一种无人机机身与机翼的连接结构.pdf

本发明公开了一种无人机机身与机翼的连接结构，通过机翼一对前后接头和机身油箱底板上一对前后接头相连实现，即机翼前接头与机身前接头通过螺栓连接起来，机翼后接头与机身后接头通过螺栓连接起来。机翼、机身仅通过四对接头和四个连接件进行连接，而且连接件传力合理，减少了接头部位的连接和应力集中，在飞行中卸去大部分载荷，提高抗疲劳性能。具有体积小、机动性好、生产批量大的特点，这样的结构可以提高接头的刚度，使机身机翼连接更加牢固，结构效率高，而且该结构属外置连接，可更换性强，符合战备要求。

权利要求书
1.  一种无人机机身与机翼的连接结构，其特征在于：所述的连接结构通过机翼一对前后接头和机身油箱底板上一对前后接头相连实现，即机翼一对前接头与机身一对前接头通过螺栓连接起来，机翼一对后接头与机身一对后接头通过螺栓连接起来。

2.  根据权利要求1所述的一种无人机机身与机翼的连接结构，其特征在于：所述机翼前接头通过侧耳连接在机翼上表面，其前部通过洗槽内的若干螺钉孔铆接在机翼盒壁板上，顶部装有锥头，所述锥头与顶部的连接为过盈配合。

3.  根据权利要求2所述的一种无人机机身与机翼的连接结构，其特征在于：所述机翼前接头上锥头的中心轴处开有一锥孔。

4.  根据权利要求1所述的一种无人机机身与机翼的连接结构，其特征在于：所述机翼后接头位于机翼盒纵梁端头，属于纵梁的一部分，其顶部装有锥孔，侧边有加强筋。

5.  根据权利要求1所述的一种无人机机身与机翼的连接结构，其特征在于：所述机身前接头是经机械加工制成的盒形件，它装有固定的密封托板螺母，盒形件的底部与油箱底板分别设有锥孔。

6.  根据权利要求1所述的一种无人机机身与机翼的连接结构，其特征在于：所述机身后接头是经机械加工制成的盒形件，它装有固定的密封托板螺母，盒形件的底部与油箱底板分别设有锥孔。

7.  根据权利要求1所述的一种无人机机身与机翼的连接结构，其特征在于：机翼后接头与机身后接头之间垫有一定高度的套筒。

说明书一种无人机机身与机翼的连接结构
技术领域
本发明属于航空机械领域，具体涉及一种无人机机身与机翼的连接结构。
背景技术
目前，无人机已经广泛用于战役及战略级侦察、监视、目标定位、目标毁伤评估、电子对抗、通信中继等诸多领域。由于无人机成本低，突防能力好等优点及其在实践中的突出表现，部队也迫切需要使用各种性能优良的无人机。所以安全性、可靠性、经济性和使用要求是对无人机设计的最大挑战。而机身与机翼连接处承载大，是关系到飞机飞行安全的疲劳关键件，这一方面其承受的载荷来源有各种质量力(包括各装载物的质量力和结构本身的质量力)，由机翼传来的弯矩和剪力，机身纵向的弯剪载荷，外挂载荷等。因此机翼机身接头的构造和连接设计是飞机结构设计中最重要的环节之一。
一般无人机机身与机翼采用内置连接，一旦连接处损坏，很难修复和更换，导致整个飞机结构损坏。外置连接方式中机翼常采用集中连接方式和机身连接，接头用叉形接头的构造形式，即叉耳连接结构，由耳片和连接螺栓等组成，它主要通过螺栓受剪来传递载荷，再传递过程中，剪力由耳片直接传递，载荷过大时破坏部位一般在耳片，耳片的承载力较差，抗疲劳能力小，通常是采用加强筋来提高耳片在力传递方向的结构刚度，或是增加螺栓数目，增大受剪面，来提高刚度，所以只适用于翼型较薄的机翼，且该结构单个零件的轮廓尺寸过大，其形状复杂，这种零件在加工时需要尺寸很大的机床设备，且制造工艺复杂，加工变形大，结构会产生翘曲。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种无人机机身与机翼连接的新结构。针对无人机布局特点，经过分析总体参数和总体传力路线的优化，分析力的来源及力的传递与平衡设计了一种无人机机身与机翼的连接结构。本发明仅通过四对接头和四个连接件将机翼、机身进行连接，连接件通过抗疲劳张力螺栓直接将接头部分连接并紧固，这种新的结构形式将机翼机身连接的破坏部位转移到连接螺栓上。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案如下：
一种无人机机身与机翼的连接结构，通过机翼上一对前后接头与机身油箱底板上的一对前后接头相连接实现，具体就是机翼前接头与机身前接头通过螺栓连接起来，机翼后接头与机身后接头通过螺栓连接起来。所述机翼前接头通过侧耳连接在中翼上表面，前部通过洗槽内的若干螺钉孔铆接在中翼盒壁板上，它的顶部装有锥头，锥头靠微小的过盈以其圆柱部分沿轴向挤压入它顶部的孔中，在所述机翼前接头上的锥头的中心轴处开有一锥孔，以便前接头螺栓穿过该孔与机身前接头上的密封托板螺母相连接；所述机翼后接头位于机翼盒纵梁端头，属于纵梁的一部分，其顶部装有锥孔，侧边有加强筋；所述机身前接头是经机械加工制成的盒形件，它装有固定的密封托板螺母，盒形件的底部与油箱底板分别设有锥孔；机身后接头是经机械加工制成的盒形件，它装有固定的密封托板螺母，盒形件的底部与油箱底板分别设有锥孔；机翼后接头与机身后接头之间垫有一定高度的套筒，所述套筒长度根据水平测量要求进行调整。
本发明的优点在于：
(1)连接接头由LC4锻件等材料经机械加工制成，制造工艺简单。
(2)机翼、机身仅通过四对接头和四个连接件进行连接，而且连接件传力合理，减少了接头部位的连接和应力集中，在飞行中卸去大部分载荷，提高抗疲劳性能。
(3)是外置连接，可更换性强，符合战备要求。
(4)适用于无人机，具有体积小、机动性好、生产批量大的特点。
(5)接头区结构轻巧、美观，减轻整个机体重量。
附图说明
图1为本发明一种无人机机身与机翼的连接结构的连接示意图；
图2为图1AB部分连接结构图；
图3为图1CD部分连接结构图；
图4为机翼前接头结构示意图；
图5为机身前接头结构示意图；
图6为机翼后接头结构示意图；
图7为机身后接头结构示意图。
图中：
1   机翼前接头  2   机身前接头     3   机翼后接头      4  机身后接头
5   锥头        6   密封托板螺母a  7   密封托板螺母b   8  套筒
9   前接头螺栓  10  后接头螺栓     11  垫圈a           12 垫圈b
13  油箱底板    14  锥孔a          15  洗槽            16 侧耳
17  锥孔b       18  锥孔c          19  锥孔d
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明一种无人机机身与机翼的连接结构是通过机翼一对前后接头和机身油箱底板上一对前后接头相连实现，如图1所示，机翼前接头1与机身前接头2连接，机翼后接头3与机身后接头4连接，其中A、B部分连接结构放大图如图2所示，结合图4机翼前接头1的结构图和图5机身前接头2的结构图，可以看到机翼前接头1通过侧耳16连接在机翼上表面，前部通过洗槽15内的若干螺钉孔铆接在机翼盒壁板上，它的顶部装有锥头5，锥头5与机翼前接头1顶部的连接为过盈配合，锥头5的中心轴处开有一锥孔b17，以便前接头螺栓9穿过该锥孔b17与机身前接头2上的密封托板螺母a6相连接。机身前接头2是经机械加工制成的盒形件，它其内部装有固定的密封托板螺母a6，盒形件的底部与油箱底板13分别设有有锥孔c18。对接时，将机翼前接头1的锥头5沿轴向插入机身前接头2的锥孔c18中，前接头螺栓9沿轴向依次穿过垫圈a11和锥头5的锥孔b17，拧入密封托板螺母a6中。图1中C、D部分连接结构放大图如图3所示，结合图6机翼后接头3的结构图和图7机身后接头4的结构图，可以看到机翼后接头3位于机翼盒纵梁端头，属于纵梁的一部分，其顶部装有锥孔a14，侧边有加强筋；机身后接头4是经机械加工制成的盒形件，其上装有固定的密封托板螺母b7，盒形件的底部与油箱底板13分别设有锥孔d19，与机身前接头2相比。机翼后接头3与机身后接头4之间垫有一定高度的套筒8，对接时，将机翼后接头3连同套筒8一起，对准机身后接头4，用后接头螺栓10从下到上沿轴向依次穿过垫圈b12、机翼后接头3顶部的锥孔a14、套筒8和锥孔d19，拧入密封托板螺母b7中，套筒8长度根据水平测量要求进行调整。本实施例中，机翼前接头1和机身前接头2由LC4锻件经机械加工制成，锥头5、套筒8、前接头螺栓9和后接头螺栓10由30CrMnSia制成。前面描述的是一侧机翼与机身的连接结构，另一侧的机翼与机身的连接结构与此完全一样。
对接时，由于制造误差及使用中的结构变形，前后四套接头(每个机翼对应两套接头)往往不能全部对准，此时，可先将两套后接头及一套前接头大致对准，使之松散地连接起来，然后强迫另一套前接头对准，最后逐渐将四套接头拧紧。