[发明专利]一种使用碳纤维材料的电动涵道电机安装支架及其制作方法

说明书

本发明公开了一种使用碳纤维材料的电动涵道电机安装支架及其制作方法，包括中心壳体、胶结碳丝、短轴和长轴；所述短轴的数量为两根，所述长轴的数量为四根，两根短轴和四根长轴的一端通过胶结碳丝与中心壳体进行局部胶结固连。本发明使用碳纤维材料，内部中空，材料消耗量小，质量小，强度高，非常适用于轻型飞机、无人机、飞行汽车等飞行器；本发明使用碳纤维细丝局部胶结加固工艺，相比于传统胶粘技术，粘接强度更高，寿命更长，结实耐用；本发明中短轴与中心壳体固连，两根短轴来支撑碳管，碳管用来承载涵道壳体两侧的电池，巧妙地把电池重量传至电机支架来承载；四根长轴与碳纤维涵道壳体固连，对称分布，结构合理，受力平均，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及涵道飞行器领域，尤其涉及一种使用碳纤维材料的电动涵道电机安装支架及其制作方法。

背景技术

涵道具有环括作用，其结构紧凑、气动噪声低、使用安全性好，因此作为一种推力或升力装置，被应用于飞行器设计当中。在同样功率消耗下,涵道风扇较同样直径的孤立螺旋桨,会产生更大的推力。涵道飞行器的旋桨不是暴露在外面的，对螺旋桨起到很好的保护效果，提高了飞行器的安全性。电动涵道电机以电力作为能源，通过电控来控制螺旋桨转速，同时有转向舵机来控制飞行器的航向和姿态。相比于油动涵道，电动涵道因其具有控制简单稳定、效率高、故障率低等优点，电动涵道飞行器越来越流行，电动涵道电机广泛应用于小型垂直起降涵道风扇飞行器，直升机涵道尾桨，航模电动涵道和水上飞机等。

电机支架是支撑涵道电机部件，有的轻型飞行器中电机支架同时还会支撑起电控，涵道电机和电控是飞行器飞行的重要部件，因此电机支架在飞行器担负着极其重要的使命。

电动涵道按照制作材料分类，可分为塑料涵道、金属涵道和碳纤维涵道，同样，涵道电机支架照制作材料一般分为塑料支架、金属支架和碳纤维支架。塑料材质的电机支架优点是质量轻、价格低廉，缺点是做工粗糙，强度较低；金属支架优点是强度高，价格适中，缺点是质量大，这对追求极致轻量化的飞行器来说是一大致命短板；碳纤维支架的优点很突出，满足高强度的同时质量非常的轻，缺点就是价格较高。

随着碳纤维技术的逐步成熟，为了满足强度的同时实现轻量化，越来越多的涵道飞行器选用碳纤维材料制作涵道壳体，但是电机支架材料目前普遍采用的还是金属和塑料，电机支架和涵道壳体材料的不同导致两者粘接方面有很多困难，粘接的强度和耐久性往往很难满足需求，为了改变这一现状，本发明设计了一种碳纤维材料的电动涵道电机支架，满足结构紧凑、强度高、通风散热性好、轻量化的同时，使用碳丝胶结局部加强的粘接方法，大大提高了碳纤维电机支架和碳纤维涵道壳体的粘接强度及抗疲劳性，延长了使用寿命。

发明内容

本发明的目的是针对现有电动涵道电机安装支架质量重，与碳纤维涵道壳体粘接强度低、粘接寿命短等缺陷，本发明要解决的技术问题在于设计一种质量轻、结构紧凑、和碳纤维涵道壳体的粘接强度及抗疲劳性高的用于轻型飞行器的碳纤维电动涵道电机安装支架。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种使用碳纤维材料的电动涵道电机安装支架，包括中心壳体、胶结碳丝、短轴和长轴；所述短轴的数量为两根，所述长轴的数量为四根，两根短轴和四根长轴的一端通过胶结碳丝与中心壳体进行局部胶结固连。

进一步的，所述短轴的半径为16mm，长50mm，两个短轴对称分布，用于支撑固定电池支撑杆。

再进一步的，所述长轴的长130mm，壁厚2mm，横截面为椭圆形；所述长轴外侧与涵道飞行器的碳纤维涵道体通过胶结碳丝进行局部胶结固连。

再进一步的，所述中心壳体由两个不同尺寸的空心圆柱体构成，下层空心圆柱体半径为42mm，高度为48mm，上层空心圆柱体半径为47.5mm，高度为30mm，二者有倒角圆滑过渡。

再进一步的，所述中心壳体底面开有四个椭圆形安装孔，用于固定电机；中心壳体底部设有两个开槽，减重的同时实现了电机及电调的通风散热。