一种多旋翼飞行器的机臂安装结构的制作方法

1.本实用新型涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种多旋翼飞行器的机臂安装结构。


背景技术：

2.多旋翼飞行器通常是在机身上设置了多个机臂，每个机臂上分别设置有一个或多个旋翼组件，所述的机臂通常是通过抱紧的方式安装在机臂固定座上，然后机臂固定座再通过螺栓安装在机身上。多旋翼飞行器在飞行过程中，旋翼组件提供升力，升力通过机臂传递到机臂固定座和机身上，从而实现飞行器整体升空飞行，机臂固定座的受力与旋翼组件产生的升力和机臂长度的乘积呈正比，当提升旋翼直径以提升升力时，机臂固定座受到的作用力变大，容易导致结构变形，影响飞行可靠性，并且旋翼组件工作时具有转动惯量，而机臂为刚性结构，组合在一起会构成一个具有特定共振频率的系统，当旋翼组件的转速达到这个共振频率或是该共振频率的0.5倍或2倍时，会引起强烈的共振，为了避免共振，传统技术中只能调整旋翼组件的转欧转动惯量或者机臂的刚度，但调节此方面难度大、成本高，而且传统的多旋翼飞行器是通过改变旋翼转速以改变升力来实现飞行器姿态与运动的控制，旋翼转速的调整范围很容易包含共振频率或是该共振频率的0.5倍或2倍，也就是说传统的多旋翼飞行器难以消除共振，会影响飞行稳定性。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种多旋翼飞行器的机臂安装结构，解决目前技术中多旋翼飞行器机臂安装结构存在共振状况，难以调节、消除，影响飞行稳定性的问题。
4.为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案是 ：
5.一种多旋翼飞行器的机臂安装结构，包括安装座和支撑座，所述安装座和支撑座设置在机身上，机臂端部固定连接在安装座上，机臂中部由支撑座承托，所述的支撑座包括固定在机身上的座体，所述座体上至少设置了组件一、组件二其中的一种，所述的组件一包括定位环和在座体上设置的沿水平方向的滑槽，所述定位环采用弹性材料制成，所述定位环套设在机臂上并且所述定位环限位在滑槽中滑动，所述的组件二包括随动环和阻尼器，随动环套设在机臂上，随动环通过万向节与阻尼器的一端连接，阻尼器的另一端通过万向节与座体连接。本实用新型所述的多旋翼飞行器的机臂安装结构采用安装座和支撑座配合的方式来安装机臂，机臂的端部固定并且机臂的中部由支撑座承托，对机臂进行多点支撑，降低安装座的载荷，提高机臂的结构稳定性，减小机臂的形变，机臂的长度可以更长从而使用直径更大的旋翼，机臂的中部区域通过组件一和/或组件二支撑在座体中，机臂的中部在支撑座上具有可滑动以及可扭动的弹性自由度，利用弹性自由度来吸收振动能量，当机臂上的旋翼组件工作时，旋翼的旋转使得机臂产生振动，振动包括沿水平方向的振动和沿机臂周向的扭转振动，组件一的定位环会随着机臂振动，定位环能沿着水平方向的滑槽滑动并被限位在滑槽中从而能有效吸收水平方向的振动，所述定位环采用弹性材料制成，能够
利用定位环的自身弹性阻尼来吸收扭转振动；而组件二的随动环也会随着机臂振动，随动环会随着机臂水平振动以及扭转振动，随动环的振动由阻尼器吸收，从而通过组件一和组件二能吸收机臂的振动，有效避免共振，减小飞行器飞行过程中的整体振动，避免机臂变形，避免机臂与安装座之间发生松动、形变，提高飞行稳定性和操控性。
6.进一步的，所述机臂上固定设置有配合部，所述配合部与定位环配合连接以使定位环与机臂之间在机臂的周向上固定，所述配合部与随动环配合连接以使定位环与机臂之间在机臂的周向上固定，也就是定位环、随动环与机臂之间不发生相对的周向转动，机臂的振动完全传导给定位环、随动环，然后的通过定位环自身材料的弹性阻尼进行振动吸收，通过与随动环连接的阻尼器进行振动吸收，提高振动吸收的可靠性。
7.进一步的，所述配合部具有沿机臂径向的凸起，所述定位环和随动环上设置有与凸起配合的限位槽，结构简单，装拆方案，定位环、随动环沿着机臂的轴向套设到机臂上即可，凸起卡入限位槽中使得定位环、随动环与机臂之间不会发生沿机臂周向的相对转动。
8.进一步的，所述配合部与机臂为一体结构，结构精简，或者所述配合部可拆卸地连接在机臂上，便于维护更换。
9.进一步的，所述的座体包括间隔设置的两个横板，两个横板的相对面分别都设置有滑槽，所述定位环位于两个横板之间并沿滑槽活动，两个横板上的滑槽相互平行，定位环被夹持在两个横板之间，也就是定位环被夹持在两个滑槽之间，能够使得定位环被限位在滑槽中滑动，不会脱出滑槽，提高结构稳定性，保障减振吸能的稳定性，结构紧凑，实施方便。
10.进一步的，所述随动环上设置有沿机臂径向延伸的传动部，所述座体上开设有孔，所述传动部外径小于孔的孔径，传动部从孔穿过后通过万向节与阻尼器连接。由于传动部穿入在孔中，孔对传动部的活动范围起到限位作用，避免由于长时间的持续振动导致随动环发生过大的移位，提高结构稳定性。
11.进一步的，所述孔为矩形孔，所述传动部穿入在孔中的部分为矩形，起到限位作用，避免传动部沿孔的周向转动，也就是避免机臂以安装座为支点发生偏转，提高结构稳定性。
12.进一步的，所述的座体包括间隔设置的两个横板，两个横板上分别开设有孔，所述随动环位于两个横板之间并且随动环的两对侧分别设置有穿过孔的传动部，每个传动部分别与一个阻尼器连接，结构稳定性好，振动吸能的性能更好。
13.进一步的，所述的阻尼器包括伸缩杆和在伸缩杆上设置的阻尼弹簧，结构简单，可靠的吸收振动。
14.进一步的，所述安装座抱紧连接机臂，结构简单，安装稳定性好，装拆方便。
15.与现有技术相比，本实用新型优点在于：
16.本实用新型所述的多旋翼飞行器的机臂安装结构提高机臂的安装稳定性，机身能分担旋翼升力施加给机臂的载荷，支撑座能够吸收旋翼工作时机臂的振动，减小机臂的形变，减小飞行器飞行过程中的整体振动，提高飞行稳定性和操控性。
附图说明
17.图1为多旋翼飞行器的整体结构示意图；
18.图2为机臂与安装座和支撑座连接的局部结构视图；
19.图3为支撑座的整体结构示意图；
20.图4为支撑座的分解结构示意图；
21.图5为定位环与横板相配合的分解结构示意图；
22.图6为定位环与横板相配合的剖面结构示意图；
23.图7为随动环与横板相配合的分解结构示意图；
24.图8为随动环与横板相配合的剖面结构示意图；
25.图9为机臂上的配合部的结构示意图。
26.图中：
27.6为安装座、7为支撑座、8为机臂、1为座体、11为横板、12为滑槽、13为孔、2为定位环、21为限位槽、3为随动环、31为传动部、4为阻尼器、5为配合部、51为凸起。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
29.本实用新型实施例公开的一种多旋翼飞行器的机臂安装结构，结构简单、紧凑，可快速装拆，能够吸收旋翼工作时产生的振动，消除、减弱振动对飞行产生的不良影响，机身能分担旋翼升力施加给机臂的载荷，减小机臂形变，提高飞行稳定性和操控性。
30.如图1至图9所示，一种多旋翼飞行器的机臂安装结构，主要包括安装座6和支撑座7，所述安装座6和支撑座7设置在机身上，机臂8的近端固定连接在安装座6上，机臂8中部由支撑座7承托，机臂8的远端则装置着旋翼组件，所述安装座6抱紧连接机臂8，所述安装座6具体可采用抱箍等结构，将机臂8的端部抱紧夹持固定，机臂8中部由支撑座7承托，对机臂进行多点支撑，减小安装座6的负荷，提高结构稳定性，能够减小机臂的形变，机臂的长度可以更长从而使用直径更大的旋翼；
31.机臂8的中部由支撑座7承托时并非时机臂8与支撑座7刚性连接，而是机臂的中部在支撑座上具有可滑动以及可扭动的弹性活动自由度，当机臂上的旋翼组件工作时旋翼的旋转使得机臂产生振动，利用弹性活动自由度来吸收振动，减小飞行器飞行时的整体振动，提高飞行稳定性，使得机臂8变形更少，提高飞行器的操控性。
32.所述的支撑座7包括固定在机身上的座体1，所述座体1上至少设置了组件一、组件二其中的一种，所述组件一、组件二采用不同原理的结构来实现振动吸收，在本实施例中，组件一、组件二同时设置，提高振动吸收效果；
33.所述的组件一包括定位环2和在座体1上设置的沿水平方向的滑槽12，所述定位环2采用弹性材料制成，所述定位环2套设在机臂8上并且所述定位环2限位在滑槽12中滑动，滑槽12的长度有限，使得定位环2只能沿着滑槽12进行小范围的往复滑动，定位环2沿着滑槽12的滑动能吸收水平方向的振动，同时由于定位环2自身材料的弹性阻尼能吸收机臂8的扭转振动，提高抗振吸收效果，提高飞行稳定性；
34.所述的组件二包括随动环3和阻尼器4，随动环3套设在机臂8上，随动环3通过万向
节与阻尼器4的一端连接，阻尼器4的另一端通过万向节与座体1连接，随动环3会随着机臂8一同振动，利用阻尼器4来吸收振动，并且由于阻尼器4的两端分别通过万向节来进行连接，具有较好的自由度，从而能吸收多个方向的振动，包括水平方向振动和扭转振动，所述的万向节具体采用球头万向节，结构紧凑性好，活动自由度好，所述的阻尼器4包括伸缩杆和在伸缩杆上设置的阻尼弹簧，结构简单、紧凑，与万向节进行配合，能够良好的吸收多个方向的振动，减振效果好。
35.在本实施例中，所述的座体1包括竖板和横板11，竖板固定在机身上，横板11固定连接在竖板上，并且所述横板11沿着上下方向间隔设置有两个，横板11大致平行于水平方向，两个横板11的相对面分别都设置有滑槽12，所述滑槽12的滑动方向沿着水平方向，并且滑槽12的滑动方向垂直于机臂8的轴向，所述的定位环2被夹持在两个横板11之间并沿滑槽12活动，对定位环2实现限位作用，使得定位环2只能沿着滑槽12滑动而不能从滑槽12脱出，提高结构稳定性，限制振动的最大幅度，避免机臂8由于持续不断的振动而发生过大的偏移；
36.两个横板11上还分别开设有孔13，所述随动环3位于两个横板11之间，所述随动环3的两对侧分别设置有沿机臂8径向延伸而出的传动部31，所述传动部31外径小于孔13的孔径，传动部31从孔13穿过后通过万向节分别与一个阻尼器4连接，孔对传动部的活动范围起到限位作用，也就是限位随动环3的振动范围，避免由于持续不断的振动导致机臂发生过大的偏移，具体的，所述孔13为矩形孔，所述传动部31穿入在孔13中的部分为矩形，所述孔13的轴向为竖直方向，所述孔13在垂直于机臂8的方向上具有一定的长度，也就是，所述孔13为沿着水平方向具有一定长度的长条孔，从而传动部31能沿孔13的长度方向活动，也就是机臂8有水平方向的活动自由度，同时机臂8沿着其周向进行扭转时传动部31也能在孔中活动，在机臂发生振动时，传动部31通过万向节带动阻尼器伸缩，从而阻尼器吸收机臂的振动能量，减小振动，提高稳定性。
37.所述机臂8上固定设置有配合部5，所述配合部5与机臂8为一体结构，或者所述配合部5可拆卸地连接在机臂8上；所述配合部5与定位环2配合连接以使定位环2与机臂8之间在机臂8的周向上固定，所述配合部5与随动环3配合连接以使定位环2与机臂8之间在机臂8的周向上固定，定位环2、随动环3与机臂8之间在机臂8的周向上不发生相对转动，使得机臂的振动完全传导给定位环、随动环，从而通过定位环、随动环来对机臂进行减振，具体的，所述配合部5具有沿机臂8径向的凸起51，所述定位环2、随动环3上设置有与凸起51配合的限位槽21，所述定位环2、随动环3沿着机臂8的轴向滑套至配合部5所在位置即可完成连接，装拆操作方便，维护更换便捷，所述的配合部5沿着机臂8的周向分为两半，通过螺栓抱合固定在机臂8上，结构简单，装拆方便。
38.由于配合部5与机臂8是固定连接，两者不发生相对活动，从而配合部5与机臂上的旋翼组件是固定的位置关系，也就是配合部5相对于旋翼旋转平面是固定的，同时由于所述定位环2、随动环3通过限位槽21与凸起51配合而实现定位环2、随动环3与机臂8之间不发生相对转动，也就是说定位环2、随动环3相对于旋翼旋转平面也是固定的，从而在将机臂8装配到机身上时，机臂8与定位环2、随动环3达到配合后就能够确定旋翼旋转平面，确保旋翼旋转平面的角度满足安装要求、飞行要求。
39.采用上述机臂安装结构的多旋翼飞行器可以是四旋翼飞行器，也可以是六旋翼、
八旋翼等各种结构的飞行器。
40.以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。