一种无人机撑杆结构的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人机撑杆结构。


背景技术：

2.随着工业无人机的发展，其在地图测绘、地质勘测、灾害监测、气象探测、空中交通管制、边境巡逻监控、应急救援、物流、军用等方面应用越来越广泛，无人机自动航行自主化程度高，所承载的电子元器件精密，价格较高，如某型激光雷达，成本可达几百万元。
3.现有无人机在天空中飞行时，面临各种复杂的气候环境，一旦出现失控或操作失误，非常容易“坠机”。坠地后，经常出现无人机损伤较严重，影响了内部结构，或坠地后无人机完全被摔碎分解，无法再次使用，导致无人机巨大的经济损失。经统计，无人机在起飞和降落的阶段为“坠机”的高风险阶段。如何降低无人机“坠机”的经济损失，成为各个运营单位关心的重中之重。
4.当前工业无人机采用传统的飞机结构，当无人机“坠机”后，结构很难保护机载高精度电子设备的安全，导致机载设备无法再次使用，安全性不足，经济损失较大。另外在一些特殊的用途，如边境巡逻监控，要求无人机留空时间长，相同尺寸的无人机，重量越轻，留空时间越长，飞行距离越远。传统无人机把起落架、电池舱、撑杆结构分开布置，结构集成化程度较低，重量较重。
5.基于现有技术存在的缺点，急需研究一种无人机撑杆结构，来解决上述问题。


技术实现要素：

6.为了解决上述技术问题，本实用新型的提供了一种无人机撑杆结构，本实用新型通过设置用于溃缩吸能的第一吸能件和用于溃缩吸能的第二吸能件，使得所述起落架、所述电池安装组件和所述撑杆能够依次溃缩吸能，这保护了无人机机体结构的完整，进而保护无人机内部昂贵的电子设备。
7.本实用新型另一方面保护一种无人机撑杆结构，包括依次连接的撑杆、电池安装组件和用于溃缩吸能的起落架；
8.电池安装组件包括第一壳体和至少一个用于溃缩吸能的第一吸能件，第一吸能件设置在第一壳体内；
9.撑杆包括第二壳体和至少一个用于溃缩吸能的第二吸能件，第二吸能件设置在第二壳体内；
10.一个第一吸能件分别与一个起落架和一个第二吸能件连接，第一吸能件的一端与第二吸能件连接，第一吸能件的另一端与起落架的一端连接，以使起落架、电池安装组件和撑杆能够依次溃缩吸能。
11.进一步地，第一壳体包括第一连接板、第二连接板和底板，第一吸能件与底板连接，第一连接板、第二连接板和底板连接后形成用于容纳电池的盒体结构。
12.进一步地，起落架为环形马蹄结构，起落架上设置有第一连接孔，第一连接孔四周
设置有用于降低第一连接孔处应力的凸台结构；
13.第一连接孔内设置有第一连接件，起落架通过第一连接件与电池安装组件的第一吸能件连接。
14.进一步地，第一吸能件和第二吸能件均为支撑板，第一吸能件和第二吸能件上均设置有若干通孔；
15.第一吸能件的一端设置有第二连接孔，第一吸能件的另一端设置有第三连接孔；第一连接件依次穿过第一连接孔和第二连接孔，使得起落架与第一吸能件可拆卸连接。
16.进一步地，第二壳体包括第三连接板和第四连接板，第三连接板和第四连接板连接后组成第二壳体，第二吸能件与第二壳体固定连接，第二吸能件与第一吸能件连接的一端设置有第四连接孔。
17.进一步地，第四连接孔内设置有第二连接件，第二连接件依次穿过第三连接孔和第四连接孔，使得第一吸能件与第二吸能件可拆卸连接。
18.进一步地，第一连接孔的轴线、第二连接孔的轴线和第四连接孔的轴线在同一平面内。
19.进一步地，第一吸能件、第二吸能件和起落架均采用铝合金材质。
20.进一步地，第二连接件为螺栓，第四连接孔为与螺栓相配合的螺纹孔。
21.进一步地，起落架的数量、第一吸能件的数量、第二吸能件的数量均为两个。
22.实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：
23.1.本实用新型将通过将起落架、电池安装组件和撑杆集成在一起，提高无人机撑杆结构的集成程度，大幅度降低无人机整体重量，提高无人机的飞行距离。
24.2.本实用新型通过设置用于溃缩吸能的第一吸能件和用于溃缩吸能的第二吸能件，使得所述起落架、所述电池安装组件和所述撑杆能够依次溃缩吸能，这保护了无人机机体结构的完整，进而保护无人机内部昂贵的电子设备。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。
26.图1为本实施例提供的无人机撑杆结构的结构图；
27.图2为本实施例提供的电池安装组件的爆炸图；
28.图3为本实施例提供的起落架的结构图；
29.图4为本实施例提供的第一吸能件、第二吸能件和起落架之间连接的结构图；
30.图5为本实施例提供的起落架与电池安装组件连接的局部截面图；
31.图6为本实施例提供的无人机撑杆结构的爆炸图；
32.图7为本实施例提供的无人机撑杆结构与机体结构连接的结构图。
33.其中，图中附图标记对应为：
[0034]1‑
撑杆；2
‑
电池安装组件；3
‑
起落架；4
‑
机体结构；11
‑
第二壳体；12
‑ꢀ
第二吸能件；21
‑
第一壳体；22
‑
第一吸能件；31
‑
第一连接孔；32
‑
凸台结构； 33
‑
第一连接件；111
‑
第三连
接板；112
‑
第四连接板；122
‑
第二连接件；211
‑ꢀ
第一连接板；212
‑
第二连接板；213
‑
底板；222
‑
第三连接孔。
具体实施方式
[0035]
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的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。
[0036]
需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0037]
现有技术存在以下缺点：当前工业无人机采用传统的飞机结构，当无人机“坠机”后，结构很难保护机载高精度电子设备的安全，导致机载设备无法再次使用，安全性不足，经济损失较大。另外在一些特殊的用途，如边境巡逻监控，要求无人机留空时间长，相同尺寸的无人机，重量越轻，留空时间越长，飞行距离越远，如某25kg级别的无人机，每轻1kg，留空时间和航程可提高5％。传统无人机把起落架、电池舱、撑杆结构分开布置，结构集成化程度较低，重量较重。
[0038]
针对现有技术的缺陷，本实用新型通过将起落架、电池安装组件和撑杆集成在一起，提高无人机撑杆结构的集成程度，大幅度降低无人机整体重量，提高无人机的飞行距离；并设置用于溃缩吸能的第一吸能件和用于溃缩吸能的第二吸能件，使得所述起落架、所述电池安装组件和所述撑杆能够依次溃缩吸能，这保护了无人机机体结构的完整，进而保护无人机内部昂贵的电子设备。
[0039]
实施例1
[0040]
参见附图1～图7，本实施例提供了一种无人机撑杆结构，包括依次连接的撑杆1、电池安装组件2和用于溃缩吸能的起落架3；
[0041]
电池安装组件2包括第一壳体21和至少一个用于溃缩吸能的第一吸能件22，第一吸能件22设置在第一壳体21内；
[0042]
撑杆1包括第二壳体11和至少一个用于溃缩吸能的第二吸能件12，第二吸能件12设置在第二壳体11内；
[0043]
一个第一吸能件22分别与一个起落架3和一个第二吸能件12连接，第一吸能件22的一端与第二吸能件12连接，第一吸能件22的另一端与起落架3的一端连接，以使起落架3、电池安装组件2和撑杆1能够依次溃缩吸能。
[0044]
需要说明的是：本实施例设置用于溃缩吸能的第一吸能件22和用于溃缩吸能的第二吸能件12，使得所述起落架3、所述电池安装组件2和所述撑杆1能够依次溃缩吸能，这保护了无人机的机体结构4的完整，进而保护无人机内部昂贵的电子设备。
[0045]
具体地，设置依次连接的撑杆1、电池安装组件2和起落架3可拆卸的集成在一起，提高无人机撑杆结构的集成程度，大幅度降低无人机整体重量，提高无人机的飞行距离；且当受到不同的损坏时，可以方便的拆卸，更换损坏的部分，不需要整个无人机撑杆结构进行更换，有效降低了维护成本。
[0046]
还需要说明的是：将起落架3、电池安装组件2和撑杆1集成在一起的无人机撑杆结构，在某25kg级别无人机上，可以减重500g，可以有效增加无人机留空时间12分钟，增加航程20km，有效提高无人机的使用效率。且在某25kg级别无人机上，可以确保在15米高度跌落，电子设备无损坏，在坠机事故中，降低电子设备的损坏率70％。以某200万成本激光雷达为例，全寿命周期中，可节约成本100万以上。
[0047]
优选地，第一壳体21包括第一连接板211、第二连接板212和底板213，第一吸能件22与底板213连接，第一连接板211、第二连接板212和底板 213连接后形成用于容纳电池的盒体结构。
[0048]
具体地，底板213上设置有多个减重孔，对无人机撑杆结构进行减重，进而提高无人机的飞行距离。
[0049]
具体地，第一吸能件22与底板213胶接后形成骨架，第一连接板211 和第二连接板212包覆在骨架上形成盒体结构，电池安装在底板213上；第二连接板212上设置有用于给电池提供安装维护通路的开孔，开口处覆盖有电池舱盖，电池舱盖与第二连接板212连接。
[0050]
具体地，第一连接板211和第二连接板212采用左右分开的方式，在中部区域进行对接连接，保持结构的气动外形，包裹在电池的外部，同时电池舱盖上装有密封条，保持第一壳体21内部为干燥的环境，防止电池进水。
[0051]
具体地，第一连接板211、第二连接板212、电池舱盖和底板213均为碳纤维复合材料泡沫夹芯结构，外层为碳纤维复合材料，内层为pvc泡沫，这提高整体结构的强度和刚度。
[0052]
优选地，起落架3为环形马蹄结构，起落架3上设置有第一连接孔31，第一连接孔31四周设置有用于降低第一连接孔31处应力的凸台结构32；
[0053]
第一连接孔31内设置有第一连接件33，起落架3通过第一连接件33 与电池安装组件2的第一吸能件22连接。
[0054]
具体地，起落架3上设置第一连接孔31的数量为两个，第一连接孔31 的数量与第一连接件33的数量相等，第一连接孔31为螺纹孔，第一连接件33为螺栓。
[0055]
具体地，起落架3设置成马蹄形结构，起落架3支撑无人机的整个重量，其设计的强度低于第一吸能件22的强度，当无人机较低高度坠机时，通过起落架的变形吸能，而保护整机结构安全。
[0056]
优选地，第一吸能件22和第二吸能件12均为支撑板，第一吸能件22 和第二吸能件12上均设置有若干通孔；
[0057]
第一吸能件22的一端设置有第二连接孔，第一吸能件22的另一端设置有第三连接孔222；第一连接件33依次穿过第一连接孔31和第二连接孔，使得起落架3与第一吸能件22可拆卸连接，方便结构维护和更换，当不同级别的损伤产生时，仅需要更换其中一个部分，既可以重新使用，维护方便，维护成本较低。
[0058]
具体地，第一连接孔31的数量与第二连接孔的数量相等，第三连接孔的数量和第四连接孔的数量相等；第一连接孔31、第二连接孔、第三连接孔和第四连接孔均为螺纹孔，
避免使用螺母，进而提高安装速度。
[0059]
具体地，第一吸能件22和第二吸能件12上开有大量的通孔，通孔设置为圆孔，通孔起到减重和受力溃缩导向的作用，第一吸能件22底部设计有与起落架3的第一连接件33连接的第二连接孔，其中，第一连接件33 为螺栓，第二连接孔为螺纹孔；第一吸能件22通过第一连接件33与起落架3连接，其结构强度大于起落架3的结构强度，小于第二吸能件12的结构强度，当无人机在中等高度坠机时，起落架3损坏后，才会依次变形吸能，保护无人机整体结构的安全。
[0060]
优选地，第二壳体11包括第三连接板111和第四连接板112，第三连接板111和第四连接板112连接后组成第二壳体11，第二吸能件12与第二壳体11固定连接，第二吸能件12与第一吸能件22连接的一端设置有第四连接孔。
[0061]
具体地，第二壳体11上设置有用于容纳电机的第一电机座和用于容纳电机的第二电机座，第一电机座和第二电机座对称设置在第三连接板111 上，第四连接板112设置在靠近起落架3的一侧。
[0062]
具体地，由上至下依次连接的所述撑杆1、所述电池安装组件2和所述起落架3，即将上述三个部件设计成一个整体结构，集成度较高，降低了结构重量，同时电池设置位置离电机距离较近，动力线束长度较短，节省线束的重量，提高了无人机的留空时间和航程。
[0063]
具体地，第一电机座和第二电机座均由立板和横板组成，材料为碳纤维复合材料板；第一电机座和第二电机座与第三连接板111和第四连接板112胶接；电机载荷通过横板传递到立板，再传递到第三连接板111和第四连接板112上，最后传递到机体结构4中。第三连接板111在电机位置设计开孔，方便电机的安装和散热，其中部集成了一部分机翼上表面的外形，使整个无人机气动效果更佳。
[0064]
具体地，撑杆1还包括前部碳管、中部碳管、后部碳管，前部碳管、中部碳管、后部碳管外壁与第二壳体11胶接，部碳管、中部碳管、后部碳管内壁与外部机翼和机身结构连接，传递机翼的载荷。
[0065]
具体地，第二吸能件12底部设计有与第一吸能件22连接的第四连接孔，通过第二连接件122与第一吸能件22连接，其结构强度大于第一吸能件22的强度，当无人机在较高高度坠机时，起落架3和第一吸能件22损坏后，才会变形吸能，进而保护了无人机整体结构安全。
[0066]
具体地，第三连接板111和第四连接板112为碳纤维复合材料泡沫夹芯结构，外层为碳纤维复合材料，内层为pvc泡沫，这提高整体结构的强度和刚度，第三连接板111和第四连接板112在中部区域进行对接连接。
[0067]
优选地，第四连接孔内设置有第二连接件122，第二连接件122依次穿过第三连接孔222和第四连接孔，使得第一吸能件22与第二吸能件12可拆卸连接。
[0068]
优选地，第一连接孔31的轴线、第二连接孔的轴线和第四连接孔的轴线在同一平面内。
[0069]
优选地，第一吸能件22、第二吸能件12和起落架3均采用铝合金材质。
[0070]
优选地，第二连接件122为螺栓，第四连接孔为与螺栓相配合的螺纹孔。
[0071]
具体地，第四连接孔为螺纹孔，避免使用螺母，减少安装时间。
[0072]
优选地，起落架3的数量、第一吸能件22的数量、第二吸能件12的数量均为两个。
[0073]
具体地，一个第一吸能件22的一端与一个起落架3连接，第一吸能件 22的另一端与一个第二吸能件12连接，形成第一溃缩结构；另一个第一吸能件22的一端与另一个起落架3连接，第一吸能件22的另一端与另一个第二吸能件12连接，形成第二溃缩结构；第一溃缩结构和第二溃缩结构间隔设置。
[0074]
在其他可能的实施例中，起落架3的数量可以为3个或3个以上，只要使得起落架3、电池安装组件2和撑杆1依次溃缩吸能即可。
[0075]
无人机撑杆结构溃缩过程：当无人机重着陆时，首先起落架3变形吸能，其次第一吸能件22变形吸能，再次第二吸能件12变形吸能，最后整个无人机撑杆结构损毁吸能，保护机体结构4中昂贵的电子设备在坠机过程中的安全，降低经济损失。
[0076]
虽然本实用新型已经通过优选实施例进行了描述，然而本实用新型并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本实用新型范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
[0077]
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本技术请求保护的范围。
[0078]
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。
[0079]
以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。