本發(fā)明涉及飛行器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種多旋翼飛行器。

背景技術(shù)：

旋翼類飛行器，由于具有良好的機(jī)動(dòng)性和操縱性，在各個(gè)領(lǐng)域中都有著廣泛的應(yīng)用。由于電池驅(qū)動(dòng)的旋翼類無人飛行器，受到電池容量的限制，續(xù)航時(shí)間普遍較短，限制了該類飛行器的應(yīng)用。采用油動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)或者增大旋翼尺寸，都會(huì)對機(jī)體結(jié)構(gòu)帶來較大振動(dòng)，目前常用的單桿支撐的多旋翼結(jié)構(gòu)形式已無法滿足實(shí)際的應(yīng)用需求，不利于飛行器續(xù)航能力的提升，需對機(jī)體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加強(qiáng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，增加飛行器結(jié)構(gòu)剛度，提高飛行器載重量及續(xù)航性能。本發(fā)明提出了一種空間桁架多旋翼飛行器，能夠保證機(jī)體強(qiáng)度及剛度能夠滿足性能要求，解決了大尺寸旋翼與油動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)無法在單桿支撐結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的難題。同時(shí)機(jī)體結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)制造工藝，具備分解包裝運(yùn)輸，現(xiàn)場快速組裝的功能。

本發(fā)明采用以下任一技術(shù)方案。

一種空間桁架多旋翼飛行器，包括：

共面的四個(gè)外伸桿，其中相鄰的外伸桿相互垂直，各個(gè)外伸桿內(nèi)側(cè)的端頭匯聚于一點(diǎn)；

安裝于各個(gè)外伸桿外側(cè)端頭的電機(jī)旋翼系統(tǒng)；

設(shè)置于外伸桿所在平面上方的設(shè)備艙；

設(shè)置于外伸桿所在平面下方的貨艙。

根據(jù)上述任一技術(shù)方案所述的多旋翼飛行器，其特征在于，所述飛行器還包括一個(gè)中桿，四個(gè)豎直斜撐桿和四個(gè)水平斜撐桿。

所述四個(gè)豎直斜撐桿和四個(gè)水平斜撐桿構(gòu)成正四棱錐；

所述中桿構(gòu)成所述正四棱錐的高；

所述中桿的下端和外伸桿內(nèi)側(cè)的端頭匯聚于一點(diǎn)；

所述正四棱錐的內(nèi)部空間構(gòu)成所述設(shè)備艙。

根據(jù)上述任一技術(shù)方案所述的多旋翼飛行器，其特征在于，所述飛行器還包括設(shè)置于外伸桿下方的第一板，所述第一板與各個(gè)外伸桿及水平斜撐桿之間用金屬件連接。

根據(jù)上述任一技術(shù)方案所述的多旋翼飛行器，其特征在于，所述飛行器還包括四個(gè)豎直的起落架桿和設(shè)置于起落架桿下方并與之垂直的第二板，所述第二板與各個(gè)貨艙水平桿之間用金屬件連接。

所述第二板和所述起落架桿構(gòu)成正四棱柱，所述正四棱柱的內(nèi)部空間構(gòu)成所述貨艙。

根據(jù)上述任一技術(shù)方案所述的多旋翼飛行器，其特征在于，所述飛行器還包括位于相鄰的起落架桿之間的貨艙斜撐桿和貨艙水平桿。

根據(jù)上述任一技術(shù)方案所述的多旋翼飛行器，其特征在于，各個(gè)外伸桿外側(cè)端頭均安裝兩個(gè)電機(jī)旋翼系統(tǒng)。

根據(jù)上述任一技術(shù)方案所述的多旋翼飛行器，其特征在于，所述第一板和所述第二板均為碳纖維夾芯板。

根據(jù)上述任一技術(shù)方案所述的多旋翼飛行器，其特征在于，所述正四棱錐的四個(gè)側(cè)面有蒙皮覆蓋。

根據(jù)上述任一技術(shù)方案所述的多旋翼飛行器，所述起落架桿的下端設(shè)有沖擊減緩裝置。

根據(jù)上述任一技術(shù)方案所述的多旋翼飛行器，其特征在于，所述飛行器的桿件為碳纖維復(fù)合材料，連接件為金屬材料，桿件與連接件之間采用樹脂粘接。

本發(fā)明帶來的有益效果包括以下一項(xiàng)或多項(xiàng)：

1、通過在單桿外伸支架上增加豎直斜撐桿件連接，使機(jī)體成為空間桁架結(jié)構(gòu)，增加了機(jī)體在豎直方向的剛度，提高了結(jié)構(gòu)的承載效率。

2、為多旋翼飛行器設(shè)計(jì)提供了一種新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，當(dāng)旋翼尺寸增加，結(jié)構(gòu)承載及振動(dòng)問題無法解決時(shí)，本發(fā)明提供了一種有效可靠的解決方案。

3、機(jī)體結(jié)構(gòu)之間采用螺栓或者快拆結(jié)構(gòu)連接，可以將機(jī)體拆解為獨(dú)立的單桿，便于飛行器的拆裝及轉(zhuǎn)運(yùn)。

4、在機(jī)體結(jié)構(gòu)破損的情況下，只需替換損壞的桿件即可，可以實(shí)現(xiàn)快速維修。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

圖1表示本發(fā)明空間桁架多旋翼飛行器的一種實(shí)例示意圖；

圖2表示本發(fā)明空間桁架多旋翼飛行器機(jī)體結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖中：1、電機(jī)旋翼系統(tǒng)，2、貨艙，3、蒙皮，4、外伸桿，5、水平斜撐桿，6、豎直斜撐桿，7、中桿，8、第一板，9、起落架桿，10、沖擊緩沖裝置，11、貨艙水平桿，12、貨艙斜撐桿，13、第二板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例的飛行器主要由起落架桿9，水平斜撐桿5，豎直斜撐桿6，中桿7，外伸桿4及安裝于外伸桿4一端的電機(jī)旋翼系統(tǒng)1組成。

上述的外伸桿4的一端連接于中桿7下端，并以中桿7下端為圓心呈等間距布置，外伸桿4之間通過水平斜撐桿5相互支撐連接，可以增加結(jié)構(gòu)的水平剛度。

上述的外伸桿4和水平斜撐桿5下部有第一板8，第一板8和第二板13均為碳纖維夾芯板，第一板8與桿件之間用金屬件連接，其上方的正四棱錐構(gòu)成的內(nèi)部空間組成了設(shè)備艙，可用于裝載飛控及能源等電控系統(tǒng)。

上述的豎直斜撐桿6的一端連接中桿7上端，并以中桿7上端為圓心呈等間距布置。豎直斜撐桿6的另一端連接到外伸桿4上，可以增加結(jié)構(gòu)整體剛度，減少外伸桿變形量，提高結(jié)構(gòu)承載能力。

上述的豎直斜撐桿6外有蒙皮3覆蓋，用于保護(hù)電控系統(tǒng)，減少結(jié)構(gòu)風(fēng)阻，如圖1所示。

上述的起落架桿9連接于外伸桿4上，底部有沖擊減緩裝置10。

同一套起落架桿9、水平斜撐桿5、豎直斜撐桿6與外伸桿4在同一點(diǎn)連接。

上述的起落架桿9之間有貨艙斜撐桿12和貨艙水平桿11，與起落架桿9以及下方的第二板13一起組成了飛行器的貨艙2，貨艙2可用于裝載運(yùn)輸?shù)呢浳铩?/p>

上述桿件均采用碳纖維復(fù)合材料加工制作，連接件均采用金屬加工制作，碳纖維桿件與金屬接頭之間采用樹脂粘接，金屬件之間采用螺栓或者快拆結(jié)構(gòu)連接。

發(fā)明人從飛行器的初始方案設(shè)計(jì)到后期驗(yàn)證試驗(yàn)開展了大量的創(chuàng)造性工作。在前期的試制過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)單桿支撐的多旋翼結(jié)構(gòu)形式，在增加了電機(jī)旋翼系統(tǒng)的數(shù)量(端頭由一個(gè)變?yōu)閮蓚€(gè))以及增大了旋翼尺寸以后，由于升力的增加和旋翼的振動(dòng)，出現(xiàn)了單桿失效折斷的情況，單桿方案無法滿足使用要求。通過采用桁架的結(jié)構(gòu)形式，可以完成上述方案的實(shí)施，不僅提高了結(jié)構(gòu)承載剛度，滿足結(jié)構(gòu)振動(dòng)要求和承載要求，還可以通過更換斜撐桿的尺寸及斜撐桿與外伸桿的連接位置，提高結(jié)構(gòu)的承載能力，使得機(jī)體結(jié)構(gòu)的可拓展性增強(qiáng)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種空間桁架多旋翼飛行器，包括起落架桿，水平斜撐桿，豎直斜撐桿，中桿，多個(gè)外伸桿及安裝于外伸桿一端的多套電機(jī)旋翼系統(tǒng)。通過在單桿外伸支架上增加豎直斜撐桿件連接，使機(jī)體成為空間桁架結(jié)構(gòu)，增加了機(jī)體在豎直方向的剛度，提高了結(jié)構(gòu)的承載效率。有效的增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及剛度，結(jié)構(gòu)可拓展性強(qiáng)。

技術(shù)研發(fā)人員：王一博;胡龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京天宇新超航空科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.23
技術(shù)公布日：2017.11.10