无人机用机翼及农业用无人机的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种无人机用机翼及农业用无人机。


背景技术：

2.机翼包括骨架和设置在骨架外周的蒙皮层，蒙皮是设置在骨架外的受力构件，形成流线型的机翼外表面，使机翼的阻力减小。同时，蒙皮受到垂直于表面的局部气动载荷，还参与机翼的总体受力，蒙皮和骨架结合，形成封闭的盒式薄壁结构承受机翼的扭矩。
3.目前，现有的机翼为了确保蒙皮层能够承受机翼弯矩引起的剪切力，通常需要设置厚度较厚的蒙皮层，但是，由于蒙皮层由钢或者铝合金等合金材质制成，这样设置的机翼重量较大，无法满足无人机的轻量化的需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种无人机用机翼及农业用无人机，该无人机用机翼重量较轻，可以满足轻量化需求。
5.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种无人机用机翼，包括：骨架，包括间隔设置的前梁和后梁以及用于连接前梁和后梁的肋板组件，肋板组件包括至少两个肋板，两个肋板沿前梁和后梁的长度方向间隔布置，骨架的一端被构造为能够与待安装机翼的机身连接；填充结构，设置在骨架的外周；蒙皮，包覆在填充结构的外表面并与填充结构连接；其中，填充结构的内表面被构造为能够与骨架的结构相适配，并且填充结构的外表面为流线型，填充结构的密度小于蒙皮的密度。
6.进一步地，填充结构包括填充件本体，填充件本体的内表面上开设有多个装配槽，前梁、后梁和肋板分别与多个装配槽一一对应设置。
7.进一步地，填充结构还包括盖板，盖板和填充件本体分别设置在骨架的两侧，并且盖板与填充件本体连接。
8.进一步地，盖板包括前盖板和后盖板，前盖板盖设在前梁上并且前盖板的一侧开设有用于容纳前梁的容纳槽，后盖板盖设在后梁上并且后盖板的一侧开设有用于容纳后梁的安装槽。
9.进一步地，填充件本体上还开设有多个间隔布置的减重槽。
10.进一步地，前梁包括依次连接的多个预制段，多个预制段的外径依次减小且嵌套设置。
11.进一步地，肋板组件还包括设置在前梁和后梁的轴向两端的第一端肋板和第二端肋板，以及设置在第一端肋板和第二端肋板之间的至少一个层肋板，并且层肋板分别与前梁和后梁连接。
12.进一步地，骨架还包括前腹板和后腹板，前腹板设置在前梁的一侧且与前梁平行，后腹板设置在后梁的一侧且与后梁平行，并且前腹板和后腹板的两端均分别与第一端肋板
和第二端肋板连接。
13.进一步地，前腹板上还开设有至少一个卡槽，卡槽与层肋板卡接配合，以对层肋板进行定位。
14.进一步地，填充结构由泡沫或发泡材料或聚氨酯制成；和/或，前梁和后梁由碳管或者铝管制成；蒙皮由玻纤板制成。
15.根据本实用新型的另一个方面，提供了一种农业用无人机，农业用无人机包括机身和与机身连接的上述的无人机用机翼，无人机用机翼至少为两个，两个无人机用机翼在机身的外周均匀间隔布置。
16.应用本实用新型的技术方案，一方面，填充结构可以起到支撑蒙皮的作用，确保机翼的外表面为流线型，以使机翼能够获得升力；另一方面，填充结构与蒙皮形成的整体结构能够承受机翼弯矩引起的剪切力，这样，无需设置较大厚度的蒙皮，由于填充结构的密度小于蒙皮的密度，与现有技术相比，这样设置的机翼的重量较小，能够满足无人机对于轻量化的需求。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本实用新型的无人机用机翼的实施例的结构示意图；
19.图2示出了图1的无人机用机翼的仰视图；
20.图3示出了图1的无人机用机翼的骨架的结构示意图；
21.图4示出了图1的无人机用机翼的填充件本体的结构示意图；
22.图5示出了图1的无人机用机翼的前盖板的结构示意图；
23.图6示出了图1的无人机用机翼的后盖板的结构示意图；
24.图7示出了图3的无人机用机翼的前梁的结构示意图；以及
25.图8示出了图1的无人机用机翼的装配示意图。
26.其中，上述附图包括以下附图标记：
27.1、骨架；11、前梁；111、第一预制段；112、第二预制段；113、第三预制段；114、铝套；115、锁紧铝件；116、铝环；12、层肋板；13、前腹板；14、第一端肋板；15、后腹板；16、后梁；17、第二端肋板；18、卡槽；2、填充件本体；21、第一装配槽；22、第二装配槽；24、减重槽；25、容纳槽；26、安装槽；3、前盖板；4、后盖板；5、蒙皮；6、上卡板；7、下卡板。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
29.需要说明的是，传统的机翼采用金属梁、金属肋板以及铝或钢蒙皮制作而成，这种机翼加工复杂且重量较大，对于载重和成本要求均较高的中小型无人机而言，制作成本高，且载重较小；而新兴的全复合材料机翼，材料费和模具费用均较高，无法满足快速和低成本生产。因此，针对上述问题，本实用新型的实施例提供了一种能够满足无人机所需的重量需
求且成本较低的无人机用机翼。
30.需要说明的是，本实用新型的无人机用机翼应用于农药喷洒、种子播种等农业无人机，当然也可用于航拍摄影、电力巡检、环境监测、森林防火和灾情巡查等其他领域的无人机。
31.如图1至图3所示，本实用新型的实施例提供了一种无人机用机翼。无人机用机翼包括：骨架1、填充结构和蒙皮5，其中，骨架1包括间隔设置的前梁11和后梁16以及用于连接前梁11和后梁16的肋板组件，肋板组件包括至少两个肋板，两个肋板沿前梁11和后梁16的长度方向间隔布置，骨架1的一端被构造为能够与待安装机翼的机身连接；填充结构设置在骨架1的外周；蒙皮5包覆在填充结构的外表面并与填充结构连接；其中，填充结构的内表面被构造为能够与骨架1的外形结构相适配，并且填充结构的外表面为流线型，填充结构的密度小于蒙皮5的密度。
32.需要说明的是，填充结构的内表面指的是填充结构与骨架1配合的一侧，填充结构的外表面指的是填充结构与蒙皮5连接的一侧。另外，“填充结构的内表面被构造为能够与骨架1的结构相适配”指的是骨架1的前梁11与后梁16之间形成的间隔以及多个肋板之间的缝隙能够被填充结构填充。也就是说，填充结构能够在骨架1上进行全高度填充，这样，填充结构与骨架1之间不存在缝隙，可以避免填充结构与骨架1之间相对移动。
33.在上述技术方案中，在骨架1上涂覆环氧树脂胶水，以将骨架1与填充结构连接，蒙皮5通过胶水与填充结构粘接。
34.通过上述设置，一方面，填充结构可以起到支撑蒙皮5的作用，确保机翼的外表面为流线型，以使机翼能够获得升力；另一方面，填充结构与蒙皮5形成的整体结构能够承受机翼弯矩引起的剪切力，另外，由于填充结构的密度小于蒙皮5的密度，与现有技术中设置预设厚度的蒙皮5相比，本技术中无需设置同等厚度的蒙皮5，这样机翼的整体重量较小，能够满足无人机对于轻量化的需求。
35.优选地，填充结构由泡沫或发泡材料或聚氨酯制成，其中，发泡材料可以为eps或epo或聚氨酯，从而减轻重量和降低成本，同时，还能够起到保护骨架1和减震的效果。
36.优选地，蒙皮5由玻纤板制成，从而减轻重量。
37.如图2和图4所示，在本实用新型的实施例中，填充结构包括填充件本体2，填充件本体2的内表面上开设有多个装配槽，前梁11、后梁16和肋板分别与多个装配槽一一对应设置。
38.在上述技术方案中，填充件本体2上开设有两个平行设置的第一装配槽21，第一装配槽21分别用于容纳前梁11和后梁16，填充件本体2上还开设有多个第二装配槽22，第二装配槽22用于容纳肋板。
39.通过上述设置，骨架1能够完全位于填充件本体2内，从而能够实现填充结构在骨架1上的全高度填充。同时，这样，填充结构还能够起到保护骨架1的效果。
40.如图2、图5和图6所示，在本实用新型的实施例中，填充结构还包括盖板，盖板和填充件本体2分别设置在骨架1的两侧，并且盖板与填充件本体2连接。
41.在上述技术方案中，盖板包括前盖板3和后盖板4，前盖板3盖设在前梁11上并且前盖板3的一侧开设有用于容纳前梁11的容纳槽25，后盖板4盖设在后梁16上并且后盖板4的一侧开设有用于容纳后梁16的安装槽26，前盖板3和后盖板4均通过胶水与填充件本体2粘
接。
42.通过上述设置，前盖板3和后盖板4能够将骨架1固定在填充件本体2上，从而避免骨架1与填充件本体2分离。
43.在本实用新型的另一个实施例中，前盖板3和后盖板4也可以为一体成型的一个盖板；或者，盖板可以由多个盖板段组成。
44.如图2和图4所示，在本实用新型的实施例中，填充件本体2上还开设有多个间隔布置的减重槽24。
45.通过上述设置，可以实现减轻机翼重量的效果。
46.如图3和图7所示，在本实用新型的实施例中，前梁11包括依次连接的多个预制段，多个预制段的外径依次减小且嵌套设置。
47.在上述技术方案中，前梁11包括第一预制段111、第二预制段112和第三预制段113，每个预制段，每个预制段均包括相对设置的第一端和第二端，自第一端至第二端，每个预制段的内径和外径均逐渐减小，并且多个预制段均为内径和外径逐渐减小的碳管。这样，第二预制段112的第一端可以套入第一预制段111的第二端内，第三预制段113的第一端可以通过2个铝环116套入第二预制段112的第二端内，通过设置2个铝环116，可以消除第三预制段113的第一端的外表面与第二预制段112的第二端的内表面之间的间隙。
48.通过上述设置，一方面，多个不同尺寸的碳管均是预制件，这样能够降低成本，另一方面，由于碳管的内外径逐渐减小，可以减轻前梁11的重量，从而减小整个机翼的重量。
49.后梁16的结构与上述的前梁11的结构一致，此处不再赘述。
50.优选地，前梁11和后梁16由碳管或者铝管制成。
51.如图7所示，在本实用新型的实施例中，第一预制段111的第一端设有铝套114和锁紧铝件115，通过铝套114和锁紧铝件115可以将机翼准确地插入中央翼或机身中，并且通过锁紧铝件115进行锁紧。
52.如图3所示，在本实用新型的实施例中，肋板组件还包括设置在前梁11和后梁16的轴向两端的第一端肋板14和第二端肋板17，以及设置在第一端肋板14和第二端肋板17之间的至少一个层肋板12，并且层肋板12分别与前梁11和后梁16连接。
53.在上述技术方案中，多个层肋板12沿前梁11和后梁16的轴向方向间隔布置，每个层肋板12上均开设有两个安装孔，前梁11和后梁16分别穿过一个安装孔，这样，层肋板12能够连接前梁11和后梁16，同时还可以加强骨架1的强度。
54.如图3所示，在本实用新型的实施例中，骨架1还包括前腹板13和后腹板15，前腹板13设置在前梁11的一侧且与前梁11平行，后腹板15设置在后梁16的一侧且与后梁16平行，并且前腹板13和后腹板15的两端均分别与第一端肋板14和第二端肋板17连接。
55.通过上述设置，前腹板13和后腹板15沿骨架1的长度方向延伸，这样能够增强骨架1的抗弯和抗压性能，从而能够增强骨架1的稳定性。
56.如图3所示，在本实用新型的实施例中，前腹板13上还开设有至少一个卡槽18，卡槽18与层肋板12卡接配合，以对层肋板12进行定位。
57.在上述技术方案中，前腹板13和后腹板15上均开设有多个卡槽18，多个卡槽18沿前腹板13和后腹板15的长度方向间隔设置，并且与多个层肋板12一一对应设置，每个卡槽18均沿骨架1的高度方向延伸。
58.通过上述设置，每个层肋板12的两端分别插设在前腹板13的卡槽18和后腹板15的卡槽18内，这样，每个层肋板12均能够通过前腹板13和后腹板15进行定位，从而能够将层肋板12可拆卸地连接在前腹板13和后腹板15上。
59.本实用新型的实施例还提供了一种农业用无人机，农业用无人机包括机身和与机身连接的上述的无人机用机翼，无人机用机翼至少为两个，两个无人机用机翼在机身的外周均匀间隔布置。
60.本实用新型的农业用无人机具有上述的无人机用机翼的全部技术特征和技术效果，此处不再赘述。
61.下面对本实用新型的无人机用机翼的装配过程进行说明：
62.首先，通过机加工或者模具成型的方法制造填充件本体2、前盖板3和后盖板4，其次，在骨架1上涂覆环氧树脂胶水，然后将骨架1装入填充件本体2中(即，前梁11和后梁16装入第一装配槽21中，第一端肋板14、第二端肋板17以及多个层肋板12装入第二装配槽22中)，再将前盖板3和后盖板4分别盖设在前梁11和后梁16上，并且通过胶水粘接在填充件本体2上，待胶水凝固后，将蒙皮5包覆在填充件本体2的外周，并且通过胶水粘接，以使蒙皮5与填充件本体2固定连接，最后，利用卡板组件对机翼进行固定(如图8所示)，卡板组件包括上卡板6和下卡板7，机翼位于上卡板6和下卡板7形成的夹持空间内，上卡板6和下卡板7对机翼进行压紧，这样能够避免蒙皮5从机翼上脱落；压紧完成后，将卡板组件取下，通过前梁11和后梁16的铝套114和锁紧铝件115将机翼准确地插入中央翼或机身中，并且通过锁紧铝件115进行锁紧。
63.从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：第一端肋板、第二端肋板和多个层肋板能够加强骨架的强度，前腹板和后腹板能够对肋板起定位的作用；填充件本体包覆在骨架的外周，一方面，填充结构可以起到支撑蒙皮的作用，确保机翼的外表面为流线型，以使机翼能够获得升力；另一方面，填充结构与蒙皮形成的整体结构能够承受机翼弯矩引起的剪切力，这样，无需设置较大厚度的蒙皮，由于填充结构的密度小于蒙皮的密度，与现有技术相比，这样设置的机翼的重量较小，能够满足无人机对于轻量化的需求。前梁和后梁均由多个预制段依次嵌套而成，能够降低成本，同时减轻机翼的整体重量。
64.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。