一种六旋翼无人飞行器制造技术

一种六旋翼无人飞行器，机身盖板为正多边形的盒式结构，多个机臂连接件固定该机身盖板内部，并分别位于机身盖板的各个角上。各机臂连接杆的一端与机臂连接件固连，另一端安装有电机。机身上板和机身下板安放有电池。本发明专利技术的效载荷单次可达到20kg以上，并且具有续航时间长、机身机臂的再次拆装快速方便，以及灵活方便，环境适应性广的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种六旋翼无人飞行器
本专利技术涉及飞机机械结构设计领域，具体而言，涉及一种载重量可达20kg的六旋翼大载重无人飞行器。
技术介绍
无人机应用很广，目前已涉及多方面领域，包括影视航拍、地图测绘、地质勘测、气象探测、环境探测、农林植保等等。作为一个飞行平台，无人机不仅能实现航拍的娱乐用途，更重要的是能搭载不同设备完成特定工业任务。无人机跟行业结合的将越来越紧密，包括测绘、农业、电力等领域的有效结合，逐渐变成解决方案中的一个工具，发挥更大的价值。工业应用中，我们需要飞行器载重量大，飞行时间长，以完成特定工作，如喷洒农药、地图绘制等。多旋翼无人机由于具有垂直起降，无需跑道，飞行平稳，定点悬停的特点，行业应用较广。但现有技术受制于电池的单位质量储能强度，长航时的飞行需要多携带电池，电池本身的重量大大限制了飞行器的载重能力，严重限制了多旋翼无人机的行业应用。现有技术中，消费级无人机载重量较小，搭载航拍设备，载重量在2kg以内；工业级无人机，载重量一般在5-15kg之间。例如，农林植保类无人机，以MG-1农业植保机为例，其标准载重为10kg左右，标准载重下正常悬停时间仅有10min，现实应用性较差。作为重要的参数，载重量小、飞行时间短，上述缺陷限制了无人机的行业应用。为解决上述问题，专利CN203078754U提出了一种大载重多旋翼无人直升机。包括机身、4个或4个以上成组旋翼，其特征在于，所述旋翼均由电动机驱动，电动机的电源由位于地面的电源通过线缆传输。该技术方案有效的减轻了无人机携带电池的重量，可在无人机上放置更重的仪器设备。但此技术方案在实际应用上受到了限制，主要表现在两个方面：一是无人机的飞行半径受地面线缆的长度制约，飞行半径小，飞行高度低；二是对作业环境有较高要求，要求飞行范围内地面无障碍物。
技术实现思路
为克服现有技术中存在的载重量小、飞行时间短的不足，本专利技术提出了一种六旋翼无人飞行器。本专利技术机身盖板、起落架、两个电池箱、电池、多个机臂连接件、多个机臂连接杆、多个电机、多组螺旋桨和电机座锁紧环。其中，所述机身盖板为正六边形的盒式结构，所述多个机臂连接件固定该机身盖板内部，并分别位于机身盖板正六边形的各个角上。所述各机臂连接杆的一端与机臂连接件固连，另一端为悬臂端。所述各电机通过电机座锁紧环固定各机臂连接杆的悬臂端。各组螺旋桨分别安装在所述各电机的上表面。两个电池分别安放在位于机身上板上表面几何中心和机身下板下表面几何中心的各电池箱内框架结构的起落架通过起落架固定起落架连接件安装在所述机身下板下表面。所述机身盖板包括相互平行的机身上板、机身下板，以及连接该机身上板和机身下板的边部挡板；在该机身盖板内几何中心处的机身上板下表面与机身下板上表面之间固定有中心支撑框。所述机臂连接件为组合件，包括机臂接头、轴套和锁紧螺母。其中的机臂接头由两个相互平行的方形的支架板和一个套筒组成。在所述两个支架板对称的两个侧表面上分别有连接孔。所述各机架板的几何中心有用于固定所述套筒的通孔。所述套筒的外径与各机架板上通孔的内径相同；所述套筒的内径与轴套的外径相同。在所述套筒外端的外圆周表面为螺纹面，并且所述套筒外端的端面开有轴向的定位槽。所述机臂连接杆为空心圆筒状碳管，一端伸入到机臂连接件内部，依靠锁紧螺母拧紧，另一端伸入到电机座锁紧环，依靠锁紧螺丝拧紧。所述电机座锁紧环为圆筒状。该电机座锁紧环沿轴向切开，以方便机翼连接杆悬臂端快速插入该锁紧环；在该电机座锁紧环外圆周表面一端的轴向切缝两侧均有径向凸出的锁紧耳片，该耳片上有同心的连接孔；当机臂连接杆一端插入该电机座锁紧环后，通过螺栓将耳片固紧，从而将机臂连接杆和电机机构连接。电机座和电机座锁紧环为一体式结构。所述螺旋桨用木质材料和包裹在木质材料表面的碳纤维制成，为一体式的中心对称结构，并且该螺旋桨的对称中心为桨毂；所述的桨毂为凹槽状，该凹槽的两侧为螺旋桨桨叶。该螺旋桨的展长为760mm，其中桨毂的长度115mm。所述螺旋桨的螺距为240mm。所述桨毂的厚度为3mm。该桨毂的上表面与下表面均为平面。所述螺旋桨桨叶的叶根的厚度为7mm，叶尖的厚度为2mm，并且叶根与叶尖之间的上表面为一次曲线线性减薄；所述桨叶的弦向自叶根至叶尖为二次曲线，其中叶根处的弦长为70mm，叶尖处的弦长为30mm。桨毂处的弦长为70mm，并且桨毂与叶根之间为二次曲线连接。所述桨毂的厚度为该桨毂弦长的8％；叶根的厚度为该叶根弦长的10％；叶尖的厚度为该叶尖弦长的6％。所述机身盖板中的机身上板和机身下板结构尺寸均相同，为正六边形碳板。正六边形的六个角进行倒角处理，倒角边长度与机臂接头长度相匹配。倒角边内侧均有机臂接头的连接孔。在所述机身上板的六边形边的边缘与机身下板的六边形边的边缘分别有用于嵌装边部挡板的卡槽。在所述机身下板上分布有起落架安装孔。所述边部挡板两个长边的侧表面对称的分布有凸出该侧表面的卡块；各长边的侧表面上有两个卡块，当该边部挡板与机身盖板中的机身上板和机身下板配合时，该卡块分别嵌装入位于机身上盖板和机身下盖板的卡槽内。所述中心支撑框为正六边体的框架结构，在该中心支撑框六个侧面的底框上均有用于布置飞控线路的凹槽。所述中心支撑框的高度与所述边部挡板的高度相同。在该中心支撑框正六边的六个角上分别有用于与机身上板和机身下板固定连接的螺孔。机臂接头包括两个支架和一个套筒。所述两个支架的方形框的边框内对称的表面上分别有支撑台；所述套筒与轴套之间为过渡配合。在所述套筒一端端面开有轴向的定位槽。所述有定位槽一端套筒的外圆周表面为螺纹面。锁紧螺母穿过轴套，其内螺纹和套筒外螺纹匹配，将轴套与机臂接头固定连接。本专利技术从无人机行业应用的现实角度出发，能够有效解决传统无人飞行器载重量小，飞行时间短的问题。具有以下的优点：(1)载重量大，有效载荷单次可达到20kg及以上。优化飞机结构，实现载重量大。与一般无人机机身结构相比，本专利技术有两处改进，一是新增了中心支撑框。中心支撑框的使用大大增加了机身的结构刚度，特别是当大重量载荷悬挂于机身盖板下板时，机身下板变形量大大减小，对于同样厚度的机身下板，中心支撑框的使用可使得悬挂载荷量由10kg增加到20kg，但中心支撑框对于整个系统增重几乎可以忽略不计。如若不使用中心支撑框，在负载同等载荷的情况下，为保证强度要求，机身盖板将增厚1倍，重量增加较多；二是机臂连接件的优化设计。机臂连接件与机身盖板之间螺纹连接，保证机身拥有足够的刚度，以利于悬挂更重的载荷，机臂连接件与机臂之间通过锁紧螺母连接，同样具有机臂拆装方便的效果。(2)续航时间长。有效载荷为10kg时，续航时间35min，有效载荷为20kg时，续航时间能够达到20min，满足大多数现实需要。在本设计中，桨叶采用的螺旋桨的优势体现在结构和材质两方面。结构上，螺旋桨桨根处的剖面最厚，随着向桨尖处位移而逐渐减薄；桨根处桨叶厚度约为弦长的14％。桨尖的弦长比较小，厚度约为弦长的10％。桨尖部分较薄，为了减小阻力。桨根部分的线速度小，工作效率低，这部分桨叶剖面主要应服从保持强度和刚度的需要。此外，桨叶整体呈扭曲的片状，桨毂上下弧处为平面，保证与电机座的接触强度；从材质上讲，螺旋桨采用复合材质，轻且强度高。内部为木质，保持螺旋桨的形状，外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六旋翼无人飞行器，其特征在于，机身盖板、起落架、两个电池箱、电池、多个机臂连接件、多个机臂连接杆、多个电机、多组螺旋桨和电机座锁紧环；其中，所述机身盖板为正六边形的盒式结构，所述多个机臂连接件固定该机身盖板内部，并分别位于机身盖板正六边形的各个角上；所述各机臂连接杆的一端与机臂连接件固连，另一端为悬臂端；所述各电机通过电机座锁紧环固定各机臂连接杆的悬臂端；各组螺旋桨分别安装在所述各电机的上表面；两个电池分别安放在位于机身上板上表面几何中心和机身下板下表面几何中心的各电池箱内框架结构的起落架通过起落架固定起落架连接件安装在所述机身下板下表面。

【技术特征摘要】
1.一种六旋翼无人飞行器，其特征在于，机身盖板、起落架、两个电池箱、电池、多个机臂连接件、多个机臂连接杆、多个电机、多组螺旋桨和电机座锁紧环；其中，所述机身盖板为正六边形的盒式结构，所述多个机臂连接件固定该机身盖板内部，并分别位于机身盖板正六边形的各个角上；所述各机臂连接杆的一端与机臂连接件固连，另一端为悬臂端；所述各电机通过电机座锁紧环固定各机臂连接杆的悬臂端；各组螺旋桨分别安装在所述各电机的上表面；两个电池分别安放在位于机身上板上表面几何中心和机身下板下表面几何中心的各电池箱内框架结构的起落架通过起落架固定起落架连接件安装在所述机身下板下表面。2.如权利要求1所述一种六旋翼无人飞行器，其特征在于，所述机身盖板包括相互平行的机身上板、机身下板，以及连接该机身上板和机身下板的边部挡板；在该机身盖板内几何中心处的机身上板下表面与机身下板上表面之间固定有中心支撑框。3.如权利要求1所述一种六旋翼无人飞行器，其特征在于，所述机臂连接件为组合件，包括机臂接头、轴套和锁紧螺母；其中的机臂接头由两个相互平行的方形的支架板和一个套筒组成；在所述两个支架板对称的两个侧表面上分别有连接孔；所述各机架板的几何中心有用于固定所述套筒的通孔；所述套筒的外径与各机架板上通孔的内径相同；所述套筒的内径与轴套的外径相同；在所述套筒外端的外圆周表面为螺纹面，并且所述套筒外端的端面开有轴向的定位槽。4.如权利要求1所述一种六旋翼无人飞行器，其特征在于，所述机臂连接杆为空心圆筒状碳管，一端伸入到机臂连接件内部，依靠锁紧螺母拧紧，另一端伸入到电机座锁紧环，依靠锁紧螺丝拧紧。5.如权利要求1所述一种六旋翼无人飞行器，其特征在于，所述电机座锁紧环为圆筒状；该电机座锁紧环沿轴向切开，以方便机翼连接杆悬臂端快速插入该锁紧环；在该电机座锁紧环外圆周表面一端的轴向切缝两侧均有径向凸出的锁紧耳片，该耳片上有同心的连接孔；当机臂连接杆一端插入该电机座锁紧环后，通过螺栓将耳片固紧，从而将机臂连接杆和电机机构连接；电机座和电机座锁紧环为一体式结构。6.如权利要求1所述一种六旋翼无人飞行器，其特征在于，所述螺旋桨用木质材...

【专利技术属性】
技术研发人员：李占科，陈伟，薛鲲岳，魏辰，黄拓，常欣，宋笔锋，
申请(专利权)人：西安三翼航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61