一种基于梁板结构的多旋翼无人机机架的制作方法

本实用新型属于无人机技术领域，特别涉及一种基于梁板结构的多旋翼无人机机架。

背景技术：

传统的无人机机架大部分是由机身、机臂和支撑架等零件用螺丝组装在一起，这类连接方式在无人机飞行抖动情况下会出现螺丝的松动，从而造成机架的不稳定，如果检查不及时可能造成机身的解体，甚至发生危险事故；并且，多零件组合形式在装配上很繁琐，反复拆卸不便。另外，传统无人机的机架设计存在缺陷，没有减小或抵消应力集中的设计，致使机架的受力不均匀，比如应力容易集中在螺丝连接处，造成螺丝连接松动，或者集中在部件与部件之间的连接处，导致机架在应力集中处断裂。再者，传统的机架设计不能有足够多的空间和方法去搭载各种负载。

因此，需要一种新的设计方案来规避以上的缺点。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的在于提供一种结构稳定，安全性高的基于梁板结构的多旋翼无人机机架。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种基于梁板结构的多旋翼无人机机架，其包括板状结构的机身和设置在所述机身的下方的支撑架，所述支撑架包括多个板状结构的立脚以及连接在所述立脚之间的横梁，以构成基于梁板结构的支撑架；所述支撑架的所述立脚与所述机身连接，以构成基于梁板结构的机架。

进一步的，所述机身包括机身本体和从所述机身本体向外伸出的多个机臂，所述多个机臂关于所述机身本体的中心点中心对称，所述机身本体与所述多个机臂为一体成型的板状结构；所述支撑架包括相连的多个支撑板，各个所述支撑板均垂直于所述机身的板面，每个所述支撑板均包括所述横梁和位于所述横梁两端的两个所述立脚，所述横梁与位于其两端的两个所述立脚为一体成型的梁板结构。

进一步的，所述机身包括机身本体和从所述机身本体向外伸出的四个机臂，所述四个机臂关于所述机身本体的中心点中心对称，所述机身本体与所述四个机臂为一体成型的板状结构；所述支撑架包括两个垂直于所述机身的下表面且相互呈X形交叉设置的支撑板，每个所述支撑板均包括横梁和位于所述横梁两端的两个立脚，所述横梁与位于其两端的两个所述立脚为一体成型的梁板结构，所述立脚的上端为连接端，所述立脚的下端为站立端；所述两个支撑板的横梁的中部相互连接，所述支撑架的四个立脚分别与所述机身的四个机臂对应，所述支撑架的四个连接端分别与所述四个机臂连接。

进一步的，所述机臂设置有贯通其厚度方向的安装槽，所述立脚的所述连接端包括一个连接部，所述连接部从下往上穿过所述安装槽，所述连接部伸出于所述机臂的上表面的部分设置有卡槽，所述卡槽中卡接一可拆卸的卡片，所述机臂被夹在所述连接端与所述卡片之间，使所述立脚与所述机臂相对固定。

进一步的，臂均设置有至少两个贯通其厚度方向的所述安装槽，各个所述立脚的所述连接端均设置有至少两个所述连接部，各个所述连接部伸出于所述机臂的上表面的部分均设置有所述卡槽以及所述可拆卸的卡片。

进一步的，所述卡片与所述机臂之间设置有卡片固定结构，使所述卡片与所述机臂相对固定。

进一步的，所述两个支撑板分别为第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板的横梁的中间设置有从下边缘往上延伸的第一连接槽，所述第二支撑板的横梁的中间设置有从上边缘往下延伸的第二连接槽，所述第一连接槽和所述第二连接槽在所述横梁上下方向的宽度方向上局部延伸，所述第一支撑板的横梁自所述第二支撑板的上方向下卡进所述第二连接槽，且所述第二支撑板的横梁卡进所述第一连接槽，使所述支撑架的所述连接端均位于同一平面和所述支撑架的所述站立端均位于同一平面。

进一步的，所述机臂与所述机身本体的连接处采用圆弧过渡。

进一步的，所述支撑板设置有贯通其厚度方向的至少一个通孔，和/或所述机身本体设置有贯通其厚度方向的至少一个通孔，和/或所述机臂设置有贯通其厚度方向的至少一个通孔。

进一步的，还包括用于将各类设备固定安装在无人机上的固定装置，所述机身设置有贯通其厚度方向的安装孔，所述固定装置设置有固定装置安装孔，设置穿过所述安装孔和所述固定装置安装孔的固定元件使所述固定装置与所述机身相对固定

进一步的，所述机身的材料为碳纤维板、铝合金板、亚克力板、塑料板中的一种，所述支撑架的材料为碳纤维板、铝合金板、亚克力板、塑料板、金属板中的一种。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的基于梁板结构的多旋翼无人机机架，其机身和支撑板均为一体成型的结构，相对于现有技术的无人机的机身采用螺钉进行连接，一体成型的机身在机身本体与机臂之间不存在连接点，在机身本体与机臂之间不会发生连接松动，使得机身具有更高的强度和安全性；基于梁板结构的支撑架能抵消机身的部分纵向的变形力矩，防止机架发生明显的变形；上述的机身和支撑板构成基于梁板结构的机架，机架的强度较高，同时，机架由于采用横梁和板材的组合进行搭建，横梁和板材占用空间少，能对机架内的空间进行规则划分，能够为机架提供更多的用于搭载负载的空间，而且板材容易开孔，板材开设安装孔后能够为机架所搭载的设备提供更多的连接点。综上，本实用新型的基于梁板结构的多旋翼无人机机架相对于现有技术的无人机机架具有结构稳定、安全性高、搭载量大的优点。

附图说明

图1是本实用新型的多旋翼无人机机架安装有螺旋桨时的结构示意图；

图2是机身的结构示意图；

图3是支撑架的结构示意图；

图4是第一支撑板的结构示意图；

图5是第二支撑板的结构示意图；

图6是支撑板与机臂的连接处的结构示意图；

图7是自驾仪固定装置的结构示意图；

图8是电源固定装置的结构示意图。

【附图标记说明】

1-机身；11-机身本体；12-机臂；121-安装槽；14-螺旋桨；15-第一安装孔；16-第二安装孔；

2-支撑架；21-支撑板；211-第一支撑板；212-第二支撑板；22-横梁；221-第一连接槽；222-第二连接槽；23-立脚，231-连接端；232-连接部；233-卡槽；234-站立端；24-卡片定位孔；

3-卡片、31-凹槽；

4-自驾仪固定装置；41-自驾仪固定装置安装孔；

5-电源固定装置；51-电源固定装置安装孔。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本实用新型的示例性实施方式、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施方式的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本实用新型中所使用的方向性指示(如上、下等)是为用于解释在某一特定姿态下(如图1所示)各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应随之改变。

本实用新型提供了一种基于梁板结构的多旋翼无人机机架，如图1至图8所示，其包括板状结构的机身1和垂直于机身1的板面、设置在机身1的下方的支撑架2。

机身1包括机身本体11和从机身本体11向外伸出的四个机臂12，机身本体11为板状结构，在其上表面形成宽敞的负载支撑平面，同时在其下表面形成宽敞的挂载平面。各个机臂12均为与机身本体11在同一平面内延伸的板状结构，机身本体11与四个机臂12一体成型。组装无人机时螺旋桨14安装在各个机臂12的末端。机身1可采用碳纤维板、铝合金板、亚克力板、塑料板、金属板等质量轻且高强度的板材制成，优选采用碳纤维板。

支撑架2包括两个支撑板21，支撑板21为梁板结构，该两个支撑板21呈X形交叉设置。需要指出的是，X型交叉的支撑板21之间的夹角可选为垂直的，即十字型交叉，下同。同样，支撑板21可采用碳纤维板、铝合金板、亚克力板、塑料板等高强度的板材制成，优选采用碳纤维板。

每个支撑板21均包括横梁22和位于横梁22两端的板状结构的两个立脚23，横梁22与两个立脚23构成梁板结构。两个支撑板21的横梁22的中部相互连接呈X型交叉状，支撑架2的四个立脚23分别与机身1的四个机臂12对应，在组装后，立脚所在平面与与之对应的机臂所在平面相互垂直。立脚23的上端为连接端231，立脚23的下端为站立端234。支撑架2的四个连接端231分别与四个机臂12连接，四个站立端234适于平稳地被一个平面支撑，例如地面。基于梁板结构的支撑架2与机身1连接后，组成基于梁板结构的呈四脚站立姿态的机架。

横梁22与立脚23的连接部优选地位于中部，使得安装到位时横梁22与机身本体间隔一段距离，用于为负载提供充足的设置空间，避免干涉，同时也为立脚提供抗弯支撑。横梁22在垂直于机身本体的方向具有一宽度，在宽度方向上形成相互之间的连接结构。

在本实施方式中仅给出了机身1设置有四个机臂12时的情况，在实际应用中，机身1的机臂12也可以为6个、8个等偶数数量，同时支撑架2的支撑板21的数量也应该对应地改变3个、4个等；上述替换均落入本实用新型的保护范围之内。

基于上述结构，本实用新型的基于梁板结构的多旋翼无人机机架，其机身和支撑板均为一体成型的结构，相对于现有技术的无人机的机身采用螺钉进行连接，一体成型的机身在机身本体与机臂之间不存在连接点，在机身本体与机臂之间不会发生连接松动，使得机身具有更高的强度和安全性；基于梁板结构的支撑架能抵消机身的部分纵向的变形力矩，防止机架发生明显的变形；上述的机身和支撑板构成基于梁板结构的机架，机架的强度较高，同时，机架由于采用横梁和板材的组合进行搭建，横梁和板材占用空间少，能对机架内的空间进行规则划分，能够为机架提供更多的用于搭载负载的空间，而且板材容易开孔，板材开设安装孔后能够为机架所搭载的设备提供更多的连接点。综上，本实用新型的基于梁板结构的多旋翼无人机机架相对于现有技术的无人机机架具有结构稳定、安全性高、搭载量大的优点。

在本实施方式中，如图2、图3和图6所示，机臂12设置有贯通其厚度方向的安装槽121，立脚23的连接端231包括连接部232，连接部232从下往上穿过安装槽121，连接部232伸出于机臂12的上表面的部分设置有卡槽233，卡槽233中卡接一可拆卸的卡片3，机臂12被夹在连接端231与卡片3之间，使立脚23与机臂12相对固定。通过上述连接结构即可把支撑架2安装在机身1下方，该种连接结构组装简单，连接部232是与支撑板21一体成型的，也保证了连接的稳定性。当然，也可以采用其他方式如螺接、焊接、粘接等方式把支撑架2与机身1连接在一起。

优选地，如图3至图6所示，每个机臂12均设置有两个贯通其厚度方向的安装槽121，各个立脚23的连接端231均设置有两个连接部232，各个连接部232伸出于机臂12的上表面的部分均设置有卡槽233并且卡接有卡片3。这样，即一块支撑板21与机身1之间有四个连接点，而由于支撑板21是刚性结构，机身1也是刚性结构，这四个连接点共同使得整个机架更稳定。当然，每个机臂12的安装槽121的数量也可以为三个或以上，连接部232的数量与安装槽121的数量对应。

优选地，卡片3与机臂12之间设置有卡片3固定结构，使卡片3与机臂12相对固定。优选地，如图6所示，卡片3的两侧设置有凹槽31，而在机臂12上与凹槽31对应的位置处设置有两个卡片定位孔24，可使用扎带穿过该两个卡片定位孔24和凹槽31，把卡片3扎紧在机臂12上。当然，也可以采用其他方式如螺接、焊接、粘接等方式把卡片3固定在机臂12，上述替换均落入本实用新型的保护范围之内。

在本实施方式中，如图3至图5所示，两个支撑板分别为第一支撑板211和第二支撑板212。如图4所示，第一支撑板211的横梁的中间设置有从下边缘往上延伸的第一连接槽221，如图5所示，第二支撑板212的横梁的中间设置有从上边缘往下延伸的第二连接槽222，第一连接槽221和第二连接槽222在横梁上下方向的宽度方向上局部延伸，第一支撑板211的横梁自第二支撑板212的上方向下卡进第二连接槽222，且第二支撑板212的横梁卡进第一连接槽221，上述结构使支撑架2的连接端231均位于同一平面和支撑架2的站立端234均位于同一平面，同时上述结构组成的支撑架2为对称结构，结构稳定，可有效减少应力集中的情况发生。当然，当第一支撑板211和第二支撑板212的材料为金属板时，还可采用如焊接的方式把第一支撑板211和第二支撑板212连接在一起；当第一支撑板211和第二支撑板212的材料为塑料板时，还可采用如粘接的当时把第一支撑板211和第二支撑板212连接在一起；类似的替换均落入本实用新型的保护范围之内。

在本实施方式中，如图2所示，机臂12与机身本体11的连接处采用圆弧过渡，能有效减少在机身1的横向方向上的应力集中。

在本实施方式中，如图1至图6所示，支撑板21设置有贯通其厚度方向的至少一个通孔，和/或机身本体11设置有贯通其厚度方向的至少一个通孔，和/或机臂12设置有贯通其厚度方向的至少一个通孔。当需要时，可以在支撑板21、机身本体11或机臂12上开通孔，这些通孔的存在可减轻整个机架的重量，同时这些通孔也可以作为后续无人机搭载载荷时的连接点；当然，在支撑板21、机身本体11和机臂12上也可不开这些通孔。

在本实施方式中，如图1、图2和图7所示，无人机机架还包括自驾仪固定装置4，机身1设置有贯通其厚度方向的第一安装孔15，自驾仪固定装置4设置有自驾仪固定装置安装孔41，设置穿过第一安装孔15和自驾仪固定装置安装孔41的扎带使自驾仪固定装置4与机身1相对固定。当然，也可以采用其他方式如螺接、焊接、粘接等方式把自驾仪固定装置4固定在机身1。

在本实施方式中，如图1、图2和图8所示，无人机机架还包括电源固定装置5，机身1设置有贯通其厚度方向的第二安装孔16，电源固定装置5设置有电源固定装置安装孔51，设置穿过第二安装孔16和电源固定装置安装孔51的扎带使电源固定装置5与机身1相对固定。当然，也可以采用其他方式如螺接、焊接、粘接等方式把电源固定装置5固定在机身1。当然，在无人机机架上还可设置其他的固定装置，如相机固定装置、实验仪器固定装置等，这些固定装置也可采用上述的固定方法进行固定。

在不冲突的情况下，上述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

最后应说明的是：以上所述的各实施方式仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的范围。