一种机臂可伸缩折叠的旋翼无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机领域，特别涉及一种机臂可伸缩折叠的旋翼无人机。


背景技术：

2.无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“uav”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的飞行器，或者由机载计算机完全地或间歇地自主地操作。无人机目前应用领域广泛，在军用和民用等方面均有普遍应用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、影视拍摄等方面有广泛的应用。
3.在一些作业任务中，例如灾难救援，军用侦察，科学勘测，由于环境较为复杂，无人机在作业过程中将会面临通过狭小地形的考验，又因为以上作业任务同时对无人机的续航负载稳定性等功能有较高的要求，因此，一味的减小无人机的体积来提高其灵活性是不可取的。同时某些无人机体积较大，这极大程度上降低了其装箱运输的便携性，增加了其运输成本。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的无人机难以在保证续航载荷的同时，又便于运输以及可通过狭小地形的问题，本发明的目的在于提供一种机臂可伸缩折叠的旋翼无人机。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案为：
6.一种机臂可伸缩折叠的旋翼无人机，包括机身以及分布在所述机身上的多个机臂，每个所述机臂的翼梢处均安装有旋翼组件，所述机臂为具有锁紧结构的可伸缩机臂；所述机臂与所述机身枢转连接，所述机臂相对于所述机身转动的轴线水平，且所述机臂与所述机身之间还设置有限位结构以使所述机臂在水平位置与竖直位置之间可转动；其中，所述机臂与所述机身之间还连接有弹簧，所述弹簧具有使所述机臂转动到所述竖直位置的拉力。
7.优选的，所述机臂为多节式伸缩结构，每相邻的两节之间均设置有所述锁紧结构。
8.优选的，所述锁紧结构包括相邻的两节中位于内侧的一节中的弹簧锁扣以及位于外侧的一节上的解锁键。
9.优选的，所述机臂在伸展状态处和收缩状态处均通过所述锁紧结构锁紧固定。
10.优选的，所述旋翼组件为双层旋翼。
11.优选的，所述双层旋翼包括可转动连接在所述机臂上的同轴反转螺旋桨以及固定安装在所述机臂上且与所述同轴反转螺旋桨驱动连接的电机。
12.优选的，所述双层旋翼包括两个对称且同轴地布置在所述机臂两侧的电机以及固定安装在每个所述电机的输出轴上的桨叶。
13.优选的，所述限位结构为固定安装在所述机身上的限位挡块。
14.优选的，所述机臂有四个，四个所述机臂周向均匀分布在所述机身的周向侧壁上。
15.采用上述技术方案，由于机臂可伸缩并锁紧固定，使得无人机可通过缩短机臂长度的方式在任务执行过程中通过狭小地形，并且还能够不降低航程及载荷；又由于机臂与机身之间的枢转连接关系、机身上限位结构以及机臂与机身之间弹簧的设置，使得不使用时，在弹簧的拉力作用下机臂转动到竖直位置，从而进一步缩小体积尺寸以便于运输转移，而在使用时，通过旋翼组件工作后获得的动力可克服弹簧的拉力，使机臂处于水平位置从而执行飞行任务，并且机臂的位置转换过程不需要人工以及辅助设备介入操作。
附图说明
16.图1为本发明机臂可伸缩折叠的旋翼无人机使用时的主视图；
17.图2为本发明机臂可伸缩折叠的旋翼无人机使用时的俯视图；
18.图3为本发明机臂可伸缩折叠的旋翼无人机不使用且机臂伸展时的主视图；
19.图4为本发明机臂可伸缩折叠的旋翼无人机不使用且机臂收缩时的主视图。
20.图中:1
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机身、2
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机臂、21
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第一臂段、22
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第二臂段、3
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旋翼组件、4
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锁紧结构、5
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弹簧、6
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起落架。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
22.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，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。
23.对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。
24.另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.实施例一
26.一种机臂可伸缩折叠的旋翼无人机，如图1
‑
4所示，包括机身1以及分布在机身1上的多个机臂2，每个机臂2的翼梢处均安装有旋翼组件3。本实施例中，配置机臂2有四个，并以90
°
间隔周向均匀地安装在机身1的周向侧壁上；但在另一个实施例中，机臂2还可以是其他数量，或者以其他的方式布局，例如左右对称式布局。
27.其中，机臂2为具有锁紧结构4的可伸缩机臂，并优选机臂2为多节式伸缩结构，且每相邻的两节之间均设置有锁紧结构4。例如，本实施例中机臂2配置为两节，记为第一臂段21和第二臂段22，第二臂段22插接在第一臂段21内部。并优选配置锁紧结构4包括相邻的两
节中位于内侧的一节(即第二臂段22)中的弹簧锁扣以及位于外侧(即第一臂段21)的一节上的解锁键。例如，弹簧锁扣包括相对于第二臂段22固定安装的扣体，该扣体的两侧(也可以是单侧)对称的安装有锁紧弹簧，锁紧弹簧的末端安装有锁头，对应的，在第二臂段21的侧壁上开设有与锁头相适配的锁孔，锁紧固定时锁头则在锁紧弹簧的弹力作用下从锁孔中伸出，从而使第一臂段21与第二臂段22相互锁紧。相应的，解锁键可以是固定安装在第一臂段21外壁上的弹片，该弹片被压下时可将弹簧锁扣中的锁头从锁孔中推出，从而实现解锁。
28.同时可以理解的是，机臂2在伸展状态处和收缩状态处均通过锁紧结构4锁紧固定，例如，在第一臂段21的两端分别设置有上述的锁孔和解锁键，从而使得弹簧锁扣随着第二臂段22运动到两个位置(分别对应机臂2伸展状态和收缩状态)时均能够实现锁紧和解锁操作。
29.如此设置，使得无人机可通过缩短机臂2长度的方式在任务执行过程中通过狭小地形，并且还能够不降低航程及载荷，同时也便于运输和包装。
30.再其中，设置机臂2(即第一臂段21)与机身1枢转连接，例如通过合页等铰链结构枢转连接，且机臂2相对于机身1转动的轴线呈水平布置。另外，在机臂2与机身1之间还设置有限位结构以使机臂2在水平位置与竖直位置之间可转动。本实施例中，限位结构可以是机身1的自身结构，例如将机臂2连接在机身1的中部位置，借助于机身1自身的侧壁使得机臂2在转动到竖直位置后无法继续向下转动、在转动到水平位置后无法继续向上转动，从而实现限位。或者在另一个实施例中，限位结构还可以是固定安装在机身1上的限位挡块，例如机臂2连接在机身1侧壁的顶部或者底部时，便有至少一个方向的转动无法得到机身1侧壁的限制，因此通过增加限位挡块即可。
31.如此设置，使得无人机在不使用时，如图3及图4所示，在重力的作用下机臂2转动到竖直位置，从而进一步缩小体积尺寸以便于运输转移；而在无人机使用时，如图1及图2所示，通过旋翼组件3工作后获得的动力即可克服机臂2的重力，使机臂2处于水平位置从而执行飞行任务，并且机臂2的位置转换过程不需要人工以及辅助设备介入操作。
32.而为了防止机臂2无法在重力作用下自然转动到竖直位置，本实施例中，在机臂2与机身1之间还连接有弹簧5，弹簧5具有使机臂2转动到竖直位置的拉力。通过弹簧5的布置，有效地解决了机臂2因为卡涩等原因难以自然转动到竖直位置的问题。
33.可以理解的是，机身1的底面还安装有起落架6，该起落架6一方面用于支撑机身1，另一方面也用于使机身1具有一定的高度，从而使机臂2转动到竖直位置时，其上安装的旋翼组件3不会接触到地面。
34.使用时，通常将机臂2伸展到最大长度并锁紧，启动旋翼组件3，旋翼组件3产生的作用力使得机臂2转动并停止在水平位置，旋翼组件3产生的作用力继续增加后即可使无人机飞起从而执行飞行任务；而当需要通过狭小地形时，即可通过锁紧结构4将机臂2调整到收缩状态即可，此时无人机的载荷和航程不受影响。
35.实施例二
36.其与实施例一的区别在于：本实施例中，配置旋翼组件3为双层旋翼。
37.例如，本实施例中，双层旋翼3包括两个对称且同轴地布置在机臂2两侧的两个电机31以及安装在每个电机31的输出轴上的桨叶32。
38.如此设置，通过调节电机31的转速和方向，即可使两个桨叶32按照相同的转速、相
反的方向转动，即形成同轴反转螺旋桨，其具有较高的悬停效率，且具有更低的诱导阻力，同时，无人机的机动性有所增加，并能保证较为优良的稳定性。
39.或者在另一个实施例中，设置双层旋翼3包括可转动连接在机臂2上的同轴反转螺旋桨以及固定安装在机臂2上(例如内部)且与该同轴反转螺旋桨驱动连接的电机(图中未示出)。
40.以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。