CN108657429B - 一种陆空两用的四轴无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种陆空两用的四轴无人机，前置机臂(3)和后置机臂(2)均在末端设置有电机支架(4)、无刷电机(5)和螺旋桨(6)，前轮(33)通过第一轮架(32)安装在前置机臂(3)上，后轮(22)通过第二轮架(21)安装在后置机臂(2)上；前置机臂(3)的远离机身(1)的弯折段上固定安装有舵机(31)，电机支架(4)与舵机(31)的转子连接；当舵机(31)将电机支架(4)由水平状态翻转到竖直状态时，无刷电机(5)的转子与摩擦轮(36)抵接，摩擦轮(36)与前轮(33)通过传动机构相连。本发明提供的四轴无人机以更加合理的结构实现陆空两用功能，具有简单、轻巧的优点，有利于提高续航能力和可靠性。

Description

一种陆空两用的四轴无人机
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种陆空两用的四轴无人机。
背景技术
随着航拍等需求的增长，无人机成为了人们的研究热点。四轴无人机质量轻、结构简单，飞行性能优越，能够定点起飞、降落及在空中悬停，目前已经在多个领域得到了广泛的应用，如航拍测绘、影视拍摄、敌情勘测、灾情检测、电力巡检等。
然而，仅适用于空中运动环境的无人机已经难以满足多元化社会的发展需求，为了拓宽四轴无人机的运动环境范围，避免长时间的飞行浪费电能，并尽可能地提升续航能力，现有的小部分四轴无人机设计有陆地行走功能，但是，由于额外配置了陆地行走时的动力源，因而存在动力源过多，增加负重，降低续航能力等缺点，并且，往往采用的实现机构比较复杂，容易发生机械故障。
综上所述，如何提供一种续航能力强、可靠性高的陆空两用四轴无人机，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种陆空两用的四轴无人机，该四轴无人机以更加合理的结构实现陆空两用功能，具有简单、轻巧的优点，有利于提高续航能力和可靠性。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种陆空两用的四轴无人机，包括两个前置机臂和两个后置机臂，所述前置机臂和所述后置机臂均在末端设置有电机支架、无刷电机和由所述无刷电机驱动的螺旋桨，所述前置机臂上安装有第一轮架，所述第一轮架上安装有前轮，所述前轮的底端到所述前置机臂的距离大于所述螺旋桨的半径，所述后置机臂上安装有第二轮架，所述第二轮架上安装有后轮；
所述前置机臂靠近末端的位置具有弯折，且远离机身的弯折段的延伸方向与所述前轮的前进方向平行，所述前置机臂的远离机身的弯折段上固定安装有舵机，所述电机支架与所述前置机臂可转动连接，并通过轴与所述舵机的转子连接；
所述第一轮架上安装有传动机构，所述传动机构的输出端连接所述前轮，输入端连接有摩擦轮，当所述舵机将所述电机支架由水平状态翻转到竖直状态时，所述无刷电机的转子与所述摩擦轮抵接。
优选地，在上述四轴无人机中，所述传动机构为齿轮机构。
优选地，在上述四轴无人机中，所述传动机构为三级减速齿轮机构。
优选地，在上述四轴无人机中，所述第一轮架与所述前置机臂可拆卸连接。
优选地，在上述四轴无人机中，所述电机支架与所述前置机臂螺纹连接。
优选地，在上述四轴无人机中，所述后轮为万向轮。
优选地，在上述四轴无人机中，所述第一轮架和所述第二轮架的材质为碳纤维。
优选地，在上述四轴无人机中，所述无刷电机的转子套有橡胶圈。
优选地，在上述四轴无人机中，所述前置机臂的弯折处呈135°角。
根据上述技术方案可知，本发明提供的陆空两用的四轴无人机中，前置机臂的远离机身的弯折段的延伸方向与前轮的前进方向平行，而且在该弯折段上固定安装有舵机，舵机的转子通过轴与电机支架连接，电机支架与前置机臂可转动连接，当舵机使电机支架翻转时，电机支架带动无刷电机一起由水平状态翻转到竖直状态，然后无刷电机的转子与摩擦轮实现抵接，于是无刷电机传输的动力便会通过摩擦轮及传动机构传递到前轮上，四轴无人机即以前轮作为动力轮实现其陆地行走功能。由此可见，本发明提供的四轴无人机的空中飞行与陆地行走共用了一个动力源，通过更加合理的结构减少了实现陆空两用功能所需的零部件数量，这样可以减轻无人机的负担，增加飞行轻巧度和灵活性，并有利于提高续航能力和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种陆空两用的四轴无人机的示意图；
图2是图1中件3的俯视示意图；
图3是本发明实施例提供的四轴无人机在陆地行走状态时的示意图；
图4是本发明实施例提供的四轴无人机的陆空转换单元的结构示意图。
图中标记为：
1、机身；2、后置机臂；21、第二轮架；22、后轮；3、前置机臂；31、舵机；32、第一轮架；33、前轮；34、齿轮架；35、齿轮；36、摩擦轮；4、电机支架；5、无刷电机；6、螺旋桨。
具体实施方式
为了便于理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
参见图1～图4，图1是本发明实施例提供的一种陆空两用的四轴无人机的示意图；图2是图1中件3的俯视示意图；图3是本发明实施例提供的四轴无人机在陆地行走状态时的示意图；图4是本发明实施例提供的四轴无人机的陆空转换单元的结构示意图。
本发明实施例提供的一种陆空两用的四轴无人机包括两个前置机臂3和两个后置机臂2，前置机臂3和后置机臂2均在末端设置有电机支架4、无刷电机5和由无刷电机5驱动的螺旋桨6，前置机臂3上安装有第一轮架32，第一轮架32上安装有前轮33，前轮33的底端到前置机臂3的距离大于螺旋桨6的半径，后置机臂2上安装有第二轮架21，第二轮架21上安装有后轮22。
如图1和图2所示，前置机臂3靠近末端的位置具有弯折，且远离机身1的弯折段的延伸方向与前轮33的前进方向平行，前置机臂3的远离机身1的弯折段上固定安装有舵机31，电机支架4与前置机臂3可转动连接，并通过轴与舵机31的转子连接，因此电机支架4可以在舵机31的作用下翻转，如图3所示。
第一轮架32上安装有传动机构，传动机构的输出端连接前轮33，输入端连接有摩擦轮36，当舵机31将电机支架4由水平状态翻转到竖直状态时，无刷电机5的转子与摩擦轮36抵接，这样无刷电机5传输的动力便会通过摩擦轮36及传动机构传递到前轮33上，四轴无人机即以前轮33作为动力轮实现其陆地行走功能。由此可见，本发明提供的四轴无人机的空中飞行与陆地行走共用了一个动力源，通过更加合理的结构减少了实现陆空两用功能所需的零部件数量，这样可以减轻无人机的负担，增加飞行轻巧度和灵活性，并有利于提高续航能力和可靠性。
具体实际应用中，传动机构可以为齿轮机构、链轮链条机构或者带传动机构。如图1和图4所示，本实施例中，传动机构为三级减速齿轮机构，齿轮35安装在齿轮架34中，摩擦轮36安装在输入轴上，前轮33安装在输出轴上。后轮22可以设计为万向轮，这样便于辅助无人机行走和转弯。
为了便于更换零件，齿轮架34与第一轮架32之间，以及第一轮架32与前置机臂3之间通常设计为可拆卸连接。为了尽量减轻重量，齿轮架34、第一轮架32和第二轮架21的材质可以采用碳纤维。
本实施例中，前置机臂3的弯折处呈135°角，如图2所示。为了提高整体结构的稳定性，电机支架4与前置机臂3之间可以设计为螺纹连接。
为了避免摩擦轮36对无刷电机5造成过度磨损，可以在无刷电机5的转子上套一个橡胶圈。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种陆空两用的四轴无人机，包括两个前置机臂(3)和两个后置机臂(2)，其特征在于，所述前置机臂(3)和所述后置机臂(2)均在末端设置有电机支架(4)、无刷电机(5)和由所述无刷电机(5)驱动的螺旋桨(6)，所述前置机臂(3)上安装有第一轮架(32)，所述第一轮架(32)与所述前置机臂(3)可拆卸连接，所述第一轮架(32)上安装有前轮(33)，所述前轮(33)的底端到所述前置机臂(3)的距离大于所述螺旋桨(6)的半径，所述后置机臂(2)上安装有第二轮架(21)，所述第二轮架(21)上安装有后轮(22)；
所述前置机臂(3)靠近末端的位置具有弯折，且远离机身(1)的弯折段的延伸方向与所述前轮(33)的前进方向平行，所述前置机臂(3)的远离机身(1)的弯折段上固定安装有舵机(31)，所述电机支架(4)与所述前置机臂(3)可转动连接，并通过轴与所述舵机(31)的转子连接；
所述第一轮架(32)上安装有传动机构，所述传动机构的输出端连接所述前轮(33)，输入端连接有摩擦轮(36)，当所述舵机(31)将所述电机支架(4)由水平状态翻转到竖直状态时，所述无刷电机(5)的转子与所述摩擦轮(36)抵接。
2.根据权利要求1所述的四轴无人机，其特征在于，所述传动机构为齿轮机构。
3.根据权利要求2所述的四轴无人机，其特征在于，所述传动机构为三级减速齿轮机构。
4.根据权利要求1所述的四轴无人机，其特征在于，所述电机支架(4)与所述前置机臂(3)螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的四轴无人机，其特征在于，所述后轮(22)为万向轮。
6.根据权利要求1所述的四轴无人机，其特征在于，所述第一轮架(32)和所述第二轮架(21)的材质为碳纤维。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的四轴无人机，其特征在于，所述无刷电机(5)的转子套有橡胶圈。
8.根据权利要求7所述的四轴无人机，其特征在于，所述前置机臂(3)的弯折处呈135°角。
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