TWM683020U - 沖壓成形多軸飛行器機架 - Google Patents

Abstract

本創作提供一種沖壓成形多軸飛行器機架，其包括一沖壓成形主架，該沖壓成形主架係由複數個馬達支架及一本體一體式相連接，該些馬達支架之末端上沖壓形成有馬達安裝座，該本體上沖壓開設有複數個第一卡合孔；一沖壓成形背架，該沖壓成形背架沖壓開設有與該些第一卡合孔相對應之第二卡合孔；以及複數個卡合柱，該些卡合柱之一端設置有第一卡合件，該些卡合柱之另端設置有第二卡合件，該些第一卡合件與該些第一卡合孔相卡合，該些第二卡合件與該些第二卡合孔相卡合；其中，該沖壓成形背架及該沖壓成形主架透過該些卡合柱卡合形成一機腹容置空間。

Description

沖壓成形多軸飛行器機架

本創作係涉及飛行器機體結構之設計與構造，特別是指一種以板材沖壓成型之多軸飛行器機架，該機架透過卡合結構與卡合柱進行組裝，以形成機腹容置空間並提供馬達安裝座，用以提升量產製造效率與組裝一致性，縮短各軸馬達校正時間。

近年來，無人機技術在軍事領域之應用快速擴張，除偵察監視用途外，亦大量導入於一次性攻擊型（消耗型）無人機之作戰型態。此類無人機以「任務完成即消耗」為前提，其核心需求不在於長期耐用或可反覆維修，而在於可於戰時短時間內形成大規模供應量，以因應高頻率出動與高損耗環境下之持續消耗。因此，該類無人機之結構設計與製造技術，逐漸由傳統強調高性能之設計路線，轉向強調低成本、快速製造、快速組裝與高一致性量產之工業化路線。

習知無人機骨架多採用碳纖維或複合材料以達輕量化，惟碳纖維骨架通常涉及裁切、疊層、固化、修邊及鑽孔等多道工序，且穿孔與定位需仰賴精密治具與人工校核，具有製程時間長、零件眾多、組裝工時成本高、尺寸誤差高、製造成本高以及校正程序繁瑣…等缺陷，最重要的是孔位與支架平面度易產生累積誤差，導致馬達安裝位置之同軸性或角度偏差增加，進而使組裝階段需額外投入校正工時。對於一次性消耗型無人機而言，若每一架產品仍需投入大量加工與校正時間，將難以滿足戰時快速放量供應之需求。

傳統無人機骨架為了兼顧結構強度與模組配置，常採多件式支架與連接件的組合設計，組裝零件繁多且製造成本高昂，並以大量螺絲、螺母或墊片等進行鎖固定位。此類結構雖可藉由多零件拼裝完成外形，但在量產情境下將導致：（1）零件數增加、備料與分裝管理複雜；（2）螺絲鎖固部位多、裝配步驟繁瑣，使產線節拍拉長；（3）扭力與定位順序差異易造成裝配偏差累積，影響多軸支架之幾何一致性。對一次性攻擊型無人機而言，上述「大量零件鎖固步驟」所造成的組裝耗時與一致性波動，將直接加高單機工時成本並降低放量速度，與戰時高消耗的供應需求相悖。

業界亦嘗試導入金屬材料之骨架方案，例如以鋁板或鋼板加工、CNC削切、焊接或多件式螺絲鎖緊組裝方式形成骨架。然而，焊接易因熱影響造成變形，降低支架平面度與孔位一致性；多件式螺絲鎖緊仍存在零件數與緊固步驟偏多、且公差疊加導致多軸馬達安裝面偏差等問題，不利於形成高節拍、大量生產之標準化流程。

為了解決上述問題，本新型之主要目的在於提供一種能夠以沖壓方式快速成形、在製造階段即可確保馬達孔位與支架位置之高一致性，並能以少量零件完成組裝又兼具堅固且具有高耐重性之機架結構，能夠快速組裝、降低生產成本，並快速大量生產，特別是在大量生產情境下，若機架能採沖壓一體成形，使關鍵孔位與支架幾何於模具成形時即獲得穩定控制，將可顯著降低加工工序與裝配工時。基此，本創作提供一種沖壓成形多軸飛行器機架，其包括一沖壓成形主架，該沖壓成形主架係由複數個馬達支架及一本體一體式相連接，該些馬達支架之末端上沖壓形成有馬達安裝座，該本體上沖壓開設有複數個第一卡合孔；一沖壓成形背架，該沖壓成形背架沖壓開設有與該些第一卡合孔相對應之第二卡合孔；以及複數個卡合柱，該些卡合柱之一端設置有第一卡合件，該些卡合柱之另端設置有第二卡合件，該些第一卡合件與該些第一卡合孔相卡合，該些第二卡合件與該些第二卡合孔相卡合；其中，該沖壓成形背架及該沖壓成形主架透過該些卡合柱卡合形成一機腹容置空間。

在一實施例中，前述複數個馬達支架為二個以上，且沿本體周向等距配置。此種等距配置可使各馬達輸出之受力分佈更為均衡，有助於維持機架的幾何對稱性與整體穩定性，並可依不同任務需求彈性擴展為不同軸數之飛行器配置，提升設計通用性與模組化量產的適配能力。

在一實施例中，該機架更設置至少一加強螺絲柱，固定連接於沖壓成形主架與沖壓成形背架之間。透過少量且關鍵位置的螺絲柱作為支撐與加固點，可在不顯著增加裝配步驟的前提下提升整體結構強度與裝配穩定性，並有助於維持機腹容置空間之形狀剛性，使機架在承受震動或外力時仍能保持結構可靠度。

在一實施例中，加強螺絲柱具有內螺紋孔，且沖壓成形主架或沖壓成形背架上形成對應之通孔，以供螺絲穿設鎖固。藉由內螺紋孔與通孔的配合，可提供更直接且穩固之鎖固界面，使加強構件能快速定位並完成固定，進一步提升組裝效率與抗鬆脫能力，同時強化主架與背架之連接可靠性。

在一實施例中，其中二個相對應之卡合柱更設置有鏡頭安裝座，以供鏡頭或其固定件裝設。藉由將鏡頭安裝功能整合於卡合柱之結構上，可減少額外支架與連接件，並提升鏡頭安裝位置的穩定性與定位精度，利於多軸飛行器執行影像紀錄、偵測或導航輔助等任務時維持視角一致性。

在一實施例中，複數馬達支架之間更彼此延伸連接一補強橫桿。補強橫桿可提升各臂架之間的連結剛性與抗扭能力，降低飛行震動或推力變化造成的結構變形，進而提升整體結構穩固性與飛行姿態穩定性，同時也有助於在量產時維持各批次產品的結構一致性。

在一實施例中，沖壓成形主架之邊緣更具有折邊結構。折邊結構可提高薄板邊緣區域的截面剛性與抗彎強度，減少受力下產生翹曲或變形的機率，並能提升整體框體的結構穩固性與耐震性，使機架在運送、裝配或作動負載下更不易失真。

在一實施例中，該些卡合柱沿本體周緣間隔配置。透過周緣間隔配置卡合柱，可使主架與背架之連接點分散且受力更均勻，降低局部應力集中並提升整體抗扭剛性，同時可強化機腹容置空間的結構穩定性，並有利於快速裝配與批次一致性控制。

在一實施例中，卡合柱為金屬材料製成，且其第一卡合件與第二卡合件為沖壓成形之卡扣結構。藉由金屬材料與沖壓成形製程，可兼顧卡合件強度與尺寸一致性，並使卡合柱得以透過簡單卡扣方式快速完成固定，進一步縮短裝配工時並提升裝配可靠性，特別適合高節拍量產之製造需求。

在一實施例中，沖壓成形主架及／或沖壓成形背架上更沖壓開設有至少一個減重孔，以形成挖孔鏤空之減重結構。藉由在非關鍵受力區域設置減重孔，可有效降低整體重量並提升飛行器推重比，同時仍能維持必要的結構剛性與功能配置彈性，使機架更符合重量敏感且追求量產效率之多軸飛行器應用。

在一實施例中，該沖壓成形主架及／或該沖壓成形背架上更沖壓成型一凸肋結構，能夠讓該沖壓成形主架及／或該沖壓成形背架更加堅固，承載較重的貨物或者炸彈。

在一實施例中，沖壓成形主架式適當處裝設有補強件，補強件可以是輕量堅固材質所構成，例如碳纖維管，當沖壓成形主架尺寸較大時，可以另外加裝，用來增加強度，可承載較重的貨物或者炸彈。

以上所述僅為本創作之較佳實施例，用以闡述本創作之技術特徵，並非用以限制本創作；凡熟悉本技術領域者在不背離本創作之精神及構造原理下，所可作之各種改良、變更、修飾或等同替換者，均應視為仍落入本案申請專利範圍所涵蓋之保護範圍內。

請參閱圖1至圖3，其中圖1為本創作施例一之立體示意圖，圖2為本創作施例一之俯視示意圖，圖3為本創作施例一之側視示意圖。本創作提供一種沖壓成形多軸飛行器機架1，其包括：一沖壓成形主架11，該沖壓成形主架11係由複數個馬達支架111及一本體112一體式相連接，該些馬達支架111之末端上沖壓形成有馬達安裝座1111，該本體112上沖壓開設有複數個第一卡合孔1121；一沖壓成形背架12，該沖壓成形背架12沖壓開設有與該些第一卡合孔1121相對應之第二卡合孔121；以及複數個卡合柱13，該些卡合柱13之一端設置有第一卡合件131，該些卡合柱13之另端設置有第二卡合件132，該些第一卡合件131與該些第一卡合孔1121相卡合，該些第二卡合件132與該些第二卡合孔121相卡合；其中，該沖壓成形背架12及該沖壓成形主架11透過該些卡合柱13卡合形成一機腹容置空間15。

如圖1至圖3所示，沖壓成形主架11係由複數個馬達支架111及一本體112一體式相連接；各該馬達支架111之末端上沖壓形成有馬達安裝座1111，以供馬達裝設固定。

請同時參閱圖2以及圖4，圖2為本創作施例一之俯視示意圖，圖4為本新型之施例二俯視示意圖，由實施例一及二可知，該複數個馬達支架111可為四個，並沿該本體112之周向等距配置，以構成四軸飛行器之機架結構，惟，本圖式僅為示意圖，本創作並未限定馬達支架111的數量，本創作之複數個馬達支架111可以係二個以上。

如圖1所示，沖壓成形背架12係沖壓開設有與該些第一卡合孔1121相對應之第二卡合孔121，複數個卡合柱13用以使沖壓成形背架12與沖壓成形主架11相互卡合固定；其中，各該卡合柱13之一端設置有第一卡合件131，該卡合柱13之另一端設置有第二卡合件132，使該些第一卡合件131與該些第一卡合孔1121相卡合，且該些第二卡合件132與該些第二卡合孔121相卡合。藉此，沖壓成形背架12與沖壓成形主架11透過該些卡合柱13卡合組裝後，共同界定並形成一機腹容置空間15。

如本圖所示，該些卡合柱13可沿該本體112周緣間隔配置，以利受力分散並提升整體結構穩固性。再者，該卡合柱13可為金屬材料製成，且其第一卡合件131與第二卡合件132可為沖壓成形之卡扣結構，本圖示意為卡扣結構，本創作大量使用沖壓成形之工法，以及簡單的卡扣結構，能夠快速大量生產並且快速組裝。

如圖1所示，該沖壓成形多軸飛行器機架1更設置有至少一加強螺絲柱14，該加強螺絲柱14固定連接於該沖壓成形主架11及該沖壓成形背架12之間，以提升機架1之結構強度與裝配穩定性。該加強螺絲柱14可具有內螺紋孔(圖中未揭示)，且該本體112上沖壓以及該沖壓成形背架12上沖壓開設有對應之通孔，以供螺絲穿設並鎖固於內螺紋孔，透過少量的加強螺絲柱14，可以讓本創作更為堅固且組裝快速。

圖5為本新型之實施例二側視示意圖，如圖1、圖3以及圖5所示，該沖壓成形多軸飛行器機架1之其中二個相對應之卡合柱13更設置有鏡頭安裝座133，其中二個相對應之卡合柱13，在本示意圖中，鏡頭安裝座133為二個相對應之鏡頭軸座，可供鏡頭安裝於二個卡合柱13之間，並且可以透過軸座調整鏡頭視角(本圖未揭示鏡頭，本圖揭示之鏡頭軸座僅為較佳實施例)，如圖5所示該沖壓成形背架12上更沖壓成型一凸肋17之結構。

如圖1以及圖2所示，該些馬達支架111間更彼此延伸連接一補強橫桿1112，以提升馬達支架111之整體剛性。此外，該沖壓成形主架11之邊緣更可具有折邊結構113，以提升邊緣強度並改善結構剛性。

為減輕重量並兼顧結構需求，如圖1、圖2以及圖4所示，實施例一以及實施例二中，該沖壓成形主架11及／或該沖壓成形背架12上更可沖壓開設有至少一個減重孔114。

當本創作尺寸較大或載重較重時，該沖壓成形主架11及/或該沖壓成形背架12於適當處更裝設有補強件16，該補強件16可以係為輕量兼顧之材質構成，可以係為板材或管材，如圖2所示之實施例一中可於沖壓成形主架11之馬達支架111上裝設有碳纖維管材之補強件16，亦可以係為碳纖維板材(途中未揭示)。

請參閱圖5以及圖6，其中圖6為本創作施例二之立體示意圖，本創作提供一種沖壓成形多軸飛行器機架1，其包括：一沖壓成形主架11，該沖壓成形主架11係由複數個馬達支架111及一本體112一體式相連接，該些馬達支架111之末端上沖壓形成有馬達安裝座1111，該本體112上沖壓開設有複數個第一卡合孔1121；一沖壓成形背架12，該沖壓成形背架12沖壓開設有與該些第一卡合孔1121相對應之第二卡合孔121；以及複數個卡合柱13，該些卡合柱13之一端設置有第一卡合件131，該些卡合柱13之另端設置有第二卡合件132，該些第一卡合件131插入該些第一卡合孔1121相卡合，該些第二卡合件132插入該些第二卡合孔121相卡合；其中，該沖壓成形背架12及該沖壓成形主架11透過該些卡合柱13卡合形成一機腹容置空間15。

如圖6所示，沖壓成形主架11係由複數個馬達支架111及一本體112一體式相連接；各該馬達支架111之末端上沖壓形成有馬達安裝座1111，以供馬達裝設固定，該沖壓成形背架12上更沖壓成型一凸肋17之結構。

如圖7所示，圖7係為實施例二剖面示意圖，該沖壓成形主架11之各個馬達支架111上沖壓開設有減重孔114且該各個馬達支架111上沖壓成型一凸肋17之結構，使得本創作整體結構重量更輕，強度更強。

上述各構件之具體形狀、尺寸、孔洞數量及配置位置，可依實際應用需求調整，惟仍不脫離本創作之技術精神與申請專利範圍之保護範疇。

1:沖壓成形多軸飛行器機架 11:沖壓成形主架 111:馬達支架 1111:馬達安裝座 1112:補強橫桿 112:本體 1121:第一卡合孔 1122:通孔 113:折邊結構 114:減重孔 12:沖壓成形背架 121:第二卡合孔 13:卡合柱 131:第一卡合件 132:第二卡合件 133:鏡頭安裝座 14:加強螺絲柱 15:機腹容置空間 16:補強件 17:凸肋

圖1為本新型之實施例一立體示意圖； 圖2為本新型之施例一俯視示意圖； 圖3為本新型之施例一側視示意圖； 圖4為本新型之施例二俯視示意圖； 圖5為本新型之實施例二側視示意圖； 圖6為本創作施例二之立體示意圖；以及 圖7為本創作之實施例二剖面示意圖。

1:沖壓成形多軸飛行器機架

11:沖壓成形主架

111:馬達支架

1111:馬達安裝座

1112:補強橫桿

112:本體

1121:第一卡合孔

1122:通孔

113:折邊結構

114:減重孔

12:沖壓成形背架

121:第二卡合孔

13:卡合柱

131:第一卡合件

133:鏡頭安裝座

14:加強螺絲柱

15:機腹容置空間

Claims (12)

1. 一種沖壓成形多軸飛行器機架，其包括： 一沖壓成形主架，該沖壓成形主架係由複數個馬達支架及一本體一體式相連接，該些馬達支架之末端上沖壓形成有馬達安裝座，該本體上沖壓開設有複數個第一卡合孔； 一沖壓成形背架，該沖壓成形背架沖壓開設有與該些第一卡合孔相對應之第二卡合孔；以及 複數個卡合柱，該些卡合柱之一端設置有第一卡合件，該些卡合柱之另端設置有第二卡合件，該些第一卡合件與該些第一卡合孔相卡合，該些第二卡合件與該些第二卡合孔相卡合； 其中，該沖壓成形背架及該沖壓成形主架透過該些卡合柱卡合形成一機腹容置空間。
2. 如請求項1所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該複數個馬達支架為二個以上，且沿該本體之周向等距配置。
3. 如請求項1所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該沖壓成形多軸飛行器機架更設置有至少一加強螺絲柱，該加強螺絲柱係固定連接於該沖壓成形主架及該沖壓成形背架之間。
4. 如請求項3所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該加強螺絲柱具有內螺紋孔，且該沖壓成形主架或該沖壓成形背架上沖壓開設有對應之通孔。
5. 如請求項1所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該沖壓成形多軸飛行器機架之其中二個相對應之卡合柱更設置有鏡頭安裝座。
6. 如請求項1所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該些馬達支架間更彼此延伸連接一補強橫桿。
7. 如請求項1或6所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該沖壓成形主架之邊緣更具有一折邊結構。
8. 如請求項1所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該些卡合柱沿該本體周緣間隔配置。
9. 如請求項1所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該卡合柱為金屬材料製成，且其第一卡合件與第二卡合件為沖壓成形之卡扣結構。
10. 如請求項1所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該沖壓成形主架及／或該沖壓成形背架上更沖壓開設有至少一個減重孔。
11. 如請求項1所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該沖壓成形主架及／或該沖壓成形背架上更沖壓成型一凸肋。
12. 如請求項1所述之沖壓成形多軸飛行器機架，其中該沖壓成形主架及/或該沖壓成形背架於適當處更裝設有補強件。