CN107235145A - 桨叶自动折叠装置、无人机机臂及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种桨叶自动折叠装置、无人机机臂及无人机，涉及无人机技术领域。本发明实施例的桨叶自动折叠装置包括：桨叶，所述桨叶具有第一折叠叶片及第二折叠叶片；桨叶底座，所述桨叶底座分别与述桨叶的第一折叠叶片及第二折叠叶片连接，所述桨叶底座在所述第一折叠叶片及第二折叠叶片展开的延伸方向设有阻挡外延部；阻挡器，所述阻挡器在所述桨叶底座的阻挡外延部远离所述阻挡器时，上升至所述桨叶的旋转平面，阻挡所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片。通过上述方案，在不增加叶片、螺旋桨支架和电机额外零件的前提下，利用惯性，实现了无需人工操作收起螺旋桨叶片的功能。

Description

桨叶自动折叠装置、无人机机臂及无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及桨叶自动折叠装置、无人机机臂及无人机。

背景技术

随着无人机市场的发展，未来可能会出现工作时无需人照料的无人机。例如汽车可能会自带无人机，在某些场景下无人机将自主完成起飞、工作、回收的整个过程，不再需要人手动放飞和回收。这就需要无人机有自动展开/折叠的功能。现有技术中存在机臂自动展开和回收的技术，以及桨叶启动后会自动甩开的实施方案。但是缺少桨叶自动折叠的技术方案。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种桨叶自动折叠装置、无人机机臂及无人机，至少部分的解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种桨叶自动折叠装置，包括：

桨叶，所述桨叶具有第一折叠叶片及第二折叠叶片；

桨叶底座，所述桨叶底座分别与述桨叶的第一折叠叶片及第二折叠叶片连接，所述桨叶底座在所述第一折叠叶片及第二折叠叶片展开的延伸方向设有阻挡外延部；

阻挡器，所述阻挡器在所述桨叶底座的阻挡外延部远离所述阻挡器时，上升至所述桨叶的旋转平面，阻挡所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述桨叶自动折叠装置还包括：

控制器，所述控制器用于检测所述桨叶在旋转状态时的旋转速度，以及，当所述桨叶的旋转速度低于预设转速时，控制所述阻挡器阻挡所述桨叶的第一折叠叶片及第二折叠叶片。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述桨叶底座具体包括：

主轴，所述主轴与所述桨叶自动折叠装置的桨箍连接；

叶片连接轴，所述叶片连接轴分别与所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片连接。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述主轴上设有旋转螺纹，所述桨箍通过所述旋转螺纹固定在所述桨叶底座上。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述叶片连接轴与所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片连接间隙配合连接，所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片能够在所述叶片连接轴上自由展开。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述阻挡器还包括：

缓冲帽，所述缓冲帽固定安装在所述阻挡器的顶端，用于在所述阻挡器上升时，阻挡所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述阻挡器还包括：

阻挡协调块，所述阻挡协调块与所述桨叶底部的阻挡外延部配合安装，用于控制所述阻挡器的上升。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述阻挡器还包括：

阻挡支架，所述阻挡支架分别与所述缓冲帽及所述阻挡协调块连接。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述阻挡器还包括：

收缩弹簧，所述收缩弹簧与所述阻挡支架连接，通过下拉所述阻挡支架，使所述缓冲帽低于所述桨叶的旋转平面。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述阻挡器还包括：

电磁铁，所述电磁铁与所述阻挡支架及所述收缩弹簧连接，通过上推所述阻挡支架，使所述缓冲帽上升至所述桨叶的旋转平面。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述阻挡器还包括：

偏心轮，所述偏心轮与所述阻挡支架连接，所述偏心轮通过下拉或上推所述阻挡支架，使所述缓冲帽低于或上升至所述桨叶的旋转平面。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述阻挡器还包括：

第一连杆，所述第一连杆与所述偏心轮连接，用于驱动所述偏心轮；

第二连杆，所述第二连杆与所述第一连杆连接；

连杆加持部，所述连杆加持部用于对所述第二连杆进行加持；

电磁铁，所述电磁铁与所述第二连杆连接，通过控制所述第二连杆的进缩运动，进而控制所述偏心轮的转动。

第二方面，本发明实施例还提供了一种无人机机臂，包括如第一方面任一实现方式所述的桨叶自动折叠装置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种无人机，包括如第二方面所述的无人机机臂。

本发明实施例提供的桨叶自动折叠装置、无人机机臂及无人机，通过在机臂上增加了一个阻拦器，利用螺旋桨本身安装较松的特点，借助惯性收拢桨叶。同时设计了一个阻拦协调块，使得阻拦器仅在螺旋桨运行到恰当位置后才会进行阻拦。在不增加叶片、螺旋桨支架和电机额外零件的前提下，利用惯性，实现了无需人工操作收起螺旋桨叶片的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种桨叶自动折叠装置的结构图；

图2a为本发明实施例提供的螺旋桨底座第一主视图；

图2b为本发明实施例提供的螺旋桨底座第二主视图；

图2c为本发明实施例提供的螺旋桨底座俯视图；

图3a为本发明实施例提供的一种阻挡器的结构图；

图3b为本发明实施例提供的另一种阻挡器的结构图；

图4a-c为本发明实施例提供的阻挡器阻挡桨叶的示意图；

图5a为本发明实施例提供的阻挡器处于收缩状态的示意图；

图5b为本发明实施例提供的阻挡器处于上升状态的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术主要是手动折叠或者仅自动折叠机臂。手动折叠不适于需要自主行动的无人机，仅折自动折叠机臂不能将机体完全收拢。

图1展示一种桨叶自动折叠装置的结构图。如图1所示，桨叶自动折叠装置包括：桨叶底座1、阻挡器2、桨箍3、桨叶4、无刷电机5以及机臂6。

桨叶4具有第一折叠叶片及第二折叠叶片，桨叶底座1分别与述桨叶的第一折叠叶片及第二折叠叶片连接，这样无人机在起飞的过程中，可以通过桨叶底座1的旋转带动第一折叠叶片及第二折叠叶片的旋转。

桨叶自动折叠一般发生在无人机降落的过程中，当无人机在降落的过程中，通过检测装置(如雷达或摄像头)发现无人机已经安全着陆之后，此时桨叶仍然处于高速旋转的过程中，此时如果直接阻挡桨叶叶片，会对桨叶叶片造成一定的损害。为此需要监控桨叶的旋转速度，当桨叶的旋转速度小于预设值时，再通过阻挡器2对桨叶进行阻挡。

为了防止阻挡器上升的过程中直接顶住桨叶叶片，桨叶底座1在所述第一折叠叶片及第二折叠叶片展开的延伸方向设有阻挡外延部，通过该阻挡外延部，能够确保桨叶叶片在阻挡器上方时，阻挡器无法上升。只有当安全的情况，如阻挡器2在桨叶底座1的阻挡外延部远离所述阻挡器时，上升至所述桨叶的旋转平面，阻挡所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片。

为此，桨叶自动折叠装置还设置有控制器(图中未示出)，所述控制器用于检测所述桨叶在旋转状态时的旋转速度，当所述桨叶的旋转速度低于预设转速时，控制所述阻挡器阻挡所述桨叶的第一折叠叶片及第二折叠叶片。控制器可以是无人机中的一个独立控制单元，也可以采用无人机的中央电路控制系统来实现。

本实施例中的自动折叠装置，使得无人机在无需人照料的前提下可以完成自动折叠。同时尽量减少了对螺旋桨组件的修改，避免引入更多的问题。

图2a-图2c提供了螺旋桨底座的结构图，如图2a-2c所示，图中给出了螺旋桨底座的三视图。螺旋桨底座可以包括：固定桨箍的主轴11，固定两片螺旋桨的小轴12。作为一种具体实现方式，主轴11上有螺纹，两个小轴12上是没有螺纹的。由此带来的效果是，桨箍是拧紧在螺旋桨底座上的，两片螺旋桨可以非常轻松的合拢与展开。

图3a-3b为本发明实施例提供的阻挡器2的结构图，如图3a所示，阻挡器2包括：缓冲帽21，阻挡器支架22，收缩弹簧24，电磁铁25和阻挡协调块23。

缓冲帽21，所述缓冲帽固定安装在所述阻挡器的顶端，用于在所述阻挡器上升时，阻挡所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片。缓冲帽21的材质可以选用多种具有缓冲效果的材质制作而成，如橡胶等。

阻挡协调块23与所述桨叶底部的阻挡外延部配合安装，用于控制所述阻挡器的上升。

阻挡支架22分别与所述缓冲帽及所述阻挡协调块连接，起到连接作用。

收缩弹簧24与阻挡支架22连接，通过下拉所述阻挡支架22，使所述缓冲帽21低于所述桨叶的旋转平面。

电磁铁25与所述阻挡支架22及所述收缩弹簧24连接，通过上推所述阻挡支架22，使所述缓冲帽21上升至所述桨叶的旋转平面。

除此之外，参照图3b，所述阻挡器还包括：

偏心轮26，所述偏心轮26与所述阻挡支架22连接，所述偏心轮通过下拉或上推所述阻挡支架22，使所述缓冲帽21低于或上升至所述桨叶的旋转平面。

第一连杆27，所述第一连杆27与所述偏心轮26连接，用于驱动所述偏心轮26；

第二连杆28，所述第二连杆28与所述第一连杆27连接；

连杆加持部29，所述连杆加持部29用于对所述第二连杆28进行加持；

电磁铁25，所述电磁铁25与所述第二连杆28连接，通过控制所述第二连杆28的进缩运动，进而控制所述偏心轮的转动。

图4a-4c为本发明实施例提供的阻挡器阻挡桨叶的示意图，如图所示，图中给出了阻挡器迫使桨叶收拢的方式，图中隐去了桨箍。参见图4a，当无人机飞行时，电磁铁不通电，阻挡器落下，桨叶正常转动。图4b中，当无人机落地停稳后，桨叶仍在随惯性转动。当转速降低到一定转数后，电磁铁通电，将整个阻挡器升起，第一片桨叶撞上阻挡器后，由于桨叶是非常松的固定在螺旋桨架的小轴上的，因此螺旋桨架将继续旋转，带动第二片桨叶继续转动。图4c中，第二片桨叶由于惯性撞上第一片桨叶，整个螺旋桨架完全停止。完成合拢流程。通过调整电动机转速，可以平衡合拢两片桨叶所需的惯性与撞击对桨叶的损伤。

图5a-5b显示了螺旋桨底座和阻挡器上的两个阻挡协调块相互协作，限制阻挡器升级时机的过程。当螺旋桨桨页恰好经过阻挡器正上方时，为了避免出现阻挡器橡胶缓冲帽直接顶在螺旋桨桨叶上的情况，在螺旋桨底座和阻挡器上分别增加了一个阻挡协调块。使得当螺旋桨桨页恰好经过阻挡器正上方时，阻挡器无法升起到位。仅当桨叶转到其他位置时，阻挡器才能升起。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。

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。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种桨叶自动折叠装置，其特征在于，包括：

桨叶，所述桨叶具有第一折叠叶片及第二折叠叶片；

桨叶底座，所述桨叶底座分别与述桨叶的第一折叠叶片及第二折叠叶片连接，所述桨叶底座在所述第一折叠叶片及第二折叠叶片展开的延伸方向设有阻挡外延部；

阻挡器，所述阻挡器在所述桨叶底座的阻挡外延部远离所述阻挡器时，上升至所述桨叶的旋转平面，阻挡所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片。

2.根据权利要求1所述的桨叶自动折叠装置，其特征在于，所述桨叶自动折叠装置还包括：

控制器，所述控制器用于检测所述桨叶在旋转状态时的旋转速度，以及，当所述桨叶的旋转速度低于预设转速时，控制所述阻挡器阻挡所述桨叶的第一折叠叶片及第二折叠叶片。

3.根据权利要求1所述的桨叶自动折叠装置，其特征在于，所述桨叶底座具体包括：

主轴，所述主轴与所述桨叶自动折叠装置的桨箍连接；

叶片连接轴，所述叶片连接轴分别与所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片连接。

4.根据权利要求3所述的桨叶自动折叠装置，其特征在于：

所述主轴上设有旋转螺纹，所述桨箍通过所述旋转螺纹固定在所述桨叶底座上。

5.根据权利要求3所述的桨叶自动折叠装置，其特征在于：

所述叶片连接轴与所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片连接间隙配合连接，所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片能够在所述叶片连接轴上自由展开。

6.根据权利要求1所述的桨叶自动折叠装置，其特征在于，所述阻挡器还包括：

缓冲帽，所述缓冲帽固定安装在所述阻挡器的顶端，用于在所述阻挡器上升时，阻挡所述第一折叠叶片及所述第二折叠叶片。

7.根据权利要求6所述的桨叶自动折叠装置，其特征在于，所述阻挡器还包括：

阻挡协调块，所述阻挡协调块与所述桨叶底部的阻挡外延部配合安装，用于控制所述阻挡器的上升。

8.根据权利要求7所述的桨叶自动折叠装置，其特征在于，所述阻挡器还包括：

阻挡支架，所述阻挡支架分别与所述缓冲帽及所述阻挡协调块连接。

9.根据权利要求8所述的桨叶自动折叠装置，其特征在于，所述阻挡器还包括：

收缩弹簧，所述收缩弹簧与所述阻挡支架连接，通过下拉所述阻挡支架，使所述缓冲帽低于所述桨叶的旋转平面。

10.根据权利要求9所述的桨叶自动折叠装置，其特征在于，所述阻挡器还包括：

电磁铁，所述电磁铁与所述阻挡支架及所述收缩弹簧连接，通过上推所述阻挡支架，使所述缓冲帽上升至所述桨叶的旋转平面。