一种无人直升机

1.一种无人直升机，包括机身(1)、安装在机身(1)顶部的主旋翼系统(2)、机尾(3)和安装在机尾(3)的尾旋翼系统(4)，所述机身(1)包括机身框架(11)、起落架(12)、发动机(13)和传动系统，其特征在于：所述机身框架(11)由管式框架、上板(14)、中板(15)和尾管夹(16)组成，所述管式框架由金属管件弯折而成，所述上板(14)固定在管式框架的顶部，所述中板(15)安装在管式框架的内部，所述上板(14)和中板(15)分别设有同轴线的轴孔，主旋翼系统(2)的主轴(601)穿过上板(14)和中板(15)的轴孔，所述尾管夹(16)位于机身(1)的后部，尾管夹(16)固定连接所述机尾(3)。
2.根据权利要求1所述的无人直升机，其特征在于：所述管式框架包括外框架管(101)、竖支撑管(102)、横支撑管(103)、斜支撑管(104)和侧管(105)，所述外框架管(101)由铝管弯折而成，所述外框架管(101)构成管式框架的顶架和底架，所述竖支撑管(102)构成管式框架的竖支架竖向支撑所述管式框架，所述横支撑管(103)构成管式框架的横支架横向支撑所述管式框架，所述斜支撑管(104)构成管式框架的斜支架斜向支撑所述管式框架，所述侧管(105)水平布置构成管式框架的中间层。
3.根据权利要求2所述的无人直升机，其特征在于：所述外框架管(101)为两根且相互平行设置，所述竖支撑管(102)为两根分别焊接在两根外框架管(101)的顶架和底架之间形成竖向支撑，所述横支撑管(103)为多根，至少两根横支撑管(103)横向连接两根外框架管(101)的顶架，至少两根横支撑管(103)横向连接两根外框架管(101)的底架，至少一根横支撑管(103)横向连接两根竖支撑管(102)的中段，所述斜支撑管(104)和侧管(105)都为两根且都分别位于外框架管(101)的两侧，所述侧管(105)的一端焊接在位于同一侧面的竖支撑管(102)的中段，所述斜支撑管(104)的一端焊接在位于同一侧面的外框架管(101)的底架末端，所述侧管(105)的另外一端与斜支撑管(104)的另外一端焊接固定。
4.根据权利要求3所述的无人直升机，其特征在于：所述尾管夹(16)有两个，分别焊接在机身框架(11)的中后端和末端，所述机尾(3)由尾管(31)和安装在尾管(31)上的机尾箱(32)组成，所述尾管(31)一端插入两个所述尾管夹(16)中，另一端插入所述机尾箱(32)中，尾旋翼系统(4)的尾轴通过轴承穿过并固定在机尾箱(32)上。
5.根据权利要求3或4所述的无人直升机，其特征在于：所述上板(14)通过螺丝固定在外框架管(101)顶架的中部，所述中板(15)通过螺丝固定在侧管(105)上并紧靠所述竖支撑管(102)，所述外框架管(101)的底架上固定安装发动机安装板(17)，发动机安装板(17)位于机身(1)的前部，发动机(13)前置，发动机(13)通过螺栓固定到发动机安装板(17)上。
6.根据权利要求1所述的无人直升机，其特征在于：所述传动系统包括一级同步轮皮带传动系统、二级同步轮皮带传动系统和尾同步轮皮带传动系统，所述一级同步轮皮带传动系统包括第一同步轮(501)、第二同步轮(502)和第一同步皮带(507)，所述第一同步皮带(507)啮合于第一同步轮(501)和第二同步轮(502)外圈，所述第一同步轮(501)与发动机(13)输出轴刚性连接，所述第二同步轮(502)与所述主旋翼系统(2)的主轴(601)刚性连接。
7.根据权利要求6所述的无人直升机，其特征在于：所述二级同步轮皮带传动系统包括第三同步轮(503)、第四同步轮(504)、第二同步皮带(508)和二级传动轴(602)，所述第二同步皮带(508)啮合于第三同步轮(503)和第四同步轮(504)外圈，所述第三同步轮(503)位于所述第二同步轮(502)下方并与所述主旋翼系统(2)的主轴(601)刚性连接，所述第四同步轮(504)刚性固定在二级传动轴(602)上，所述二级传动轴(602)穿过中板(15)并通过轴承固定在中板(15)上。
8.根据权利要求7所述的无人直升机，其特征在于：所述二级传动轴(602)通过轴承垂直固定在二级传动轴底座(603)上，二级传动轴底座(603)具有插槽，二级传动轴底座(603)通过插槽插入中板(15)的后部，所述二级传动轴底座(603)可沿着插槽在中板(15)前后移动以张紧第二同步皮带(508)。
9.根据权利要求8所述的无人直升机，其特征在于：所述尾同步轮皮带传动系统包括第五同步轮(505)、第六同步轮(506)、第三同步皮带(509)，所述第三同步皮带(509)啮合于第五同步轮(505)外圈，然后扭转90度再啮合于第六同步轮(506)外圈，所述第五同步轮(505)位于第四同步轮(504)上方并刚性固定在二级传动轴(602)上，所述第六同步轮(506)刚性固定在所述尾旋翼系统(4)的尾轴上。

一种无人直升机\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及无人飞行器领域，尤其涉及一种管式框架结构的无人直升机。\n背景技术\n[0002] 无人直升机是一种无需飞行员，可以远程操纵的能垂直起降、自由悬停的高灵活性无人飞行器。随着近年来技术的不断发展进步，在诸如农业植保、航空拍摄、遥感测绘、灾情监控、安防、电力石油巡线等等方面都有着广阔的市场并发挥了越来越大得作用。目前国内市场上有许多无人直升机，但是多为起飞质量35公斤以下的小型无人直升机，起飞质量偏小限制了无人直升机的载重和续航时间，从而限制了无人直升机的应用。因此，广阔的空白市场亟需一种大型无人直升机。\n实用新型内容\n[0003] 本实用新型的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种结构稳定、机体重量较小、结构紧凑、易于生产、振动较小且可靠性高的无人直升机。\n[0004] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：\n[0005] 本实用新型的包括机身、安装在机身顶部的主旋翼系统、机尾和安装在机尾的尾旋翼系统，所述机身包括机身框架、起落架、发动机和传动系统，所述机身框架由管式框架、上板、中板和尾管夹组成，所述管式框架由金属管件弯折而成，所述上板固定在管式框架的顶部，所述中板安装在管式框架的内部，所述上板和中板分别设有同轴线的轴孔，主旋翼系统的主轴穿过上板和中板的轴孔，所述尾管夹位于机身的后部，尾管夹固定连接所述机尾。\n[0006] 本实用新型所述管式框架包括外框架管、竖支撑管、横支撑管、斜支撑管和侧管，所述外框架管由铝管弯折而成，所述外框架管构成管式框架的顶架和底架，所述竖支撑管构成管式框架的竖支架竖向支撑所述管式框架，所述横支撑管构成管式框架的横支架横向支撑所述管式框架，所述斜支撑管构成管式框架的斜支架斜向支撑所述管式框架，所述侧管水平布置构成管式框架的中间层。\n[0007] 本实用新型所述外框架管为两根且相互平行设置，所述竖支撑管为两根分别焊接在两根外框架管的顶架和底架之间形成竖向支撑，所述横支撑管为多根，至少两根横支撑管横向连接两根外框架管的顶架，至少两根横支撑管横向连接两根外框架管的底架，至少一根横支撑管横向连接两根竖支撑管的中段，所述斜支撑管和侧管都为两根且都分别位于外框架管的两侧，所述侧管的一端焊接在位于同一侧面的竖支撑管的中段，所述斜支撑管的一端焊接在位于同一侧面的外框架管的底架末端，所述侧管的另外一端与斜支撑管的另外一端焊接固定。\n[0008] 本实用新型所述尾管夹有两个，分别焊接在机身框架的中后端和末端，所述机尾由尾管和安装在尾管上的机尾箱组成，所述尾管一端插入两个所述尾管夹中，另一端插入所述机尾箱中，尾旋翼系统的尾轴通过轴承穿过并固定在机尾箱上。\n[0009] 本实用新型所述上板通过螺丝固定在外框架管顶架的中部，所述中板通过螺丝固定在侧管上并紧靠所述竖支撑管，所述外框架管的底架上固定安装发动机安装板，发动机安装板位于机身的前部，发动机前置，发动机通过螺栓固定到发动机安装板上。\n[0010] 本实用新型所述传动系统包括一级同步轮皮带传动系统、二级同步轮皮带传动系统和尾同步轮皮带传动系统，所述一级同步轮皮带传动系统包括第一同步轮、第二同步轮和第一同步皮带，所述第一同步皮带啮合于第一同步轮和第二同步轮外圈，所述第一同步轮与发动机输出轴刚性连接，所述第二同步轮与所述主旋翼系统的主轴刚性连接。\n[0011] 本实用新型所述二级同步轮皮带传动系统包括第三同步轮、第四同步轮、第二同步皮带和二级传动轴，所述第二同步皮带啮合于第三同步轮和第四同步轮外圈，所述第三同步轮位于所述第二同步轮下方并与所述主旋翼系统的主轴刚性连接，所述第四同步轮刚性固定在二级传动轴上，所述二级传动轴穿过中板并通过轴承固定在中板上。\n[0012] 本实用新型所述二级传动轴通过轴承垂直固定在二级传动轴底座上，二级传动轴底座具有插槽，二级传动轴底座通过插槽插入中板的后部，所述二级传动轴底座可沿着插槽在中板上前后移动以张紧第二同步皮带。\n[0013] 本实用新型所述尾同步轮皮带传动系统包括第五同步轮、第六同步轮、第三同步皮带，所述第三同步皮带啮合于第五同步轮外圈，然后扭转度再啮合于第六同步轮外圈，所述第五同步轮位于第四同步轮上方并刚性固定在二级传动轴上，所述第六同步轮刚性固定在所述尾旋翼系统的尾轴上。\n[0014] 本实用新型的无人直升机的有益效果是：本实用新型的无人直升机的机身框架由管式框架、上板、中板和尾管夹组成，管式框架由金属管件弯折而成，上板固定在管式框架的顶部，中板安装在管式框架的内部，上板和中板分别设有同轴线的轴孔，主旋翼系统的主轴穿过上板和中板的轴孔，尾管夹位于机身的后部，尾管夹固定连接机尾，该无人机整体采用框架式结构，机身重量减轻，而且框架式结构稳定、易于生产、振动较小、可靠性高。此外，传动系统整合在中板上，机身内部结构紧凑，提高了机身内部空间利用率。\n附图说明\n[0015] 下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。\n[0016] 图1是本实用新型的无人直升机整体结构示意图；\n[0017] 图2是本实用新型的机身框架结构示意图；\n[0018] 图3是本实用新型的机身框架立体装配图；\n[0019] 图4是本实用新型的传动系统结构示意图。\n[0020] 其中:机身1，机身框架11，起落架12，发动机13，上板14，中板15，尾管夹16，发动机安装板17，外框架管101，竖支撑管102，横支撑管103，斜支撑管104，侧管105；主旋翼系统2；机尾3；尾旋翼系统4；第一同步轮501，第二同步轮502，第三同步轮503，第四同步轮504，第五同步轮505，第六同步轮506，第一同步皮带507，第二同步皮带508，第三同步皮带509；主轴601，二级传动轴602，二级传动轴底座603。\n具体实施方式\n[0021] 实施例一：\n[0022] 图1是本实施例的无人直升机的整体结构示意图，以机头方向为前，机尾3方向为后，主旋翼方向为上，起落架12方向为下。本实施例的无人直升机包括机身1、安装在机身\n1顶部的主旋翼系统2、机尾3和安装在机尾3的尾旋翼系统4，机身1包括机身框架11、起落架12、发动机13和传动系统。\n[0023] 如图2和4所示，为了使机身1结构稳定，减小机身1重量，机身框架11由管式框架、上板14、中板15和尾管夹16组成，管式框架由金属管件弯折而成，上板14固定在管式框架的顶部，中板15安装在管式框架的内部，上板14和中板15分别设有同轴线的轴孔，主旋翼系统2的主轴601穿过上板14和中板15的轴孔，尾管夹16位于机身1的后部，尾管夹16固定连接机尾3。\n[0024] 如图2-3所示，管式框架包括外框架管101、竖支撑管102、横支撑管103、斜支撑管\n104和侧管105，外框架管101由铝管弯折而成，外框架管101构成管式框架的顶架和底架，具体地，外框架管101为两根且相互平行设置，两根外框架管101的顶部管体为顶架，两根外框架管101的底部管体为底架。竖支撑管102构成管式框架的竖支架竖支撑管式框架，具体地，竖支撑管102为两根分别焊接在两根外框架管101的顶架和底架之间，形成竖向支撑，每根竖支撑管102的一端焊接在顶架上，另外一端焊接在与顶架位于同一侧的底架上。\n横支撑管103构成管式框架的横支架横支撑管式框架，具体地，横支撑管103为多根，至少两根横支撑管103横向连接两根外框架管101的顶架，至少两根横支撑管103横向连接两根外框架管101的底架，至少一根横支撑管103横向连接两根竖支撑管102的中段。斜支撑管104构成管式框架的斜支架斜向支撑管式框架，侧管105水平布置构成管式框架的中间层，具体地，斜支撑管104和侧管105都为两根且都分别位于外框架管101的两侧，侧管\n105的一端焊接在位于同一侧面的竖支撑管102的中段，斜支撑管104的一端焊接在位于同一侧面的外框架管101的底架末端，侧管105的另外一端与斜支撑管104的另外一端焊接固定。\n[0025] 如图1-3所示，上板14通过螺丝固定在外框架管101顶架的中部，中板15通过螺丝固定在侧管105上并紧靠竖支撑管102。尾管夹16有两个，分别焊接在机身框架11的中后端和末端，机尾3由尾管31和安装在尾管31上的机尾箱32组成，尾管31一端插入两个尾管夹16中，另一端插入机尾箱32中，尾旋翼系统4的尾轴通过轴承穿过并固定在机尾箱\n32上。\n[0026] 如图1-4所示，为了提高机身1内部空间利用率，使机身1内部结构紧凑，对发动机13的安装结构和传动系统进行了改进，外框架管101的底架上固定安装发动机安装板\n17，发动机安装板17位于机身1的前部，发动机13前置，发动机13通过螺栓固定到发动机安装板17上。\n[0027] 本实施例的传动系统包括一级同步轮皮带传动系统、二级同步轮皮带传动系统和尾同步轮皮带传动系统，一级同步轮皮带传动系统包括第一同步轮501、第二同步轮502和第一同步皮带507，第一同步皮带507啮合于第一同步轮501和第二同步轮502外圈，第一同步轮501与发动机13输出轴刚性连接，第二同步轮502与主旋翼系统2的主轴601刚性连接，其中第二同步轮502的直径大于第一同步轮501的直径。\n[0028] 二级同步轮皮带传动系统包括第三同步轮503、第四同步轮504、第二同步皮带\n508和二级传动轴602，第二同步皮带508啮合于第三同步轮503和第四同步轮504外圈，第三同步轮503位于第二同步轮502下方并与主旋翼系统2的主轴601刚性连接，第四同步轮504刚性固定在二级传动轴602上，二级传动轴602通过轴承垂直固定在二级传动轴底座603上，二级传动轴底座603具有插槽，二级传动轴底座603通过插槽插入中板15的后部，二级传动轴底座603可沿着插槽在中板15上前后移动，因此，可以向后拉动二级传动轴底座603，然后用螺丝将其固定在中板15上，通过这种方式来张紧第二同步皮带508，此外还可以利用其它张紧方式达到同样效果。其中第三同步轮503的直径小于第二同步轮502的直径，同时第三同步轮503直径大于第四同步轮504的直径。\n[0029] 尾同步轮皮带传动系统包括第五同步轮505、第六同步轮506、第三同步皮带509，第三同步皮带509的一端啮合于第五同步轮505外圈，第三同步带509的另外一端穿过尾管31与机尾箱32上的第六同步带轮506啮合，第六同步带轮506的轴线与第五同步带轮\n505的轴线垂直，因此第三同步带509需要扭转90度再啮合于第六同步轮506外圈。第五同步轮505位于第四同步轮504上方并刚性固定在二级传动轴602上，第六同步轮506刚性固定在尾旋翼系统4的尾轴上，其中第四同步轮504、第五同步轮505和第六同步轮506的直径相等。\n[0030] 发动机13将动力通过一级同步轮皮带传动系统传递至主旋翼系统2的主轴601，第二同步轮502的转速相对于第一同步轮501的转速降低，其中一部分动力驱动主旋翼系统2旋转并提供升力，另一部分动力通过二级同步轮皮带传动系统和三级同步轮皮带传动系统传递至尾轴，在动力传递过程中第四同步轮504、第五同步轮505和第六同步轮506的转速相对于第二同步轮502的转速大大升高，第六同步轮506驱动尾旋翼系统4旋转，从而提供水平方向反扭矩以抵消主旋翼系统2旋转的反作用力。\n[0031] 应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。