一种适用氢动力无人机的强化机身装置的制作方法

1.本发明属于飞行器技术领域，具体涉及一种适用氢动力无人机的强化机身装置。


背景技术：

2.现有的无人机尤其多旋翼无人机为了安装内部元器件，普遍采用顶部开设仓门，上下壳体分别安装或盖式的结构设计方式；如果是燃料电池无人机，一般采用顶部开仓盖安装燃料气瓶的结构，这种结构方式整体机身强度，尤其顶部强度非常弱，顶部无法加装连接强度要求较高的外挂件和锚点。尤其对于工业用无人机出于安全性和可靠性考虑，需要在顶部加装降落伞、母机外挂等外挂需求，现有无人机结构无法提供足够的结构强度。
3.另外，现有无人机在顶部开口以后，需要用复杂的密封结构来达到防水防尘的要求，增加机体重量，降低可靠性。
4.针对上述技术问题，故需要进行改进。


技术实现要素：

5.本发明提供一种适用氢动力无人机的强化机身装置，旨在解决目前的飞行器顶部开口，结构强度弱，无法在机身顶部加装包括降落伞等在内的外挂件。
6.为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：包括飞机壳体，所述飞机壳体为顶部封闭，且设有第一加强结构的薄壁壳体结构；所述飞机壳体底部布设有装配口和多个散热孔，同时飞机壳体两侧也设有多个散热孔，在所述飞机壳体的周向，开设有用于安装无人机各个机臂的安装管。顶部密封，内部安装相关的电子元器件，有效进行了保护，防止其被外部环境干扰损坏。
7.其中，飞机壳体包含但不限于碳纤维一体化成型材料，从而能够在满足机体强度要求的同时，又能够在很大程度上降低无人机生产成本，突破了现有技术中无人机机身在生产成本和强度方面的技术瓶颈。
8.作为本发明的一种优选方式，所述飞机壳体与安装管固定连接，一体成型。结构合理，强度好。
9.作为本发明的一种优选方式，所述飞机壳体内设有横置抽拉式的燃料气瓶，飞机壳体的侧壁设有用于封闭的仓盖。飞机壳体内部横置抽拉式的燃料气瓶安装方式，并在机身侧面开启处设有仓盖，保证机身内部密闭性。在飞机壳体内部储能部件快速更换结构，在机身侧面进行开口，配备独立仓盖，便于内部燃料气瓶、大型蓄电池模组进行快速更换。
10.作为本发明的一种优选方式，所述飞机壳体内部设有第二加强机构。进一步进行了结构加强，保证了无人机的强度，并延长了使用寿命。
11.作为本发明的一种优选方式，所述第二加强机构包括多个开孔的固定板，内部元器件装配于固定板上。所述飞机壳体与多个固定板之间通过铆接、胶固、焊接中的一种或一种以上的连接方式实现相互固定。固定板设置有四个，两两对称布设于飞机壳体的内部两侧，其中，两个固定板用于固定内部元器件，能够提高内部元器件与固定板的连接稳固性，
特别是针对飞机壳体来说，两个固定板固定内部元器件也能够降低为了实现机臂固定而对机体的硬度要求，从而也有益于采用碳纤维材料制作机体，使得碳纤维材料制作的机体寿命延长。多个安装孔等距布设于固定板上；固定板上增加开孔，便于减轻机身整体重量；内部可以拆卸元器件，包括：电池模组、燃料气瓶通过推拉形式安装固定
12.所述第二加强机构还包括贴设于飞机壳体内壁的网络结构的加强筋。用于加强整体一体式薄壁结构强度。增加机身刚性和强度。有效保证了无人机所需的强度和刚性。
13.作为本发明的一种优选方式，所述飞机壳体的顶部设有用于电池固定的独立扩展舱室。便于电池包、机身独立模组等进行快速拆装更换,并且由于不与壳体腔体互通，能够做到很好的防水防尘效果。
14.作为本发明的一种优选方式，所述飞机壳体顶部布设有多个固定锚点，固定锚点与飞机壳体固定连接，一体成型。提高整个飞机壳体的结构强度和整体牢固性，进一步保证了使用安全。
15.作为本发明的一种优选方式，所述飞机壳体第一加强结构为多个凸起的台阶结构，且各连接部间圆弧过渡。所述飞机壳体截面呈多边形结构，且为上大下小的锥形结构设置。飞机壳体的四周都采用弧形结构，也即机体外表面没有棱角，各个方向之间均通过曲面过渡，采用样条曲面拟合的方式。可以保护内部元器件密封性，提升防水防尘等级，减轻机身重量。
16.作为本发明的一种优选方式，所述飞机壳体的厚度为0.5～4mm；同时所述飞机壳体顶部和底部多处，开设有多个螺栓、销钉或卡扣的固定方式，用于固定外挂负载。便于固定无人机降落伞、其他功能模组及母机挂点等需求，能够负载整机重量。
17.本发明的有益效果是：
18.本发明结构简单，设计巧妙，通过此一体化机身腔体结构，造型上大下小，可以保护内部元器件密封性，提升防水防尘等级，减轻机身重量。通过一体化腔体机身，将无人机各个组件元器件整合安装到机身上进行统一安装，包括：燃料气瓶、燃料电池、机臂桨叶等，增加整体结构强度。并且通过一体化腔体式机身开孔集中在下部和侧面，形成机身靠近顶部位置拥有较好的整体封闭性，避免环境因素对安装在机身上部的元器件产生影响，减少故障率和整体使用寿命。
附图说明
19.图1是本发明实施例使用状态图；
20.图2是本发明实施例结构示意图；
21.图3是本发明实施例结构剖视图；
22.图4是本发明中实施例飞机壳体1的结构示意图；
23.图5是本发明中实施例飞机壳体1的主视图；
24.图6是本发明中实施例飞机壳体1的仰视图(图5所示的剖切视图)。
25.图中附图标记：飞机壳体1，加强筋2，燃料气瓶3，固定板4，风扇5，电池安装口6，内部元器件7，机臂8，固定锚点9，桨叶10，独立扩展舱室11，装配口12，散热孔13，仓盖20，安装管21，安装孔22。
具体实施方式
26.下面结合附图对本发明实施例作详细说明。
27.实施例：
28.如图1-6所示，一种适用无人机的强化机身装置，包括飞机壳体1；飞机壳体1一体化腔体机身主体；其中，无人机包括飞机壳体1、加强筋2、仓盖20、燃料气瓶3、固定板4、风扇5、电池安装口6，、内部元器件7、机臂8、桨叶10；飞机壳体1的厚度为0.5～4mm。
29.具体的，飞机壳体1采用一体化腔体结构，机身材料包含但不限于碳纤维一体化成型材料，所述飞机壳体1为顶部封闭，且设有第一加强结构的薄壁壳体结构；机身上部不开口，机身内置整体加强结构，飞机壳体1底部布设有装配口12和多个散热孔13，同时飞机壳体1两侧也设有多个散热孔13，在所述飞机壳体1周向开设有用于安装无人机各个机臂8的安装管21。机臂8上连接有桨叶10。
30.所述飞机壳体1的第一加强结构为多个凸起的台阶结构，在本实施例中，其中两侧的高度低于其它各侧，且各连接部间圆弧过渡。所述飞机壳体1截面呈多边形结构，且为上大下小的锥形结构设置。飞机壳体1呈方形多边形结构，飞机壳体的四周都采用弧形结构，也即机体外表面没有棱角，各个方向之间均通过曲面过渡，使用到样条曲面拟合的。
31.例如，对于本实施例中的六旋翼无人机，飞机壳体1上设置六个安装管21，各个安装管21的中心在同一水平面上，保证了机臂8在同一水平面，进而使得各个桨叶10在同一水平面上。
32.飞机壳体1内横置有抽拉式的燃料气瓶3，飞机壳体1的侧壁安装有仓盖20，燃料气瓶仓盖20设置在飞机壳体1后部，采用横置抽拉结构放入，便于现场更换燃料气瓶3。
33.其中，飞机壳体包含但不限于碳纤维一体化成型材料，从而能够在满足机体强度要求的同时，又能够在很大程度上降低无人机生产成本，突破了现有技术中无人机机身在生产成本和强度方面的技术瓶颈；另一方面，通过安装管在安装机臂时安装方式简单，在安装过程中能够观察到机臂装入的情况和位置，更容易满足安装要求。
34.飞机壳体1与安装管21固定连接，一体成型；提高了整个飞机壳体1的结构强度，同时，也方便了机臂8与安装管21的安装，提高了装配效率。
35.通过一体化腔体式机身安装设计的机臂8和桨叶10与安装管21进行链接安装，减少与机身内部额外结构的连接固定，减少机身内部结构，提升一体化腔体式机身内部空间利用，并同时增加机身与机臂8和桨叶10的一体性提升整体机身刚度和强度。
36.所述飞机壳体1内部设有第二加强机构。所述第二加强机构包括多个开孔的固定板4，内部元器件7装配于固定板4上；所述第二加强机构还包括贴设于飞机壳体1内壁的网络结构的加强筋2。
37.飞机壳体内壁贴有网络状加强筋2，用于加强整体一体式薄壁结构强度。增加机身刚性和强度。
38.第二加强机构包括多个固定板4，内部元器件7装配于固定板4上；固定板4上形成有多个安装孔22，多个安装孔22等距布设于固定板4上；飞机壳体1内使用镂空结构加强固定板4，在保证飞机壳体1整体结构强度的同时大幅减少结构重量。同时加强固定板4还能够起到安装固定内部元器件作用。
39.固定板4设置有四个，两两对称布设于飞机壳体的内部两侧，其中，两个固定板用
于固定内部元器件，能够提高内部元器件与固定板的连接稳固性，特别是针对方形结构的飞机壳体来说，两个固定板固定内部元器件也能够降低为了实现机臂固定而对机体的硬度要求，从而也有益于采用碳纤维材料制作机体，使得碳纤维材料制作的机体寿命延长。通过设置内部一体化腔体结构，并额外通过固定板4在一体化腔体机身中进行上下连接固定，补强机身中间部位抗拉抗压性能，增加飞机壳体1整体结构强度。
40.飞机壳体1与多个固定板4之间通过铆接、胶固、焊接中的一种或一种以上的连接方式实现相互固定。
41.在本实施方式中，通过设置飞机壳体1，飞机壳体1一体化腔体机身、仓盖20、固定板4形成一个完整的机体结构，能够提供以往上下分体式壳体更好的受力效果。
42.所述飞机壳体1顶部和底部多处，开设有多个螺栓、销钉或卡扣的固定方式，此种方式为现有技术，图中未示出，用于固定外挂负载。顶部和其它相关位置能够进行进行挂载负重。可以连接、安装降落伞等外挂功能件，功能多，使用范围广。
43.飞机壳体1通过环形一体化加强结构加强；飞机壳体1的顶部安装有独立扩展舱室11，独立扩展舱室11一侧面外侧设有电池安装口6，用于电池的空装、拆卸及更换。独立扩展舱室11可以为通过镂空板材及插接框加强；机身采用碳纤维材质(也可以是金属蒙皮，注塑成型塑料件等)通过此结构设计，可以提供很高的整体结构强度；同时，机身上半部分增加独立舱室，便于一些元器件包括电池、探测设备及其他通用模组更换使用，并且位于机身上半部分更加便于迅速更换。
44.作为本发明的一种优选方式，在飞机壳体内部增加固定点位，减少固定重量。飞机壳体1为一体化机身腔体结构，通过在飞机壳体1内部直接增加固定点位，固定点位的结构为现有技术，图中未示出，安装元器件，如pcb电路板，雷达等相关元器件；特别是飞机壳体1靠近上端部分无开口处进行安装对防水防尘要求较高的元器件，减少外部环境对元器件的影响和损坏。可以保护内部元器件密封性，提升防水防尘等级，节省内部安装空间，减轻机身重量。
45.飞机壳体1使用一体化腔体式机身减少制造过程中公差对于装配影响，并减少装配步骤。
46.飞机壳体1顶部布设有多个固定锚点9，固定锚点9与飞机壳体1固定连接，一体成型；提高整个飞机壳体的结构强度和整体牢固性，进一步保证了使用安全；便于固定无人机降落伞、其他功能模组及母机挂点等需求，能够负载整机重量。在本实施例中，整个设置固定锚点9的结构为外凸的结构，连接处弧形过渡连接，固定锚点9为下部向内凸的结构，此种结构刚性强，使用寿命长。
47.所述飞机壳体1截面呈多边形结构，且为上大下小的锥形结构设置。结构合理。
48.所述飞机壳体1的厚度为0.5～4mm；所述飞机壳体1顶部和底部多处，开设有多个螺栓、销钉或卡扣的固定方式，用于固定外挂负载。重量轻，加大了载荷，及延长了飞机的飞行时间。
49.本实施例通过此一体化机身腔体结构，造型上大下小，可以保护内部元器件密封性，提升防水防尘等级，减轻机身重量。通过一体化腔体机身，将无人机各个组件元器件整合安装到机身上进行统一安装，包括：燃料气瓶、燃料电池、机臂桨叶等，增加整体结构强度。并且通过一体化腔体式机身开孔集中在下部和侧面，形成机身靠近顶部位置拥有较好
的整体封闭性，避免环境因素对安装在机身上部的元器件产生影响，减少故障率和整体使用寿命。
50.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
51.尽管本文较多地使用了图中附图标记：飞机壳体1，加强筋2，燃料气瓶3，固定板4，风扇5，电池安装口6，内部元器件7，机臂8，固定锚点9，桨叶10，独立扩展舱室11，装配口12，散热孔13，仓盖20，安装管21，安装孔22等术语，但并不排除使用其它术语的可能性；使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

技术特征：
1.一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：包括飞机壳体(1)，所述飞机壳体(1)为顶部封闭，且设有第一加强结构的薄壁壳体结构；所述飞机壳体(1)底部布设有装配口(12)和多个散热孔(13)，同时飞机壳体(1)两侧也设有多个散热孔(13)，在所述飞机壳体(1)的周向，开设有用于安装无人机各个机臂(8)的安装管(21)。2.根据权利要求1所述的一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：所述飞机壳体(1)与安装管(21)固定连接，一体成型。3.根据权利要求2所述的一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：所述飞机壳体(1)内设有横置抽拉式的燃料气瓶(3)，飞机壳体(1)的侧壁设有用于封闭的仓盖(20)。4.根据权利要求3所述的一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：所述飞机壳体(1)内部设有第二加强机构。5.根据权利要求4所述的一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：所述第二加强机构包括多个开孔的固定板(4)，内部元器件(7)装配于固定板(4)上；所述第二加强机构还包括贴设于飞机壳体(1)内壁的网络结构的加强筋(2)。6.根据权利要求5所述的一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：所述飞机壳体(1)的顶部设有用于电池固定的独立扩展舱室(11)。7.根据权利要求7所述的一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：所述飞机壳体(1)顶部布设有多个固定锚点(9)，固定锚点(9)与飞机壳体(1)固定连接，一体成型。8.根据权利要求1所述的一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：所述飞机壳体(1)第一加强结构为多个凸起的台阶结构，且各连接部间圆弧过渡。9.根据权利要求4所述的一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：所述飞机壳体(1)截面呈多边形结构，且为上大下小的锥形结构设置。10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种适用氢动力无人机的强化机身装置，其特征在于：所述飞机壳体(1)的厚度为0.5～4mm；所述飞机壳体(1)顶部和底部多处，开设有多个螺栓、销钉或卡扣的固定方式，用于固定外挂负载。

技术总结
本发明适用于飞行器技术领域，提供了一种适用氢动力无人机的强化机身装置，包括飞机壳体；所述飞机壳体为顶部封闭，且设有第一加强结构的薄壁壳体结构；飞机壳体底部布设有装配口和多个散热孔，多个散热孔位于飞机壳体两侧，在所述飞机壳体周向开设有用于安装无人机各个机臂的安装管；本发明能够极大提升飞机机体尤其上部结构强度，便于顶部加装负重外挂，比如降落伞等；同时机身顶部一体化结构也具有更好的密封性，大大提升防水防尘，保护内部电子元器件。子元器件。子元器件。


技术研发人员：徐伟强 高鼎 石勍 曾志刚
受保护的技术使用者：浙江新创氢翼科技有限公司
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/5/30