榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多旋翼飞行器领域，具体涉及一种主要利用薄板结构插接形成机身的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器。
【背景技术】
[0002]现在市面上的训练用多旋翼飞行器的都是金属连接件将碳纤板和碳纤管相结合的杆式结构，这种结构的多旋翼飞行器具有高强度、重量轻的优点。
[0003]但这种结构在组装、调试、维修等方面会给学员增加了技术难度，很大程度上降低了学习效率，高昂的成本也让很多学员难以接受。针对这一状况，我们把多旋翼飞行器不方便操作训练的情况归纳为以下四点:
1、操作使用及维护的技术含量较高，学员需要熟悉电路，需要操作焊接，组装过程繁琐，需使用专业安装工具和校准仪器，学员很难短时间内学会独立操作。
[0004]2、飞行时安全警戒级别较高，要时刻提防飞行器撞人或被旋翼意外砍伤等意外发生。
[0005]3、由于旋翼裸露，现有的多旋翼飞行器不适合在室内进行飞行训练。
[0006]4、维护成本较高，一般新手控制飞行器飞行经常出现摔机现象，多旋翼飞行器的碳纤结构一旦损伤就只能进行更换，无法修补或用其他材料替代。
[0007]针对上述问题，我们查阅了大量资料，发现中国传统的榫卯结构建筑在抵抗地震冲击力时，采用的是〃以柔克刚〃的思维，通过巧妙的构造，以最小的代价将强大的自然破坏力消弥至最小程度。这给我们带来一系列启发，可否采用中国传统木结构建筑中的榫卯结构三角支撑的原理，再借助现代化的电子集成化技术和新型材质来实现我们的设计目的。
【发明内容】
[0008]本发明为解决上述问题，提供一种利用薄板的插接榫卯连接方式形成机身，并且设有保护旋翼的圆形旋翼孔的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器。
[0009]本发明通过以下技术方案实现，榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，包括机身、旋翼、位于机身中部的飞行控制模块以及集成线束式的连接线，所述机身包括若干块的轻质垂直结构板榫卯插接形成外部框架、内部对角支撑的三角形支撑结构,在垂直结构板最外侧相交处的竖直方向设有旋翼；
和框架垂直面连接有固定用的水平结构板，水平结构板上以旋翼电机轴为圆心设有若干保护旋翼用略大于旋翼直径的圆形的旋翼孔，既保护底部的电源控制模块，又能增加机身整体强度，旋翼安装在水平结构板的旋翼孔内有效的保证了设备和人身安全；
每个垂直结构板与水平结构板接触部分设有若干榫头，水平结构板上对应的设置有卯孔，榫头与卯孔对应榫卯连接。
[0010]为了进一步固定机身，所述垂直结构板最外侧相交均有伸出部，且该伸出部末端上部与水平结构板上旋翼孔外沿面接触连接，连接方式为伸出部的榫头与旋翼孔外沿上的卯孔榫卯连接。
[0011]为增加稳定性和强度，所述垂直结构板数量>6，若干外侧垂直结构板组合形成多边形框架结构，多边形框架的对角至少设置一个对角垂直结构板。
[0012]由于顶部受力较大，为增加顶部强度，所述水平结构板上设有与其形状相同、增加强度的上层水平结构板。
[0013]为了尽可能减轻整体质量，所述垂直结构板板下侧的棱角部、上侧插合接触部均设有减重倒角；垂直结构板有若干减重圆孔。
[0014]为便于固定电源控制模块，所述对角垂直结构板设有若干用于穿引电源线和数据线的通孔。
[0015]为了降低成本，所述垂直结构板的材料为航空层板、木板、或者KT板。
[0016]本发明的有以下有益之处:
1.轻质薄板(KT板、航空层板、轻木片)切割成的各个垂直结构板，用于机身的组装成型，大大降低了飞行器制造和维修的成本。
[0017]2.机身的榫卯及支撑结构能够保证足够的强度，能够实现简易、快速的组装，提高飞行器制作和维修的速度。
[0018]3.旋翼孔增强了安全防护性能，飞行器可在室内进行飞行训练，既能保护旋翼本身免受破坏，又避免发生人身伤害。
[0019]4.抗冲击能力强，能够保证在训练时飞行器的安全，减少维护时长。
【附图说明】
[0020]图1本发明组装结构示意图。
[0021]图2本发明水平结构板结构示意图。
[0022]图3本发明顶部结构示意图。
[0023]图4本发明底部结构示意图。
[0024]图中1.外侧垂直结构板，11.榫头，2.水平结构板，21.卯孔，22.旋翼孔，3.对角垂直结构板，4.旋翼，5.上层水平结构板。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0026]如图1和图2所示，在本发明提供的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器的实施例中，机身包括6块垂直结构板以不同角度相交插接组成的框架和对角支撑的结构，垂直结构板上设有插接槽，保证能够方便的榫卯插接。其中4块外侧垂直结构板I组成外部框架结构，框架结构内部，沿着对角线的方向还插接有在重心位置相交的对角垂直结构板3。这样,就形成了多个结构板相互相交插接的三角支撑结构。在最外侧的三角支撑结构相交处的竖直方向设有旋翼4，就能使旋翼4处于最稳定的位置。
[0027]图2所示的水平结构板2结构，它根据旋翼4的位置设有起保护作用的旋翼孔22，旋翼4位于旋翼孔22内部,水平结构板2位于垂直结构板的上方。垂直结构板和水平结构板2的接触部位设有若干榫头11，与这些榫头11对应的水平结构板2上设有卯孔21，通过榫卯结构将两者固定。此外，垂直结构板的最外相交处的外延伸部的末端上方设有榫头11与旋翼孔22外沿面上对应的卯孔也进行榫卯结合。
[0028]由于水平面受力较大，为增加其强度，水平结构板2上设有与其形状相同、增加强度的上层水平机构板5。
[0029]在减重设计上，为了尽可能减轻整体质量，垂直结构板下侧的棱角部、上侧插合接触部均进行切边处理，形成了减重用的倒角，使得各个板形成类梯形的结构；对角垂直结构板3上可开若干不影响强度的减重孔。
[0030]本发明的飞行控制模块沿用现有技术，未在图中画出，但为了便于穿引飞行控制模块所需的电源和数据线，所述对角垂直结构板3在重心位置相交的部位设有若干通孔，飞行控制模块用带背胶的粘扣和扎带将其固定在机身的重心位置，符合飞行要求。
[0031]在薄板的材料上，为了降低成本，垂直结构板的材料为航空层板、木板或者KT板，这类板材加工简单，成本低廉，能够方便的将机身整体更换，在教学试验中学员经过简单示范的讲解后便可在10分钟内独立完成机身的拼插制作。
[0032]图3和图4展示本发明的成品效果图，底部的各个垂直结构板1、3所形成的平面结构能实现飞行器的平稳起、落和航线飞行，且能够承受一定的冲击力。顶部较为平整，旋翼4均处于水平结构板2、5上的旋翼孔22内，有效保护旋翼4的安全，不仅能保护人身安全、在室内使用时也能够有效地保护飞行器安全。
[0033]在KT材质板作为材料的耐冲击测试中，本发明提供的飞行器能通过以下项目:
机体承重95kg ;横向冲击10米每秒的撞击试验；空载下的自由跌落试验:10次10米高度跌落完好，10次15米高度跌落8次完好；标准载重时10米自由跌落:6次完好；10次5米自由跌落:均完好；抗扭曲测试:10kg扭曲力下完好。
[0034]经过试验证明，本发明的抗冲击性能够满足日常训练需要。
[0035]实际操作中，本发明提供的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，在2级风的室外做出了中国航协多旋翼飞行器飞行员技术等级五级水平动作中的“10米高度水平直线”。
【主权项】
1.榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，包括机身、旋翼(4)、位于机身中部的飞行控制模块以及集成线束式的连接线，其特征在于: 所述机身包括若干块的轻质垂直结构板竖直交叉结合形成外部多边形框架、内部对角支撑的三角支撑结构，在垂直结构板最外侧相交处的竖直方向设有旋翼(4)安装座； 和框架板垂直的平面连接有固定用的水平结构板(2)，水平结构板(2)上以旋翼(4)轴为圆心设有若干保护旋翼用略大于旋翼直径的圆形的旋翼孔(22)； 每个垂直结构板与水平结构板(2)接触部分设有若干榫头(11)，水平结构板(2)上对应的设置有卯孔(21)，榫头(11)与卯孔(21)对应榫卯连接。
2.根据权利要求1所述的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，其特征在于，所述垂直结构板在最外侧的相交处均有伸出，且该伸出部末端上部与水平结构板(2 )上的旋翼孔(22)外沿面接触连接，连接方式为伸出部的榫头(11)与旋翼孔(22)外沿面上的卯孔(21)榫卯连接。
3.根据权利要求1所述的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，其特征在于，所述垂直结构板数量> 6，若干外侧垂直结构板(I)组成多边形框架，多边形框架的每个对角至少设有一个对角垂直结构板(3)。
4.根据权利要求3所述的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，其特征在于，所述对角垂直结构板(3)在飞行器的重心位置相交，相交处有若干榫头和水平结构板(2)上相应的卯孔相连接。
5.根据权利要求1所述的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，其特征在于，所述水平结构板(2)上设有与其形状相同、增加强度的上层水平结构板(5)。
6.根据权利要求1所述的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，其特征在于，所述垂直结构板下侧的棱角部、上侧插合接触部均设有减重倒角；垂直结构板上设有若干减重圆孔。
7.根据权利要求3所述的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，其特征在于，所述垂直结构板(3)上设有若干用于穿引电源线和数据线的通孔。
8.根据权利要求1所述的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，其特征在于，所述垂直结构板的材料为航空层板、木板或者KT板。
【专利摘要】本发明提供的榫卯结构三角支撑轻质薄板安全多旋翼飞行器，包括机身、旋翼、位于机身中部的飞行控制模块以及集成线束式的连接线，机身包括若干块的轻质垂直结构板榫卯插接形成外部框架、内部对角支撑的三角形支撑结构，在垂直结构板最外侧相交处的竖直方向设有旋翼；和框架垂直面连接有固定用的水平结构板，水平结构板上以旋翼电机轴为圆心设有若干保护旋翼用略大于旋翼直径的圆形的旋翼孔，每个垂直结构板与水平结构板接触部分设有若干榫头，水平结构板上对应的设置有卯孔，榫头与卯孔对应榫卯连接。
【IPC分类】B64C1-00, B64C27-08
【公开号】CN104691751
【申请号】CN201510134525
【发明人】徐知非, 崔永琪
【申请人】徐知非, 崔永琪
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月26日