本實用新型涉及無人機技術領域，尤其涉及一種多旋翼無人機的機架。

背景技術：

多旋翼無人機主要包括多個電機和螺旋槳、飛行控制裝置和載重倉，并通過機架連接起來。多旋翼無人機可以廣泛應用于空中定點監(jiān)視、監(jiān)控、拍攝、環(huán)保監(jiān)測、野外科考、案件偵查、城市管理、庭院安防，車輛防盜、快遞運送等領域。

目前多旋翼無人機的機架有幾種結構模式：一是采用注塑件整體結構，適合大批量生產、且小型輕載的無人機；二是復合材料一體成型結構，一般采用手工制造，生產效率慢，且產品質量難以重現(xiàn)，產品可靠性難以控制；三是板桿組合結構，零部件多，組裝復雜，且不易維護，結構可靠性低。如果能將以上幾種機架結構模式的優(yōu)點集合起來設計無人機的機架，將大大改善無人機的整體結構的機械性能，甚至提高無人機的飛行品質。

技術實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術中存在的上述缺陷或不足，本實用新型提供了一種多旋翼無人機的機架，其至少能夠提高多旋翼無人機機架的可靠性。

根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種多旋翼無人機的機架，所述機架包括：中心件，其包括一個多邊形盤及與所述多邊形盤一體成型的多個管夾，所述多邊形盤包括內部中空的腔體；多組機臂，每組所述機臂包括至少兩個第一機臂和連接于所述至少兩個第一機臂的一端的第二機臂，所述第一機臂和第二機臂均設置為管狀結構，并且所述至少兩個第一機臂的另一端插入所述管夾中；以及多對電機座，每對所述電機座分別固定在所述第二機臂的兩端，用于固定多旋翼無人機的電機。

優(yōu)選地，所述管夾對應于所述多邊形盤的多個邊交替設置，所述管夾設置為對應于所述至少兩個第一機臂的另一端的間距的至少兩個圓管。

優(yōu)選地，所述至少兩個第一機臂的一端分別通過T型連接件與所述第二機臂連接，所述T型連接件包括：一對第一連接件，對稱布置，其中所述第一連接件由中心軸線在同一平面內且成一定角度的第一圓弧薄壁和第二圓弧薄壁相交而成為一體，其一端沿第二圓弧薄壁的軸向方向設置有一個縮口，所述縮口能夠插入所述第一機臂的內部，而所述第二機臂能夠插入由一對第一圓弧薄壁組成的內部空間；和一對第二連接件，所述第二連接件設置為圓弧薄壁，所述一對第二連接件對稱地固定在所述一對第一連接件的設置有縮口的一端外側。

優(yōu)選地，所述第一連接件的第一圓弧薄壁的一端向外延伸而形成有第一法蘭式連接耳，所述第二連接件的兩端分別向外延伸而形成有第二法蘭式連接耳，所述第一法蘭式連接耳和第二法蘭式連接耳分別設置有多個通孔。

優(yōu)選地，所述第一機臂的長度尺寸設置為軸距的0.1～0.5倍。所述至少兩個第一機臂的間距設置為軸距的0.1～0.4倍。

優(yōu)選地，所述第二機臂的長度尺寸設置為軸距的0.2～0.8倍。

優(yōu)選地，所述多邊形盤包括對稱設置的兩個多邊形盤半部，所述管夾由兩個對稱設置的管夾半部組成，所述多個管夾半部設置為沿所述多邊形盤半部的外緣向外延伸，所述管夾半部設置為對應于所述至少兩個第一機臂的另一端的間距的至少兩個半圓管。

優(yōu)選地，所述多組機臂和所述中心件采用連續(xù)纖維增強塑料制成。

優(yōu)選地，所述多組機臂的橫截面為圓形或者多邊形。

本實用新型的多旋翼無人機的機架采用一個中心件與多組機臂組合的布局形式，并通過合理地設置機臂的結構尺寸，使其在滿足整機振動模態(tài)的同時具有明顯的減重效果，且易于拆裝和維護，可靠性高，適用于批量生產。

附圖說明

通過參照以下附圖所作的對非限制性實施例的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯。其中顯示：

圖1為根據(jù)本實用新型的實施例的多旋翼無人機的機架的結構示意圖。

圖2為圖1所示的機架的T型連接件的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本申請作進一步的詳細說明?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋相關實用新型，而非對該實用新型的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與實用新型相關的部分。

圖1為根據(jù)本實用新型的實施例的多旋翼無人機的機架的結構示意圖。如圖所示，機架100包括中心件10、多組機臂20和多對電機座30。

中心件10包括一個多邊形盤11及與多邊形盤11一體成型的多個管夾12組成，多邊形盤11包括內部中空的腔體。多邊形盤11可以設置為正多邊形結構，也可以設置為非正多邊形結構，優(yōu)選為前者，即正多邊形結構。管夾12對應于多邊形盤11的多個邊交替設置。多邊形盤11為幾邊形，其一體成型的管夾12的數(shù)量即為該多邊形邊數(shù)的一半。

每組機臂20包括至少兩個第一機臂21和連接于至少兩個第一機臂21的第二機臂22，第一機臂21和第二機臂22均設置為管狀結構，其橫截面可以為圓形或者多邊形。本實施例以圓形橫截面為例，至少兩個第一機臂21可以平行設置，也可以相互成一定角度設置。至少兩個第一機臂21的一端分別通過T型連接件23與第二機臂22連接。管夾12設置為對應于至少兩個第一機臂21的另一端的間距的至少兩個圓管，至少兩個第一機臂21的另一端分別插入管夾12的至少兩個圓管中。后面將詳細描述T型連接件23的結構。

機臂20的組數(shù)與管夾12的數(shù)量對應。例如，多邊形盤11為正六邊形，那么具有三個管夾12，每個管夾12連接一組機臂20，可以連接三組機臂20。每組機臂20包括至少兩個第一機臂21和連接于至少兩個第一機臂21的第二機臂22，第一機臂21優(yōu)選為兩個。為便于描述，本實施例以每組機臂20包括兩個第一機臂21和連接于兩個第一機臂21的第二機臂22為例進行描述。

每對電機座30分別固定在第二機臂22的兩端，用于固定多旋翼無人機的電機。

為便于組裝和拆卸，多邊形盤11可以包括對稱設置的兩個多邊形盤半部，管夾12由兩個對稱設置的管夾半部組成，多個管夾半部設置為沿多邊形盤半部的外緣向外延伸，并且管夾半部對應于多邊形盤半部的多個邊交替設置，管夾半部設置為對應于至少兩個第一機臂21的另一端的間距的至少兩個半圓管。

中心件10的兩個對稱設置的多邊形盤半部和管夾半部通過緊固件連接為一體，其內部中空的腔體內設置有固定部，用于固定所述多旋翼無人機的控制系統(tǒng)硬件裝置。

另外，多旋翼無人機的控制系統(tǒng)硬件裝置與電機之間的線纜穿過管夾12和多組機臂20的內部進行連接，既美觀又不影響無人機的飛行。

為了機架100具有更高的穩(wěn)定性及更好的平衡性，本實施中的多邊形盤半部為正十二邊形，以便更容易制造，但是并不限于所述多邊形形狀，還可以為正六邊形、正八邊形或正十六邊形。

下面結合附圖詳細描述T型連接件23的結構。

圖2為圖1所示的機架的T型連接件的結構示意圖。如圖所示，T型連接件23包括：一對第一連接件1，對稱布置，其中第一連接件1由中心軸線在同一平面內且成一定角度的第一圓弧薄壁1a和第二圓弧薄壁1b相交而成為一體，其一端沿第二圓弧薄壁1b的軸向方向設置有一個縮口1c，縮口1c能夠插入第一機臂21的內部，而第二機臂22能夠插入由一對第一圓弧薄壁1a組成的內部空間；和一對第二連接件2，第二連接件2設置為圓弧薄壁，一對第二連接件2對稱地固定在一對第一連接件1的設置有縮口1c的一端外側。第一連接件1的第一圓弧薄壁1a和第二圓弧薄壁1b的半徑可以相同，也可以不同。另外，第一連接件1的第一圓弧薄壁1a與第二圓弧薄壁1b之間的角度可以設置為10°～170°，因此，T型連接件23可以將夾角范圍在10°～170°內的相同直徑或者不同直徑的第一機臂21和第二機臂22連接起來。

如圖所示，第一連接件1的第一圓弧薄壁1a的一端向外延伸而形成有第一法蘭式連接耳，第二連接件2的兩端分別向外延伸而形成有第二法蘭式連接耳，第一法蘭式連接耳和第二法蘭式連接耳分別設置有多個通孔。第一連接件1上設置有至少3個通孔，其中至少一個通孔用于與第二機臂22連接，至少一個通孔設置在縮口1c處；第二連接件2上設置有至少2個通孔，其中至少一個通孔用于與第一連接件1連接，至少另一個通孔用于與第一連接件1的縮口1c處的通孔及第一機臂21連接。第一機臂21和第二機臂22的相應位置處分別設置有貫穿孔，第一連接件1、第二連接件2以及兩個機臂之間通過緊固件穿過所述通孔和貫穿孔而相互連接。T型連接件23能夠滿足兩個機臂連接的強度與剛度要求，易于安裝和拆解，滿足飛機長時間和多架次飛行，提高了無人機機臂的可靠性。

本實用新型實施例中的多旋翼無人機的機架100采用一個中心件10與多組機臂20的組合式結構，易于拆裝和維護，可靠性較高。

下面詳細描述每組機臂20的結構尺寸。

多組機臂20在無人機飛行過程中至少承受著由螺旋槳升力和電機的重力形成的彎曲力矩和扭轉力矩，其剛度和強度對飛行品質有重要影響。第二機臂22的兩端連接有電機座30，電機座30的接口用于固定電機，而螺旋槳與電機的輸出軸連接。無人機飛行過程中，相對的兩個螺旋槳互不干涉。因此，螺旋槳的長度尺寸小于等于軸距h，軸距h即為由多個電機座30連接的多個電機輸出軸繞中心件10的中心軸線所組成的圓的直徑。

本實施例經(jīng)過試驗驗證，當多組機臂20的橫截面為圓形時，第一機臂21的長度尺寸優(yōu)選設置為軸距h的0.1～0.5倍，至少兩個第一機臂21的間距優(yōu)選設置為軸距h的0.1～0.4倍，第二機臂22的長度尺寸設置為軸距h的0.2～0.8倍，各機臂管壁的壁厚尺寸設置為0.5mm～8mm，外徑尺寸設置為10mm～100mm，可以滿足整機的振動模態(tài)要求。

另外，多組機臂20和中心件10可以優(yōu)先采用連續(xù)纖維增強塑料制成，例如玻璃纖維增強環(huán)氧、碳纖維增強環(huán)氧等等。采用連接纖維增強塑料時，可以采用模壓或RTM工藝制造中心件，采用拉擠、纏繞、搓管等工藝制造機臂，不僅能提高生產效率，并且由于纖維含量高，力學性能優(yōu)秀，產品制造容易重現(xiàn)，質量穩(wěn)定性高，并具有明顯的減重效果。多組機臂20和中心件10也可以采用金屬材料制成，根據(jù)具體的適用場合而定。

本實用新型實施例中的多旋翼無人機的機架100相對于注塑件更適合大載荷無人機使用，相對于復合材料一體成型的機架，單套模具生產效率由1.5小時左右提高到幾分鐘，且產品質量重復性好，產品可靠性易于控制，適用于批量生產。

以上描述僅為本申請的較佳實施例以及對所運用技術原理的說明。本領域技術人員應當理解，本申請中所涉及的實用新型范圍，并不限于上述技術特征的特定組合而成的技術方案，同時也應涵蓋在不脫離所述發(fā)明構思的情況下，由上述技術特征或其等同特征進行任意組合而形成的其它技術方案。例如上述特征與本申請中公開的(但不限于)具有類似功能的技術特征進行互相替換而形成的技術方案。