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CN112373674B - 传感器无人机的机翼连接结构、机翼及无人机 - Google Patents

传感器无人机的机翼连接结构、机翼及无人机 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种传感器无人机的机翼连接结构、机翼及无人机，连接结构包括：多个阶梯孔、多个连接孔、多个连接件及多个封堵元件；多个阶梯孔沿机翼骨架的缘条方向分布于蒙皮上且避开天线单元，阶梯孔的大径端依次贯穿玻璃纤维板和泡沫板，小径端贯穿主承力板；多个连接孔分布于机翼骨架的缘条上，且与阶梯孔一一对应；每个连接件通过一个阶梯孔和一个连接孔将蒙皮的主承力板固定于机翼骨架上；每个封堵元件填充于一个阶梯孔，以使蒙皮表面完整。本发明能够在保证机翼内部天线组件可正常工作的前提下，满足机翼结构完整性的要求，使得蒙皮与骨架连接工艺可行，连接强度满足要求。

Description

传感器无人机的机翼连接结构、机翼及无人机
技术领域
本发明属于无人机技术领域，更具体地，涉及一种传感器无人机的机翼连接结构、机翼及无人机。
背景技术
传感器无人机内含传感器组件，可在一定角度范围内扫描，用于传感器无人预警机平台，因此要确保无人机工作辐射范围内的透波性能满足要求，且反射层电连续，同时机翼结构要满足完整性要求，蒙皮与骨架连接工艺可行，连接强度满足要求。传统的传感器无人机的传感器组件独立于机体构件，受透波要求的限制，天线口径面积相对较小，工作能力有限。如果将天线单元与机翼蒙皮一体化设计，就可较大程度扩展天线的口径面积。天线单元与机翼蒙皮一体化设计则需要保证蒙皮与骨架连接时，连接结构不能破坏天线单元。此外，一体化蒙皮的泡沫夹层较厚，采用传统的机械连接方法较为困难。
因此期待研发一种传感器无人机的机翼连接结构、机翼及无人机，能够在保证机翼内部天线组件可正常工作的前提下，满足机翼结构完整性的要求，使得蒙皮与骨架连接工艺可行，连接强度满足要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种传感器无人机的机翼连接结构、机翼及无人机，在确保机翼内部天线组件可正常工作的前提下，满足机翼结构完整性的要求，使得蒙皮与骨架连接工艺可行，连接强度满足要求。
为了实现上述目的，本发明提供一种传感器无人机的机翼连接结构，所述机翼包括机翼骨架和蒙皮，所述蒙皮覆盖于所述机翼骨架，所述蒙皮包括由内向外依次叠置的主承力板、泡沫板和玻璃纤维板，所述泡沫板中内置天线单元，所述连接结构包括：多个阶梯孔、多个连接孔、多个连接件及多个封堵元件；
所述多个阶梯孔沿所述机翼骨架的缘条方向分布于所述蒙皮上且避开所述天线单元，所述阶梯孔的大径端依次贯穿所述玻璃纤维板和所述泡沫板，所述小径端贯穿所述主承力板；
所述多个连接孔分布于所述机翼骨架的缘条上，且与所述阶梯孔一一对应；
每个所述连接件通过一个所述阶梯孔和一个所述连接孔将所述蒙皮的主承力板固定于所述机翼骨架上；
每个所述封堵元件填充于一个所述阶梯孔，以使所述蒙皮表面完整。
可选地，所述封堵元件包括泡沫柱和玻璃布；
所述泡沫柱与所述阶梯孔的大径端尺寸相适应，所述泡沫柱填充于所述大径端中，所述泡沫柱的底部与所述主承力板粘接；
所述玻璃布覆盖于所述泡沫柱的顶面上且将所述泡沫柱的顶面与所述蒙皮的玻璃纤维板紧密连接；
所述阶梯孔的小径端用于安装所述连接件。
可选地，所述玻璃布为双层玻璃布。
可选地，所述连接件包括螺栓和螺母，所述螺栓依次穿过所述阶梯孔和所述连接孔，并与所述螺母紧固连接。
可选地，所述螺母为托板螺母，固定于所述连接孔的朝向所述机翼骨架内侧的一端。
可选地，所述机翼骨架的缘条包括沿所述机翼展向设置的前梁、后梁及连接于所述前梁与所述后梁之间的多条中央翼肋、在所述前梁的朝前的端面上沿所述前梁的长度方向依次设置的多个前缘肋、在所述后梁的朝后的端面上沿所述后梁的长度方向依次设置的多个后缘肋；
所述缘条避开所述蒙皮内部的天线单元。
可选地，所述主承力板为碳纤维板。
本发明还提供一种无人机机翼，包括：
机翼骨架；
覆盖于所述机翼骨架的上蒙皮和下蒙皮，所述上蒙皮与所述下蒙皮的结构相同，包括由内向外依次叠置的主承力板、泡沫板和玻璃纤维板，所述泡沫板中内置天线单元；
上述的机翼连接结构，所述上蒙皮和所述下蒙皮分别通过所述连接结构连接于所述机翼骨架上。
可选地，所述机翼骨架的缘条包括沿所述机翼展向设置的前梁、后梁及连接于所述前梁与所述后梁之间的多条中央翼肋、在所述前梁的朝前的端面上沿所述前梁的长度方向依次设置的多个前缘肋、在所述后梁的朝后的端面上沿所述后梁的长度方向依次设置的多个后缘肋；
所述缘条避开所述蒙皮内部的天线单元。
本发明还提供了一种传感器无人机，包括上述的无人机机翼。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的连接结构通过在蒙皮上设置阶梯孔，使连接件直接将蒙皮的主承力板连接于机翼骨架的缘条上，并避开了蒙皮内部的天线单元，在保证机翼内部天线组件可正常工作的前提下，使得蒙皮与机翼骨架连接工艺可行，连接强度满足要求，再利用封堵元件填充于阶梯孔中，满足了机翼结构完整性的要求。
2、本发明的无人机机翼能够在保证机翼内部天线组件可正常工作的前提下，满足机翼结构完整性的要求，使得蒙皮与机翼骨架连接工艺可行，连接强度满足要求，并且能够确保无人机工作辐射范围内的透波性能、扩大无人机的工作辐射范围。
3、本发明的传感器无人机机翼结构完整，蒙皮与机翼骨架连接可靠，透波性能好，工作辐射范围大。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的无人机机翼的结构分解图。
图2示出了根据本发明的一个实施例的无人机机翼的截面图。
图3示出了根据本发明的一个实施例的无人机机翼的俯视图。
图4示出了根据本发明的一个实施例的机翼连接结构的示意图。
附图标记说明
1、上蒙皮；2、下蒙皮；3、机翼骨架；4、前梁；5、后梁；6、前缘肋；7、中央翼肋；8、后缘肋；9、天线单元；10、玻璃纤维板；11、泡沫板；12、主承力板；13、螺栓；14、螺母；15、泡沫柱；16、双层玻璃布；17、阶梯孔；18、连接孔。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明公开一种传感器无人机的机翼连接结构，机翼包括机翼骨架和蒙皮，蒙皮覆盖于机翼骨架，蒙皮包括由内向外依次叠置的主承力板、泡沫板和玻璃纤维板，泡沫板中内置天线单元，连接结构包括：多个阶梯孔、多个连接孔、多个连接件及多个封堵元件；
多个阶梯孔沿机翼骨架的缘条方向分布于蒙皮上且避开天线单元，阶梯孔的大径端依次贯穿玻璃纤维板和泡沫板，小径端贯穿主承力板；
多个连接孔分布于机翼骨架的缘条上，且与阶梯孔一一对应；
每个连接件通过一个阶梯孔和一个连接孔将蒙皮的主承力板固定于机翼骨架上；
每个封堵元件填充于一个阶梯孔，以使蒙皮表面完整。
具体地，本发明的连接结构通过在蒙皮上设置阶梯孔，使连接件直接将蒙皮的主承力板连接于机翼骨架的缘条上，并避开了蒙皮内部的天线单元，在保证机翼内部天线组件可正常工作的前提下，使得蒙皮与机翼骨架连接工艺可行，连接强度满足要求，再利用封堵元件填充于阶梯孔中，满足了机翼结构完整性的要求。
作为可选方案，封堵元件包括泡沫柱和玻璃布；
泡沫柱与阶梯孔的大径端尺寸相适应，泡沫柱填充于大径端中，泡沫柱的底部与主承力板粘接；
玻璃布覆盖于泡沫柱的顶面上且将泡沫柱的顶面与蒙皮的玻璃纤维板紧密连接；
阶梯孔的小径端用于安装连接件。
具体地，泡沫质量轻，采用泡沫柱填充不会增加机翼重量；利用玻璃布覆盖泡沫柱的顶面与蒙皮的玻璃纤维板紧密连接，既能够防止泡沫柱脱落，并且使机翼表面平整，又能够保证透波性能。
作为可选方案，玻璃布为双层玻璃布。
具体地，采用双层玻璃布进行固定，保证连接结构的牢固度。
作为可选方案，连接件包括螺栓和螺母，螺栓依次穿过阶梯孔和连接孔，并与螺母紧固连接。
具体地，设置阶梯孔，大径端的直径较大，便于螺栓连接的操作。
作为可选方案，安装第一块蒙皮时螺母为普通螺母，固定于连接孔的朝向机翼骨架内侧的一端。
具体地，安装第二块蒙皮时，由于无法双面操作，可以将普通螺母替换为托板螺母，并提前铆接在对应连接孔处的缘条的内表面。
作为可选方案，机翼骨架的缘条包括沿机翼展向设置的前梁、后梁、连接于前梁与后梁之间的多条中央翼肋、在前梁的朝前的端面上沿前梁的长度方向依次设置的多个前缘肋、在后梁的朝后的端面上沿后梁的长度方向依次设置的多个后缘肋；
缘条避开蒙皮内部的天线单元。
具体地，机翼骨架可以选用碳纤维材质或者铝合金材质。
作为可选方案，主承力板为碳纤维板。
本发明还公开一种无人机机翼，包括：
机翼骨架；
覆盖于机翼骨架的上蒙皮和下蒙皮，上蒙皮与下蒙皮的结构相同，包括由内向外依次叠置的主承力板、泡沫板和玻璃纤维板，泡沫板中内置天线单元；
上述的机翼连接结构，上蒙皮和下蒙皮分别通过连接结构连接于机翼骨架上。
具体地，本发明的无人机机翼能够在保证机翼内部天线组件可正常工作的前提下，满足机翼结构完整性的要求，使得蒙皮与机翼骨架连接工艺可行，连接强度满足要求，并且能够确保无人机工作辐射范围内的透波性能、扩大无人机的工作辐射范围。
作为可选方案，机翼骨架的缘条包括沿机翼展向设置的前梁、后梁、连接于前梁与后梁之间的多条中央翼肋、在前梁的朝前的端面上沿前梁的长度方向依次设置的多个前缘肋、在后梁的朝后的端面上沿后梁的长度方向依次设置的多个后缘肋；
缘条避开蒙皮内部的天线单元。
本发明还公开了一种传感器无人机，包括上述的无人机机翼。
具体地，本发明的传感器无人机机翼结构完整，蒙皮与机翼骨架连接可靠，透波性能好，工作辐射范围大。
实施例
图1示出了本实施例的无人机机翼的结构分解图；图2示出了本实施例的无人机机翼的截面图；图3示出了本实施例的无人机机翼的俯视图；图4示出了本实施例的机翼连接结构的示意图。
如图1所示，无人机机翼包括机翼骨架3及上蒙皮1和下蒙皮2，如图2所示，上蒙皮1和下蒙皮2覆盖于机翼骨架3；其中，上蒙皮1与下蒙皮2的结构相同，如图4所示，包括由内向外依次叠置的碳纤维板材质的主承力板12、泡沫板11和玻璃纤维板10，泡沫板11中内置天线单元9；
如图3所示，机翼骨架3的缘条包括沿机翼展向设置的前梁4、后梁5及连接于前梁4与后梁5之间的多条中央翼肋7、在前梁4的朝前的端面上沿前梁4的长度方向依次设置的多个前缘肋6、在后梁5的朝后的端面上沿后梁5的长度方向依次设置的多个后缘肋8，缘条的位置避开了上蒙皮1和下蒙皮2内部的天线单元9；
如图4所示，多个阶梯孔17沿机翼骨架3的缘条方向分布于蒙皮(上蒙皮1或下蒙皮2)上且避开天线单元9，阶梯孔17的大径端的直径为φ15，小径端的直径为φ5，阶梯孔17的大径端依次贯穿玻璃纤维板10和泡沫板11，小径端贯穿主承力板12；连接孔18的直径为φ5，多个连接孔18分布于机翼骨架3的缘条上，且与阶梯孔17一一对应；M5的螺栓13依次穿过阶梯孔17和连接孔18，并与螺母14紧固连接，以将蒙皮的主承力板12固定于机翼骨架3上；其中，在安装蒙皮时，无法双面操作的部位，可以将普通螺母替换为托板螺母，并提前铆接在对应连接孔处的缘条的内表面；泡沫柱15呈阶梯状，填充于阶梯孔中，泡沫柱15的底部与主承力板12粘接；双层玻璃布16覆盖于泡沫柱15的顶面上且将泡沫柱15的顶面与蒙皮的玻璃纤维板10紧密连接，以使蒙皮表面完整。
本实施例的无人机机翼能够在保证机翼内部天线组件可正常工作的前提下，满足机翼结构完整性的要求，使得蒙皮与骨架连接工艺可行，连接强度满足要求。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种传感器无人机的机翼连接结构，所述机翼包括机翼骨架和蒙皮，所述蒙皮覆盖于所述机翼骨架，所述蒙皮包括由内向外依次叠置的主承力板、泡沫板和玻璃纤维板，所述泡沫板中内置天线单元，其特征在于，所述连接结构包括：多个阶梯孔、多个连接孔、多个连接件及多个封堵元件；
所述多个阶梯孔沿所述机翼骨架的缘条方向分布于所述蒙皮上且避开所述天线单元，所述阶梯孔的大径端依次贯穿所述玻璃纤维板和所述泡沫板，所述阶梯孔的小径端贯穿所述主承力板；
所述多个连接孔分布于所述机翼骨架的缘条上，且与所述阶梯孔一一对应；
每个所述连接件通过一个所述阶梯孔和一个所述连接孔将所述蒙皮的主承力板固定于所述机翼骨架上；
每个所述封堵元件填充于一个所述阶梯孔，以使所述蒙皮表面完整；
所述封堵元件包括泡沫柱和玻璃布；
所述泡沫柱与所述阶梯孔的大径端尺寸相适应，所述泡沫柱填充于所述大径端中，所述泡沫柱的底部与所述主承力板粘接；
所述玻璃布覆盖于所述泡沫柱的顶面上且将所述泡沫柱的顶面与所述蒙皮的玻璃纤维板紧密连接；
所述阶梯孔的小径端用于安装所述连接件。
2.根据权利要求1所述的传感器无人机的机翼连接结构，其特征在于，所述玻璃布为双层玻璃布。
3.根据权利要求1所述的传感器无人机的机翼连接结构，其特征在于，所述连接件包括螺栓和螺母，所述螺栓依次穿过所述阶梯孔和所述连接孔，并与所述螺母紧固连接。
4.根据权利要求3所述的传感器无人机的机翼连接结构，其特征在于，所述螺母为托板螺母，固定于所述连接孔的朝向所述机翼骨架内侧的一端。
5.根据权利要求1所述的传感器无人机的机翼连接结构，其特征在于，所述机翼骨架的缘条包括沿所述机翼展向设置的前梁、后梁及连接于所述前梁与所述后梁之间的多条中央翼肋、在所述前梁的朝前的端面上沿所述前梁的长度方向依次设置的多个前缘肋、在所述后梁的朝后的端面上沿所述后梁的长度方向依次设置的多个后缘肋；
所述缘条避开所述蒙皮内部的天线单元。
6.根据权利要求1所述的传感器无人机的机翼连接结构，其特征在于，所述主承力板为碳纤维板。
7.一种无人机机翼，其特征在于，包括：
机翼骨架；
覆盖于所述机翼骨架的上蒙皮和下蒙皮，所述上蒙皮与所述下蒙皮的结构相同，包括由内向外依次叠置的主承力板、泡沫板和玻璃纤维板，所述泡沫板中内置天线单元；
根据权利要求1~6中任意一项所述的机翼连接结构，所述上蒙皮和所述下蒙皮分别通过所述连接结构连接于所述机翼骨架上。
8.根据权利要求7所述的无人机机翼，其特征在于，所述机翼骨架的缘条包括沿所述机翼展向设置的前梁、后梁及连接于所述前梁与所述后梁之间的多条中央翼肋、在所述前梁的朝前的端面上沿所述前梁的长度方向依次设置的多个前缘肋、在所述后梁的朝后的端面上沿所述后梁的长度方向依次设置的多个后缘肋；
所述缘条避开所述蒙皮内部的天线单元。
9.一种传感器无人机，其特征在于，包括根据权利要求7或8所述的无人机机翼。
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