一种模块化无人机的制作方法

1.本技术涉及飞行器技术领域，特别涉及一种模块化无人机。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“uav”，是一种航空飞行器，利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。
3.请参考图1，图1为现有技术中的第一种无人机方案示意图。为满足未来作战环境对飞行器多功能性的要求，美国诺思罗普
·
格鲁曼公司提出了一种模块化多用途无人机方案，用于执行攻击、情报、侦察、监视任务。该无人机由通用机体模块、三角翼专用模块、后掠翼专用模块组成，中心通用机体模块具有较大内部空间，用于布置发动机、起落架、油箱、武器、传感器以及各种电子设备。中心机体模块与三角翼外翼模块的组合构成攻击型无人机。中心机体模块与后掠翼外翼模块的组合则构成了长航时型无人机，用于攻击时敏目标、区域监视等。
4.请参考图2，图2为现有技术中的第二种无人机方案示意图。中国航空工业空气动力研究院针对执行侦察和攻击任务的多用途无人机开展了模块化布局设计，该设计方案强调气动性能更优，将主要部件分为共用、专用和通用三类模块，共用模块为中后段机身，攻击构型的后掠梯形翼和尾翼为通用模块，前机身、侦察构型外段机翼和机翼、尾翼改后掠过渡段为专用模块，实现两种用途变外形、变倾角的模块划分方案。
5.结合上述背景技术对比发现，现有模块化无人机设计方案，没能解决部件结构、特别是机翼结构的通用性问题，比如两种机翼模块特殊外形设计，导致无人机构型扩展性差、模块重用率低。实际上是把结构划分成很多个小模块，换一种构型，大多数模块都需要重新重组，导致单一模块的需求量低，难以实现模块大规模生产从而大幅度降低成本的目标。


技术实现要素：

6.本技术的目的是提供一种模块化无人机，采用简化模块结构设计，实现机翼延伸通用、左右机翼通用、机翼和鸭翼通用，能快速重组实现模块化无人机最大程度的差异化设计，同时降低了制造成本。
7.为实现上述目的，本技术提供一种模块化无人机，包括：
8.机身模块，设置有外翼安装位和鸭翼安装位；
9.矩形机翼模块，可组装于所述机身模块的外翼安装位、鸭翼安装位，且多个所述矩形机翼模块还可展向组合延长；
10.梯形机翼模块，可组装于所述机身模块的外翼安装位、鸭翼安装位，且所述梯形机翼模块还可组装于所述矩形机翼模块。
11.在一些实施例中，还包括垂尾过渡模块，所述垂尾过渡模块可组装于所述矩形机翼模块、所述机身模块的外翼安装位，以实现所述梯形机翼模块通过所述垂尾过渡模块组装于所述矩形机翼模块，此时所述梯形机翼模块与所述机身模块之间具有倾斜夹角。
12.在一些实施例中，所述模块化无人机具有第一种基础构型，包括：
13.机身模块；
14.至少一对矩形机翼模块，组装于所述机身模块的外翼安装位；
15.一对梯形机翼模块，组装于所述矩形机翼模块。
16.在一些实施例中，所述模块化无人机具有第一种扩展构型，包括：
17.机身模块；
18.一对梯形机翼模块，组装于所述机身模块的外翼安装位。
19.在一些实施例中，所述模块化无人机具有第二种基础构型，包括：
20.机身模块；
21.一对垂尾过渡模块，组装于所述机身模块的外翼安装位；
22.两对梯形机翼模块，第一对所述梯形机翼模块组装于所述机身模块的鸭翼安装位，第二对所述梯形机翼模块组装于所述垂尾过渡模块。
23.在一些实施例中，所述模块化无人机具有第三种基础构型，包括：
24.机身模块；
25.至少两对矩形机翼模块，第一对所述矩形机翼模块组装于所述机身模块的鸭翼安装位，至少一对所述矩形机翼模块组装于所述机身模块的外翼安装位；
26.一对垂尾过渡模块，组装于外翼安装位的所述矩形机翼模块；
27.一对梯形机翼模块，组装于所述垂尾过渡模块。
28.在一些实施例中，所述矩形机翼模块包括翼体及挂架，所述翼体设置有一对镜像对称的挂架安装位，所述挂架根据所述机翼模块相对所述机身模块位置的不同组装于所述翼体的不同挂架安装位。
29.在一些实施例中，所述翼体在挂架安装位设置有安装腔和锁扣，所述挂架的上部用于装入所述安装腔并设置有与所述锁扣适配的扣槽，所述挂架的前端还设置有与所述翼体适配的供电及通讯接口和定位销。
30.在一些实施例中，所述矩形机翼模块还包括设置于所述翼体的自锁装置和梁连接件，所述自锁装置与所述梁连接件卡扣连接以实现所述矩形机翼模块的组装。
31.在一些实施例中，所述梁连接件设置有公端接头和公端扣件，所述自锁装置设置有与所述公端接头适配的母端接头以及与所述公端扣件适配的母端扣件，所述母端扣件安装于活动件，所述活动件通过铰轴转动安装于固定件，所述活动件与所述固定件之间设置有弹性件和自锁件，所述固定件还设置有安装件，所述安装件用于改变所述自锁件对所述活动件的锁定状态。
32.相对于上述背景技术，本技术所提供的模块化无人机包括机身模块、矩形机翼模块和梯形机翼模块；机身模块设置有外翼安装位和鸭翼安装位；矩形机翼模块可组装于机身模块的外翼安装位、鸭翼安装位，且多个矩形机翼模块还可展向组合延长；梯形机翼模块可组装于机身模块的外翼安装位、鸭翼安装位，且梯形机翼模块还可组装于矩形机翼模块。
33.上述模块化无人机，采用简化模块结构设计，实现机翼延伸通用、左右机翼通用、机翼和鸭翼通用，能快速重组实现模块化无人机最大程度的差异化设计，同时降低了制造成本。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
35.图1为现有技术中的第一种无人机方案示意图；
36.图2为现有技术中的第二种无人机方案示意图；
37.图3为本技术实施例提供的模块化无人机的机身模块的示意图；
38.图4为本技术实施例提供的模块化无人机的矩形机翼模块的示意图；
39.图5为本技术实施例提供的模块化无人机的梯形机翼模块的示意图；
40.图6为本技术实施例提供的模块化无人机的垂尾过渡模块的示意图；
41.图7为本技术实施例提供的模块化无人机的第一种基础构型的示意图；
42.图8为本技术实施例提供的模块化无人机的第二种基础构型的示意图；
43.图9为本技术实施例提供的模块化无人机的第二种基础构型的另一示意图；
44.图10为本技术实施例提供的模块化无人机的第三种基础构型的示意图；
45.图11为本技术实施例提供的模块化无人机的第三种基础构型的另一示意图；
46.图12为本技术实施例提供的模块化无人机的第一种扩展构型的示意图；
47.图13为本技术实施例提供的模块化无人机的第一种扩展构型的另一示意图；
48.图14为本技术实施例提供的模块化无人机的第二种扩展构型的示意图；
49.图15为本技术实施例提供的模块化无人机的第三种扩展构型的示意图；
50.图16为本技术实施例提供的模块化无人机的翼体和挂架安装的示意图；
51.图17为本技术实施例提供的模块化无人机的翼体和挂架安装的另一示意图；
52.图18为本技术实施例提供的模块化无人机的翼体、挂架和锁扣安装的示意图；
53.图19为本技术实施例提供的模块化无人机的挂架的示意图；
54.图20为本技术实施例提供的模块化无人机的自锁装置和梁连接件安装的示意图；
55.图21为本技术实施例提供的模块化无人机的自锁装置和梁连接件分离的示意图；
56.图22为本技术实施例提供的模块化无人机的自锁装置和梁连接件结合的示意图；
57.图23为本技术实施例提供的模块化无人机的自锁装置的示意图。
58.其中：
59.10-机身模块、20-矩形机翼模块、30-梯形机翼模块、40-垂尾过渡模块、
60.201-翼体、202-挂架、203-锁扣、204-自锁装置、205-梁连接件、
61.2021-供电及通讯接口、2022-扣槽、2023-定位销、2024-弧形表面、
62.2041-母端接头、2042-母端扣件、2043-活动件、2044-铰轴、2045-固定件、2046-弹性件、2047-安装件、2048-自锁件、
63.2051-公端接头、2052-公端扣件。
具体实施方式
64.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
65.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。
66.请参考图3至图5，以及图7至图15，其中，图3为本技术实施例提供的模块化无人机的机身模块的示意图，图4为本技术实施例提供的模块化无人机的矩形机翼模块的示意图，图5为本技术实施例提供的模块化无人机的梯形机翼模块的示意图。
67.在第一种具体的实施方式，本技术提供了一种模块化无人机，主要包括三种模块，分别为机身模块10、矩形机翼模块20和梯形机翼模块30。
68.在本实施例中，关于机身模块10，其设置有外翼安装位和鸭翼安装位，如图3所示，外翼安装位和鸭翼安装位均为一对，且分布于机体的中轴线两侧，鸭翼安装位位于机体靠近于头部的位置，而外翼安装位位于机体靠近于尾部的位置；根据机身模块10的不同安装位(外翼安装位和鸭翼安装位)与不同机翼模块(矩形机翼模块20和梯形机翼模块30)的组装，可以快速组装成不同形式的无人机。
69.关于矩形机翼模块20，其成对设置，可组装于机身模块10的外翼安装位、鸭翼安装位；如图7所示，矩形机翼模块20组装于机身模块10的外翼安装位；如图10所示，矩形机翼模块20组装于机身模块10的鸭翼安装位。并且，在矩形机翼模块20设置为多对时，机体两侧的多个矩形机翼模块20还可沿翼展扩展，改变机翼展弦比，如图10所示，机身模块10的外翼安装位组装了两对矩形机翼模块20，每个外翼安装位处有两个矩形机翼模块20在展向组合延长。
70.关于梯形机翼模块30，其同样成对设置，可组装于机身模块10的外翼安装位、鸭翼安装位，并且还可组装于矩形机翼模块20；如图7所示，梯形机翼模块30组装于矩形机翼模块20；如图8所示，梯形机翼模块30还组装于机身模块10的鸭翼安装位；如图12所示，梯形机翼模块30直接组装于机身模块10的外翼安装位。
71.需要注意的是，本实施例中的模块化无人机根据组装方式的不同，可以是有鸭翼(在鸭翼安装位安装了机翼模块，由鸭翼安装位的机翼模块形成)的布局，也可以是无鸭翼(未在鸭翼安装位安装机翼模块)的布局；机翼(在外翼安装位安装了机翼模块，由外翼安装位的机翼模块形成)可以是独立的矩形机翼模块20和梯形机翼模块30，也可以是组合的矩形机翼模块20和梯形机翼模块30。
72.结合上述，该模块化无人机，采用简化模块结构设计，降低制造成本。通过在机身模块10上使用可以通用的矩形机翼模块20和梯形机翼模块30，实现机翼延伸通用、左右机翼通用、机翼和鸭翼通用，能快速重组实现模块化无人机最大程度的差异化设计。
73.请参考图6，图6为本技术实施例提供的模块化无人机的垂尾过渡模块的示意图。
74.在一些实施例中，还包括垂尾过渡模块40，垂尾过渡模块40可组装于矩形机翼模块20、机身模块10的外翼安装位，以实现梯形机翼模块30通过垂尾过渡模块40组装于矩形机翼模块20。
75.在本实施例中，关于垂尾过渡模块40，垂尾过渡模块40的作用在于实现梯形机翼模块30的安装，使梯形机翼模块30能够直接安装于外翼安装位或外翼安装位的矩形机翼模块20，并能够与机身模块10之间具有倾斜夹角，进行形成位于机翼的翼梢垂直尾翼。
76.具体而言，如图6所示，垂尾过渡模块40主要由两部分构成，包括具有弧面的主体部分以及两端的连接部分；主体部分第一侧的弧面与梯形机翼模块30契合，第二侧的弧面与矩形机翼模块20、机身模块10契合；主体部分第一侧的连接部分与梯形机翼模块30连接，主体部分第二侧的连接部分与矩形机翼模块20、机身模块10连接。
77.请参考图7，图7为本技术实施例提供的模块化无人机的第一种基础构型的示意图。
78.在一些实施例中，模块化无人机具有第一种基础构型，包括机身模块10、至少一对矩形机翼模块20和一对梯形机翼模块30。
79.在本实施例中，如图7所示，矩形机翼模块20为一对，此时一对矩形机翼模块20组装于机身模块10的外翼安装位，一对梯形机翼模块30组装于矩形机翼模块20。
80.需要说明的是，第一种基础构型的模块化无人机是一种隐身攻击无人机，定义任务为隐身攻击，强调电磁和红外隐身攻击，具有无尾翼身融合气动布局、空投或弹射起飞、机腹着陆滑降的特点，优选为涵道动力推进。
81.请参考图8和图9，图8为本技术实施例提供的模块化无人机的第二种基础构型的示意图，图9为本技术实施例提供的模块化无人机的第二种基础构型的另一示意图。
82.在一些实施例中，模块化无人机具有第二种基础构型，包括机身模块10、一对垂尾过渡模块40和两对梯形机翼模块30。
83.在本实施例中，如图8和图9所示，一对垂尾过渡模块40组装于机身模块10的外翼安装位，第一对梯形机翼模块30组装于机身模块10的鸭翼安装位，第二对梯形机翼模块30组装于垂尾过渡模块40。
84.该模块化无人机的第二种基础构型相比于第一种基础构型，在外翼安装位，通过垂尾过渡模块40使梯形机翼模块30形成翼梢垂直尾翼；在鸭翼安装位，由额外的梯形机翼模块30形成操纵型鸭翼。需要说明的是，第二种基础构型的模块化无人机是一种高速僚机，定义任务为配合有人机前出作战，强调高速、大机动和一定的隐身能力，具有翼身融合高速隐身布局、大操纵面设计、空投起飞、机腹着陆滑降的特点，优选为后置涵道推进。
85.请参考图10和图11，图10为本技术实施例提供的模块化无人机的第三种基础构型的示意图，图11为本技术实施例提供的模块化无人机的第三种基础构型的另一示意图。
86.在一些实施例中，模块化无人机具有第三种基础构型，包括机身模块10、至少两对矩形机翼模块20、一对垂尾过渡模块40和一对梯形机翼模块30。
87.在本实施例中，如图10和图11所示，矩形机翼模块20为三对，第一对矩形机翼模块20组装于机身模块10的鸭翼安装位，第二对和第三对矩形机翼模块20延长后组装于机身模块10的外翼安装位，一对垂尾过渡模块40组装于外翼安装位的最后一对矩形机翼模块20，一对梯形机翼模块30组装于垂尾过渡模块40。
88.该模块化无人机的第三种基础构型相比于第一种基础构型，在鸭翼安装位，由额外的梯形机翼模块30扩展用于鸭翼。需要说明的是，第三种基础构型的模块化无人机是一种长航时察打一体无人机，定义任务为察打一体，强调多任务长航时，具有大展弦比升力鸭翼布局及滑跑起降的特点，优选为后置螺旋桨推进。
89.请参考图12和图13，图12为本技术实施例提供的模块化无人机的第一种扩展构型的示意图，图13为本技术实施例提供的模块化无人机的第一种扩展构型的另一示意图。
90.在一些实施例中，模块化无人机具有第一种扩展构型，包括机身模块10和一对梯形机翼模块30。
91.在本实施例中，如图12和图13所示，一对梯形机翼模块30组装于机身模块10的外翼安装位。
92.该模块化无人机的第一种扩展构型相比于第一种基础构型，在外翼安装位，左右减少一对矩形机翼模块20。
93.请参考图14，图14为本技术实施例提供的模块化无人机的第二种扩展构型的示意图。
94.在一些实施例中，模块化无人机具有第二种扩展构型，包括机身模块10、四对矩形机翼模块20、一对垂尾过渡模块40和一对梯形机翼模块30。
95.在本实施例中，如图14所示，矩形机翼模块20为四对，第一对矩形机翼模块20组装于机身模块10的鸭翼安装位，第二对、第三对和第四对矩形机翼模块20延长后组装于机身模块10的外翼安装位，一对垂尾过渡模块40组装于外翼安装位的最后一对矩形机翼模块20，一对梯形机翼模块30组装于垂尾过渡模块40。
96.该模块化无人机的第二种扩展构型相比于第三种基础构型，在外翼安装位，左右增加一对矩形机翼模块20。
97.请参考图15，图15为本技术实施例提供的模块化无人机的第三种扩展构型的示意图。
98.在一些实施例中，模块化无人机具有第三种扩展构型，包括机身模块10、两对矩形机翼模块20、一对垂尾过渡模块40和一对梯形机翼模块30。
99.在本实施例中，如图15所示，矩形机翼模块20为两对，第一对矩形机翼模块20组装于机身模块10的鸭翼安装位，第二对矩形机翼模块20组装于机身模块10的外翼安装位，一对垂尾过渡模块40组装于外翼安装位的矩形机翼模块20，一对梯形机翼模块30组装于垂尾过渡模块40。
100.该模块化无人机的第三种扩展构型相比于第三种基础构型，在外翼安装位，左右减少一对矩形机翼模块20。
101.需要注意的是，本实施例的改进内容在于模块化无人机的模块化方案，除此以外，没有对无人机的工作原理及对应的结构部件进行改变，比如与无人机工作相关的机身模块10、矩形机翼模块20、梯形机翼模块30和垂尾过渡模块40的进一步细节内容，可参照现有技术。
102.示例性的，关于机身模块10，采用翼身融合形式，包含动力装置、内置可更换载荷接口、航电系统、起落架舱等。梯形翼面部分设计升降副翼。
103.关于矩形机翼模块20，包含舵面、可拆卸外置挂架202。可用于长航时机型的机翼和鸭翼、战术侦察型的机翼和鸭翼等，通过展向连接可以迅速改变机翼的展弦比，改变无人机气动性能。
104.关于梯形机翼模块30，为了实现长航时、隐身和高速僚机的通用化，采用鸭式和无尾两种布局实现机动性和隐身两种无人机。
105.其中，采用非对称翼型的翼梢垂直尾翼设计，在航向操纵舵面偏转时，非对称翼型的内测翼面阻力小于外侧翼面，利用翼梢布置的两个垂尾之间的长力臂，形成足够的偏航
力矩。因此，就可以直接使用非对称翼型的梯形翼模块作为垂尾，实现了梯形翼模块在垂直尾翼、隐身布局外翼和高速僚机操纵型鸭翼的通用。翼梢布置的非对称翼型垂尾设计，解决了垂尾、操纵型鸭翼和梯形外翼的共用难题，丰富了模块化无人机的构型类型，同时将模块种类控制在最低限度。
106.关于垂尾过渡模块40，机翼和垂尾连接的过渡部件，同时使垂尾外倾，实现一定程度的隐身性能。
107.综上，本技术使用尽量少的模块实现三种以上高性能无人机构型的重组，演化出长航时察打一体、隐身攻击和高速僚机三种基础构型和三种扩展构型无人机方案，特点如下：
108.本模块化无人机方案以翼身融合隐身构型(机身模块10)为基础，通过两种类型鸭翼模块(矩形机翼模块20、梯形机翼模块30)组合解决了长航时操纵稳定性和大机动僚机操纵性要求与基础构型的兼容，同时采用非对称垂尾设计实现垂尾、操纵性鸭翼和隐身构型外翼的共用，完成了结构模块简化设计的长航时察打一体、隐身攻击和高速僚机构型创新方案设计；
109.仅有两种机翼模块(矩形机翼模块20、梯形机翼模块30)，一种矩形机翼(矩形机翼模块20)可展向组合延长，第二种梯形翼(梯形机翼模块30)左右各一个模块。创新型的实现矩形翼模块在大展弦比机翼和升力鸭翼的通用。创造性采用非对称翼型的翼梢垂直尾翼设计，利用大力臂阻力差解决航向控制问题，实现梯形翼模块在垂直尾翼、隐身布局外翼和高速僚机操纵型鸭翼的通用。
110.请参考图16和图17，图16为本技术实施例提供的模块化无人机的翼体和挂架安装的示意图，图17为本技术实施例提供的模块化无人机的翼体和挂架安装的另一示意图。
111.在一些实施例中，矩形机翼模块20包括翼体201及挂架202，翼体201设置有一对镜像对称的挂架安装位。
112.在本实施例中，翼体201上的一对挂架安装位呈八字形，为翼体201上的内嵌结构，可适用于通用化的挂架202，挂架202根据机翼模块20相对机身模块10位置的不同组装于翼体201的不同挂架安装位，使左右机翼吊挂时均可以保持挂架202在速度方向。机翼后掠并需要安装顺气流方向的挂架202时，左右机翼的矩形机翼模块20通用，解决了左右机翼外置挂架顺气流偏置安装的问题，实现了机翼通用结构模块外挂载荷的需求。
113.请参考图18和图19，图18为本技术实施例提供的模块化无人机的翼体、挂架和锁扣安装的示意图，图19为本技术实施例提供的模块化无人机的挂架的示意图。
114.示例性的，翼体201在挂架安装位设置有安装腔和锁扣203。
115.在本实施例中，挂架202的上部有弧度，其弧形表面2024使挂架202的上部装入安装腔时无干涉；挂架202的上部设置有与锁扣203适配的扣槽2022，在挂架202装入安装腔时锁扣203扣入扣槽2022；挂架202的前端还设置有与翼体201适配的供电及通讯接口2021和定位销2023，翼体201对应设置接口和销孔。
116.请参考图20，图20为本技术实施例提供的模块化无人机的自锁装置和梁连接件安装的示意图。
117.在一些实施例中，矩形机翼模块20还包括设置于翼体201的自锁装置204和梁连接件205，自锁装置204与梁连接件205卡扣连接以实现矩形机翼模块20的组装。
118.在本实施例中，各模块之间的连接，尤其是矩形机翼模块20的连接结构中，采用了自锁装置204和梁连接件205，
119.自锁装置204设置于矩形机翼模块20内部，矩形机翼模块20的端部开设通向内部的开口，利用梁连接件205使矩形机翼模块20与其他模块连接在一起，提高了矩形机翼模块20的通用化程度，实现机翼和鸭翼模块通用，以及左右机翼模块的通用，最大程度减少了主结构模块的数量，并简化了结构设计，全面提升大规模制造带来的经济效益以及通用化模块形成的保障优势。
120.综上，面向快速装配要求，机体结构连接和机翼挂架连接均采用快插自锁机构实现一步插装。
121.请参考图21至图23，其中，图21为本技术实施例提供的模块化无人机的自锁装置和梁连接件分离的示意图，图22为本技术实施例提供的模块化无人机的自锁装置和梁连接件结合的示意图，图23为本技术实施例提供的模块化无人机的自锁装置的示意图。
122.示例性的，在矩形机翼模块20与其他模块的连接中，兼顾供电和通讯连接，此时的梁连接件205设置有公端接头2051和公端扣件2052，自锁装置204设置有与公端接头2051适配的母端接头2041以及与公端扣件2052适配的母端扣件2042，进而在公端扣件2052和母端扣件2042连接时，公端接头2051和母端接头2041连接。
123.更具体的，母端扣件2042安装于活动件2043，活动件2043通过铰轴2044转动安装于固定件2045，活动件2043与固定件2045之间设置有弹性件2046和自锁件2048，固定件2045还设置有安装件2047，安装件2047用于改变自锁件2048对活动件2043的锁定状态。
124.在本实施例中，活动件2043在铰轴2044的作用下能够相对固定件2045转动，弹性件2046向活动件2043提供弹力，安装件2047为通过螺纹连接在固定件2045的维护口盖，自锁件2048为顶住活动件2043的保险销。在公端扣件2052插入母端扣件2042时，母端扣件2042带动活动件2043转动，弹性件2046产生变形；在公端扣件2052插入母端扣件2042后，弹性件2046复原，活动件2043带动母端扣件2042反向转动，母端扣件2042卡住公端扣件2052实现自锁。
125.解锁时，需要打开维护口盖，解除保险销即可使结构分离。保险销为自锁装置204中的保险装置，需要打开维护口盖并施加外力进行解除，振动无法产生解锁行为，故在机翼内部的自锁稳定可靠。
126.在此基础上，除上述矩形机翼模块20采用自锁装置204这一母头设计以外，所有机翼模块和翼身连接接口都采用母头设计，实现通用化，并且连接采用上述自锁及供电通讯接口连接的方式。
127.除此以外，对于该模块化无人机，在机头、机腹内置、机翼采用外挂3组可更换载荷模块方案设计。
128.综上，本技术使用尽量少的模块实现三种以上高性能无人机构型的重组，特点还如下：
129.所有机翼模块接口采用母头设计，实现了矩形翼模块的完全通用化，以及连接件模块的完全通用化和结构简化设计，解决结构模块的大规模制造和重用问题。同时创造性设计了左右偏置安装的通用化外置挂架模块，大幅改善长航时察打一体无人机的大挂载问题。
130.创造性解决无人机快速装配问题。通用性的连接件设计自锁装置，自带通用的供电和通讯接头，各模块实现一步插接自锁装配，使用专用工具解锁后即可实现快速拆卸，大幅度改善使用保障能力。
131.与现有技术相比，现有模块化无人机设计方案的重组构型少，导致单一模块的需求量较低，难以实现模块大规模生产从而大幅度降低成本的目标。本技术创造性采用融合式鸭翼布局，并创造性设计了两种通用化机翼模块，可以灵活重组三种以上的无人机构型，带动拓展了无人机的任务功能和模块重用率。
132.现有模块化无人机的模块通用化程度低，导致无人机构型扩展性差、模块重用率低。本技术创新性设计了两种机翼模块，矩形翼模块可用于机翼和升力鸭翼，并且可通用于任意展向延长，可灵活重组为不同展弦比和性能要求的无人机；梯形翼模块可通用于操纵型鸭翼、隐身布局的外翼和垂直尾翼。模块通用化程度非常高，各模块适合大规模制造以大幅度降低成本。
133.现有模块化无人机为了解决多种构型重组的难题，导致各种无人机性能的妥协。本技术解决了多构型模块重组和使用效能权衡设计的难题，通过机翼展向延伸多级改变展弦比改善升阻性能，通过通用化机翼模块在鸭翼和垂尾的重用，解决长航时无人机和高速僚机的俯仰及航向操稳问题，以相同的模块种类保证各构型无人机形成较大优势的作战效能。
134.现有模块化无人机方案缺少细节设计，比如结构的连接，机翼舵面需要的供电和通讯等。本技术采用完全通用的结构连接设计，集成了供电通讯接口和连接自锁装置，实现手动一步插接装配，大幅度改善无人机的使用保障性能。
135.需要注意的是，本技术中提及的诸多部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
136.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
137.以上对本技术所提供的模块化无人机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以对本技术进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

技术特征：
1.一种模块化无人机，其特征在于，包括：机身模块(10)，设置有外翼安装位和鸭翼安装位；矩形机翼模块(20)，可组装于所述机身模块(10)的外翼安装位、鸭翼安装位，且多个所述矩形机翼模块(20)还可展向组合延长；梯形机翼模块(30)，可组装于所述机身模块(10)的外翼安装位、鸭翼安装位，且所述梯形机翼模块(30)还可组装于所述矩形机翼模块(20)。2.根据权利要求1所述的模块化无人机，其特征在于，还包括垂尾过渡模块(40)，所述垂尾过渡模块(40)可组装于所述矩形机翼模块(20)、所述机身模块(10)的外翼安装位，以实现所述梯形机翼模块(30)通过所述垂尾过渡模块(40)组装于所述矩形机翼模块(20)，此时所述梯形机翼模块(30)与所述机身模块(10)之间具有倾斜夹角。3.根据权利要求1所述的模块化无人机，其特征在于，所述模块化无人机具有第一种基础构型，包括：机身模块(10)；至少一对矩形机翼模块(20)，组装于所述机身模块(10)的外翼安装位；一对梯形机翼模块(30)，组装于所述矩形机翼模块(20)。4.根据权利要求3所述的模块化无人机，其特征在于，所述模块化无人机具有第一种扩展构型，包括：机身模块(10)；一对梯形机翼模块(30)，组装于所述机身模块(10)的外翼安装位。5.根据权利要求2所述的模块化无人机，其特征在于，所述模块化无人机具有第二种基础构型，包括：机身模块(10)；一对垂尾过渡模块(40)，组装于所述机身模块(10)的外翼安装位；两对梯形机翼模块(30)，第一对所述梯形机翼模块(30)组装于所述机身模块(10)的鸭翼安装位，第二对所述梯形机翼模块(30)组装于所述垂尾过渡模块(40)。6.根据权利要求2所述的模块化无人机，其特征在于，所述模块化无人机具有第三种基础构型，包括：机身模块(10)；至少两对矩形机翼模块(20)，第一对所述矩形机翼模块(20)组装于所述机身模块(10)的鸭翼安装位，至少一对所述矩形机翼模块(20)组装于所述机身模块(10)的外翼安装位；一对垂尾过渡模块(40)，组装于外翼安装位的所述矩形机翼模块(20)；一对梯形机翼模块(30)，组装于所述垂尾过渡模块(40)。7.根据权利要求1所述的模块化无人机，其特征在于，所述矩形机翼模块(20)包括翼体(201)及挂架(202)，所述翼体(201)设置有一对镜像对称的挂架安装位，所述挂架(202)根据所述机翼模块(20)相对所述机身模块(10)位置的不同组装于所述翼体(201)的不同挂架安装位。8.根据权利要求7所述的模块化无人机，其特征在于，所述翼体(201)在挂架安装位设置有安装腔和锁扣(203)，所述挂架(202)的上部用于装入所述安装腔并设置有与所述锁扣(203)适配的扣槽(2022)，所述挂架(202)的前端还设置有与所述翼体(201)适配的供电及
通讯接口(2021)和定位销(2023)。9.根据权利要求7所述的模块化无人机，其特征在于，所述矩形机翼模块(20)还包括设置于所述翼体(201)的自锁装置(204)和梁连接件(205)，所述自锁装置(204)与所述梁连接件(205)卡扣连接以实现所述矩形机翼模块(20)的组装。10.根据权利要求9所述的模块化无人机，其特征在于，所述梁连接件(205)设置有公端接头(2051)和公端扣件(2052)，所述自锁装置(204)设置有与所述公端接头(2051)适配的母端接头(2041)以及与所述公端扣件(2052)适配的母端扣件(2042)，所述母端扣件(2042)安装于活动件(2043)，所述活动件(2043)通过铰轴(2044)转动安装于固定件(2045)，所述活动件(2043)与所述固定件(2045)之间设置有弹性件(2046)和自锁件(2048)，所述固定件(2045)还设置有安装件(2047)，所述安装件(2047)用于改变所述自锁件(2048)对所述活动件(2043)的锁定状态。

技术总结
本申请公开了一种模块化无人机，包括机身模块、矩形机翼模块和梯形机翼模块；机身模块设置有外翼安装位和鸭翼安装位；矩形机翼模块可组装于所述机身模块的外翼安装位、鸭翼安装位，且多个所述矩形机翼模块还可展向组合延长；梯形机翼模块可组装于所述机身模块的外翼安装位、鸭翼安装位，且所述梯形机翼模块还可组装于所述矩形机翼模块。上述模块化无人机，采用简化模块结构设计，实现机翼延伸通用、左右机翼通用、机翼和鸭翼通用，能快速重组实现模块化无人机最大程度的差异化设计，同时降低了制造成本。了制造成本。了制造成本。


技术研发人员：李屹东 欧帅 王月星 王忠宇 简铭 缪炜星 李军
受保护的技术使用者：中航(成都)无人机系统股份有限公司
技术研发日：2022.12.09
技术公布日：2023/4/17