CN107336826B - 一种多旋翼折叠式无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多旋翼折叠式无人机，包括机身、机臂及起落架，机身包括机身上壳和机身下壳，机身上壳上设置有用于安装GPS导航器的GPS支架；多个机臂通过抵装在机身上壳和机身下壳之间的折叠件均匀铰接在机身周围；起落架包括至少三个独立设置的支撑杆及设置在支撑杆顶端的铰连件，支撑杆均匀分布在机身周围且通过铰连件与机臂铰接；同时，支撑杆的长度大于机臂从铰连件到机臂上电机安装端的长度。机臂通过折叠件实现折叠，起落架通过铰连件实现折叠，从而整个无人机可在运输或不使用时折叠存放，同时，通过设置支撑杆的长度大于机臂从铰连件到机臂上电机安装端端的长度，可以在无人机处于折叠状态时仍然可以使用支撑杆支撑。

Description

一种多旋翼折叠式无人机

技术领域

本发明涉及无人机的设计技术领域，具体地说，涉及一种多旋翼折叠式无人机。

背景技术

近年来，无人机技术有了突飞猛进的发展。由于其成本低、机动性能好、生存能力强、无人员伤亡风险等优点，无人机在现代军事战争占据了极其重要的地位，在民用领域也有着非常广阔的前景，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、救灾、影视拍摄、制造浪漫等场合得到广泛的应用，大大拓展了无人机本身的用途及价值。

目前的无人机主要包括固定翼无人机和旋翼无人机，多旋翼无人机逐渐成为无人飞行器的发展主流。一般的多旋翼无人机的机臂伸展空间较大，不便于运输和拆卸。

公布号为CN106477024A的专利文献公开了一种可折叠的八旋翼无人机，包括电机、螺旋桨、机臂、机身上壳、机身下壳、起落架横杆、起落架竖杆、电池盒和电调盒；机身上壳封闭连接机身下壳，机身上壳为光滑流线型曲面；机身上壳连接有八个机臂，机臂包括第一机臂连接件和第二机臂连接件，第一机臂连接件和第二机臂连接件的下端通过旋转轴铰接，还包括机臂锁紧片；机臂的外端连接电机、螺旋桨和电调盒；起落架竖杆的上端连接在机身下壳的底部侧面，起落架横杆通过三通件连接在起落架竖杆的下端。

该发明通过设置第一机臂连接件和第二机臂连接件实现机臂的折叠，但该折叠方式任然无法将机臂完全折叠，且由起落架横杆和起落架竖杆的起落架结构繁琐、无法折叠，导致该发明的无人机折叠后人占据较大空间。

发明内容

本发明的目的为提供一种多旋翼折叠式无人机，该无人机的起落架可同机臂一起折叠，实现整个无人机最大限度的折叠，方便运输和携带。

为了实现上述目的，本发明提供的多旋翼折叠式无人机包括机身、机臂及起落架，机身包括机身上壳和机身下壳，机身上壳上设置有用于安装GPS导航器的GPS支架；多个机臂通过抵装在机身上壳和机身下壳之间的折叠件均匀铰接在机身周围；起落架包括至少三个独立设置的支撑杆及设置在支撑杆顶端的铰连件，支撑杆均匀分布在机身周围且通过铰连件与机臂铰接；同时，支撑杆的长度大于机臂从铰连件到机臂上电机安装端的长度。

上述技术方案中，将机身分为机身上壳和机身下壳便于安装和拆卸。

机臂通过折叠件实现折叠，起落架通过铰连件实现折叠，从而整个无人机可在运输或不使用时折叠存放，同时，通过设置支撑杆的长度大于机臂从铰连件到机臂上电机安装端的长度，可以在无人机处于折叠状态时仍然可以使用支撑杆支撑。

具体的方案为折叠件包括抵接在机身上壳和机身下壳之间的固定件以及与该固定件通过旋转轴活动连接的活动件；活动件设有用于连接机臂的套筒；固定件和活动件间设有当活动件带动机臂处于张开状态时对活动件进行固定的第一锁紧机构；机身下壳上设有用于供活动件活动的第二避让部。

将机臂折叠件设置在机身上壳与机身下壳之间，使得整个机臂可绕机身折叠，同时，通过第一锁紧机构实现机臂在伸展时的固定。该折叠件结构简单，可适用于各种类型的无人机。通过机身下壳的第二避让部为旋转部的活动提供空间，避免撞到机身。

进一步具体的方案为固定件包括两间隔设置且上下分别贴住机身上壳和机身下壳的固定板，以及搭接在两固定板上部的连接板；活动件设置在两固定板间，旋转轴由固定板的下部穿过。

更进一步具体的方案为第一锁紧机构包括设置在远离旋转轴一端的活动件上的锁紧块，该锁紧块上开设有一螺纹孔，连接板上开设有一与该螺纹孔对应的通孔；机身上壳上设有拧钉用的第一避让部。螺钉通过连接板上的通孔与锁紧块上的螺纹孔配合，实现锁紧功能，从而实现机臂在伸展时的固定。通过机身上壳的第一避让部，当对第一锁紧机构的螺钉进行拧紧时可避开机身。

另一个具体的方案为铰连件包括用于套设在机臂上的固定环、用于安装固定环的安装块以及与安装块通过旋转轴活动连接的转动块，且转动块一侧设有用于安装支撑杆的套筒；转动块与安装块间设有当转动块带动支撑杆处于支撑状态时对转动块进行固定的第二锁紧机构。

通过将起落架设置成与机臂铰接的支撑杆，可实现相对机臂进行折叠，同时，机臂也可折叠，机臂与支撑杆同时折叠，在运输或携带的过程中占据更小的空间。支撑杆与机臂铰接的铰连件结构简单，易于实现支撑杆的折叠，通过锁紧机构对转动块进行锁紧，使起落架的结构更加稳定。

进一步具体的方案为转动块内设有一空腔；第二锁紧机构包括滑动安装在空腔内并设有卡扣的锁紧件，以及设置在安装块上用于卡住卡扣的卡紧块。

更进一步具体的方案为空腔内设有支撑锁紧件的弹簧，空腔的两侧设置配合卡扣滑动的导向槽；卡紧块上开设有可容纳卡扣的卡紧槽；锁紧件具有延伸至空腔外的按压部。

当需要支撑杆张开时，按住锁紧件的按压部，同时转动转动块，使支撑杆处于竖直状态，然后松开锁紧件的按压部，在弹簧的弹力作用下向外推，使卡扣沿着导向槽卡入卡紧槽内，此时支撑杆张开且锁定。当需要将支撑杆收拢时，同样按压锁紧件的按压部，使卡扣沿着卡紧槽退出，然后沿旋转轴转动支撑杆，使其折叠收拢。

优选的方案为支撑杆在支撑状态时沿垂直方向具有向外的角度，其底端设有一底面为斜面的垫块，固定环与安装块之间设有一保持该角度的楔形块。该设计使得支撑更加稳定。

再一个具体的方案为GPS支架包括固定在机身上壳上的底盘、垂直设置在底盘上的支杆以及安装于支杆顶端且用于安装GPS导航器的安装盘；底盘在沿直径方向开设有用于安装支杆的安装槽；支杆为上窄下宽的梯形，底端具有固定在安装槽内的安装条，顶端设有用于安装安装盘的螺纹孔，且支杆上设有以减轻自身重量的若干镂空；安装盘的底端设有凸台，凸台内设有固定槽，槽底开设有与与螺纹孔对应的通孔。

该GPS支架结构稳定，不易受天气影响，对GPS导航器的支撑牢固，从而使GPS导航器的信号传输更加稳定。

进一步具体的方案为底盘上设有若干用于固定且调整自身方向的弧形孔；弧形孔内设有便于安装螺钉的台阶；安装槽的中部设有与机身上凸起旋转轴对位的定位孔，两端设有紧固安装条用的螺纹孔；安装盘的边缘设有用于安装和防护GPS导航器的围边，该围边上开设有用于通线的缺口。

通过设置定位孔及与定位孔配合的旋转轴进一步增加了GPS支架的稳定性。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过对无人机的机臂和起落架进行折叠设置，使其在运输和存放的时候更加方便，可应用于各无人机领域，包括农业无人机或工业无人机等。

附图说明

图1为本发明实施例的主视图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3为本发明实施例的立体图；

图4为本发明实施例省略其中一机臂的立体图；

图5为本发明实施例的机臂折叠件的主视图；

图6为本发明实施例的机臂折叠件的立体图；

图7为本发明实施例的起落架铰连件的主视图；

图8为本发明实施例的起落架铰连件的立体图；

图9为本发明实施例的起落架支撑杆其中一种实施方式的主视图；

图10为本发明实施例的起落架支撑杆另一种实施方式的主视图；

图11为本发明实施例的GPS支架的主视图；

图12为本发明实施例的GPS支架的立体图；

图13为本发明实施例的GPS支架的底盘的立体图；

图14为本发明实施例的GPS支架的支杆的立体图；

图15为本发明实施例的GPS支架的安装盘的立体图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

实施例

参见图1至图3，多旋翼折叠式无人机包括机身1、机臂2、起落架3及GPS支架4。机身1为圆盘形，包括机身上壳11和机身下壳12。多个机臂2均布在圆盘形的机身1周围，且与机身1通过机臂折叠件5铰接。起落架3包括三个以上的支撑杆31以及将支撑杆31铰接在机臂2或机身1上的铰连件32，本实施例中，支撑杆31分别通过铰连件32铰接在机臂2上，每根支撑杆31的底端设有垫块33。GPS支架4设置在机身1的顶部，GPS支架4的顶端安装有GPS导航器。

本实施例总共设有八个机臂2和三个支撑杆31，三个支撑杆31分别间隔铰接在第一个、第三个及第六个机臂上，近似均匀布置，以保证无人机在起落时的稳定性。同时，支撑杆31的长度大于机臂2从铰连件32到机臂上电机安装端的长度，如此设计是为了在机臂2及起落架3收拢状态时起落架仍然可以对整个无人机起到支撑的作用。另外，为了减少整个无人机的重量，机身1、机臂2及支撑杆31均采用碳纤维制作，且在机身上壳11和机身下壳12上均设有镂空。

参见图3至图6，机臂2与机身1间的机臂折叠件5包括固定件51和活动件52，固定件51和活动件52通过旋转轴53活动连接，且在固定件51和活动件52之间设有第一锁紧机构。

固定件51包括两间隔设置且上下分别贴住机身上壳11和机身下壳12的固定板511，以及搭接在两固定板511上部的连接板512，固定板511通过螺钉固定在机身上壳11和机身下壳12之间。活动件52设置在两固定板511间，旋转轴53由固定板511的下部穿过。在机身下壳12上设有用于供活动件52活动的第二避让部14。

活动件52包括呈L型连接的底板521和装配板522，旋转轴53设置在底板521上远离装配板522的一侧，装配板521的一侧板面上设有用于连接机臂2的套筒54。在机臂2及套筒54的周面上均设有螺纹孔用于安装螺钉，从而将机臂2的一端固定在套筒54内，机臂2的另一端安装有螺旋桨。为了减少整个无人机的重量，在固定件51和活动件52上设有多个镂空部55。

锁紧机构包括固定在装配板的上部的锁紧块56，该锁紧块上设有螺纹孔57，连接板512上开设有一与该螺纹孔57对应的通孔。当活动件52带动机臂2旋转至张开状态时，锁紧块56插入固定件51内，螺纹孔57与通孔58对准，将锁紧螺钉依次插入通孔58及螺纹孔57进行拧紧，在机身上壳11上设有拧钉用的第一避让部13。

参见图7至图9，铰连件32包括固定环321、安装块322以及转动块323。固定环321用于固定机臂，并通过螺钉安装在安装块322其中一面上。转动块323与安装块322的另一面间通过旋转轴324活动连接，转动块323在远离安装块322的一侧设有用于安装支撑杆31的套筒325，套筒325的周面上设有用于固定住支撑杆31的紧定螺钉326。转动块323与安装块322间设有当转动块323带动支撑杆31处于支撑状态时对转动块323进行固定的第二锁紧机构。

在转动块323上设有一空腔，锁紧机构包括滑动安装在该空腔内并设有卡扣329的锁紧件328，以及设置在安装块322上用于卡住卡扣329的卡紧块3221，同时，在空腔内设有支撑锁紧件328的弹簧327，空腔的两侧设置配合卡扣329滑动的导向槽3231，卡紧块3221上开设有可容纳卡扣329的卡紧槽3222。为适应弹簧327的形状，锁紧件328为空心圆柱型，在锁紧件328的按压端设有适应手指的按压部。

当需要支撑杆31张开时，按住锁紧件328的按压部，同时转动转动块323，使支撑杆31处于竖直状态，然后松开锁紧件328，在弹簧327的弹力作用下向外推，使卡扣329沿着导向槽3231卡入卡紧槽3222内，此时支撑杆31张开且锁定。当需要将支撑杆31收拢时，同样按压锁紧块328的按压部，使卡扣329沿着卡紧槽3222退出，然后沿旋转轴324转动支撑杆31，使其折叠收拢。

以上支撑杆31在张开时处于竖直状态，为了使支撑杆31在张开时更加稳定，可将支撑杆31倾斜一定的角度设置，参见图10，将垫块33的底面设置成斜面，同时固定环321与安装块322间设有一楔形垫块，使安装块322相对固定环321沿竖直方向倾斜一定角度。当起落架3张开时，三根支撑杆31向四周倾斜，使得支撑更加稳定。

参见图11至图15，GPS支架4包括底盘41、支杆42以及安装盘43，支杆42垂直固定在底盘41上，安装盘43固定在支杆42的顶端，用于安装GPS导航器。

底盘41上设有若干弧形孔411，弧形孔411内设有台阶，便于安装螺钉，螺钉依次通过弧形孔411及机身上壳上的螺纹孔拧紧使底盘41固定在机身上，同时，通过弧形孔411可旋转调整整个GPS支架4的角度，从而调整GPS导航器的信号接收方向，以便找到最佳方向。底盘41在沿直径方向开设有用于安装支杆42的安装槽412，安装槽412的中部设有与机身上凸起旋转轴对位的定位孔413，在安装槽412的两端还设有螺纹孔414，螺纹孔414用于紧固支杆42。

支杆42为上窄下宽的梯形，其厚度在5～8mm之间，底端具有与安装槽412配合的安装条421，安装条421上设有与螺纹孔414对应的通孔422。支杆42的顶端设有用于安装安装盘43的螺纹孔423。支杆42上设有若干镂空，以减轻自身重量，为了视觉美观，所有镂空沿支杆42的中心线对称布置。

安装盘43的底端设有凸台431，凸台431内设有容纳并固定支杆42顶端的固定槽432，槽底开设有通孔433，该通孔433与螺纹孔423对应。在安装盘43的边缘设有用于安装和防护GPS导航器的围边434，在围边434上开设有用于通线的缺口435。

本实施例的折叠式无人机可应用于各无人机领域，包括农业无人机和工业无人机等。同时，以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多旋翼折叠式无人机，包括机身、机臂及起落架，其特征在于：

所述机身包括机身上壳和机身下壳，所述机身上壳上设置有用于安装GPS导航器的GPS支架；

多个所述机臂通过抵装在所述机身上壳和所述机身下壳之间的折叠件均匀铰接在所述机身周围；

所述起落架包括至少三个独立设置的支撑杆及设置在所述支撑杆顶端的铰连件，所述支撑杆均匀分布在机身周围且通过所述铰连件与所述机臂铰接；

所述的铰连件包括用于套设在所述机臂上的固定环、用于安装所述固定环的安装块以及与所述安装块通过旋转轴活动连接的转动块，且所述的转动块一侧设有用于安装所述支撑杆的套筒；

所述支撑杆的长度大于所述机臂从所述铰连件到机臂上电机安装端的长度，支撑杆在支撑状态时沿垂直方向具有向外的角度，其底端设有一底面为斜面的垫块，所述固定环与所述安装块之间设有一保持该角度的楔形块；

所述的GPS支架包括固定在所述机身上壳上的底盘、垂直设置在所述底盘上的支杆以及安装于所述支杆顶端且用于安装GPS导航器的安装盘；

所述底盘在沿直径方向开设有用于安装所述支杆的安装槽；

所述支杆为上窄下宽的梯形，底端具有固定在所述安装槽内的安装条，顶端设有用于安装所述安装盘的螺纹孔，且所述支杆上设有以减轻自身重量的若干镂空；

所述安装盘的底端设有凸台，凸台内设有固定槽，槽底开设有与所述螺纹孔对应的通孔；

所述的底盘上设有若干用于固定且调整自身方向的弧形孔；

所述弧形孔内设有便于安装螺钉的台阶；

所述安装槽的中部设有与机身上凸起对位的定位孔，两端设有紧固所述安装条用的螺纹孔；

所述安装盘的边缘设有用于安装和防护GPS导航器的围边，该围边上开设有用于通线的缺口。

2.根据权利要求1所述的多旋翼折叠式无人机，其特征在于：

所述的折叠件包括抵接在所述机身上壳和所述机身下壳之间的固定件以及与该固定件通过旋转轴活动连接的活动件；

所述活动件设有用于插装所述机臂的套筒；

所述固定件和所述活动件间设有当所述活动件带动所述机臂处于张开状态时对所述活动件进行固定的第一锁紧机构；

所述机身下壳上设有用于供所述活动件活动的第二避让部。

3.根据权利要求2所述的多旋翼折叠式无人机，其特征在于：

所述的固定件包括两间隔设置且上下分别贴住所述机身上壳和所述机身下壳的固定板，以及搭接在两固定板上部的连接板；

所述的活动件设置在两固定板间，旋转轴由固定板的下部穿过。

4.根据权利要求3所述的多旋翼折叠式无人机，其特征在于：

所述的第一锁紧机构包括设置在远离所述旋转轴一端的活动件上的锁紧块，该锁紧块上开设有一螺纹孔，所述的连接板上开设有一与该螺纹孔对应的通孔；

所述的机身上壳上设有拧钉用的第一避让部。

5.根据权利要求1所述的多旋翼折叠式无人机，其特征在于：

所述的转动块内设有一空腔；

第二锁紧机构包括滑动安装在空腔内并设有卡扣的锁紧件，以及设置在所述安装块上用于卡住所述卡扣的卡紧块。

6.根据权利要求5所述的多旋翼折叠式无人机，其特征在于：

所述的空腔内设有支撑所述锁紧件的弹簧，空腔的两侧设置配合所述卡扣滑动的导向槽；

所述的卡紧块上开设有可容纳所述卡扣的卡紧槽；

所述的锁紧件具有延伸至空腔外的按压部。