点(207)与左后挂点(206)，所述右后挂点(207)与所述左后挂点(206)均开设有挂点销孔(209)。

2.根据权利要求1所述的一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：所述尾撑壳体(101)采用碳纤维复合材料一体固化成型。

3.根据权利要求1所述的一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：所述前插销(103)和所述后插销(3)均采用高强度铝合金材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：所述尾撑后销孔(107)两端分别设有后插销衬套(106)。

5.根据权利要求1所述的一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：所述前插销(103)尾端自带螺纹，所述前插销(103)通过螺母紧固连接于所述前插销加强框(104)。

6.根据权利要求1所述的一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：所述尾撑壳体(101)、所述尾撑盖(102)、所述前插销加强框(104)与所述后插销加强框(105)通过胶接成型为一体。

7.根据权利要求1所述的一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：所述前挂点安装板(204)与所述机翼主梁(205)的腹板通过螺栓固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：所述前挂点调节板(203)按照配打孔的工艺形式通过螺栓固定连接于所述前挂点安装板(204)。

9.根据权利要求1所述的一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：所述右后挂点(207)与所述左后挂点(206)均采用螺栓连接于所述机翼后墙(208)的腹板。

10.根据权利要求1所述的一种无人机尾撑快拆结构及尾撑，其特征是：所述尾撑(1)与所述机翼(2)的配合区段中，所述尾撑(1)的顶面随形于所述机翼(2)的底面。