CN107600385B - 电动无人机的悬臂折叠机构 - Google Patents

Abstract

一种电动无人机的悬臂折叠机构，包括与电动无人机的机身连接的第一部分；与电动无人机的悬臂连接的第二部分；将所述第一部分和第二部分连接在一起的转轴；以及将所述第一部分和第二部分连接在一起的弹性挂钩；所述第一部分具有相对所述第二部分的第一凹部和第一凸部；所述第二部分具有相对第一部分的第二凸部和第二凹部；所述第一凹部与所述第二凸部形状相对应，所述第一凸部与所述第二凹部形状相对应。本申请的悬臂折叠机构通过凸凹结构闭合形成咬合关系，避免了在圆周方向发生错位的可能性，不需要增加额外的加固重量，而且不会影响到可拆卸结构的连接，提高了折叠机构的连接可靠性。

Description

电动无人机的悬臂折叠机构

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多旋翼的电动无人机，特别涉及一种电动无人机的悬臂折叠机构。

背景技术

多旋翼电动无人机是具有多个悬臂的无人驾驶飞行器，其结构简单，噪音小，具有机动灵活、反应快速、操作要求低等优点，被广泛应用于农植保护、森林火灾监测、空中摄影、土地测量、灾后损失评估等任务。

目前的电动无人机大多是多轴无人机，如四轴、六轴等，整机起飞重量很小，但是悬臂展开却很大，给无人机的运输、携带及保存等带来一定困难。因此，为了提高无人机的使用便携性，并降低运输的成本，出现了很多可折叠悬臂的无人机。

例如，CN 205440846U、CN205661646U、CN205891210U、CN203975225U、CN206358349 U、CN 206358350 U、CN 206374964 U、CN 205952286 U、CN105691590A、CN106081056A中公开了多种用于无人机的悬臂折叠机构，这些折叠机构基本上包括四大部分：与机身连接的第一部分；与悬臂连接的第二部分；将第一部分和第二部分连接在一起的转轴，使得第一部分和第二部分可绕转轴相对转动；以及将第一部分和第二部分连接在一起的可拆卸结构。这些现有技术的折叠机构均存在一个问题，即第一部分和第二部分之间基本上靠转轴进行定位，转轴因为要相对这两个部分转动，因此总是会有一定的间隙，因此仅靠转轴进行定位的这两个部分之间很容易发生相对位移，从而不得不考虑采用螺栓等其它连接方式进行加固，另外，这两个部分位移所产生的力会传递给可拆卸结构，长期使用也会使得可拆卸结构发生松动，因为可拆卸结构本来就是用来方便连接和拆卸用的，不可能连接非常紧，因而发送松动的概率很大，这又导致现有这些机构还要对可拆卸结构进行预防加固，导致现有这些折叠机构的结构复杂，重量大，可靠性也相对较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电动无人机的悬臂折叠机构，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种电动无人机的悬臂折叠机构，包括与电动无人机的机身连接的第一部分；与电动无人机的悬臂连接的第二部分；将所述第一部分和第二部分连接在一起的转轴，使得所述第一部分和第二部分可绕所述转轴相对转动；以及将所述第一部分和第二部分连接在一起的弹性挂钩；其中，所述第一部分具有相对所述第二部分的第一凹部和第一凸部，所述第一凹部和所述第一凸部将所述第一部分相对所述第二部分的结合面直线分割成两半；所述第二部分具有相对第一部分的第二凸部和第二凹部，所述第二凸部和所述第二凹部将所述第二部分相对所述第一部分的结合面直线分割成两半；所述第一凹部与所述第二凸部形状相对应，所述第一凸部与所述第二凹部形状相对应。

优选地，所述悬臂与所述机身连接处设置有所述悬臂折叠机构，所述悬臂可以通过所述悬臂折叠机构向下方折叠。

优选地，所述第二部分为内径大于所述悬臂的外径的圆筒状结构，所述悬臂的根部插入在所述第二部分中并通过螺钉固定连接。

优选地，所述弹性挂钩设置在所述第一部分上，所述第二部分上设置有与所述弹性挂钩相对应的卡头。

优选地，所述第一部分上设置有两个面向所述第二部分伸出的限位片，所述两个限位片对应于所述卡头的宽度位置设置，且所述两个限位片之间的间距大于所述卡头的宽度。

优选地，所述弹性挂钩通过挂钩转轴可转动的设置在所述第一部分上的两个第一耳片之间，所述挂钩转轴上穿设有弹簧，所述两个第一耳片之间设置限制所述弹簧沿所述挂钩转轴左右移动的第一凸起。

优选地，所述弹性挂钩面向所述第一部分的内侧设置有钩挂所述弹簧的第二凸起。

优选地，所述弹性挂钩上设置有两个穿设在所述挂钩转轴上的第二耳片，所述第二耳片的底部形成有向后的四分之一圆弧，向前形成直角，使得所述弹性挂钩可沿所述四分之一圆弧向后偏转，但是不可以越过所述直角部分向前偏转。

本申请的悬臂折叠机构通过凸凹结构闭合形成咬合关系，避免了在圆周方向发生错位的可能性，不需要增加额外的加固重量，而且不会影响到可拆卸结构的连接，提高了折叠机构的连接可靠性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的电动无人机的立体结构示意图；

图2显示的图1所示电动无人机的折叠状态示意图；

图3显示的是根据本申请的一个具体实施例的电动无人机的悬臂折叠机构的闭合状态示意图；

图4显示的是根据本申请的另一个具体实施例的电动无人机的悬臂折叠机构的打开状态示意图；

图5显示的是根据本申请的又一个具体实施例的电动无人机的悬臂折叠机构的分解透视图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

背景技术部分提及的现有多轴无人机，都是采用全对称布局，导致重心位置集中于一点，载荷布局受到极大的限制，且由于全对称布局的旋翼将无人机的各个方向都阻挡了，导致搭载的载荷无法向斜上方发射武器或者进行观测，限制了现有无人机的应用范围。基于此，本申请提供了一种电动无人机，如图1和2所示，其中，图1显示的是根据本发明的一个具体实施例的电动无人机的立体结构示意图；图2显示的图1所示电动无人机的折叠状态示意图。

参见图1-2，本申请的电动无人机包括机身1以及多个连接在机身1上的悬臂3，每个悬臂3均支撑有一个电机4，每个电机4均带有螺旋桨5。与现有多轴无人机不同的是，本申请的电动无人机的机身1总体上呈长条形，沿长条形机身1的长度方向，在机身1的下方可以挂载光电吊舱以及武器发射筒等结构。亦即，本申请的基本构思是，在电动无人机的长条形机身1的下方形成了有利于设置光电吊舱和武器发射筒等载荷的无遮挡的长条形的通道，避免观测和武器发射的时候与悬臂3和螺旋桨5等发生干涉，影响使用和作战效能，提高了无人机的应用范围。另外，长条形机身1便于将悬臂3及其上的电机4等结构对称分布于机身1的两侧，由此可以在机身纵向获得更大范围的载荷挂载点，易于扩展载荷布局。另外武器发射筒之类的载荷需要提供斜向上的仰角，如果其前方有旋翼等障碍物则难以发射导弹或者火箭弹(存在干涉的情况下无人机就坠毁了)，而后方也需要防止火箭发动机尾焰灼烧旋翼，因此长条形机身1的设置方式可以实现无人机的载荷重心平衡，以便于无人机的操控，简化飞控软件的设计难度，尤其适于作为军用打击平台使用。

图2所示电动无人机的折叠状态中，为了便于无人机的折叠，无人机的螺旋桨5和武器发射筒等结构被拆除了，以避免折叠之后与起落架发生干涉，而且还可以获得更小的折叠体积，以便于装箱运输。具体来说，悬臂3与机身1的连接处设置有悬臂折叠机构11，悬臂3可以通过所述悬臂折叠机构11向下方折叠。

下面参照附图3-5进一步具体说明本申请的电动无人机的悬臂折叠机构的具体结构，其中，图3显示的是根据本申请的一个具体实施例的电动无人机的悬臂折叠机构的闭合状态示意图；图4显示的是根据本申请的另一个具体实施例的电动无人机的悬臂折叠机构的打开状态示意图；图5显示的是根据本申请的又一个具体实施例的电动无人机的悬臂折叠机构的分解透视图。

如前所述，悬臂3与机身1连接处设置有悬臂折叠机构11，悬臂折叠机构11包括与电动无人机的机身1连接的第一部分111；与电动无人机的悬臂3连接的第二部分112；将第一部分111和第二部分112连接在一起的转轴113，使得第一部分111和第二部分112可绕转轴113相对转动；以及将第一部分111和第二部分112连接在一起的弹性挂钩114。第二部分112为内径大于悬臂3的外径的圆筒状结构，悬臂3的根部插入在第二部分112中并通过螺钉固定连接。本申请的悬臂3与悬臂折叠机构11的第二部分112通过筒状结构进行插接，可以获得更大的接触面积获得更大的摩擦力，连接牢固且易于通过螺钉连接和拆装，可靠性高，便于拆装维护等操作。

进一步地，第一部分111具有相对第二部分112的第一凹部101和第一凸部102，第一凹部101和第一凸部102将第一部分111相对第二部分112的结合面直线分割成两半。亦即如图4-5所示，第一部分111的结合面呈两部分结构，一半低一半高，低的部分是第一凹部101，基本上是个平面；高的部分是第一凸部102，由凸起的薄壁结构构成，用以减轻重量，同时可以将转轴113设置在这些凸起的薄壁结构中(如图4所示)，用以降低结构高度，减少材料用量，降低成本和重量。

对应的，第二部分112具有相对第一部分111的第二凸部201和第二凹部202，第二凸部201和第二凹部202将第二部分112相对第一部分111的结合面直线分割成两半；第一凹部101与第二凸部201形状相对应，第一凸部102与第二凹部202形状相对应。亦即如图4-5所示，第二部分112的结合面也是呈两部分结构，一半低一半高，低的部分是第二凹部202，由凸起的薄壁结构构成，薄壁结构中间基本为平面，用以保证连接强度的情况下尽量减轻结构重量，高的部分是第二凸部201，基本上是个平面。

当第一部分111和第二部分112闭合的时候，形成如图3所示的状态，由于第一部分111的高低部分和第二部分的低高部分相互形状对应，二者之间的结合面形成了一种咬合关系。需要说明的是，本申请的图示具体实施例中，为了制造加工的方便，第一部分111的高低部分是由直线分割成两半的，同样第二部分112对应的低高部分也是由直线分割成两半的，因此二者闭合形成咬合关系的时候，很容易准确定位，可以确保本申请的悬臂折叠机构11很容易从张开状态转换成闭合状态，可以获得很好的拆装折叠转换效率。另外，由于本申请的凸凹结构形成在整个结合面上，即第一部分111的整个结合面形成了凸凹两个部分，第二部分112的整个结合面也是形成为凸凹两个部分，二者咬合的区域贯穿整个结合面的宽度，结合区域达到了最大化，从图4-5即可看出，本申请的悬臂折叠机构闭合之后，可以说是完全不存在在圆周方向发生错位的可能性，相对于现有技术来说，本申请可以采用简单的凸凹结构形成紧密的连接关系，不需要增加额外的加固重量，而且不会影响到可拆卸结构(弹性挂钩114)的连接，不会影响折叠机构的连接可靠性。

进一步地，弹性挂钩114设置在第一部分111上，第二部分112上设置有与弹性挂钩114相对应的卡头115。弹性挂钩114可以在外力作用下张开，然后利用弹簧(后面将对此详细说明)的弹力向下闭合将卡头115挂住，从而形成卡扣关系将第一部分111和第二部分112连接在一起，形成图3所示状态。当需要折叠悬臂3的时候，同样在外力作用下按压弹性挂钩114的后部，使弹性挂钩114张开，将悬臂3下压使得第二部分112绕转轴113转动，卡头115脱离卡扣位置，悬臂折叠机构11完全打开，即可形成图4所示状态。

在另一个优选实施例中，第一部分111上设置有两个面向第二部分112伸出的限位片118，两个限位片118对应于卡头115的宽度位置设置，且两个限位片118之间的间距大于卡头115的宽度。本实施例通过设置两个间距大于卡头115的宽度的限位片118，可以在形成图3所示的卡扣状态之后，将卡头115限制在两个限位片118之间，从而可以进一步阻止第二部分112沿转轴113长度方向的左右位移。即，在前述实施例中，通过设置凸凹结构，可以防止第一部分111和第二部分112在圆周方向发生错位，如图4所示，当然，第一部分111和第二部分112也有可能沿着凸凹部分的直线分割线横向滑动，尤其是当二者的凸凹部分的直线分割线平行于转轴113设置的情况下，这种横向滑动错位的可能性也会相对较大，因此，通过本实施例设置的限位片118，可以阻止第一部分111和第二部分112的横向滑动错位，进一步提高了本申请的折叠机构的连接牢固性，确保不会由于错位发生松动，也不会因此增加加固重量，而且增加的限位片118结构很小，也不会影响弹性挂钩114的连接，不会影响折叠机构的连接可靠性。

在又一个具体实施例中，弹性挂钩114通过挂钩转轴116可转动的设置在第一部分111上的两个第一耳片119之间，挂钩转轴116上穿设有弹簧117，两个第一耳片119之间设置限制弹簧117沿挂钩转轴116左右移动的第一凸起120。即，如图5所示，弹簧117套在挂钩转轴116上，从结构上来说弹簧117的宽度不需要很大，但是有可能会沿着挂钩转轴116横向左右移动，因而有可能导致弹簧117的弹力不均衡，影响弹性挂钩114的可靠运转，采用设置第一凸起120，可以将弹簧117的两个端脚限制在图示的两个第一凸起120之间，以此形成满足设计需求的可靠弹性连接关系。

进一步地，在再一个具体实施例中，如图5所示，弹性挂钩114面向第一部分111的内侧设置有钩挂弹簧117的第二凸起140。即，图中所示U形结构形式的弹簧117的U形部分用于顶住弹性挂钩114的内侧，通过设置第二凸起140，可以将弹簧117的U形部分围绕第二凸起140的外侧钩挂，进一步避免了弹簧117的错位，提高了弹簧连接的可靠性。

在还有一个具体实施例中，弹性挂钩114上设置有两个穿设在挂钩转轴116上的第二耳片130，第二耳片130面向第一部分111的底部形成有向后的四分之一圆弧，向前形成直角，使得弹性挂钩114可沿所述四分之一圆弧向后偏转，但是不可以越过所述直角部分向前偏转。即，在没有受力的自由状态下，弹簧117顶着弹性挂钩114的内侧后部，弹性挂钩114的前部会绕轴挂钩转轴116转动而向下运动，形成类似图4所示实施例的状态，即弹性挂钩114的头部会向下偏转，如果偏转角度过大，则弹簧117的弹力有可能不够，则弹簧117有可能松脱原有设计位置，有可能影响弹性挂钩114的可靠运转。为了避免这种情况发生，在图5所示实施例中，弹性挂钩114的两个第二耳片130形成了特殊的结构形式，即向后的部分形成四分之一圆弧，向前的部分是直角，因而弹性挂钩114只能(通过按压弹性挂钩114的尾部)沿着四分之一圆弧向后偏转，但是在弹簧117的弹力作用下，当弹性挂钩114向前偏转的时候遇到第二耳片130的直角部分，由于旋转中心到直角部分的长度大于旋转半径，因而可以阻止弹性挂钩114越过所述直角部分向前偏转。因此，本实施例通过设置具有四分之一圆弧和直角部分的第二耳片130，可以防止弹性挂钩114向前过分偏转使得弹簧117脱离位置，提高了弹性挂钩114的运转可靠性。

综上所述，本申请的悬臂折叠机构通过凸凹结构闭合形成咬合关系，避免了在圆周方向发生错位的可能性，不需要增加额外的加固重量，而且不会影响到可拆卸结构的连接，提高了折叠机构的连接可靠性。另外，本申请还通过设置限位片，可以阻止第一部分和第二部分的横向滑动错位，进一步提高了本申请的折叠机构的连接牢固性，确保不会由于错位发生松动，也不会因此增加加固重量，而且增加的限位片结构很小，也不会影响弹性挂钩的连接，不会影响折叠机构的连接可靠性。

本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。

Claims (4)

1.一种电动无人机的悬臂折叠机构，包括与电动无人机的机身（1）连接的第一部分（111）；与电动无人机的悬臂（3）连接的第二部分（112）；将所述第一部分（111）和第二部分（112）连接在一起的转轴（113），使得所述第一部分（111）和第二部分（112）可绕所述转轴（113）相对转动；以及将所述第一部分（111）和第二部分（112）连接在一起的弹性挂钩（114）；其特征在于，所述第一部分（111）具有相对所述第二部分（112）的第一凹部（101）和第一凸部（102），所述第一凹部（101）和所述第一凸部（102）将所述第一部分（111）相对所述第二部分（112）的结合面直线分割成两半；所述第二部分（112）具有相对第一部分（111）的第二凸部（201）和第二凹部（202），所述第二凸部（201）和所述第二凹部（202）将所述第二部分（112）相对所述第一部分（111）的结合面直线分割成两半；所述第一凹部（101）与所述第二凸部（201）形状相对应，所述第一凸部（102）与所述第二凹部（202）形状相对应；所述悬臂（3）与所述机身（1）连接处设置有所述悬臂折叠机构（11），所述悬臂（3）可以通过所述悬臂折叠机构（11）向下方折叠；所述弹性挂钩（114）设置在所述第一部分（111）上，所述第二部分（112）上设置有与所述弹性挂钩（114）相对应的卡头（115）；所述弹性挂钩（114）通过挂钩转轴（116）可转动的设置在所述第一部分（111）上的两个第一耳片（119）之间，所述挂钩转轴（116）上穿设有弹簧（117），所述两个第一耳片（119）之间设置限制所述弹簧（117）沿所述挂钩转轴（116）左右移动的第一凸起（120）；所述弹性挂钩（114）上设置有两个穿设在所述挂钩转轴（116）上的第二耳片（130），所述第二耳片（130）的底部形成有向后的四分之一圆弧，向前形成直角，使得所述弹性挂钩（114）可沿所述四分之一圆弧向后偏转，但是不可以越过所述直角部分向前偏转。

2.如权利要求1所述的电动无人机的悬臂折叠机构，其特征在于，所述第二部分（112）为内径大于所述悬臂（3）的外径的圆筒状结构，所述悬臂（3）的根部插入在所述第二部分（112）中并通过螺钉固定连接。

3.如权利要求1所述的电动无人机的悬臂折叠机构，其特征在于，所述第一部分（111）上设置有两个面向所述第二部分（112）伸出的限位片（118），所述两个限位片（118）对应于所述卡头（115）的宽度位置设置，且所述两个限位片（118）之间的间距大于所述卡头（115）的宽度。

4.如权利要求1所述的电动无人机的悬臂折叠机构，其特征在于，所述弹性挂钩（114）面向所述第一部分（111）的内侧设置有钩挂所述弹簧（117）的第二凸起（140）。