CN108622367A - 无人机机臂折叠装置及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机机臂折叠装置及无人机，该无人机机臂折叠装置包括底壳、操纵部件、同步传动件及多个机臂组件，所述操纵部件用于驱动所述同步传动件，以使所述同步传动件带动多个所述机臂组件的机臂同步地在折叠位置与展开位置之间来回转动；多个所述机臂组件沿第一旋转方向向外转动一预设角度后到达所述展开位置；且在所述展开位置，多个所述机臂组件的桨叶转动时互不干涉。这样，通过操纵部件实现了多个机臂组件的同步折叠(向内转动)与展开(向外转动)，桨叶旋转所需要的机臂横向空间较小降低了无人机的体积，提高了无人机产品的便携性，且桨叶无需现场安装，简化了无人机的安装过程，提升了用户检验。

Description

无人机机臂折叠装置及无人机

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折叠装置及无人机。

背景技术

现有的无人机通常由机体、机臂组件及脚架等组件构成，机臂组件包括机臂、电机及桨叶，电机设置在机臂的末端并用于驱动桨叶旋转，脚架连接在机体底部以提供起飞时的支撑。

通常，机臂及脚架与机体为一体结构，机臂在横向空间需要扩展出足够的空间以便桨叶旋转，脚架则需要在纵向上得到支撑空间。另外，桨叶使用时需现场安装。这样，使得无人机产品体积较大，不便于携带，无人机安装复杂及成本较高，导致用户体验差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有的无人机产品体积较大，不便于携带的缺陷，提供一种无人机机臂折叠装置。

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折叠装置，包括底壳、操纵部件、同步传动件及多个机臂组件，所述操纵部件及同步传动件设置在所述底壳上，所述机臂组件包括转动连接在所述底壳上的机臂、设置在所述机臂上的电机及连接在所述电机的输出轴上的桨叶；

所述操纵部件用于驱动所述同步传动件，以使所述同步传动件带动多个所述机臂组件的机臂同步地在折叠位置与展开位置之间来回转动；

多个所述机臂组件沿第一旋转方向向外转动一预设角度后到达所述展开位置；且在所述展开位置，多个所述机臂组件的桨叶转动时互不干涉。

可选地，在所述折叠位置，所述机臂组件收容于所述底壳的边缘内侧。

可选地，所述机臂具有转接端及自由端，所述转接端转动连接在所述底壳上，所述电机设置在所述自由端上，在所述第一旋转方向上相邻的两个所述机臂组件，其中一个所述机臂组件的自由端位于另一个所述机臂组件的转接端之上。

可选地，所述同步传动件包括设置在所述底壳上方的输入齿轮、中间齿轮组及多个输出齿轮，每一所述输出齿轮固定连接在对应的所述机臂的转接端上，所述中间齿轮组啮合于所述输入齿轮与多个所述输出齿轮之间，所述输入齿轮与所述操纵部件连接，所述操纵部件可驱动所述输入齿轮相对所述底壳沿第二旋转方向转动，所述第一旋转方向与第二旋转方向同向或反向。

可选地，所述中间齿轮组包括多个第一中间齿轮及多个第二中间齿轮，所述多个第一中间齿轮及多个第二中间齿轮转动连接在所述底壳上，所述输入齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮及输出齿轮依次啮合，以使得所述输入齿轮的转动能够同步带动多个所述输出齿轮转动。

可选地，所述操纵部件为一旋钮，所述旋钮包括设置在所述底壳下方的旋钮本体及由下往上穿过所述底壳并连接在所述输入齿轮中心的旋钮杆，所述底壳的下表面形成一凹槽，所述旋钮本体容纳于所述凹槽中，所述旋钮本体的上表面沿圆周方向间隔设置有多个凸起骨位，所述凹槽的底部沿圆周方向间隔设置有与多个所述凸起骨位一一对应的多个锁定槽位，所述旋钮在多个所述凸起骨位进入多个所述锁定槽位时进入锁定状态，在所述锁定状态下，施加大于或等于预定的力转动所述旋钮，可使多个所述凸起骨位脱离多个所述锁定槽位。

可选地，所述底壳上表面设置有由肋板结构分隔形成的第一容纳区域以及多个第二容纳区域，多个所述第二容纳区域设置在所述第一容纳区域的外围，所述同步传动件容纳于所述第一容纳区域中，多个所述机臂组件对应地容纳于多个所述第二容纳区域中。

另外，本发明还提供了一和无人机，包括电控模块及上述的无人机机臂折叠装置，所述电控模块固定连接在所述底壳上。

可选地，所述无人机还包括与所述底壳扣合的外罩，所述外罩由上往下罩住所述电控模块、同步传动件及多个所述机臂组件，以形成盒状的无人机。

可选地，所述底壳及外罩呈方形，所述底壳四条边上分别设置一所述机臂组件。

可选地，所述底壳的侧部形成有对接平面，所述外罩的开口端面与所述对接平面贴合，所述底壳的侧面上位于所述对接平面上方的位置设置有卡孔，所述外罩的内侧设置有可卡入所述卡孔中的卡凸，在所述折叠位置，所述机臂组件位于所述对接平面的内侧。

可选地，所述电控模块设置于多个所述机臂组件之间且位于所述同步传动件的上方。

可选地，所述电控模块包括电控上壳、电控下壳、飞控模块、电路控制板及电池，所述电控上壳及电控下壳相互扣合以形成封闭空间，所述飞控模块、电路控制板及电池设置在所述封闭空间中。

可选地，所述无人机还包括转动连接在所述底壳下方的多个支撑杆，多个所述支撑杆可在打开位置与收容位置之间来回转动；在所述收容位置，所述支撑杆被形成在所述底壳上的一卡块卡住；在所述打开位置，所述支撑杆被形成在所述底壳上的一卡口卡住。

可选地，所述无人机还包括设置在所述底壳下方的多个脚垫，所述脚垫的下表面处于无人机的最下方。

根据本发明的无人机机臂折叠装置及无人机，通过操纵部件驱动同步传动件，以使同步传动件带动多个机臂组件的机臂同步地在折叠位置与展开位置之间来回转动，多个机臂组件沿第一旋转方向向外转动一预设角度后到达展开位置；且在展开位置，多个机臂组件的桨叶转动时互不干涉。这样，通过操纵部件实现了多个机臂组件的同步折叠(向内转动)与展开(向外转动)，桨叶旋转所需要的机臂横向空间较小降低了无人机的体积，提高了无人机产品的便携性，且桨叶无需现场安装，简化了无人机的安装过程，提升了用户检验。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的无人机的立体图；

图2是图1的另一视角图；

图3是本发明一实施例提供的无人机的分解图；

图4是本发明一实施例提供的无人机去掉外罩之后的立体图(折叠位置)；

图5是本发明一实施例提供的无人机的立体图(展开位置)；

图6是图5的另一视角图；

图7是本发明一实施例提供的无人机其机臂组件的示意图；

图8是图7的另一视角图；

图9是本发明一实施例提供的无人机其电控模块的分解图；

图10是本发明一实施例提供的无人机的俯视图；

图11是沿10中A-A方向的剖视图；

图12是图11中a处的放大图；

图13是图11中b处的放大图；

图14是本发明一实施例提供的无人机其各个安装模块的分解图。

说明书中的附图标记如下：

1、底壳；11、肋板结构；12、第一容纳区域；13、第二容纳区域；14、凹槽；141、锁定槽位；15、对接平面；16、卡孔；17、卡块；18、卡口；19、旋转柱；

2、操纵部件(旋钮)；21、旋钮本体；211、凸起骨位；22、旋钮杆；

3、同步传动件；31、输入齿轮；32、中间齿轮组；321、第一中间齿轮；322、第二中间齿轮；33、输出齿轮；

4、机臂组件；41、机臂；411、转接端；412、自由端；42、电机；43、桨叶；44、沉头螺丝；45、固定片；46、光流模块；47、指示灯；

5、外罩；51、开口端面；52、卡凸；

6、电控模块；61、电控上壳；62、电控下壳；63、飞控模块；64、电路控制板；65、电池；66、封闭空间；67、支撑柱；

7、支撑杆；

8、脚垫；

9、螺钉；

10、转轴螺钉。

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。

本文中的上、下是指无人机正常放置于水平面时的方位。

如图1至图12所示，本发明一实施例提供的无人机，包括底壳1、操纵部件2、同步传动件3、多个机臂组件4、与所述底壳1扣合的外罩5及电控模块6。其中，底壳1、操纵部件2、同步传动件3及多个机臂组件4构成无人机机臂折叠装置。

如图4、图7及图8所示，所述机臂组件4包括机臂41、电机42及桨叶43。所述机臂41具有转接端411及自由端412，所述转接端411转动连接在所述底壳1上，所述电机42通过多个沉头螺丝44固定在所述自由端412上。桨叶43连接在电机42的输出轴上，以此通过电机42带动桨叶43转动。电机42的输出轴末端设置有与电机42的壳体固定连接的固定片45，固定片45盖住桨叶43以保证桨叶43不会脱落。另外，所述机臂41的下方设置有光流模块46和指示灯47。所述操纵部件2用于驱动所述同步传动件3，以使所述同步传动件3带动多个所述机臂组件4的机臂41同步地在折叠位置(图4所示)与展开位置9图5所示之间来回转动。多个所述机臂组件4沿第一旋转方向(图4中的逆时针方向S)向外转动一预设角度后到达所述展开位置。且在所述展开位置，多个所述机臂组件的桨叶43转动时互不干涉。

本实施例中，所述同步传动件3为齿轮传动组件，如图3及图4所示，所述同步传动件3包括设置在所述底壳1上方的输入齿轮31、中间齿轮组32及多个输出齿轮33，每一所述输出齿轮33固定连接在对应的所述机臂41的转接端411上，所述中间齿轮组32啮合于所述输入齿轮31与多个所述输出齿轮33之间，所述输入齿轮31与所述操纵部件2连接，所述操纵部件2可驱动所述输入齿轮31相对所述底壳1沿第二旋转方向转动。齿轮传动，若依次啮合的齿轮个数为奇数，则输入齿轮转动方向与输出齿轮转动方向相同；反之，若依次啮合的齿轮个数为偶数，则输入齿轮转动方向与输出齿轮转动方向相反。即，在图4中的视角，所述第一旋转方向为逆时针方向时，第二旋转方向可以是逆时针方向(同向)或顺时时针方向(反向)，这个取决于中间齿轮组的啮合齿轮组数。

例如，本实施例中，如图3所示，所述中间齿轮组32包括四个第一中间齿轮321及四个第二中间齿轮322，所述四个第一中间齿轮321及四个第二中间齿轮322转动连接在所述底壳1上，所述输入齿轮31、第一中间齿轮321、第二中间齿轮322及输出齿轮33依次啮合，以使得所述输入齿轮31的转动能够同步带动四个所述输出齿轮33转动，且第一旋转方向(图4中的逆时针方向S)与第二旋转方向(图4中的顺时针方向)相反。

本实施例中，输出齿轮33通过铆接等方式固定在转接端411的下方，输出齿轮33通过转轴螺钉10转动支撑在底壳1上。以此，整个机臂组件4可以绕转轴螺钉10转动。

本实施例中，如图3所示，输入齿轮31设置在底壳1的中心位置，四个第一中间齿轮321、四个第二中间齿轮322以及四个输出齿轮33以输入齿轮31为中心，呈放射状排布。四个第一中间齿轮321及四个第二中间齿轮322的中部均设中心孔，底壳1上对应地设置有八个旋转柱19，以此，所述四个第一中间齿轮321及四个第二中间齿轮322转动连接在所述底壳1上。

如图3所示，所述底壳1上表面设置有由肋板结构11分隔形成的第一容纳区域12以及多个第二容纳区域13，多个所述第二容纳区域13设置在所述第一容纳区域12的外围，所述同步传动件3容纳于所述第一容纳区域12中，多个所述机臂组件4对应地容纳于多个所述第二容纳区域13中。在折叠位置，所述机臂组件4收容于所述底壳1的边缘内侧，第一容纳区域12的侧壁对所述机臂41形成限位。在图4中的所述第一旋转方向上相邻的两个所述机臂组件4，其中一个所述机臂组件4的自由端412位于另一个所述机臂组件4的转接端311之上。这样，在折叠位置，多个机臂组件4首尾上下错位相对，多个机臂组件4整体处于同一水平，极大的降低了机臂组件4所占的横向空间。

本实施例中，所述电控模块6整体为盒状，并设置于多个所述机臂组件4之间且位于所述同步传动件3的上方。电控模块6整体通过螺钉9固定在肋板结构11上。

如图9及图11所示，所述电控模块6包括电控上壳61、电控下壳62、飞控模块63、电路控制板64及电池65，电池65与电路控制板64及电机42电连接，以提供无人机的电源，飞控模块63与电路控制板64电连接，机臂41上的光流模块46和指示灯47也电连接到电路控制板64。所述电控上壳61及电控下壳62以螺钉等连接方式相互扣合以形成封闭空间66，所述飞控模块63、电路控制板64及电池65设置在所述封闭空间66中。以此，实现了电控模块6的模块化。

如图9所示，电池65有两个，两个电池65间隔安装在电控下壳62的底部，所述飞控模块63安装在两个电池65之间，电路控制板64盖在飞控模块63及两个电池65上方，电路控制板64的四个角处支撑在电控下壳62的四个角上形成的支撑柱67上，电控上壳61盖在电路控制板64上，电控上壳61的四个角处通过螺钉9固定在支撑柱67上。

如图2、图3及图13所示，所述操纵部件2为旋钮，所述旋钮2包括设置在所述底壳1下方的旋钮本体21及由下往上穿过所述底壳1并连接在所述输入齿轮31中心的旋钮杆22，所述底壳1的下表面形成一凹槽14，所述旋钮本体21容纳于所述凹槽14中，所述旋钮本体21的上表面沿圆周方向间隔设置有多个凸起骨位211，所述凹槽14的底部沿圆周方向间隔设置有与多个所述凸起骨位211一一对应的多个锁定槽位141，所述旋钮2在多个所述凸起骨位211进入多个所述锁定槽位141时进入锁定状态，在所述锁定状态下，施加大于或等于预定的力转动所述旋钮2，可使多个所述凸起骨位211脱离多个所述锁定槽位141。在机臂41的展开位置，旋钮2恰好进入锁定位置。即，通过多个所述凸起骨位211与多个所述锁定槽位141的限位，实现了机臂41的展开位置时的锁定，保证无人机飞行时机臂41的稳定。

优选地，凹槽14为圆形，旋钮本体21设置为圆盘状。

本实施例中，多个所述凸起骨位211及多个所述锁定槽位141沿圆周方向均匀排布，且凸起骨位211及锁定槽位141数量一致。

本实施例中，所述底壳1及外罩5呈方形，所述底壳1四条边上分别设置一所述机臂组件4，即本实施例的无人机为四旋翼无人机。

如图12及图14所示，所述底壳1的侧部形成有对接平面15，所述外罩5的开口端面51与所述对接平面15贴合，所述底壳1的侧面上位于所述对接平面15上方的位置设置有卡孔16，所述外罩5的内侧设置有可卡入所述卡孔16中的卡凸52，在所述折叠位置，所述机臂组件4位于所述对接平面15的内侧。这样，外罩5能够由上往下罩住所述电控模块6、同步传动件3及多个所述机臂组件4，以形成盒状的无人机。盒状的无人机，便于携带。并且，打开外罩5即可使用。

另外，外罩5及电控模块6的电控上壳61均可以制成透明件，这样，从外部可以察看无人机的内部结构，便于后期的维护，并且美观又有新意。

如图2、图3及图6所示，所述无人机还包括转动连接在所述底壳1下方的构成起落架的多个支撑杆7，多个所述支撑杆7可在打开位置与收容位置之间来回转动。在所述收容位置(如2所示)，所述支撑杆7被形成在所述底壳1上的一卡块17卡住；在所述打开位置(如6所示)，所述支撑杆7被形成在所述底壳1上的一卡口18卡住，支撑杆7的两侧均设置有一卡口18。

本实施例中，对应地，支撑杆7为四个。

另外，如图2及图3所示，所述无人机还包括设置在所述底壳1下方的多个脚垫8，所述脚垫8的下表面处于无人机的最下方。

上述实施例的无人机，在安装时，旋钮2、同步传动件3、机臂组件4及多个支撑杆7可以预先组装一体形成底壳组件，电控模块6整体为一个安装模块，这样，如图14所示，整个无人机包含底壳组件、电控模块6及外罩5这三个安装模块，提高了无人机的模块化安装，降低了安装难度。

上述实施例的工作原理如下：

在折叠位置，取下外罩5，沿第二旋转方向旋转旋钮2，通过同步传动件3带动四个机臂41向外转动至展开位置，通过多个所述凸起骨位211与多个所述锁定槽位141的限位，实现了机臂41的展开位置时的锁定。然后，将支撑杆7旋转至打开位置，利用支撑杆7将无人机支撑在起飞平台上，即可起飞。

当无人机需要折叠时，沿第二旋转方向的反方向旋转旋钮2，通过同步传动件3带动四个机臂41向内转动至折叠位置。然后，将支撑杆7旋转至收容位置。

根据本发明上述实施例的无人机机臂折叠装置及无人机，通过操纵部件驱动同步传动件，以使同步传动件带动多个机臂组件的机臂同步地在折叠位置与展开位置之间来回转动，多个机臂组件沿第一旋转方向向外转动一预设角度后到达展开位置；且在展开位置，多个机臂组件的桨叶转动时互不干涉。这样，通过操纵部件实现了多个机臂组件的同步折叠(向内转动)与展开(向外转动)，桨叶旋转所需要的机臂横向空间较小降低了无人机的体积，提高了无人机产品的便携性，且桨叶无需现场安装，简化了无人机的安装过程，提升了用户检验。

在其它实施例中，同步传动件也可以是具有类似功能的皮带传动装置或链条传动装置。

在其它实施例中，操纵部件也可以是齿轮齿条机构，通过直线移动齿条带动齿轮转动，此时将齿轮齿条机构的齿轮与输入齿轮同轴连接，即可实现旋钮类似的功能。

在其它实施例中，机臂组件也可以是两个、三个或五个以上。

在其它实施例中，对应于三个或五个以上机臂组件，底壳及外罩具有对应边数的多边形形状，以使得无人机形成对应的多边形盒状。

在其它实施例中，也可以取消多个支撑杆，而直接利用脚垫支撑于起飞平台上，完成起飞。

在其它实施例中，也可以取消多个支撑杆及多个脚垫，而直接利用底壳支撑于起飞平台上，完成起飞。

在其它实施例中，也可以只设置多个支撑杆，而取消多个脚垫。

在其它实施例中，也可以取消外罩。

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 (15)

1.一种无人机机臂折叠装置，其特征在于，包括底壳、操纵部件、同步传动件及多个机臂组件，所述操纵部件及同步传动件设置在所述底壳上，所述机臂组件包括转动连接在所述底壳上的机臂、设置在所述机臂上的电机及连接在所述电机的输出轴上的桨叶；

所述操纵部件用于驱动所述同步传动件，以使所述同步传动件带动多个所述机臂组件的机臂同步地在折叠位置与展开位置之间来回转动；

多个所述机臂组件沿第一旋转方向向外转动一预设角度后到达所述展开位置；且在所述展开位置，多个所述机臂组件的桨叶转动时互不干涉。

2.根据权利要求1所述的无人机机臂折叠装置，其特征在于，在所述折叠位置，所述机臂组件收容于所述底壳的边缘内侧。

3.根据权利要求1所述的无人机机臂折叠装置，其特征在于，所述机臂具有转接端及自由端，所述转接端转动连接在所述底壳上，所述电机设置在所述自由端上，在所述第一旋转方向上相邻的两个所述机臂组件，其中一个所述机臂组件的自由端位于另一个所述机臂组件的转接端之上。

4.根据权利要求3所述的无人机机臂折叠装置，其特征在于，所述同步传动件包括设置在所述底壳上方的输入齿轮、中间齿轮组及多个输出齿轮，每一所述输出齿轮固定连接在对应的所述机臂的转接端上，所述中间齿轮组啮合于所述输入齿轮与多个所述输出齿轮之间，所述输入齿轮与所述操纵部件连接，所述操纵部件可驱动所述输入齿轮相对所述底壳沿第二旋转方向转动，所述第一旋转方向与第二旋转方向同向或反向。

5.根据权利要求4所述的无人机机臂折叠装置，其特征在于，所述中间齿轮组包括多个第一中间齿轮及多个第二中间齿轮，所述多个第一中间齿轮及多个第二中间齿轮转动连接在所述底壳上，所述输入齿轮、第一中间齿轮、第二中间齿轮及输出齿轮依次啮合，以使得所述输入齿轮的转动能够同步带动多个所述输出齿轮转动。

6.根据权利要求4所述的无人机机臂折叠装置，其特征在于，所述操纵部件为一旋钮，所述旋钮包括设置在所述底壳下方的旋钮本体及由下往上穿过所述底壳并连接在所述输入齿轮中心的旋钮杆，所述底壳的下表面形成一凹槽，所述旋钮本体容纳于所述凹槽中，所述旋钮本体的上表面沿圆周方向间隔设置有多个凸起骨位，所述凹槽的底部沿圆周方向间隔设置有与多个所述凸起骨位一一对应的多个锁定槽位，所述旋钮在多个所述凸起骨位进入多个所述锁定槽位时进入锁定状态，在所述锁定状态下，施加大于或等于预定的力转动所述旋钮，可使多个所述凸起骨位脱离多个所述锁定槽位。

7.根据权利要求3所述的无人机机臂折叠装置，其特征在于，所述底壳上表面设置有由肋板结构分隔形成的第一容纳区域以及多个第二容纳区域，多个所述第二容纳区域设置在所述第一容纳区域的外围，所述同步传动件容纳于所述第一容纳区域中，多个所述机臂组件对应地容纳于多个所述第二容纳区域中。

8.一种无人机，其特征在于，包括电控模块及权利要求1-7任意一项所述的无人机机臂折叠装置，所述电控模块固定连接在所述底壳上。

9.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括与所述底壳扣合的外罩，所述外罩由上往下罩住所述电控模块、同步传动件及多个所述机臂组件，以形成盒状的无人机。

10.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述底壳及外罩呈方形，所述底壳四条边上分别设置一所述机臂组件。

11.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述底壳的侧部形成有对接平面，所述外罩的开口端面与所述对接平面贴合，所述底壳的侧面上位于所述对接平面上方的位置设置有卡孔，所述外罩的内侧设置有可卡入所述卡孔中的卡凸，在所述折叠位置，所述机臂组件位于所述对接平面的内侧。

12.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于，所述电控模块设置于多个所述机臂组件之间且位于所述同步传动件的上方。

13.根据权利要求12所述的无人机，其特征在于，所述电控模块包括电控上壳、电控下壳、飞控模块、电路控制板及电池，所述电控上壳及电控下壳相互扣合以形成封闭空间，所述飞控模块、电路控制板及电池设置在所述封闭空间中。

14.根据权利要求8-13任意一项所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括转动连接在所述底壳下方的多个支撑杆，多个所述支撑杆可在打开位置与收容位置之间来回转动；在所述收容位置，所述支撑杆被形成在所述底壳上的一卡块卡住；在所述打开位置，所述支撑杆被形成在所述底壳上的一卡口卡住。

15.根据权利要求8-13任意一项所述的无人机，其特征在于，所述无人机还包括设置在所述底壳下方的多个脚垫，所述脚垫的下表面处于无人机的最下方。