一种翼身结合接头及无人机的制作方法

本发明属于无人机设施领域，具体地，涉及一种用于无人机机翼与机身连接的翼身结合接头及无人机。

背景技术：

现代中大型无人机设计中，为满足包装运输需要，机翼多采用可拆卸方案。机身与机翼的连接，通常采用机翼接头上耳片和下耳片的方式。

但是，在薄翼型条件下，因空间受限，会造成上耳片和下耳片的承载能力不足。

另外，如果使用较厚的耳片，或者使用多耳片等方案进行补强，则会造成无人机结构复杂，重量增加，拆装困难，影响无人机整体性能。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，旨在提供一种用于无人机机翼与机身连接的翼身结合接头及无人机，其目的是解决翼身结合接头受空间尺寸限制而承载能力不足的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种用于无人机机翼与机身连接的翼身结合接头，包括：翼身结合接头主体、翼身结合接头衬套、机身接头主体、机身接头衬套，其中：所述翼身结合接头主体连接至机翼，所述翼身结合接头衬套位于翼身结合接头主体的第一螺栓孔和第二螺栓孔中，所述第一螺栓孔和第二螺栓孔沿翼身结合接头主体呈水平方向设置；所述机身接头主体连接至机身，所述机身接头衬套位于机身接头主体的第三螺栓孔和第四螺栓孔中，所述第三螺栓孔和第四螺栓孔沿所述机身接头主体呈水平方向设置；所述翼身结合接头主体与机身接头主体通过螺栓和螺母及垫圈分别经由第一螺栓孔和第三螺栓孔以及经由第二螺栓孔和第四螺栓孔连接。

优选地，所述翼身结合接头主体包括一体成型并且相互垂直的第一上缘条、第一背板和第一下缘条，所述第一螺栓孔和第二螺栓孔位于第一背板垂直方向中点处。

优选地，所述第一背板上的第一螺栓孔和第二螺栓孔水平方向中点处设有凹槽，用于减轻翼身结合接头的重量，其中所述凹槽的深度为第一背板的厚度的二分之一。

优选地，所述第一上缘条和第一下缘条均为单侧翻边，其宽度从连接所述机身一端至所述第二螺栓孔7，8逐渐变宽并且从所述第二螺栓孔7，8至连接所述机翼一端保持不变。

优选地，所述机身接头主体包括一体成型并且相互垂直的第二上缘条、第二背板和第二下缘条，所述第三螺栓孔和第四螺栓孔位于第二背板垂直方向中点处。

优选地，所述第二上缘条和第二下缘条均为双侧翻边，其宽度从连接所述机翼一端至所述第三螺栓孔11逐渐变宽，并且所述第二上缘条20的宽度从所述第三螺栓孔11至连接所述机身一端保持不变，所述第二下缘条21的宽度从所述第四螺栓孔12至连接所述机身一端保持不变。

优选地，所述第二背板上的第三螺栓孔和第四螺栓孔周围设有台阶部，在所述翼身结合接头主体与机身接头主体装配对接时进行定位，其中台阶部的高度为第二背板22的厚度的二分之一。

优选地，所述机身接头主体还包括垂直于第二上缘条的引导条，引导条呈三角形，其高度从靠近机翼一侧向靠近机身一侧逐渐变高，其倾斜角度与第二上缘条的倾斜角度相同，在翼身结合接头主体与机身接头主体装配对接时提供导向、传递载荷。

优选地，所述翼身结合接头衬套、机身接头衬套均设为带肩结构，用于提高螺栓孔的承载能力，所述翼身结合接头衬套与第一螺栓孔和第二螺栓孔以及机身接头衬套与第三螺栓孔和第四螺栓孔均采用过盈配合进行固定。

优选地，所述翼身结合接头主体1和翼身结合接头主体2配合使用，翼身结合接头主体1背板的宽度小于翼身结合接头主体2背板的宽度，与机翼外型相匹配。

本发明另一方面提供了一种包括如上所述的用于机翼与机身连接的翼身结合接头的无人机。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：由于采用水平连接螺栓布置，螺栓孔距离和孔径增大，机翼外型高度没有限制，可实现连接螺栓间距提高100％以上，接头承载能力提高70％以上。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的翼身结合接头整体结构示意图；

图2是根据本发明实施例的翼身结合接头结构分解示意图；

图3是根据本发明实施例的翼身结合接头结构正视图；以及

图4是图3的a-a方向剖视结构示意图。

图中标记为：

1.翼身结合接头主体1

2.翼身结合接头主体2

3.翼身结合接头衬套3

4.翼身结合接头衬套4

5.第一螺栓孔5

6.第一螺栓孔6

7.第二螺栓孔7

8.第二螺栓孔8

9.机身接头主体

10.机身接头衬套

11.第三螺栓孔

12.第四螺栓孔

13.垫圈

14.螺栓

15.螺母

16.第一上缘条

17.第一下缘条

18.第一背板

19.凹槽

20.第二上缘条

21.第二下缘条

22.第二背板

23.引导条

24.台阶部

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。

本发明实施例公开了一种翼身结合接头，如图1至图2所示，包括：翼身结合接头主体1，2、翼身结合接头衬套3，4、机身接头主体9、机身接头衬套10，其中：翼身结合接头衬套3，4位于翼身结合接头主体1，2的第一螺栓孔5，6和第二螺栓孔7，8中；机身接头衬套10位于机身接头主体9的第三螺栓孔11和第四螺栓孔12中；翼身结合接头主体1，2与机身接头主体9通过螺栓14和螺母15及垫圈13分别经由第一螺栓孔5，6和第三螺栓孔11以及经由第二螺栓孔7，8和第四螺栓孔12连接。

相关技术中，机身与机翼的连接通常采用上耳片和下耳片的方式。在薄翼型条件下，因空间受限，会造成上耳片和下耳片的承载能力不足。

本发明实施例中，如图2所示，分别在翼身结合接头主体1，2沿水平方向设置第一螺栓孔5，6和第二螺栓孔7，8，以及在机身接头主体9对应设置第三螺栓孔11和第四螺栓孔12，翼身结合接头主体1，2通过螺栓14和螺母15及垫圈13与机身接头主体9水平连接，有效实现航向载荷水平传递。相应地，第一螺栓孔5，6与第二螺栓孔7，8之间的距离及每个螺栓孔孔径增大，机翼外型高度没有限制，可实现连接螺栓间距提高100％以上，接头承载能力提高70％以上。

根据本发明的实施例，翼身结合接头主体1，2还包括一体成型并且相互垂直的第一上缘条16、第一背板18和第一下缘条17，第一螺栓孔5，6和第二螺栓孔7，8位于第一背板18垂直方向中点处，且第二螺栓孔7，8位于第一背板18水平方向中点处，第一螺栓孔5，6和第二螺栓孔7，8的距离为翼身结合接头主体1，2背板长度的三分之一。本实施例中，通过布置第一螺栓孔5，6和第二螺栓孔7，8的位置及设置螺栓孔之间的距离，用于有效承受航向载荷，从而达到翼身结合结头结构的利用率高，传力路线好的效果。

根据本发明的实施例，如图1至图3所示，翼身结合接头主体1，2第一背板18上的第一螺栓孔5，6和第二螺栓孔7，8水平方向中点处设有凹槽19，通过设置凹槽19可以减轻翼身结合接头的重量，其中凹槽19的深度为第一背板18的厚度的二分之一，凹槽19的长度为翼身结合接头主体(1，2)第一背板18长度的六分之一，以及，凹槽19的高度为翼身结合接头主体(1，2)第一背板18高度的二分之一。本实施例中，通过设置凹槽19的位置、长度、高度和深度，保证翼身结合接头强度和刚度的同时减轻重量。

根据本发明的实施例，如图1至图4所示，翼身结合接头主体1，2上的第一上缘条16和第一下缘条17均为单侧翻边，其宽度从连接机身一端向第二螺栓孔7，8逐渐变宽并且从第二螺栓孔7，8至连接机翼一端保持不变。本实施例中，通过设置第一上缘条16和第一下缘条17，用于传递航向载荷，以及在翼身结合接头主体1，2与机身接头主体9装配对接时提供导向，方便快捷安装。

根据本发明的实施例，如图2所示，机身接头主体9包括一体成型并且相互垂直的第二上缘条20、第二背板22和第二下缘条21，第三螺栓孔11和第四螺栓孔12位于第二背板22垂直方向中点处，与机身结合接头主体1，2上的第一螺栓孔5，6和第二螺栓孔7，8对应设置。第二上缘条20和第二下缘条21均为双侧翻边，其宽度从连接机翼一端至第三螺栓孔11逐渐变宽，并且第二上缘条20的宽度从第三螺栓孔11至连接机身一端保持不变，第二下缘条21的宽度从第四螺栓孔12至连接机身一端保持不变。

根据本发明的实施例，如图2所示，机身接头主体9第二背板22上的第三螺栓孔11和第四螺栓孔12周围设有台阶部24，其中，台阶部24的高度为第二背板22的厚度的二分之一。本实施例中，通过设置台阶24，在翼身结合接头主体1,2与机身接头主体9装配对接时进行快速定位。

根据本发明的实施例，如图1至图2所示，机身接头主体9还包括垂直于第二上缘条20的引导条23，引导条23呈三角形，其高度从靠近机翼一侧向靠近机身一侧逐渐变高，其倾斜角度与第二上缘条20的倾斜角度相同，在翼身结合接头主体1,2与机身接头主体9装配对接时提供导向、方便快捷安装及传递航向载荷。

根据本发明的实施例，如图2所示，翼身结合接头衬套3，4、机身接头衬套10均设为带肩结构，用于提高螺栓孔的承载能力，翼身结合接头衬套3，4与第一螺栓孔5，6和第二螺栓孔7，8以及机身接头衬套10与第三螺栓孔11和第四螺栓孔12均采用过盈配合进行固定，翼身结合接头衬套3，4和机身接头衬套10的尺寸分别与翼身结合接头主体1，2、机身接头主体9上的螺栓孔的尺寸匹配。本实施例中，翼身结合接头主体1，2分别有二个螺栓孔，可以分别配合二个翼身结合接头衬套与该翼身结合接头主体1，2上的螺栓孔过盈配合进行固定。机身接头主体9有二个螺栓孔，可以配合二个机身接头衬套10与该机身接头主体9上的螺栓孔过盈配合进行固定。

根据本发明的实施例，如图2所示，所述翼身结合接头主体1和翼身结合接头主体2配合使用，翼身结合接头主体1背板的高度小于翼身结合接头主体2背板的高度，与机翼外型相匹配。

此外，本实施例还提供了一种无人机，包括用于机翼与机身连接的翼身结合接头。

本发明的工作原理是：机翼载荷通过翼身结合接头传递到螺栓，并进一步传递到机身接头，经过机身接头最终扩散并传递至机身结构。通过在翼身结合接头主体上水平布置螺栓，避免在竖直方向受到翼型高度的限制，有效利用机翼的展向空间，螺栓跨距增大，承载能力增强。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：由于采用水平连接螺栓布置，螺栓孔距离和螺栓孔孔径增大，机翼外型高度没有限制，可实现连接螺栓间距提高100％以上，接头承载能力提高70％以上。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上该仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。