CN107000831A - 无人飞行器及其起落架系统 - Google Patents
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Abstract
一种无人飞行器及其起落架系统。其中，所述起落架系统(1)包括驱动机构(2)、传动机构(31)和多个起落架机构(3)；驱动机构(2)包括驱动电机和与驱动电机保持传动连接的主动轮；传动机构(31)包括由主动轮驱动的轴向传动组件(311)及与轴向传动组件(311)配合的径向传动组件(312)；起落架机构(3)包括与径向传动组件(312)保持传动连接的起落架(33)；驱动电机通过主动轮驱动轴向传动组件(311)沿轴向运动，轴向传动组件(311)带动径向传动组件(312)沿径向运动，从而带动起落架(33)转动以放下或收起。实现了通过一个驱动电机驱动主动轮，从而同时控制多个起落架放下或收起。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别涉及一种无人飞行器及其起落架系统。
背景技术
传统的多旋翼无人飞行器的起落架有两种结构形式，分为不可收放的起落架结构和可收放的起落架结构。
不可收放的起落架结构，会导致无人飞行器平时不便于携带的问题，并且当无人飞行器处于飞行状态下会限制摄像机的拍摄角度，进而影响摄像机进行全向拍摄。
可收放的起落架结构，通常由固定布置的起落架收放机构进行控制，这种方式的起落架结构重量大且对布置方式有很大限制，通常只适合同时控制两个起落架。并且，起落架与机体刚性连接，降落时容易对机体产生较大冲击。
发明内容
本发明提供一种无人飞行器及其起落架系统。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种起落架系统，包括：驱动机构、传动机构和多个起落架机构；
所述驱动机构包括驱动电机和与所述驱动电机保持传动连接的主动轮；所述传动机构包括由所述主动轮驱动的轴向传动组件及与所述轴向传动组件配合的径向传动组件；所述起落架机构包括与所述径向传动组件保持传动连接的起落架；
所述驱动电机通过所述主动轮驱动所述轴向传动组件沿轴向运动，所述轴向传动组件带动所述径向传动组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种无人飞行器，包括：机身和如上所述的起落架系统，所述起落架系统与所述机身相连接。
本发明的起落架系统，通过一个驱动电机驱动主动轮控制轴向传动组件沿轴向运动，再由轴向传动组件带动径向传动组件沿径向运动，从而实现同时带动多个起落架转动以放下或收起，可以降低起落架系统的整体重量，使设置该起落架系统的无人飞行器便于携带，以及能够无人飞行器在飞行状态下避免起落架遮挡摄像机的拍摄角度。
本发明的无人飞行器，通过起落架系统的驱动电机驱动主动轮控制轴向传动组件沿轴向运动，再由轴向传动组件带动径向传动组件沿径向运动，从而实现同时带动多个起落架转动以放下或收起，使无人飞行器更加便于携带，以及能够无人飞行器在飞行状态下避免起落架遮挡摄像机的拍摄角度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例示出的起落架系统的俯视图。
图2是图1所示的起落架系统沿A-A方向的剖面示意图。
图3是图2所示的起落架系统中起落架放下且未落地状态的示意图。
图4是图2所示的起落架系统中起落架放下且落地状态的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面结合附图，对本发明的无人飞行器及其起落架系统进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
本发明实施例提供一种起落架系统，包括：驱动机构、传动机构和多个起落架机构。其中，所述驱动机构包括驱动电机和与所述驱动电机保持传动连接的主动轮。所述传动机构包括由所述主动轮驱动的轴向传动组件及与所述轴向传动组件配合的径向传动组件。所述起落架机构包括与所述径向传动组件保持传动连接的起落架。轴向传动组件和径向传动组件的数量与起落架的数量一一对应。起落架收放时，所述驱动电机通过所述主动轮驱动所述轴向传动组件沿轴向运动，所述轴向传动组件带动所述径向传动组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
本发明的起落架系统，通过一个驱动电机驱动主动轮控制轴向传动组件沿轴向运动，再由轴向传动组件带动径向传动组件沿径向运动，从而实现同时带动多个起落架转动以放下或收起，可以降低起落架系统的整体重量，使设置该起落架系统的无人飞行器便于携带，以及能够无人飞行器在飞行状态下避免起落架遮挡摄像机的拍摄角度。
需要说明的是，本发明的起落架系统，驱动电机和主动轮驱动轴向传动组件沿轴向运动的传动方式至少可以包括以下四种传动方式。下面通过具体实施例，分别对驱动电机和主动轮驱动轴向传动组件沿轴向运动的四种传动方式进行详细介绍。
第一种驱动方式：驱动电机和主动轮采用驱动齿轮和齿轮皮带相配合的传动方式驱动轴向传动组件沿轴向运动。
参见图1至图4所示，在该第一种驱动方式中，本发明的起落架系统1，包括：驱动机构2、传动机构31和多个起落架机构3。所述驱动机构2包括驱动电机和与所述驱动电机保持传动连接的主动轮。所述传动机构31包括由所述主动轮驱动的轴向传动组件311及与所述轴向传动组件311配合的径向传动组件312。所述起落架机构3包括与所述径向传动组件312保持传动连接的起落架33。轴向传动组件311和径向传动组件312的数量与起落架33的数量一一对应。起落架33收放时，所述驱动电机通过所述主动轮驱动所述轴向传动组件311沿轴向(图2中所示为沿X方向)运动，所述轴向传动组件311带动所述径向传动组件312沿径向(图2中所示为沿Y方向)运动，从而带动所述起落架33转动以放下或收起。
其中，所述主动轮为驱动齿轮21，所述驱动电机2还包括与所述驱动齿轮21保持传动连接的齿轮皮带22，所述齿轮皮带22与所述轴向传动组件311保持传动连接。起落架33收放时，所述驱动齿轮21驱动所述齿轮皮带22沿轴向转动，所述齿轮皮带22带动所述轴向传动组件311沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件312沿径向运动，进而带动所述起落架33转动以放下或收起。
需要说明的是，所述齿轮皮带22可以采用各种形式，例如方型齿输送带、全圆弧齿输送带、半圆弧齿输送带等，本发明中所述齿轮皮带22的形式不受限制。另外，所述齿轮皮带22也可以采用各种材质，例如棉帆布输送带、尼龙(NN)输送带、聚酯类(EP)输送带、塑料(PVC或者PVG)输送带等，本发明中所述齿轮皮带22的材质同样不受限制。
参见图2所示，在本发明一实施方式中，所述轴向传动组件311包括沿轴向设置并与所述径向传动组件312配合的圆柱齿轮3111，所述圆柱齿轮3111与所述齿轮皮带22保持传动连接。起落架33收放时，所述驱动齿轮21驱动所述齿轮皮带22沿轴向转动，所述齿轮皮带22带动所述圆柱齿轮3111沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件312沿径向运动，进而带动所述起落架33转动以放下或收起。
进一步地，所述轴向传动组件311还包括：与所述圆柱齿轮3111连接的第一锥齿轮3112，所述第一锥齿轮3112与所述圆柱齿轮3111同轴设置。起落架33收放时，所述齿轮皮带22驱动所述圆柱齿轮3111和所述第一锥齿轮3112沿轴向转动，所述第一锥齿轮3112驱动所述径向传动组件312沿径向运动，进而带动所述起落架33转动以放下或收起。
在本发明一实施方式中，所述径向传动组件312包括：沿径向设置的第二锥齿轮3121以及与所述第二锥齿轮3121连接的推拉组件3122，所述第二锥齿轮3121与所述第一锥齿轮3112保持传动连接，所述推拉组件3122与所述起落架33保持传动连接。起落架33收放时，所述齿轮皮带22驱动所述圆柱齿轮3111和所述第一锥齿轮3112沿轴向转动，所述第一锥齿轮3112驱动所述第二锥齿轮3121沿径向转动，所述第二锥齿轮3121驱动所述推拉组件3122沿径向运动，从而带动所述起落架33转动以放下或收起。
可以理解，所述径向传动组件可以为凸轮组件，包括同轴设置的齿轮和凸轮，相应地，所述轴向传送组件311中的第一锥齿轮3112可以省略。通过所述圆柱齿轮3111与所述径向传动组件中的齿轮的啮合，带动所述凸轮转动，通过所述凸轮在转动过程中不同部位抵持所述起落架33使其转动，以使起落架33放下或收起。
在本发明一实施方式中，所述推拉组件3122包括与所述第二锥齿轮3121连接的螺杆3123以及与所述螺杆3123保持螺纹连接的推拉件，所述推拉件与所述起落架33保持传动连接。起落架33收放时，所述第一锥齿轮3112驱动所述第二锥齿轮3121沿径向转动，从而使所述推拉件相对所述螺杆3123沿径向运动，进而带动所述起落架33转动以放下或收起。
进一步地，所述推拉件包括套设于所述螺杆3123的螺纹套筒3124以及与所述螺纹套筒3124连接的顶杆3125，所述顶杆3125与所述起落架33保持传动连接。起落架33收放时，所述第一锥齿轮3112驱动所述第二锥齿轮3121沿径向转动，使所述螺纹套筒3124相对所述螺杆3123沿径向运动，从而带动所述顶杆3125沿径向运动，进而带动所述起落架33转动以放下或收起。
参见图2所示，在本发明一实施方式中，所述起落架33包括第一起落架体331、第二起落架体332以及设置于所述第一起落架体331和所述第二起落架体332之间的起落架转轴32，所述第一起落架体331与所述传动机构31保持传动连接，所述传动机构31驱动所述第一起落架体331和所述第二起落架体332绕所述起落架转轴32转动。
可以理解，上述所述传动机构31与所述起落架33保持传动连接，可以有多种方式，保证可传递运动或动力即可。例如可为类似滑块或者沟槽之类的连接方式。
进一步地，所述第一起落架体331和所述第二起落架体332互呈倾斜连接。当所述起落架33放下时(如图3所示)，所述第一起落架体331沿竖直方向设置。当所述起落架33收起时(如图2所示)，所述第二起落架体332沿水平方向设置。可选地，所述第一起落架体331和所述第二起落架体332之间的夹角的范围为100°～150°。
在本发明一实施方式中，起落架系统1还包括缓冲机构5，所述缓冲机构5设置于所述起落架转轴32上方。当所述起落架33放下且落地时，所述缓冲机构5的自由端抵靠于所述传动机构31。可选地，所述缓冲机构5为缓冲弹簧或缓冲簧片。起落架系统1采用缓冲机构5，可以保证起落架33在降落时的稳定性和抗冲击性。由于起落架33在飞控软件的控制下只有在离地后才可以收起，此时由于起落架33外端不受力，所以在所述缓冲机构5的弹力作用下，起落架33内端会与起落架33的顶支点脱离接触，使得起落架33内端可以被径向传动组件312自由拉动落下。
在本发明一实施方式中，起落架系统1还包括固定机构，所述固定机构设置于所述起落架33上方。当所述起落架33放下且落地时，所述固定机构抵靠于所述起落架33，以固定所述起落架33。可选地，所述固定机构包括固定块6，所述固定块6上设有固定部61和限位部62，所述固定部61用以抵靠于所述起落架33的端部，所述限位部62用以抵靠于所述起落架33的侧部。如图4所示，起落架系统1采用固定机构，当起落架33放下并与地面接触后，起落架33受到地面的反作用力会向上运动，此时可以通过固定块6的固定部61抵靠第一起落架体331，从而固定起落架33的放下状态。并且可以通过缓冲机构5缓冲起落架33落地时的部分作用力，进一步加强了起落架33在降落时的稳定性和抗冲击性。
在本发明一实施方式中，所述齿轮皮带22为环形齿轮皮带，所述齿轮皮带22的内表面设有从动齿221，所述轴向传动组件311位于所述齿轮皮带22的内圈，并与所述从动齿221相配合。进一步地，所述驱动齿轮21设置于所述齿轮皮带22的内圈，所述驱动齿轮21的外表面设有与所述从动齿221相配合的驱动齿211。
在本发明一实施方式中，所述齿轮皮带22为环形齿轮皮带，所述驱动机构2还包括用以张紧所述齿轮皮带22的定位销23，所述齿轮皮带22绕设于所述定位销23。通过所述定位销23可以根据实际操作情况张紧或放松所述齿轮皮带22，使齿轮皮带22达到最佳的张紧工作状态。此外，所述定位销23也可用于调整所述齿轮皮带22的轮廓，以便进行避位，如避开无人飞行器上的某些元件等，如图1中所示的元件70。所述定位销23的数目也可根据需要设置为两个、三个等其他数目。
在本发明一实施方式中，所述齿轮皮带22为环形齿轮皮带，所述驱动机构2还包括用以张紧所述齿轮皮带22的调整轮，所述调整轮抵靠设置于所述齿轮皮带22的内侧或外侧。通过所述调整轮可以根据实际操作情况张紧或放松所述齿轮皮带22，使齿轮皮带22达到最佳的张紧工作状态。
在本发明一实施方式中，所述齿轮皮带22为环形齿轮皮带，所述起落架33为四个，所述圆柱齿轮3111的数量与所述起落架33的数量一一对应，四个所述圆柱齿轮3111均匀布设于所述环形齿轮皮带的四角位置。可选地，所述环形齿轮皮带可以包括圆形齿轮皮带和矩形齿轮皮带。
参见图1所示，在本发明一实施方式中，所述起落架系统1还包括限位机构4，所述限位机构4包括限位开关和与所述限位开关相适配的限位块43，所述限位块43设置于所述齿轮皮带22上。可选地，所述限位开关包括所述第一限位开关41和所述第二限位开关42，所述限位块43位于所述第一限位开关41和所述第二限位开关42之间。当所述限位块43触发所述第一限位开关41时，第一限位开关41能够关断所述驱动电机反转。当所述限位块43触发所述第二限位开关42时，第二限位开关42能够关断所述驱动电机正转。
这样，起落架33在收起过程中，当起落架33达到如图2所示的收起状态后，通过所述限位块43触发所述第二限位开关42，由第二限位开关42关断所述驱动电机正转，可以使起落架33停止转动，从而保持收起状态。起落架33在放下过程中，当起落架33达到如图3所示的放下状态后，通过所述限位块43触发所述第一限位开关41，由第一限位开关41关断所述驱动电机反转，可以使起落架33停止转动，从而保持放下状态。
在第一种驱动方式中，本发明的起落架33收放过程如下：
参见图1和图2所示，当驱动电机驱动所述驱动齿轮21正转(即如图1中沿轴向顺时针转动)，驱动齿轮21将驱动齿轮皮带22沿轴向顺时针转动，齿轮皮带22将驱动所述圆柱齿轮3111和第一锥齿轮3112沿轴向顺时针转动，所述第一锥齿轮3112将驱动所述第二锥齿轮3121沿径向顺时针转动并带动螺杆3123一同沿径向顺时针转动，所述螺纹套筒3124将会相对所述螺杆3123沿径向向右运动，从而带动所述顶杆3125一同沿径向向右运动，进而带动所述起落架33相对起落架转轴32顺时针转动，通过所述顶杆3125拉动起落架33的第一起落架体331使第二起落架体332抬起，进而使起落架33收起。当起落架33达到如图2所示的收起状态后，通过所述限位块43触发所述第二限位开关42，由第二限位开关42关断所述驱动电机正转，可以使起落架33停止转动，从而保持收起状态。
参见图3所示，当驱动电机驱动所述驱动齿轮21反转(即如图1中沿轴向逆时针转动)，驱动齿轮21驱动齿轮皮带22沿轴向逆时针转动，齿轮皮带22将驱动所述圆柱齿轮3111和第一锥齿轮3112沿轴向逆时针转动，所述第一锥齿轮3112将驱动所述第二锥齿轮3121沿径向逆时针转动并带动螺杆3123一同沿径向逆时针转动，所述螺纹套筒3124将会相对所述螺杆3123沿径向向左运动，从而带动所述顶杆3125一同沿径向向左运动，进而带动所述起落架33相对起落架转轴32逆时针转动，通过所述顶杆3125推动起落架33的第一起落架体331使第二起落架体332落下，进而使起落架33放下。当起落架33达到如图3所示的放下状态后，通过所述限位块43触发所述第一限位开关41，由第一限位开关41关断所述驱动电机反转，可以使起落架33停止转动，从而保持放下状态。
第二种驱动方式：驱动电机和主动轮采用链轮和链条相配合的传动方式驱动轴向传动组件沿轴向运动。
在该第二种驱动方式中，本发明的起落架系统，包括：驱动机构、传动机构和多个起落架机构。所述驱动机构包括驱动电机和与所述驱动电机保持传动连接的主动轮。所述传动机构包括由所述主动轮驱动的轴向传动组件及与所述轴向传动组件配合的径向传动组件。所述起落架机构包括与所述径向传动组件保持传动连接的起落架。轴向传动组件和径向传动组件的数量与起落架的数量一一对应。起落架收放时，所述驱动电机通过所述主动轮驱动所述轴向传动组件沿轴向运动，所述轴向传动组件带动所述径向传动组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
其中，所述主动轮为主动链轮，所述驱动电机还包括与所述主动链轮保持传动连接的链条，所述链条与所述轴向传动组件保持传动连接。起落架收放时，所述主动链轮驱动所述链条沿轴向转动，所述链条带动所述轴向传动组件沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动，进而带动所述起落架转动以放下或收起。
在本发明一实施方式中，所述轴向传动组件包括沿轴向设置并与所述径向传动组件配合的从动链轮，所述从动链轮与所述链条保持传动连接。起落架收放时，所述主动链轮驱动所述链条沿轴向转动，所述链条带动所述从动链轮沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动，进而带动所述起落架转动以放下或收起。
进一步地，所述轴向传动组件还包括：与所述从动链轮连接的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述从动链轮同轴设置。起落架收放时，所述链条驱动所述从动链轮和所述第一锥齿轮沿轴向转动，所述第一锥齿轮驱动所述径向传动组件沿径向运动，进而带动所述起落架转动以放下或收起。
在本发明一实施方式中，所述径向传动组件包括：沿径向设置的第二锥齿轮以及与所述第二锥齿轮连接的推拉组件，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮保持传动连接，所述推拉组件与所述起落架保持传动连接。起落架收放时，所述链条驱动所述从动链轮和所述第一锥齿轮沿轴向转动，所述第一锥齿轮驱动所述第二锥齿轮沿径向转动，所述第二锥齿轮驱动所述推拉组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
可以理解，所述径向传动组件可以为凸轮组件，包括同轴设置的齿轮和凸轮，相应地，所述轴向传送组件中的第一锥齿轮可以省略。通过所述从动链轮与所述径向传动组件中的齿轮的啮合，带动所述凸轮转动，通过所述凸轮在转动过程中不同部位抵持所述起落架使其转动，以使起落架放下或收起。
需要说明的是，在上述第一种驱动方式中关于所述径向传动组件的推拉组件、所述起落架、所述缓冲机构以及所述固定机构的描述同样适用于第二种驱动方式中的起落架系统。
在本发明一实施方式中，所述链条为环形链条，所述驱动机构还包括用以张紧所述链条的导向链轮，所述导向链轮抵靠设置于所述链条的内侧或外侧。通过所述导向链轮可以根据实际操作情况张紧或放松所述链条，使链条达到最佳的张紧工作状态。
在本发明一实施方式中，所述链条为环形链条，所述起落架为四个，所述从动链轮的数量与所述起落架的数量一一对应，四个所述从动链轮均匀布设于所述环形链条的四角位置。
在本发明一实施方式中，所述起落架系统还包括限位机构，所述限位机构包括限位开关和与所述限位开关相适配的限位块，所述限位块设置于所述链条上。可选地，所述限位开关包括所述第一限位开关和所述第二限位开关，所述限位块位于所述第一限位开关和所述第二限位开关之间。当所述限位块触发所述第一限位开关时，第一限位开关能够关断所述驱动电机反转。当所述限位块触发所述第二限位开关时，第二限位开关能够关断所述驱动电机正转。
这样，起落架在收起过程中，当起落架达到收起状态后，通过所述限位块触发所述第二限位开关，由第二限位开关关断所述驱动电机正转，可以使起落架停止转动，从而保持收起状态。起落架在放下过程中，当起落架达到放下状态后，通过所述限位块触发所述第一限位开关，由第一限位开关关断所述驱动电机反转，可以使起落架停止转动，从而保持放下状态。
在第二种驱动方式中，本发明的起落架收放过程如下：
当驱动电机驱动所述主动链轮正转(即沿轴向顺时针转动)，主动链轮将驱动链条沿轴向顺时针转动，链条将驱动所述从动链轮和第一锥齿轮沿轴向顺时针转动，所述第一锥齿轮将驱动所述第二锥齿轮沿径向顺时针转动并带动螺杆一同沿径向顺时针转动，所述螺纹套筒将会相对所述螺杆沿径向向右运动，从而带动所述顶杆一同沿径向向右运动，进而带动所述起落架相对起落架转轴顺时针转动，通过所述顶杆拉动起落架的第一起落架体使第二起落架体抬起，进而使起落架收起。当起落架达到收起状态后，通过所述限位块触发所述第二限位开关，由第二限位开关关断所述驱动电机正转，可以使起落架停止转动，从而保持收起状态。
当驱动电机驱动所述主动链轮反转(即沿轴向逆时针转动)，主动链轮驱动链条沿轴向逆时针转动，链条将驱动所述从动链轮和第一锥齿轮沿轴向逆时针转动，所述第一锥齿轮将驱动所述第二锥齿轮沿径向逆时针转动并带动螺杆一同沿径向逆时针转动，所述螺纹套筒将会相对所述螺杆沿径向向左运动，从而带动所述顶杆一同沿径向向左运动，进而带动所述起落架相对起落架转轴逆时针转动，通过所述顶杆推动起落架的第一起落架体使第二起落架体落下，进而使起落架放下。当起落架达到放下状态后，通过所述限位块触发所述第一限位开关，由第一限位开关关断所述驱动电机反转，可以使起落架停止转动，从而保持放下状态。
第三种驱动方式：驱动电机和主动轮采用皮带轮和传送皮带相配合的传动方式驱动轴向传动组件沿轴向运动。
在该第三种驱动方式中，本发明的起落架系统，包括：驱动机构、传动机构和多个起落架机构。所述驱动机构包括驱动电机和与所述驱动电机保持传动连接的主动轮。所述传动机构包括由所述主动轮驱动的轴向传动组件及与所述轴向传动组件配合的径向传动组件。所述起落架机构包括与所述径向传动组件保持传动连接的起落架。轴向传动组件和径向传动组件的数量与起落架的数量一一对应。起落架收放时，所述驱动电机通过所述主动轮驱动所述轴向传动组件沿轴向运动，所述轴向传动组件带动所述径向传动组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
其中，所述主动轮为主动皮带轮，所述驱动电机还包括与所述主动皮带轮保持传动连接的传送皮带，所述传送皮带与所述轴向传动组件保持传动连接。起落架收放时，所述主动皮带轮驱动所述传送皮带沿轴向转动，所述传送皮带带动所述轴向传动组件沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动，进而带动所述起落架转动以放下或收起。需要说明的是，所述传送皮带可以采用各种形式和材质，本发明并不对所述传送皮带的形式和材质进行限制。
在本发明一实施方式中，所述轴向传动组件包括沿轴向设置并与所述径向传动组件配合的从动皮带轮，所述从动皮带轮与所述传送皮带保持传动连接。起落架收放时，所述主动皮带轮驱动所述传送皮带沿轴向转动，所述传送皮带带动所述从动皮带轮沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动，进而带动所述起落架转动以放下或收起。
进一步地，所述轴向传动组件还包括：与所述从动皮带轮连接的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述从动皮带轮同轴设置。起落架收放时，所述传送皮带驱动所述从动皮带轮和所述第一锥齿轮沿轴向转动，所述第一锥齿轮驱动所述径向传动组件沿径向运动，进而带动所述起落架转动以放下或收起。
在本发明一实施方式中，所述径向传动组件包括：沿径向设置的第二锥齿轮以及与所述第二锥齿轮连接的推拉组件，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮保持传动连接，所述推拉组件与所述起落架保持传动连接。起落架收放时，所述传送皮带驱动所述从动皮带轮和所述第一锥齿轮沿轴向转动，所述第一锥齿轮驱动所述第二锥齿轮沿径向转动，所述第二锥齿轮驱动所述推拉组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
可以理解，所述径向传动组件可以为凸轮组件，包括同轴设置的齿轮和凸轮，相应地，所述轴向传送组件中的第一锥齿轮可以省略。通过所述从动皮带轮与所述径向传动组件中的齿轮的啮合，带动所述凸轮转动，通过所述凸轮在转动过程中不同部位抵持所述起落架使其转动，以使起落架放下或收起。
需要说明的是，在上述第一种驱动方式中关于所述径向传动组件的推拉组件、所述起落架、所述缓冲机构以及所述固定机构的描述同样适用于第三种驱动方式中的起落架系统。
在本发明一实施方式中，所述传送皮带为环形传送皮带，所述驱动机构还包括用以张紧所述传送皮带的定位销，所述传送皮带绕设于所述定位销。通过所述定位销可以根据实际操作情况张紧或放松所述传送皮带，使传送皮带达到最佳的张紧工作状态。此外，所述定位销也可用于调整所述传送皮带的轮廓，以便进行避位，如避开无人飞行器上的某些元件等。所述定位销的数目也可根据需要设置为两个、三个等其他数目。
在本发明一实施方式中，所述传送皮带为环形传送皮带，所述驱动机构还包括用以张紧所述传送皮带的调整轮，所述调整轮抵靠设置于所述传送皮带的内侧或外侧。通过所述调整轮可以根据实际操作情况张紧或放松所述传送皮带，使传送皮带达到最佳的张紧工作状态。
在本发明一实施方式中，所述传送皮带为环形传送皮带，所述起落架为四个，所述从动皮带轮的数量与所述起落架的数量一一对应，四个所述从动皮带轮均匀布设于所述环形传送皮带的四角位置。可选地，所述环形传送皮带可以包括圆形传送皮带和矩形传送皮带。
在本发明一实施方式中，所述起落架系统还包括限位机构，所述限位机构包括限位开关和与所述限位开关相适配的限位块，所述限位块设置于所述传送皮带上。可选地，所述限位开关包括所述第一限位开关和所述第二限位开关，所述限位块位于所述第一限位开关和所述第二限位开关之间。当所述限位块触发所述第一限位开关时，第一限位开关能够关断所述驱动电机反转。当所述限位块触发所述第二限位开关时，第二限位开关能够关断所述驱动电机正转。
这样，起落架在收起过程中，当起落架达到收起状态后，通过所述限位块触发所述第二限位开关，由第二限位开关关断所述驱动电机正转，可以使起落架停止转动，从而保持收起状态。起落架在放下过程中，当起落架达到放下状态后，通过所述限位块触发所述第一限位开关，由第一限位开关关断所述驱动电机反转，可以使起落架停止转动，从而保持放下状态。
在第三种驱动方式中，本发明的起落架收放过程如下：
当驱动电机驱动所述主动皮带轮正转(即沿轴向顺时针转动)，主动皮带轮将驱动传送皮带沿轴向顺时针转动，传送皮带将驱动所述从动皮带轮和第一锥齿轮沿轴向顺时针转动，所述第一锥齿轮将驱动所述第二锥齿轮沿径向顺时针转动并带动螺杆一同沿径向顺时针转动，所述螺纹套筒将会相对所述螺杆沿径向向右运动，从而带动所述顶杆一同沿径向向右运动，进而带动所述起落架相对起落架转轴顺时针转动，通过所述顶杆拉动起落架的第一起落架体使第二起落架体抬起，进而使起落架收起。当起落架达到收起状态后，通过所述限位块触发所述第二限位开关，由第二限位开关关断所述驱动电机正转，可以使起落架停止转动，从而保持收起状态。
当驱动电机驱动所述主动皮带轮反转(即沿轴向逆时针转动)，主动皮带轮驱动传送皮带沿轴向逆时针转动，传送皮带将驱动所述从动皮带轮和第一锥齿轮沿轴向逆时针转动，所述第一锥齿轮将驱动所述第二锥齿轮沿径向逆时针转动并带动螺杆一同沿径向逆时针转动，所述螺纹套筒将会相对所述螺杆沿径向向左运动，从而带动所述顶杆一同沿径向向左运动，进而带动所述起落架相对起落架转轴逆时针转动，通过所述顶杆推动起落架的第一起落架体使第二起落架体落下，进而使起落架放下。当起落架达到放下状态后，通过所述限位块触发所述第一限位开关，由第一限位开关关断所述驱动电机反转，可以使起落架停止转动，从而保持放下状态。
第四种驱动方式：驱动电机和主动轮采用主动轮和从动轮相配合的传动方式驱动轴向传动组件沿轴向运动。
在该第四种驱动方式中，本发明的起落架系统，包括：驱动机构、传动机构和多个起落架机构。所述驱动机构包括驱动电机和与所述驱动电机保持传动连接的主动轮。所述传动机构包括由所述主动轮驱动的轴向传动组件及与所述轴向传动组件配合的径向传动组件。所述起落架机构包括与所述径向传动组件保持传动连接的起落架。轴向传动组件和径向传动组件的数量与起落架的数量一一对应。起落架收放时，所述驱动电机通过所述主动轮驱动所述轴向传动组件沿轴向运动，所述轴向传动组件带动所述径向传动组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
其中，所述轴向传动组件包括沿轴向设置并与所述径向传动组件配合的从动轮，所述从动轮与所述主动轮保持传动连接。起落架收放时，所述主动轮驱动所述从动轮沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动，进而带动所述起落架转动以放下或收起。
进一步地，所述轴向传动组件还包括：与所述从动轮连接的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述从动轮同轴设置。起落架收放时，所述主动轮驱动所述从动轮和所述第一锥齿轮沿轴向转动，所述第一锥齿轮驱动所述径向传动组件沿径向运动，进而带动所述起落架转动以放下或收起。
在本发明一实施方式中，所述径向传动组件包括：沿径向设置的第二锥齿轮以及与所述第二锥齿轮连接的推拉组件，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮保持传动连接，所述推拉组件与所述起落架保持传动连接。起落架收放时，所述主动轮驱动所述从动轮和所述第一锥齿轮沿轴向转动，所述第一锥齿轮驱动所述第二锥齿轮沿径向转动，所述第二锥齿轮驱动所述推拉组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
可以理解，所述径向传动组件可以为凸轮组件，包括同轴设置的齿轮和凸轮，相应地，所述轴向传送组件中的第一锥齿轮可以省略。通过所述从动轮与所述径向传动组件中的齿轮的啮合，带动所述凸轮转动，通过所述凸轮在转动过程中不同部位抵持所述起落架使其转动，以使起落架放下或收起。
需要说明的是，在上述第一种驱动方式中关于所述径向传动组件的推拉组件、所述起落架、所述缓冲机构以及所述固定机构的描述同样适用于第四种驱动方式中的起落架系统。
在本发明一实施方式中，所述起落架为四个，所述从动轮的数量与所述起落架的数量一一对应，四个所述从动轮沿所述主动轮的外周面均匀布设。
在第四种驱动方式中，本发明的起落架收放过程如下：
当驱动电机驱动所述主动轮正转(即沿轴向顺时针转动)，主动轮将驱动从动轮和第一锥齿轮沿轴向顺时针转动，所述第一锥齿轮将驱动所述第二锥齿轮沿径向顺时针转动并带动螺杆一同沿径向顺时针转动，所述螺纹套筒将会相对所述螺杆沿径向向右运动，从而带动所述顶杆一同沿径向向右运动，进而带动所述起落架相对起落架转轴顺时针转动，通过所述顶杆拉动起落架的第一起落架体使第二起落架体抬起，进而使起落架收起。
当驱动电机驱动所述主动轮反转(即沿轴向逆时针转动)，主动轮驱动从动轮和第一锥齿轮沿轴向逆时针转动，所述第一锥齿轮将驱动所述第二锥齿轮沿径向逆时针转动并带动螺杆一同沿径向逆时针转动，所述螺纹套筒将会相对所述螺杆沿径向向左运动，从而带动所述顶杆一同沿径向向左运动，进而带动所述起落架相对起落架转轴逆时针转动，通过所述顶杆推动起落架的第一起落架体使第二起落架体落下，进而使起落架放下。
本发明实施例还提供一种无人飞行器，包括机身和如上所述的起落架系统，所述起落架系统与所述机身相连接。需要说明的是，在上述实施例和实施方式中关于所述起落架系统的描述同样适用于本发明的无人飞行器。
在本发明一实施方式中，所述起落架系统的所述多个起落架机构沿所述机身均匀布设。
在本发明一实施方式中，所述无人飞行器为多旋翼飞行器。例如四旋翼飞行器、六旋翼飞行器和八旋翼飞行器。
在本发明一实施方式中，所述无人飞行器还包括设置于所述机身上的机臂和设置于所述机臂上的动力装置，所述动力装置用以为所述无人飞行器提供飞行动力。
在本发明一实施方式中，所述动力装置包括设置于所述机臂上的驱动件及连接于所述驱动件上的螺旋桨，所述驱动件用以驱动所述螺旋桨转动。
本发明的无人飞行器，通过起落架系统的驱动电机驱动主动轮控制轴向传动组件沿轴向运动，再由轴向传动组件带动径向传动组件沿径向运动，从而实现同时带动多个起落架转动以放下或收起，使无人飞行器更加便于携带，以及能够无人飞行器在飞行状态下避免起落架遮挡摄像机的拍摄角度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明实施例所提供的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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Claims (36)
1.一种起落架系统，其特征在于，包括：驱动机构、传动机构和多个起落架机构；
所述驱动机构包括驱动电机和与所述驱动电机保持传动连接的主动轮；所述传动机构包括由所述主动轮驱动的轴向传动组件及与所述轴向传动组件配合的径向传动组件；所述起落架机构包括与所述径向传动组件保持传动连接的起落架；
所述驱动电机通过所述主动轮驱动所述轴向传动组件沿轴向运动，所述轴向传动组件带动所述径向传动组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
2.根据权利要求1所述的起落架系统，其特征在于，所述主动轮为驱动齿轮，所述驱动电机还包括与所述驱动齿轮保持传动连接的齿轮皮带，所述齿轮皮带与所述轴向传动组件保持传动连接；
所述驱动齿轮驱动所述齿轮皮带沿轴向转动，所述齿轮皮带带动所述轴向传动组件沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动。
3.根据权利要求2所述的起落架系统，其特征在于，所述轴向传动组件包括沿轴向设置并与所述径向传动组件配合的圆柱齿轮，所述圆柱齿轮与所述齿轮皮带保持传动连接；
所述驱动齿轮驱动所述齿轮皮带沿轴向转动，所述齿轮皮带带动所述圆柱齿轮沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动。
4.根据权利要求3所述的起落架系统，其特征在于，
所述轴向传动组件还包括：与所述圆柱齿轮连接的第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述圆柱齿轮同轴设置；
所述齿轮皮带驱动所述圆柱齿轮和所述第一锥齿轮沿轴向转动，所述第一锥齿轮驱动所述径向传动组件沿径向运动。
5.根据权利要求4所述的起落架系统，其特征在于，所述径向传动组件包括：沿径向设置的第二锥齿轮以及与所述第二锥齿轮连接的推拉组件，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮保持传动连接，所述推拉组件与所述起落架保持传动连接；
所述齿轮皮带驱动所述圆柱齿轮和所述第一锥齿轮沿轴向转动，所述第一锥齿轮驱动所述第二锥齿轮沿径向转动，所述第二锥齿轮驱动所述推拉组件沿径向运动，从而带动所述起落架转动以放下或收起。
6.根据权利要求5所述的起落架系统，其特征在于，所述推拉组件包括与所述第二锥齿轮连接的螺杆以及与所述螺杆保持螺纹连接的推拉件，所述推拉件与所述起落架保持传动连接；
所述第一锥齿轮驱动所述第二锥齿轮沿径向转动，从而带动所述推拉件相对所述螺杆沿径向运动。
7.根据权利要求6所述的起落架系统，其特征在于，所述推拉件包括套设于所述螺杆的螺纹套筒以及与所述螺纹套筒连接的顶杆，所述顶杆与所述起落架保持传动连接；
所述第一锥齿轮驱动所述第二锥齿轮沿径向转动，带动所述螺纹套筒相对所述螺杆沿径向运动，从而带动所述顶杆沿径向运动。
8.根据权利要求3所述的起落架系统，其特征在于，所述齿轮皮带为环形齿轮皮带；所述起落架为四个，所述圆柱齿轮的数量与所述起落架的数量一一对应，四个所述圆柱齿轮均匀布设于所述环形齿轮皮带的四角位置。
9.根据权利要求2所述的起落架系统，其特征在于，所述齿轮皮带为环形齿轮皮带，所述齿轮皮带的内表面设有从动齿，所述轴向传动组件位于所述齿轮皮带的内圈，并与所述从动齿相配合。
10.根据权利要求9所述的起落架系统，其特征在于，所述驱动齿轮设置于所述齿轮皮带的内圈；所述驱动齿轮的外表面设有与所述从动齿相配合的驱动齿。
11.根据权利要求2所述的起落架系统，其特征在于，所述齿轮皮带为环形齿轮皮带，所述驱动机构还包括用以张紧所述齿轮皮带的定位销，所述齿轮皮带绕设于所述定位销。
12.根据权利要求2所述的起落架系统，其特征在于，所述齿轮皮带为环形齿轮皮带，所述驱动机构还包括用以张紧所述齿轮皮带的调整轮，所述调整轮抵靠设置于所述齿轮皮带的内侧或外侧。
13.根据权利要求2所述的起落架系统，其特征在于，还包括限位机构，所述限位机构包括限位开关和与所述限位开关相适配的限位块，所述限位块设置于所述齿轮皮带上。
14.根据权利要求13所述的起落架系统，其特征在于，所述限位开关包括所述第一限位开关和所述第二限位开关，所述限位块位于所述第一限位开关和所述第二限位开关之间。
15.根据权利要求1所述的起落架系统，其特征在于，所述主动轮为主动链轮，所述驱动机构还包括与所述主动链轮保持传动连接的链条，所述链条与所述轴向传动组件保持传动连接；
所述主动链轮驱动所述链条沿轴向转动，所述链条带动所述轴向传动组件沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动。
16.根据权利要求15所述的起落架系统，其特征在于，所述轴向传动组件包括沿轴向设置并与所述径向传动组件配合的从动链轮，所述从动链轮与所述链条保持传动连接；
所述主动链轮驱动所述链条沿轴向转动，所述链条带动所述从动链轮沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动。
17.根据权利要求16所述的起落架系统，其特征在于，所述链条为环形链条；所述起落架为四个，所述从动链轮的数量与所述起落架的数量一一对应，四个所述从动链轮均匀布设于所述环形链条的四角位置。
18.根据权利要求15所述的起落架系统，其特征在于，所述链条为环形链条；所述驱动机构还包括用以张紧所述链条的导向链轮，所述导向链轮抵靠设置于所述链条的内侧或外侧。
19.根据权利要求1所述的起落架系统，其特征在于，所述主动轮为主动皮带轮，所述驱动机构还包括与所述主动皮带轮保持传动连接的传送皮带，所述传送皮带与所述轴向传动组件保持传动连接；
所述主动皮带轮驱动所述传送皮带沿轴向转动，所述传送皮带带动所述轴向传动组件沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动。
20.根据权利要19所述的起落架系统，其特征在于，所述轴向传动组件包括沿轴向设置并与所述径向传动组件配合的从动皮带轮，所述从动皮带轮与所述传送皮带保持传动连接；
所述主动皮带轮驱动所述传送皮带沿轴向转动，所述传送皮带带动所述从动皮带轮沿轴向运动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动。
21.根据权利要求20所述的起落架系统，其特征在于，所述传送皮带为环形传送皮带；所述起落架为四个，所述从动皮带轮的数量与所述起落架的数量一一对应，四个所述从动皮带轮均匀布设于所述环形传送皮带的四角位置。
22.根据权利要求19所述的起落架系统，其特征在于，所述传送皮带为环形传送皮带；所述驱动机构还包括用以张紧所述传送皮带的调整轮，所述调整轮抵靠设置于所述传送皮带的内侧或外侧。
23.根据权利要求1所述的起落架系统，其特征在于，所述轴向传动组件包括沿轴向设置并与所述径向传动组件配合的从动轮，所述从动轮与所述主动轮保持传动连接；
所述主动轮驱动所述从动轮沿轴向转动，从而带动所述径向传动组件沿径向运动。
24.根据权利要求23所述的起落架系统，其特征在于，所述起落架为四个，所述从动轮的数量与所述起落架的数量一一对应，四个所述从动轮沿所述主动轮的外周面均匀布设。
25.根据权利要求1所述的起落架系统，其特征在于，所述起落架包括第一起落架体、第二起落架体以及设置于所述第一起落架体和所述第二起落架体之间的起落架转轴，所述第一起落架体与所述传动机构保持传动连接，所述传动机构驱动所述第一起落架体和所述第二起落架体绕所述起落架转轴转动。
26.根据权利要求25所述的起落架系统，其特征在于，所述第一起落架体和所述第二起落架体互呈倾斜连接；当所述起落架放下时，所述第一起落架体沿竖直方向设置；当所述起落架收起时，所述第二起落架体沿水平方向设置。
27.根据权利要求26所述的起落架系统，其特征在于，所述第一起落架体和所述第二起落架体之间的夹角的范围为100°至150°。
28.根据权利要求25所述的起落架系统，其特征在于，还包括缓冲机构，所述缓冲机构设置于所述起落架转轴上方；当所述起落架放下且落地时，所述缓冲机构的自由端抵靠于所述传动机构。
29.根据权利要求28所述的起落架系统，其特征在于，所述缓冲机构为缓冲弹簧或缓冲簧片。
30.根据权利要求1所述的起落架系统，其特征在于，还包括固定机构，所述固定机构设置于所述起落架上方；当所述起落架放下且落地时，所述固定机构抵靠于所述起落架，以固定所述起落架。
31.根据权利要求30所述的起落架系统，其特征在于，所述固定机构包括固定块，所述固定块上设有固定部和限位部，所述固定部用以抵靠于所述起落架的端部，所述限位部用以抵靠于所述起落架的侧部。
32.一种无人飞行器，其特征在于，包括：机身和如权利要求1至31中任一项所述的起落架系统，所述起落架系统与所述机身相连接。
33.根据权利要求32所述的无人飞行器，其特征在于，所述起落架系统的所述多个起落架机构沿所述机身均匀布设。
34.根据权利要求32所述的无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器为多旋翼飞行器。
35.根据权利要求32所述的无人飞行器，其特征在于，所述无人飞行器还包括设置于所述机身上的机臂和设置于所述机臂上的动力装置，所述动力装置用以为所述无人飞行器提供飞行动力。
36.根据权利要求35所述的无人飞行器，其特征在于，所述动力装置包括设置于所述机臂上的驱动件及连接于所述驱动件上的螺旋桨，所述驱动件用以驱动所述螺旋桨转动。
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/CN2016/113565 WO2018120044A1 (zh) | 2016-12-30 | 2016-12-30 | 无人飞行器及其起落架系统 |
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