CN104986331A - 一种无人机旋翼保护架及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机设计技术领域，具体涉及一种无人机旋翼保护架及无人机，以解决目前的旋翼保护架导致无人机体积增大以及拆装麻烦的问题。本发明的无人机旋翼保护架包括保护架本体，可拆卸地设置在无人机机臂上远离无人机本体的一端端部，端部设置有螺旋桨，螺旋桨的旋转轴线垂直于保护架本体的表面，保护架本体能够完全避免无人机螺旋桨在飞行过程中与人体的任何接触，确保人身安全；同时，能够使得无人机在遭遇不同方向撞击时，承受并通过弹性变形吸收一定的能量，减小撞击破坏性，进一步提高安全性能高；另外，安装、拆卸以及收纳携带更方便，使用时能够快速展开，迅速达到飞行状态。

Description

一种无人机旋翼保护架及无人机

技术领域

本发明涉及无人机设计技术领域，具体涉及一种无人机旋翼保护架及无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机根据飞行方式可以分为固定翼、旋翼、伞翼、扑翼等多种分类。随着无线技术、控制技术以及机械部件的的发展和成熟，无人机可以搭载多种负载完成各种复杂任务，如空中观察和拍摄，包裹和货物的投递等。作为最简单和直观的稳定控制结构四旋翼消费级无人机在电子消费市场逐渐显露头角。

随着价格门坎的降低，在更多的场合可以看到无人机的身影，而控制飞机的人群也不再仅限于专业玩家。这种情况下，无人机的安全问题显得尤为重要。考虑到旋翼在高速飞行对人身安全的危险及飞机自身的撞击的危险，有必要采取相应的旋翼保护结构。特别是相关领域的市场管理不够完善，大众日常活动范围内，无人机高空坠落和高速撞击造成伤害的危险系数较大，必须设计相应的防护装置来尽可能的减小这种危险性。

现有旋翼保护架结构可以分为两种形式，一种是与机架或其他机体部件作为一体，不需安装，无法拆卸的旋翼保护架；另一种是在飞行前进行安装，但这种通常需要拆装多个螺钉。这两种保护架存在明显的不足之处：前者导致无人机体积增大，不便于携带及存放；后者拆装麻烦，严重影响用户使用的便捷性和可靠性。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种无人机旋翼保护架及无人机，以解决目前的旋翼保护架导致无人机体积增大以及拆装麻烦的问题。

本发明的另一个目的是提供一种无人机，以解决目前无人机体积较大的问题。

本发明的技术方案是：

一种无人机旋翼保护架，包括：

保护架本体，可拆卸地设置在无人机机臂上远离无人机本体的一端端部，所述端部设置有螺旋桨，所述螺旋桨的旋转轴线垂直于所述保护架本体的表面，所述保护架本体用于对旋转时的所述螺旋桨进行保护。

可选地，所述保护架本体包括：

扇形保护架，位于所述螺旋桨底部，且所述螺旋桨的旋转轴线穿过所述扇形保护架的圆心，另外，所述扇形保护架的半径大于或等于所述螺旋桨的半径。

可选地，所述扇形保护架包括：

架体，由弧形杆以及至少两根沿半径方向布置的支链构成，所述支链的一端端部固定连接至所述弧形杆的杆体上；

底托，所述支链的另一端端部固定连接至所述底托上，所述底托可拆卸地设置在所述机臂的具有所述螺旋桨的一端底部。

可选地，所述支链为三根，其中两根的端部分别连接至所述弧形杆的端部，第三根位于中间，一端端部连接至所述弧形杆杆体上。

可选地，所述底托的中间部分呈环面未封闭的圆筒状，其轴线与所述螺旋桨的轴线重合，且所述圆筒状的底托的未封闭端端口朝向所述机臂；

所述圆筒状的底托的未封闭端端口处还设置有一近似U字形的安装部，所述安装部的底面与所述螺旋桨的轴线垂直，且所述安装部通过其开口端的两条安装边连接至所述圆筒状的底托的未封闭端端口处，共同构成与所述机臂的具有所述螺旋桨的一端底部形状相匹配的容纳腔，所述机臂的端部卡合设置在所述容纳腔中。

可选地，所述的无人机旋翼保护架还包括：

搭扣，呈倒置U字形，与所述安装部采用U形开口端与U形开口端相对的形式卡合后，形成的形状与位于该位置的所述机臂的形状相匹配，所述搭扣的开口端的一条安装边上并列设置有两个第一支耳，两个所述第一支耳之间形成第一凹槽，所述搭扣的开口端的另一条安装边上设置有第一凸起；

所述安装部的开口端的一条安装边上固定设置一个第二支耳，所述第二支耳通过圆柱销铰接在所述第一凹槽内，所述圆柱销的轴线方向与所述机臂的长度方向一致；

拨片，一端铰接在所述安装部的开口端的另一条安装边上，其转动轴线垂直于所述另一条安装边，所述拨片的另一端具有与所述搭扣的第一凸起相匹配的卡扣，当所述搭扣与所述安装部卡合后，通过所述拨片将所述搭扣固定。

可选地，所述安装部的开口端的所述另一条安装边上设置有一带有沉孔的第一凸台，沉孔内固定设置有螺母；

所述拨片的一端的面向所述第一凸台的一侧，设置有与所述第一凸台的沉孔相匹配的第二凸台；

所述拨片的一端的背向所述第一凸台的一侧设有沉头通孔，螺钉贯穿所述沉头通孔以及所述第二凸台后与所述沉孔中的螺母连接。

可选地，当通过所述拨片将所述搭扣固定后，所述拨片的卡扣位于所述搭扣的第一凸起顶部；

所述第一凸起的顶部设置有第二凹槽，所述卡扣的底部设置有与所述第二凹槽相匹配的第二凸起。

可选地，所述底托上开设有多根限位立柱，所述限位立柱与所述机臂底部的多个螺纹安装孔相匹配。

可选地，所述安装部的底面上均匀开设有多个减重孔。

可选地，所述拨片上均匀开设有多条骨线以及多个减重槽。

可选地，所述搭扣的倒置U形开口设置成黏贴槽，用于在所述搭扣与所述机臂接触位置处设置柔性保护材料。

可选地，所述柔性保护材料为泡棉片。

本发明还提供了一种无人机，包括机体、机臂以及机臂端部的螺旋桨，每个机臂上具有螺旋桨的一端端部，均设置有上述任一项所述的无人机旋翼保护架。

可选地，所述机臂包括四个，分布在无人机机体四个角。

本发明的有益效果：

本发明的无人机旋翼保护架及无人机，可拆卸地设置在无人机机臂上具有螺旋桨的一端端部，可完全避免无人机螺旋桨在飞行过程中与人体的任何接触，确保人身安全；同时，能够使得无人机在遭遇不同方向撞击时，承受并通过弹性变形吸收一定的能量，减小撞击破坏性，进一步提高安全性能高；另外，本发明的无人机旋翼保护架能够快速安装及拆卸，方便收纳携带，使用时能够快速展开，迅速达到飞行状态。

附图说明

图1是本发明无人机旋翼保护架的使用状态示意图；

图2是本发明无人机旋翼保护架的结构示意图；

图3是本发明无人机旋翼保护架去除搭扣和拨片后的结构示意图；

图4是本发明无人机旋翼保护架中搭扣的结构示意图；

图5是本发明无人机旋翼保护架中拨片的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。

如图1和图5所示，本发明提供的一种无人机旋翼保护架，包括保护架本体。保护架本体是可拆卸地设置在无人机机臂4上远离无人机本体的一端端部，该端部设置有螺旋桨5(又叫旋翼)，螺旋桨5的旋转轴线垂直于保护架本体的表面，保护架本体用于对旋转时的螺旋桨5进行保护。需要说明的是，保护架本体可以采用多种适合的结构形状，圆形、扇形等等，另外，保护架本体也可以采用多种适合的方式与机臂4可拆卸连接。

本发明的无人机旋翼保护架，可完全避免无人机螺旋桨在飞行过程中与人体的任何接触，确保人身安全；同时，能够使得无人机在遭遇不同方向撞击时，承受并通过弹性变形吸收一定的能量，减小撞击破坏性，进一步提高安全性能高；另外，可拆卸的连接方式使得本发明的无人机旋翼保护架能够快速安装及拆卸，方便收纳携带，使用时能够快速展开，迅速达到飞行状态。

本发明的保护架本体包括扇形保护架1，位于螺旋桨5底部，且螺旋桨5的旋转轴线穿过扇形保护架1的圆心，另外，扇形保护架1的半径大于或等于螺旋桨5的半径，扇形保护架1以半包裹的方式贴合于机臂4头部下侧外壳。

进一步，机臂4长度方向的轴线将扇形保护架平分，并且，扇形保护架的角度主要是根据各个机臂4之间的夹角进行适合的选择，在不影响各螺旋桨5正常运行的状态下，又可以保证无人机在飞行时，从水平方向的任意一个方向碰撞无人机时桨叶均不会被触碰。

进一步，扇形保护架1包括架体11和底托12。

架体11由一根弧形杆111以及至少两根沿半径方向布置的支链112构成，弧形杆111的截面为开口向内(向机臂4方向)的直角形状；支链112的一端端部固定连接至弧形杆111的杆体上。

本实施例中，支链112为三根，其中两根的端部分别连接至弧形杆111的端部，第三根位于中间，一端端部连接至所述弧形杆111杆体上，从而构成扇形。另外，两侧支链112的截面保持与弧形杆111一致并保持连续；中间的支链112为主要承力结构，截面为拱形，在截面内侧有均布的数条加强筋，可保证一定的刚度。支链112的另一端端部固定连接至底托12上，而底托12可拆卸地设置在机臂4的具有螺旋桨5的一端底部。

底托12的中间部分(也是与支链112连接的部分)呈环面未封闭的圆筒状(中间为通光孔122，可保证机臂4上指示灯光充分发出)，其形状与机臂4下侧贴合，可保证安装的稳定性，并保持外型小巧；另外，其轴线与螺旋桨5的轴线重合，且圆筒状的底托12的未封闭端端口朝向机臂4。

在圆筒状的底托12的未封闭端端口处还设置有一近似U字形(根据该位置处的机臂4形状而定)的安装部126，安装部126的底面(底面与开口端侧面的两条安装边共同构成U字形状)与螺旋桨5轴线垂直，且安装部126通过其开口端的两条安装边连接至圆筒状的底托12的未封闭端端口处，共同构成与机臂4的具有螺旋桨5的一端底部形状相匹配的容纳腔，机臂4的端部卡合设置在容纳腔中。

本发明的无人机旋翼保护架还包括配合使用的搭扣2和拨片3。

搭扣2呈近似倒置U字形，与安装部126采用U形开口端与U形开口端相对的形式卡合后，形成的形状与位于该位置的机臂4的形状相匹配，搭扣2的开口端的一条安装边上并列设置有两个第一支耳21，两个第一支耳21之间形成第一凹槽24，搭扣2的开口端的另一条安装边上设置有第一凸起22。

安装部126的开口端的一条安装边上固定设置一个第二支耳124，第二支耳124通过圆柱销6铰接在所述第一凹槽24内，且圆柱销6的轴线方向与机臂4的长度方向一致。

拨片3一端铰接在安装部126的开口端的另一条安装边上，其转动轴线垂直于另一条安装边，拨片3的另一端具有与搭扣2的第一凸起22相匹配的卡扣34，当搭扣2与安装部126卡合后，通过拨片3将搭扣2固定。另外，卡扣34与第一凸起22卡合部设置为弧形曲面，通过弧形曲面卡合能够使得连接更牢固。

进一步，在安装部126的开口端的另一条安装边上(即铰接有拨片3的一条边)设置有一带有沉孔的第一凸台125，沉孔内固定设置有螺母；拨片3的一端的面向第一凸台125的一侧，设置有与第一凸台125的沉孔相匹配的第二凸台33，第二凸台33内部具有通孔；拨片3的一端的背向第一凸台125的一侧设有沉头通孔32，通过螺钉7贯穿沉头通孔32以及第二凸台33的通孔后与沉孔中的螺母连接，第二凸台33的设置能够增加接触面积，防止拨片3的晃动。

特别如图1中所示，当拨片3可操作地绕螺钉7顺时针转动到将搭扣2固定后的位置以后，拨片3的卡扣34位于搭扣2的第一凸起22顶部；在第一凸起22的顶部设置有截面为半圆形的第二凹槽221，卡扣34的底部设置有与第二凹槽221相匹配的第二凸起341。进一步，在本实施例中，如图1和图5中试图方向所示，拨片3的卡扣34同样呈倒U字形，且右侧的安装边的长度小于左侧的安装边长度，以使得卡扣34顺时针转动时更容易与第一凸起22卡合，同时，左侧较长的安装边又起到安全限位作用。

在底托12上开设有多根限位立柱121，分布在通光孔122周边，并且，限位立柱121数量和形状与机臂4底部原有的螺纹安装孔数量和形状相匹配，安装后可减小扇形保护架1垂直方向的晃动。

安装部126的底面上均匀开设有多个减重孔123，在拨片3上均匀开设有多个减重槽35，能够尽量减小保护架重量对飞行的影响。另外，拨片3外侧面上还设置有多条骨线31，能够增加摩擦力，方便操作。

搭扣2的倒置U形开口设置成黏贴槽23，用于在所述搭扣2与所述机臂4接触位置处设置柔性保护(抗振)材料；其中，柔性保护材料可以采用多种适合材料，例如橡胶、泡棉片等，本实施例优选为泡棉片。

本发明的无人机旋翼保护架安装时，将底托12的三根限位立柱121与机臂4底部三个螺纹安装孔对齐，机臂4可卡于底托12两侧立边(安装部126的两条安装边)之间，机臂4外壳下侧表面与底托12内表面完整贴合；搭扣2安放于机臂4外壳上侧面；将拨片3转到图1所示位置，此时卡合面卡合，凸起22被卡扣34压紧，并通过凹槽221与凸起341的配合进行限位。

本发明还提供了一种无人机，包括机体、驱动装置、机臂以及机臂端部的螺旋桨等，无人机可以采用目前已知的多种适合的结构，不再赘述。进一步，本实施例中无人机为四旋翼无人机，机臂包括四个，分布在无人机机体四个角，具体连接方式不再赘述。

每个机臂上具有螺旋桨的一端端部，均设置有上述无人机旋翼保护架，同样可完全避免无人机螺旋桨在飞行过程中与人体的任何接触，确保人身安全；同时，能够使得无人机在遭遇不同方向撞击时，承受并通过弹性变形吸收一定的能量，减小撞击破坏性，进一步提高安全性能高；另外，可拆卸的连接方式使得本发明的无人机旋翼保护架能够快速安装及拆卸，方便收纳携带，使用时能够快速展开，迅速达到飞行状态。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种无人机旋翼保护架，其特征在于，包括：

保护架本体，可拆卸地设置在无人机机臂(4)上远离无人机本体的一端端部，所述端部设置有螺旋桨(5)，所述螺旋桨(5)的旋转轴线垂直于所述保护架本体的表面，所述保护架本体用于对旋转时的所述螺旋桨(5)进行保护。

2.根据权利要求1所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述保护架本体包括：

扇形保护架(1)，位于所述螺旋桨(5)底部，且所述螺旋桨(5)的旋转轴线穿过所述扇形保护架(1)的圆心，另外，所述扇形保护架(1)的半径大于或等于所述螺旋桨(5)的半径。

3.根据权利要求2所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述扇形保护架(1)包括：

架体(11)，由弧形杆(111)以及至少两根沿半径方向布置的支链(112)构成，所述支链(112)的一端端部固定连接至所述弧形杆(111)的杆体上；

底托(12)，所述支链(112)的另一端端部固定连接至所述底托(12)上，所述底托(12)可拆卸地设置在所述机臂(4)的具有所述螺旋桨(5)的一端底部。

4.根据权利要求3所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述支链(112)为三根，其中两根的端部分别连接至所述弧形杆(111)的端部，第三根位于中间，一端端部连接至所述弧形杆(111)杆体上。

5.根据权利要求3或4所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述底托(12)的中间部分呈环面未封闭的圆筒状，其轴线与所述螺旋桨(5)的轴线重合，且所述圆筒状的底托(12)的未封闭端端口朝向所述机臂(4)；

所述圆筒状的底托(12)的未封闭端端口处还设置有一近似U字形的安装部(126)，所述安装部(126)的底面与所述螺旋桨(5)的轴线垂直，且所述安装部(126)通过其开口端的两条安装边连接至所述圆筒状的底托(12)的未封闭端端口处，共同构成与所述机臂(4)的具有所述螺旋桨(5)的一端底部形状相匹配的容纳腔，所述机臂(4)的端部卡合设置在所述容纳腔中。

6.根据权利要求5所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，还包括：

搭扣(2)，呈倒置U字形，与所述安装部(126)采用U形开口端与U形开口端相对的形式卡合后，形成的形状与位于该位置的所述机臂(4)的形状相匹配，所述搭扣(2)的开口端的一条安装边上并列设置有两个第一支耳(21)，两个所述第一支耳(21)之间形成第一凹槽(24)，所述搭扣(2)的开口端的另一条安装边上设置有第一凸起(22)；

所述安装部(126)的开口端的一条安装边上固定设置一个第二支耳(124)，所述第二支耳(124)通过圆柱销(6)铰接在所述第一凹槽(24)内，所述圆柱销(6)的轴线方向与所述机臂(4)的长度方向一致；

拨片(3)，一端铰接在所述安装部(126)的开口端的另一条安装边上，其转动轴线垂直于所述另一条安装边，所述拨片(3)的另一端具有与所述搭扣(2)的第一凸起(22)相匹配的卡扣(34)，当所述搭扣(2)与所述安装部(126)卡合后，通过所述拨片(3)将所述搭扣(2)固定。

7.根据权利要求6所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述安装部(126)的开口端的所述另一条安装边上设置有一带有沉孔的第一凸台(125)，沉孔内固定设置有螺母；

所述拨片(3)的一端的面向所述第一凸台(125)的一侧，设置有与所述第一凸台(125)的沉孔相匹配的第二凸台(33)；

所述拨片(3)的一端的背向所述第一凸台(125)的一侧设有沉头通孔(32)，螺钉(7)贯穿所述沉头通孔(32)以及所述第二凸台(33)后与所述沉孔中的螺母连接。

8.根据权利要求7所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，当通过所述拨片(3)将所述搭扣(2)固定后，所述拨片(3)的卡扣(34)位于所述搭扣(2)的第一凸起(22)顶部；

所述第一凸起(22)的顶部设置有第二凹槽(221)，所述卡扣(34)的底部设置有与所述第二凹槽(221)相匹配的第二凸起(341)。

9.根据权利要求8所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述底托(12)上开设有多根限位立柱(121)，所述限位立柱(121)与所述机臂(4)底部的多个螺纹安装孔相匹配。

10.根据权利要求9所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述安装部(126)的底面上均匀开设有多个减重孔(123)。

11.根据权利要求10所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述拨片(3)上均匀开设有多条骨线(31)以及多个减重槽(35)。

12.根据权利要求11所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述搭扣(2)的倒置U形开口设置成黏贴槽(23)，用于在所述搭扣(2)与所述机臂(4)接触位置处设置柔性保护材料。

13.根据权利要求12所述的无人机旋翼保护架，其特征在于，所述柔性保护材料为泡棉片。

14.一种无人机，包括机体、机臂以及机臂端部的螺旋桨，其特征在于，每个机臂上具有螺旋桨的一端端部均设置有如权利要求1至权利要求13中任一项所述的无人机旋翼保护架。

15.根据权利要求14所述的无人机，其特征在于，所述机臂包括四个，分布在无人机机体四个角。