CN107031815A - 无人机机臂锁止解锁装置及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机机臂锁止解锁装置及无人机，该无人机机臂锁止解锁装置包括骨架、机臂、机臂锁紧机构及机臂解锁驱动机构，机臂可相对所述骨架在机臂收纳位置与机臂展开位置之间来回转动，机臂解锁驱动机构包括拨扣和转盘，转盘朝向机臂锁紧机构的表面具有可接触拨扣的凸缘，机臂锁紧机构在转盘的径向方向接收一回位弹性力，回位弹性力驱动机臂锁紧机构向锁止机臂的位置移动，以在机臂展开位置锁止所述机臂，在机臂展开位置，转盘旋转时可通过凸缘拨动拨扣在转盘的径向方向上向内位移，带动机臂锁紧机构沿转盘的径向方向向内缩回，以此解锁机臂。本发明的无人机机臂锁止解锁装置，提高了机臂收放的可靠性。并且，结构较为简单，且成本较低。

Description

无人机机臂锁止解锁装置及无人机

技术领域

本发明属于飞行器技术领域，特别是涉及一种无人机机臂锁止解锁装置及 无人机。

背景技术

公开号为CN204415709U的中国专利公开了一种可自动收放机臂的飞行器 机架，包括机体、机臂、脚架、机臂牵引机构、机臂定位机构和钢绳，脚架设 置于机体下部，机臂的根部底端与机体活动连接，该机臂的根部上端设置有拉 杆，钢绳穿入拉杆开设的孔中，机臂牵引机构通过钢绳牵引机臂收放，机臂定 位机构固定展开后的机臂。

上述的可自动收放机臂的飞行器机架，机臂牵引机构通过钢绳牵引机臂， 从而实现了机臂的自动收放，方便了飞行器的存储和运输，降低了工作人员的 劳动强度。此外，通过舵机控制定位销插入定位孔中固定展开后的机臂，能够 保证机臂展开后被可靠固定。另外，当需折叠机臂时也只需通过舵机将定位销 拔出即可。

但是，上述的可自动收放机臂的飞行器机架，机臂的自动收放是通过机臂 牵引机构控制钢绳的收紧和释放实现的。钢绳容易出现偏离、卡死及断裂等现 象，导致上述的可自动收放机臂的飞行器机架可靠性较低。并且，机臂的自动 收放用到了电机和舵机，结构较为复杂，且成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的可自动收放机臂的飞行器机架其 钢绳容易出现偏离、卡死及断裂等现象，导致其可靠性较低的缺陷，提供一种 无人机机臂锁止解锁装置。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

提供一种无人机机臂锁止解锁装置，包括骨架、机臂、机臂锁紧机构及机 臂解锁驱动机构，所述机臂可相对所述骨架在机臂收纳位置与机臂展开位置之 间来回转动，所述机臂解锁驱动机构包括拨扣和转盘，所述拨扣从所述机臂锁 紧机构凸出，所述转盘位于所述机臂锁紧机构形成所述拨扣的一侧并可相对所 述骨架转动，所述转盘朝向所述机臂锁紧机构的表面具有可接触所述拨扣的凸 缘，所述机臂锁紧机构在所述转盘的径向方向接收一回位弹性力，所述回位弹 性力驱动机臂锁紧机构向锁止所述机臂的位置移动，以在所述机臂展开位置锁 止所述机臂，在所述机臂展开位置，所述转盘旋转时可通过所述凸缘拨动所述 拨扣在所述转盘的径向方向上向内位移，所述拨扣在所述的转盘径向方向上向 内的位移可带动所述机臂锁紧机构沿所述转盘的径向方向向内缩回，以此解锁 所述机臂。

进一步地，所述凸缘在所述转盘的旋转方向上以单调变化的曲率半径延伸。

进一步地，所述凸缘在抵抗于所述回位弹性力的一侧接触所述拨扣。

进一步地，所述骨架的主体为多个侧壁围绕形成的中空的长筒型结构，且 所述多个侧壁的宽度相等，以使得所述骨架的主体的横截面呈正多边形。

进一步地，所述侧壁形成有靠近所述骨架的顶面的机臂安装座，所述机臂 安装座上固定设置有机臂基座，所述机臂转动连接在所述机臂基座上。

进一步地，所述机臂基座上设置有止转面，所述机臂锁紧机构的底部设置 有锁止面，所述机臂的内侧端设置有止转凸块，在所述机臂展开位置，所述止 转面顶住所述止转凸块的底面以限制所述机臂的最大展开角度，所述锁止面抵 住所述止转凸块的顶面以锁止所述机臂。

进一步地，所述无人机机臂锁止解锁装置还包括用于提供所述回位弹性力 的弹簧，所述机臂基座包括固定在所述骨架上的支架、固定在所述支架上的滑 动套及固定在所述滑动套内侧端的压盖，所述机臂转动连接在所述支架上，所 述滑动套的顶部设置有沿所述转盘的径向方向延伸的滑槽，所述拨扣穿出所述 滑槽，所述拨扣在凸缘的拨动下可沿所述滑槽滑动，并以此带动所述机臂锁紧 机构在所述滑块套内沿所述转盘的径向方向滑动，所述弹簧的一端顶住所述机 臂锁紧机构，另一端顶住所述压盖，以使得所述弹簧始终处于压缩状态，所述 滑动套可限制机臂锁紧机构向外滑动的最大位移。

进一步地，所述机臂锁紧机构位于所述转盘的径向方向的外侧设置有第一 斜面，所述止转凸块的内侧端面形成为第二斜面，所述机臂相对所述骨架由机 臂收纳位置向机臂展开位置转动时，所述止转凸块的第二斜面向下持续推压所 述第一斜面，以使得所述机臂锁紧机构向内侧滑动并压缩弹簧，所述第二斜面 在所述机臂锁紧机构向内侧滑动到极限位置时与第一斜面脱离，所述止转面顶 住所述止转凸块的底面，所述机臂锁紧机构在所述回位弹性力的作用下向锁止 所述机臂的位置移动，所述锁止面抵住所述止转凸块的顶面以锁止所述机臂。

进一步地，所述转盘朝向所述机臂锁紧机构的表面具有沿所述转盘的圆周 方向均匀排布的多个凸缘。

根据本发明的无人机机臂锁止解锁装置，机臂锁紧机构在转盘的径向方向 接收一回位弹性力，回位弹性力驱动机臂锁紧机构向锁止所述机臂的位置移动， 以在机臂展开位置锁止机臂，而后，在该机臂展开位置，转盘旋转时可通过凸 缘拨动拨扣在转盘的径向方向上向内位移，拨扣在的转盘径向方向上向内的位 移可带动机臂锁紧机构沿转盘的径向方向向内缩回，以此解锁机臂，机臂解锁 后可在重力作用下向下转动，回到机臂收纳位置。相对于现有技术，避免了钢 绳出现偏离、卡死及断裂等现象，提高了该无人机机臂锁止解锁装置的可靠性。 并且，并且，机臂的收放可通过手动旋转转盘实现，相对于现有的采用电机与 舵机的技术方案，结构较为简单，且成本较低。

另外，本发明还提供了一种无人机，其包括上述的无人机机臂锁止解锁装 置。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的无人机机臂锁止解锁装置其机臂处于解锁状 态时的立体图；

图2是本发明一实施例提供的无人机机臂锁止解锁装置其机臂处于解锁状 态时沿机臂竖直方向的局部剖视图；

图3是图2中区域A的放大图；

图4是本发明一实施例提供的无人机机臂锁止解锁装置其机臂处于解锁状 态时沿机臂水平方向的局部剖视图；

图5是图4中区域B的放大图；

图6是图4中区域C的放大图；

图7是本发明一实施例提供的无人机机臂锁止解锁装置其机臂处于锁止状 态时的立体图；

图8是本发明一实施例提供的无人机机臂锁止解锁装置其机臂处于锁止状 态时沿机臂竖直方向的局部剖视图；

图9是图8中区域D的放大图；

图10是本发明一实施例提供的无人机机臂锁止解锁装置其机臂处于锁止状 态时沿机臂水平方向的局部剖视图；

图11是图10中区域E的放大图；

图12是图10中区域F的放大图；

图13是本发明一实施例提供的无人机机臂锁止解锁装置其转盘的立体图；

图14是本发明一实施例提供的无人机机臂锁止解锁装置其转盘的仰视图。

说明书附图标记如下：

3、机臂；

11、骨架；111、中空腔体；112、侧壁；113、机臂安装座；1131、螺丝柱； 114、凸轴；

32、机臂基座；321、止转面；322、支架；323、滑动套；3231、滑槽；324、 压盖；3241、导向柱；

33、机臂锁紧机构；331、锁止面；332、第一斜面；333、弹簧槽；

34、机臂解锁驱动机构；341、拨扣；342、转盘；3421、凸缘；3422、轴 孔；

35、转轴；

36、止转凸块；361、第二斜面；

37、弹簧。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图14所示，本发明一实施例提供的无人机机臂锁止解锁装置包括 骨架11、机臂3、机臂锁紧机构33及机臂解锁驱动机构34。

如图1及图2所示，所述骨架11具有中空腔体111，并具有环绕所述中空 腔体111的侧壁112。本实施例中，所述骨架11的主体为多个侧壁112围绕形 成的中空的长筒型结构，且所述多个侧壁112的宽度相等，以使得所述骨架11 的主体的横截面呈正多边形，本实施例中，骨架11的主体的横截面呈为正方形， 根据不同需要也可以有其它形状。

如图1及图2所示，至少相对的两个所述侧壁112上形成有靠近所述骨架 11的顶面的机臂安装座113。所述机臂安装座113包括形成在所述骨架11的所 述侧壁112的四个螺丝柱1131，所述四个螺丝柱1131上通过螺钉固定有机臂基 座32，机臂3的内侧端转动连接在机臂基座32上。进而，所述机臂基座32通 过所述机臂安装座113安装于无人机的骨架11上。

如图3所示，所述机臂基座32开设有机臂安装孔(图中未示出)，所述机 臂3对应位置设置有轴孔(图中未标示)，机臂3通过穿插在所述机臂安装孔及 轴孔中的转轴35转动连接在所述机臂基座32上，并以所述转轴35的轴心为旋 转轴进行伸展和回收。以此，所述机臂3可相对所述骨架11在图1所示的机臂 收纳位置与图7所示的机臂展开位置之间来回转动。

需要说明的是，本实施例中，仅用符号标注出了其中一个侧壁112上的机 臂安装座113及螺丝柱1131等，其它需要安装机臂3的侧壁112也具有相同的 结构。

本发明实施例中，所述侧壁112的数量为四个，所述机臂安装座113的数 量为两个，即该无人机具有两个机臂3。在其它未图示的实施例中，也可以是侧 壁112数量与机臂3的数量相等，即每个侧壁112上都安装有机臂3。

如图1至图6所示，所述机臂解锁驱动机构34包括拨扣341和转盘342。 所述机臂解锁驱动机构34中，所述拨扣341从所述机臂锁紧机构33凸出，拨 扣341与机臂锁紧机构33可以一体成型，也可以是通过其它方式固定连接。所 述转盘342位于所述机臂锁紧机构33形成所述拨扣341的一侧并可相对所述骨 架11转动，并且，所述转盘342朝向所述机臂锁紧机构33的表面具有可接触 所述拨扣341的凸缘3421。所述机臂锁紧机构33沿所述转盘342的径向方向伸 缩，所述机臂锁紧机构33在所述转盘342的径向方向接收一回位弹性力，所述回位弹性力驱动机臂锁紧机构33向锁止所述机臂3的位置移动，以在如图7所 示的所述机臂展开位置锁止所述机臂3。

其中，在所述机臂展开位置，所述转盘342旋转时可通过所述凸缘3421拨 动所述拨扣341在所述转盘342的径向方向上向内位移，所述拨扣341在所述 的转盘342径向方向上向内的位移可带动所述机臂锁紧机构33沿所述转盘342 的径向方向向内缩回，以此解锁所述机臂3。

本实施例中，优选地，所述凸缘3421在抵抗于所述回位弹性力的一侧接触 所述拨扣341。所述凸缘3421在所述转盘342的旋转方向上以单调变化的曲率 半径延伸，以通过调节所述拨扣341在所述转盘342的径向方向上的位置驱动 所述机臂锁紧机构33对所述机臂3进行解锁。

如图1、图13及图14所示，骨架11的顶部中心位置设置有一凸轴114， 转盘342的中心位置设置有一轴孔3422，所述凸轴114穿入所述轴孔3422中， 以此，转盘342可绕凸轴114的轴心相对骨架11旋转。

本发明上述实施例的无人机机臂锁止解锁装置，在转盘342的旋转方向上 设置单调变化的曲率半径延伸的凸缘3421，由所述凸缘3421接触所述拨扣341， 进而在转动所述转盘342时，由于凸缘3421在转盘342的旋转方向上的单调变 化的曲率半径，凸缘3421将推动所述拨扣341，从而由所述拨扣341带动机臂 锁紧机构33沿转盘342径向方向的移动，从而实现机臂3的解锁。然而，在其 它实施例中，凸缘3421也可以有其它延伸形状，只要该凸缘3421能够带动拨 扣341在所述转盘342的径向方向上的位置驱动所述机臂锁紧机构33对所述机 臂3进行解锁即可。

参见图1至图12，所述机臂锁紧机构33安装于所述机臂基座32上。所述 机臂基座32上设置有止转面321，所述机臂锁紧机构33的底部设置有锁止面 331，所述机臂3的内侧端设置有止转凸块36。如图7至图9所示，在所述机臂 展开位置，所述止转面321顶住所述止转凸块36的底面以限制所述机臂3的最 大展开角度，所述锁止面331抵住所述止转凸块36的顶面，这样止转凸块36 的顶面与底面均被限位，实现了对所述机臂3的锁止。

如图1、图3及图5所示，所述无人机机臂锁止解锁装置还包括用于提供所 述回位弹性力的弹簧37，所述机臂基座32包括通过螺钉固定在所述骨架11的 机臂安装座113(四个螺丝柱1131)上的支架322、通过螺钉固定在所述支架 322上的滑动套323及固定在所述滑动套323内侧端的压盖324，所述机臂3转 动连接在所述支架322上，所述滑动套323的顶部设置有沿所述转盘342的径 向方向延伸的滑槽3231，所述拨扣341穿出所述滑槽3231，所述拨扣341在凸 缘3421的拨动下可沿所述滑槽3231滑动，并以此带动所述机臂锁紧机构33在 所述滑块套323内沿所述转盘324的径向方向滑动，所述弹簧37的一端顶住所 述机臂锁紧机构33，另一端顶住所述压盖324，以使得所述弹簧37始终处于压 缩状态，弹簧37始终朝外推动机臂锁紧机构33，所述滑动套342可限制机臂锁 紧机构33向外滑动的最大位移，以防止机臂锁紧机构33脱落。

本实施例中，如图5所示，弹簧37成对设置，机臂锁紧机构33的径向内 侧并排开成有两个弹簧槽333，压盖324径向外侧并排设置有两个在径向上正对 所述弹簧槽333的导向柱3241，弹簧37的一端套在所述导向柱3241上，另一 端伸入所述弹簧槽333中，成对设置的弹簧37使得机臂锁紧机构33受力更加 均匀，机臂锁紧机构3的移动更加稳定、顺畅。

本发明实施例中，回位弹性力由设置于所述径向方向的弹簧37施加于所述 机臂锁紧机构33实现。在其它未图未的实施例中，也可以由其它类似功能的元 件代替弹簧37。

如图3及图9所示，所述机臂锁紧机构33位于所述转盘342的径向方向的 外侧设置有第一斜面332，所述止转凸块36的内侧端面形成为第二斜面361， 所述机臂3相对所述骨架11由机臂收纳位置向机臂展开位置转动时，所述止转 凸块36的第二斜面361向下持续推压所述第一斜面332，以使得所述机臂锁紧 机构33向内侧滑动并压缩弹簧37，所述第二斜面361在所述机臂锁紧机构33 向内侧滑动到极限位置时与第一斜面332脱离，此时，所述止转面321顶住所 述止转凸块36的底面，所述机臂锁紧机构33在所述回位弹性力的作用下向锁 止所述机臂3的位置移动，所述锁止面331抵住所述止转凸块36的顶面以锁止 所述机臂3。

本实施例中，所述转盘342朝向所述机臂锁紧机构33的表面具有沿所述转 盘342的圆周方向均匀排布的多个凸缘3421。凸缘3421的数量对应于机臂3的 数量，即机臂3、机臂基座32及机臂锁紧机构33的数量一致，即每个机臂锁紧 机构33锁止对应的机臂3，机臂解锁驱动机构34同时对所有的机臂3进行解锁。 例如，本实施例中，如图13所示，所述转盘342朝向所述机臂锁紧机构33的 表面具有沿所述转盘342的圆周方向均匀排布的两个凸缘3421，即两个凸缘3421相距180度，这样，转盘342转动时，每一凸缘3421与对应的拨扣341接触，机臂解锁驱动机构34同时对两个机臂3进行解锁；再例如，在其它实施例 中，所述转盘342朝向所述机臂锁紧机构33的表面具有沿所述转盘342的圆周 方向均匀排布的四个凸缘3421，即四个凸缘3421相距90度，这样，转盘342 转动时，每一凸缘3421与对应的拨扣341接触，机臂解锁驱动机构34同时对 四个机臂3进行解锁。

上述实施例的工作原理如下：

在图1所示的机臂解锁状态(机臂收纳位置)，将机臂3以转轴37为轴心 向上转动，所述机臂3相对所述骨架11由机臂收纳位置向机臂展开位置转动， 所述止转凸块36的第二斜面361向下持续推压所述第一斜面332，以使得所述 机臂锁紧机构33向内侧滑动并压缩弹簧37，所述第二斜面361在所述机臂锁紧 机构33向内侧滑动到极限位置时与第一斜面332脱离，此时，所述止转面321 顶住所述止转凸块36的底面，所述机臂锁紧机构33在所述回位弹性力的作用 下向锁止所述机臂3的位置移动，所述锁止面331抵住所述止转凸块36的顶面。 此时到达图7所示的机臂展开位置，由于机臂锁紧机构33的锁止面331的限制， 机臂3不能向上转动，由于支架5上的止转面321的限制，机臂3不能向下转 动，此时即为机臂3被锁止。

在图7所示的机臂锁止状态(机臂锁止位置)，当机臂3需要收起(收纳) 时，转动转盘342，以此带动凸缘3421转动，由所述凸缘3421接触所述拨扣 341，由于凸缘3421在转盘342的旋转方向上的单调变化的曲率半径，凸缘3421 将推动所述拨扣341，从而由所述拨扣341带动机臂锁紧机构33沿转盘342径 向方向的移动直至极限位，此时机臂锁紧机构33的锁止面331不再抵住机臂3 的止转凸块36的顶面，从而实现机臂3的解锁。机臂3解锁后，在重力作用下 向下转动收起。

根据本发明上述实施例的无人机机臂锁止解锁装置，机臂锁紧机构在转盘 的径向方向接收一回位弹性力，回位弹性力驱动机臂锁紧机构向锁止所述机臂 的位置移动，以在机臂展开位置锁止机臂，而后，在该机臂展开位置，转盘旋 转时可通过凸缘拨动拨扣在转盘的径向方向上向内位移，拨扣在的转盘径向方 向上向内的位移可带动机臂锁紧机构沿转盘的径向方向向内缩回，以此解锁机 臂，机臂解锁后可在重力作用下向下转动，回到机臂收纳位置。相对于现有技 术，避免了钢绳出现偏离、卡死及断裂等现象，提高了该无人机机臂锁止解锁 装置的可靠性。并且，并且，机臂的收放可通过手动旋转转盘实现，相对于现 有的采用电机与舵机的技术方案，结构较为简单，且成本较低。

另外，本发明一实施例还提供了一种无人机，其包括上述的无人机机臂锁 止解锁装置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机机臂锁止解锁装置，其特征在于，包括骨架、机臂、机臂锁紧机构及机臂解锁驱动机构，所述机臂可相对所述骨架在机臂收纳位置与机臂展开位置之间来回转动，所述机臂解锁驱动机构包括拨扣和转盘，所述拨扣从所述机臂锁紧机构凸出，所述转盘位于所述机臂锁紧机构形成所述拨扣的一侧并可相对所述骨架转动，所述转盘朝向所述机臂锁紧机构的表面具有可接触所述拨扣的凸缘，所述机臂锁紧机构在所述转盘的径向方向接收一回位弹性力，所述回位弹性力驱动机臂锁紧机构向锁止所述机臂的位置移动，以在所述机臂展开位置锁止所述机臂，在所述机臂展开位置，所述转盘旋转时可通过所述凸缘拨动所述拨扣在所述转盘的径向方向上向内位移，所述拨扣在所述的转盘径向方向上向内的位移可带动所述机臂锁紧机构沿所述转盘的径向方向向内缩回，以此解锁所述机臂。

2.根据权利要求1所述的无人机机臂锁止解锁装置，其特征在于，所述凸缘在所述转盘的旋转方向上以单调变化的曲率半径延伸。

3.根据权利要求1所述的无人机机臂锁止解锁装置，其特征在于，所述凸缘在抵抗于所述回位弹性力的一侧接触所述拨扣。

4.根据权利要求1所述的无人机机臂锁止解锁装置，其特征在于，所述骨架的主体为多个侧壁围绕形成的中空的长筒型结构，且所述多个侧壁的宽度相等，以使得所述骨架的主体的横截面呈正多边形。

5.根据权利要求4所述的无人机机臂锁止解锁装置，其特征在于，所述侧壁形成有靠近所述骨架的顶面的机臂安装座，所述机臂安装座上固定设置有机臂基座，所述机臂转动连接在所述机臂基座上。

6.根据权利要求5所述的无人机机臂锁止解锁装置，其特征在于，所述机臂基座上设置有止转面，所述机臂锁紧机构的底部设置有锁止面，所述机臂的内侧端设置有止转凸块，在所述机臂展开位置，所述止转面顶住所述止转凸块的底面以限制所述机臂的最大展开角度，所述锁止面抵住所述止转凸块的顶面以锁止所述机臂。

7.根据权利要求6所述的无人机机臂锁止解锁装置，其特征在于，所述无人机机臂锁止解锁装置还包括用于提供所述回位弹性力的弹簧，所述机臂基座包括固定在所述骨架上的支架、固定在所述支架上的滑动套及固定在所述滑动套内侧端的压盖，所述机臂转动连接在所述支架上，所述滑动套的顶部设置有沿所述转盘的径向方向延伸的滑槽，所述拨扣穿出所述滑槽，所述拨扣在凸缘的拨动下可沿所述滑槽滑动，并以此带动所述机臂锁紧机构在所述滑块套内沿所述转盘的径向方向滑动，所述弹簧的一端顶住所述机臂锁紧机构，另一端顶住所述压盖，以使得所述弹簧始终处于压缩状态，所述滑动套可限制机臂锁紧机构向外滑动的最大位移。

8.根据权利要求7所述的无人机机臂锁止解锁装置，其特征在于，所述机臂锁紧机构位于所述转盘的径向方向的外侧设置有第一斜面，所述止转凸块的内侧端面形成为第二斜面，所述机臂相对所述骨架由机臂收纳位置向机臂展开位置转动时，所述止转凸块的第二斜面向下持续推压所述第一斜面，以使得所述机臂锁紧机构向内侧滑动并压缩弹簧，所述第二斜面在所述机臂锁紧机构向内侧滑动到极限位置时与第一斜面脱离，所述止转面顶住所述止转凸块的底面，所述机臂锁紧机构在所述回位弹性力的作用下向锁止所述机臂的位置移动，所述锁止面抵住所述止转凸块的顶面以锁止所述机臂。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的无人机机臂锁止解锁装置，其特征在于，所述转盘朝向所述机臂锁紧机构的表面具有沿所述转盘的圆周方向均匀排布的多个凸缘。

10.一种无人机，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的无人机机臂锁止解锁装置。