CN108622413B - 一种连接结构及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种连接结构及无人机，属于无人机技术领域。连接结构包括第一连接座、第二连接座和至少一个连接组件。第一连接座的靠近第二连接座的一侧设置有卡件，第二连接座的靠近第一连接座的一侧设置有滑槽和挡件。连接组件包括弹性件和滑块，滑块的一端设置有卡槽，卡槽用于卡设卡件，滑块的远离卡槽的一端滑动设置于滑槽，弹性件的两端分别与挡件和滑块连接。无人机包括无人机本体、机械手和上述连接结构，无人机本体与第一连接座的远离第二连接座的一侧连接，机械手与第二连接座的远离第一连接座的一侧连接。此无人机使用上述连接结构，使机械手与无人机本体能够更加快速的安装和拆卸，使用更加方便。

Description

一种连接结构及无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种连接结构及无人机。

背景技术

随着对小型无人机潜在应用范围需求的拓展，最近几年，基于飞行机器人实现抓取特定目标物的目的，带机械手的小型旋翼飞行机器人正成为国际知名研究机构的研究前沿方向之一。飞行机械手是指旋翼无人机机身下方加装机械手以完成特殊目标抓取、移动的任务。

当前国际上主要有四家研究机构在此方面进行着较为突出的研究，其中美国宾夕法尼亚大学GRASP实验室的研究团队使用小型四旋翼飞行机器人携带机械钳子进行三维空间中小物件的抓取。该团队模拟鸟类俯冲瞬间捕食猎物的动作，设计了机械钳子的结构。

耶鲁大学的研究人员则是在T－Rex600电动旋翼飞行机器人上安装紧凑的轻质自适应欠驱动机械钳来抓取并搬运目标物。此机械钳子的材料及安装结构特性使得飞行机器人夹持轻质物体时的动力学特性没有发生很大的变化。

德雷塞尔大学则是提出了加装两个机械臂的无人旋翼飞行系统的概念，前期主要进行简单机械勾手的试制及系统的仿真验证工作，目前正在对分系统工程样机进行单独研制中，主要包括双机械臂系统实物的操纵，并初步实现了四旋翼飞行机器人加装轻质三自由度机械手的原理样机的建模及控制。

国内主要是中科院沈阳自动化所开展了飞行机械手的研究工作，主要是针对六自由度的飞行机械手开展了复杂系统的控制研究。北京航空航天大学在四旋翼飞行机器人上加装两只机械手以完成仿鹰爪抓取物体的功能。

现有技术中，将飞行机械手安装在无人机上时通常直接采用螺栓和螺母配合的形式。无人机底盘是螺帽，机械手底座的顶端是螺栓，然后直接拧紧螺栓，代表安装成功，再拧松螺栓，使无人机和机械手分离。这种方案有以下几点不足之处：

(1)、由于旋翼无人机底部空间较为狭窄，采用螺栓直接连接时，拆装不易；(2)、因为虽然螺栓之前完全配合，但是由于机械手是要经常运动的，所以会导致螺栓的松懈；(3)、如果反复多次的拆装，螺栓螺母连接方式容易失效，所以可能引起频繁的更换；(4)、在运动的过程中，会受到较大的轴向拉力作用和截面的剪切力作用，使螺栓螺母失效的概率大大增加，一旦安全性得不到保证，会导致无人机和机械手连接的不可靠性大大增加。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种连接结构，方便拆卸与安装。

本发明的第二目的在于提供一种无人机，使用上述连接结构，能够快速方便地将无人机本体与机械手连接起来。

基于上述第一目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

一种连接结构，包括第一连接座、第二连接座和至少一个连接组件；

第一连接座的靠近第二连接座的一侧设置有卡件，第二连接座的靠近第一连接座的一侧设置有滑槽和挡件；

连接组件包括弹性件和滑块，滑块的一端设置有卡槽，卡槽用于卡设卡件，滑块的远离卡槽的一端滑动设置于滑槽，弹性件的两端分别与挡件和滑块连接。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述滑槽为燕尾槽，滑块包括第一端，第一端为燕尾件，燕尾件滑动设置于燕尾槽。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述滑块还包括与第一端对应的第二端，第二端为E型槽，卡件为E型件，E型槽用于卡设E型件。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述连接组件还包括第一固定块和第二固定块，第一固定块和第二固定块均安装于第二连接座的靠近第一连接座的一侧，且第一固定块和第二固定块均位于滑槽的两侧，第一固定块上设置有第一固定孔，第二固定块上设置有第二固定孔，滑块上设置有连接孔，第一固定孔、连接孔和第二固定孔用于一个固定件依次穿过。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述连接组件还包括限位块，限位块设置于滑槽内且位于滑块的远离挡件的一端。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述连接组件包括两个，两个连接组件相对设置于挡件。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述两个连接组件相对于挡件对称设置。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述挡件为挡块，滑槽贯穿第二连接座的两端，挡块位于滑槽的中部。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述第一连接座的靠近第二连接座的一侧设置有连接槽，连接槽的两端分别设置一个卡件，滑块的远离第二连接座的一端伸入连接槽的槽口用于使卡槽卡设卡件。

基于上述第二目的，本发明是采用以下技术方案实现的：

一种无人机，包括无人机本体、机械手和上述连接结构，无人机本体与第一连接座的远离第二连接座的一侧连接，机械手与第二连接座的远离第一连接座的一侧连接。

与现有技术相比，本发明的较佳实施例提供的连接结构的有益效果包括：

在需要将第一连接座和第二连接座连接起来的时候，使弹性件的两端分别与挡件和滑块连接，对挡件施加力的作用，压缩弹性件，使滑块的卡槽与第一连接座的卡件位于同一平面上，松开挡件，使滑块的远离卡槽的一端在滑槽内滑动，并使卡槽卡设在卡件上，从而通过滑块使第一连接座和第二连接座连接起来，实现快速连接。在需要将第一连接座和第二连接座拆卸开来的时候，直接压缩弹性件，使卡件与卡槽脱离，从而实现快速拆卸。

本发明提供的无人机的有益效果为：通过使用上述连接结构，使连接在第一连接座上的无人机本体和连接在第二连接座上的机械手能够快速的安装和拆卸，提高安装和拆卸的效率。

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，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图也属于本发明的保护范围。

图1为本发明实施例提供的连接结构的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的连接结构中第一连接座的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的连接结构中第一连接座的剖视图；

图4为本发明实施例提供的连接结构中第二连接座与连接组件的连接结构示意图；

图5为本发明实施例提供的连接结构中第二连接座的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的连接结构中滑块的结构示意图。

图标：100－连接结构；200－第一连接座；300－第二连接座；400－连接组件；210－卡件；220－连接板；230－连接槽；231－槽侧壁；310－滑槽；320－挡件；410－弹性件；420－滑块；421－卡槽；321－挡块；411－弹簧；311－燕尾槽；422－第一端；423－燕尾件；424－第二端；425－E型槽；211－E型件；430－第一固定块；440－第二固定块；431－第一固定孔；441－第二固定孔；426－连接孔；450－限位块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1

请参阅图1，本实施例中，连接结构100包括第一连接座200、第二连接座300和至少一个连接组件400。

第一连接座200和第二连接座300相对设置，可选地，第一连接座200位于第二连接座300的上方。

请参阅图2和图3，本实施例中，第一连接座200的靠近第二连接座300的一侧设置有卡件210。可选地，第一连接座200的靠近第二连接座300的一侧设置有连接槽230。具体地，第一连接座200包括连接板220和连接槽230，连接板220的一侧用于连接其他结构，另一侧安装连接槽230，连接槽230的槽口朝向第二连接座300的方向开设。

连接槽230的两端分别设置一个卡件210，连接槽230的两端具有槽侧壁231，一个槽侧壁231上分别设置一个卡件210。

本实施例中，第二连接座300为圆盘型结构，第二连接座300的靠近第一连接座200的一侧设置有滑槽310和挡件320，滑槽310的延伸方向和连接槽230的延伸方向一致，即滑槽310的两端和连接槽230的两个槽侧壁231相对应。

请参阅图4－图6，连接组件400包括弹性件410和滑块420，滑块420的一端设置有卡槽421，卡槽421用于卡设卡件210，滑块420的远离卡槽421的一端滑动设置于滑槽310，弹性件410的两端分别与挡件320和滑块420连接。

即在安装第一连接座200与第二连接座300的时候，滑块420的一端卡设在滑槽310内，滑块420的远离第二连接座300的一端伸入连接槽230的槽口用于使卡槽421卡设卡件210。

在需要将第一连接座200和第二连接座300连接起来的时候，使弹性件410的两端分别与挡件320和滑块420连接，对挡件320施加力的作用，压缩弹性件410，使滑块420的卡槽421与第一连接座200的卡件210位于同一平面上，松开挡件320，使滑块420的远离卡槽421的一端在滑槽310内滑动，并使卡槽421卡设在卡件210上，从而通过滑块420使第一连接座200和第二连接座300连接起来，实现快速连接。在需要将第一连接座200和第二连接座300拆卸开来的时候，直接压缩弹性件410，使卡件210与卡槽421脱离，从而实现快速拆卸。

进一步地，连接组件400包括两个，两个连接组件400的结构相同，两个连接组件400相对设置于挡件320，即挡件320的两侧分别设置一个连接组件400。可选地，挡件320为挡块321，以便弹性件410的设置。在需要拆卸或安装的时候可以同时对两个滑块420施加力的作用，使两个连接组件400的弹性件410均压缩，从而将卡件210伸入连接槽230的槽口内，再放开滑块420，由于弹性件410的反作用力，使滑块420在滑槽310内滑动，从而使滑块420的远离滑槽310的一端的卡槽421卡设在连接槽230的槽侧壁231的卡件210上。

可选地，两个连接组件400相对于挡件320对称设置，挡块321位于滑槽310的中部，滑槽310贯穿第二连接座300的两端。挡块321的两侧分别连接一个弹性件410，弹性件410位于滑槽310的上方。

本实施例中，弹性件410是弹簧411或者其他条形弹性件410，能够有较大的弹性，以便压缩或反弹。可选的，弹簧411可以连接在挡块321上，也可以在挡块321上设置安装弹簧411的槽，将弹簧411的一端安装在槽内，或者弹簧411直接抵靠挡块321均可。

滑槽310为燕尾槽311，滑块420包括第一端422，第一端422为燕尾件423，燕尾件423滑动设置于燕尾槽311。滑槽310贯穿第二连接座300的两端，所以，在将燕尾件423安装在燕尾槽311内的时候，可以从滑槽310的端部将燕尾件423卡设在燕尾槽311内，以便滑块420进行安装。

通过燕尾件423和燕尾槽311的对应设置，以便将滑块420卡设在第二安装座的燕尾槽311内，并能够有效避免滑块420脱离第二安装座。

本实施例中，滑块420还包括与第一端422对应的第二端424，第二端424为E型槽425，卡件210为E型件211，E型槽425用于卡设E型件211。在弹回弹以后，E型槽425卡设在E型件211上，即E型件211卡入E型槽425内，避免滑块420脱离第一连接座200，E型结构的设置可以实现较大的承载力，使其受力更加均匀，可以充分的实现第一连接座200上安装的其他结构与第二连接座300之间的过渡配合，避免卡槽421与卡件210之间脱离。

类似的实施方式还可以是：第二端424为U型槽，卡件210为U型件，U型槽用于卡设U型件，也能够实现卡件210与卡槽421之间的配合连接，实现滑块420与连接槽230之间的安装。

可选地，连接组件400还包括第一固定块430和第二固定块440，第一固定块430和第二固定块440均安装于第二连接座300的靠近第一连接座200的一侧，且第一固定块430和第二固定块440均位于滑槽310的两侧，第一固定块430上设置有第一固定孔431，第二固定块440上设置有第二固定孔441，滑块420上设置有连接孔426，第一固定孔431、连接孔426和第二固定孔441用于一个固定件依次穿过。

当弹性件410回弹以后，滑块420滑动至第一固定块430和第二固定块440之间，且滑块420的一端位于滑槽310内，使用固定件一次穿过第一固定孔431、连接孔426和第二固定孔441，以便将滑块420固定在第一固定块430和第二固定块440上，从而进一步对滑块420进行固定，使连接结构100更加牢固。需要说明的是：固定件可以是螺栓、螺杆或者是其他圆柱形条状物。

可选地，连接组件400还包括限位块450，限位块450设置于滑槽310内且位于滑块420的远离挡件320的一端。限位块450可以对滑块420移动的位置进行限位，以便对滑块420进行锁死。本实施例中，限位块450的结构与滑槽310的结构相匹配，以便限位块450安装在滑槽310内，限位块450的边缘与第二连接座300的边缘齐平，使外形更加美观。限位块450可以通过螺钉固定在滑槽310的槽底壁上。

实施例2

一种无人机，包括无人机本体、机械手和实施例1提供的连接结构100，无人机本体与第一连接座200的远离第二连接座300的一侧连接，机械手与第二连接座300的远离第一连接座200的一侧连接。

通过使用实施例1提供的连接结构100，使连接在第一连接座200上的无人机本体和连接在第二连接座300上的机械手能够快速的安装和拆卸，提高安装和拆卸的效率。

本发明实施例提供的连接结构100及无人机的工作原理为：未将连接结构100连接的时候，滑块420脱离连接槽230，连接板220的远离连接槽230的一侧与无人机本体连接(可以使用简单的螺钉螺栓连接方式)。第二连接座300的远离燕尾槽311的一侧与机械手连接(可以使用简单的螺钉螺栓连接方式)，滑块420的燕尾件423卡设在燕尾槽311内，E型槽425朝向远离机械手的一端延伸，并且燕尾件423能够在燕尾槽311内往复滑动，两个限位块450分别固定在燕尾槽311的两端部，挡块321设置在第二连接座300上且位于燕尾槽311的中部，弹簧411的两端分别与滑块420和挡块321连接，且两根弹簧411分别位于挡块321的两侧。

需要将第一连接座200与第二连接座300连接，从而将无人机本体与机械手连接的时候，使滑块420朝向挡块321的方向滑动，压缩两个连接组件400的弹簧411，将两个滑块420上的E型槽425从连接槽230的槽口伸入连接槽230内，并且使连接槽230与E型件211位于同一平面上，松开滑块420，由于弹簧411的反作用力，弹簧411回弹，使滑块420在燕尾槽311内朝向远离挡块321的方向滑动，滑块420与限位块450抵靠，滑块420位于第一固定块430和第二固定块440之间，E型槽425卡设在连接槽230的槽侧壁231上设置的两个E型件211上进行固定。使用螺栓穿过第一固定孔431、连接孔426和第二固定孔441对滑块420进行进一步固定，实现快速连接。

需要将第一连接座200与第二连接座300拆卸，从而将无人机本体与机械手拆卸的时候，从第一固定孔431、连接孔426和第二固定孔441上取下螺栓，然后对两个连接组件400的滑块420施加力的作用，使两个滑块420均朝向挡块321的方向运动，滑块420上的E型槽425脱离E型件211，将滑块420从连接槽230的槽口取出，从而实现快速拆卸。

此连接结构100不仅可以用于连接无人机本体和机械手，也可以作为其他部件的连接结构100，均能够进行快速拆卸和安装。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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 (8)

1.一种连接结构，其特征在于，包括第一连接座、第二连接座和至少一个连接组件；

所述第一连接座的靠近所述第二连接座的一侧设置有卡件，所述第二连接座的靠近所述第一连接座的一侧设置有滑槽和挡件；

所述连接组件包括弹性件和滑块，所述滑块的一端设置有卡槽，所述卡槽用于卡设所述卡件，所述滑块的远离所述卡槽的一端滑动设置于所述滑槽，所述弹性件的两端分别与所述挡件和所述滑块连接；

所述连接组件还包括第一固定块和第二固定块，所述第一固定块和所述第二固定块均安装于所述第二连接座的靠近第一连接座的一侧，且所述第一固定块和所述第二固定块均位于所述滑槽的两侧，所述第一固定块上设置有第一固定孔，所述第二固定块上设置有第二固定孔，所述滑块上设置有连接孔，所述第一固定孔、所述连接孔和所述第二固定孔用于一个固定件依次穿过；

所述连接组件还包括限位块，所述限位块设置于所述滑槽内且位于所述滑块的远离所述挡件的一端。

2.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于，所述滑槽为燕尾槽，所述滑块包括第一端，所述第一端为燕尾件，所述燕尾件滑动设置于所述燕尾槽。

3.根据权利要求2所述的连接结构，其特征在于，所述滑块还包括与所述第一端对应的第二端，所述第二端为E型槽，所述卡件为E型件，所述E型槽用于卡设所述E型件。

4.根据权利要求1-3任一项所述的连接结构，其特征在于，所述连接组件包括两个，两个所述连接组件相对设置于所述挡件。

5.根据权利要求4所述的连接结构，其特征在于，两个所述连接组件相对于所述挡件对称设置。

6.根据权利要求4所述的连接结构，其特征在于，所述挡件为挡块，所述滑槽贯穿所述第二连接座的两端，所述挡块位于所述滑槽的中部。

7.根据权利要求6所述的连接结构，其特征在于，所述第一连接座的靠近所述第二连接座的一侧设置有连接槽，所述连接槽的两端分别设置一个卡件，所述滑块的远离所述第二连接座的一端伸入所述连接槽的槽口用于使所述卡槽卡设所述卡件。

8.一种无人机，其特征在于，包括无人机本体、机械手和权利要求1-7任一项所述的连接结构，所述无人机本体与所述第一连接座的远离所述第二连接座的一侧连接，所述机械手与所述第二连接座的远离所述第一连接座的一侧连接。