CN108910014B - 一种可折叠的多旋翼无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可折叠的多旋翼无人机，涉及航空系统技术领域，能够折叠，易于收纳。本发明包括：机臂、机架主板、无刷电机、螺旋桨、螺旋桨伸出槽。机架主板为正多边形，正多边形的每一边均和一个机臂连接，机臂为扇形。机臂和机架主板的连接角度可变，当所有机臂折叠时，机臂的壳体拼接组成扁平的空心弧面壳体。机架主板上设置锁定装置，机臂折叠和展开状态时均被锁定装置锁定。机臂上固定安装无刷电机，无刷电机的输出轴连接螺旋桨的转轴。通过调节无刷电机，即可控制无人机的飞行状态。机臂上设置螺旋桨伸出槽，螺旋桨旋转时,螺旋桨通过螺旋桨伸出槽伸出。本发明可以折叠，折叠后体积小，结构紧凑。

Description

一种可折叠的多旋翼无人机
技术领域
本发明涉及航空系统技术领域，尤其涉及一种可折叠的多旋翼无人机。
背景技术
多旋翼无人机相较于其它无人机具有得天独厚的优势，与固定翼飞机相比，它具有可以垂直起降，可以定点盘旋的优点；与单旋翼直升机相比，它采用无刷电机作为动力，并且没有尾桨装置，因此具有机械结构简单、安全性高、使用成本低等优点。多旋翼无人机的诸多优点使它在很多领域获得了广泛的应用。
但是传统的多旋翼无人机还存在一些问题，比如多旋翼无人机常常结构单一，缺乏艺术性；同时多旋翼无人机常常体积大，不可折叠，需要操纵人员携带专门的收纳盒，收纳较麻烦；
因此现有技术的多旋翼无人机具有体积大、不可折叠的问题。
发明内容
本发明提供一种可折叠的多旋翼无人机，能够折叠，易于收纳。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可折叠的多旋翼无人机，包括：机臂、机架主板、无刷电机、螺旋桨、螺旋桨伸出槽。
机架主板为正多边形，正多边形的每一边均和一个机臂连接，机臂为扇形。
机臂和机架主板的连接角度可变，当所有机臂折叠时，机臂的壳体拼接组成扁平的空心弧面壳体。
机架主板上设置锁定装置，机臂折叠和展开状态时均被锁定装置锁定。
机臂上固定安装无刷电机，无刷电机的输出轴连接螺旋桨的转轴。通过调节无刷电机，即可控制无人机的飞行状态。
机臂上设置螺旋桨伸出槽，螺旋桨的长度短于螺旋桨伸出槽的宽度，螺旋桨旋转时，通过螺旋桨伸出槽伸出，从而带动无人机飞行。
进一步的，锁定装置为限位锁定器。限位锁定器包括上限位锁定板、下限位锁定板、以及上限位锁定板和下限位锁定板之间构成的中锁定槽,机臂底部安装限位锁定板。
机臂合拢时，将限位锁定器转动至和限位锁定板相抵的位置，限位锁定板和限位锁定器之间依靠摩擦力锁定，从而使得机臂被锁定，无法展开。
机臂展开时，将限位锁定器转动至限位锁定板卡入中锁定槽的位置，限位锁定器被上限位锁定板和下限位锁定板限制，机臂展开角度被固定。
进一步的，在机臂和机架主板的连接处，机臂设置第二扭簧安装孔，机架主板设置第一扭簧安装孔，扭簧安装在第一扭簧安装孔和第二扭簧安装孔内，在扭簧的支撑下，机臂和机架主板的展开角度固定。
进一步的，在扭簧的作用下，机臂相对于机架主板自然展开，展开角度为90°。
进一步的，机架主板和限位锁定器的梁设置倒角，利于气流通过。
进一步的，机臂的边缘设置加强筋，提高机臂刚度，降低拉力造成的机身形变，使飞行器模态稳定，提高飞行器飞行稳定性。
进一步的 ，机架主板为正方形），机臂有四个，在确保稳定性的前提下降低无人机体积需求。
本发明的有益效果是：
本发明采用正多边形主板和多个可折展机臂配合连接的结构，工作时机臂展开，螺旋桨伸出，不工作时机臂合拢，螺旋桨可以收纳进机身中，通过限位锁定装置，无论是展开还是收拢，机臂的位置均可以锁定，在收纳状态时不会展开，在展开工作时机体结构稳定，无人机可以折叠，折叠后体积小，结构紧凑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为无人机收纳（限位）状态时的结构示意图；
图2为无人机展开（锁定）状态时的结构示意图；
图3为机臂的结构示意图；
图4为机架主板的结构示意图；
图5为限位锁定器的结构示意图；
图6为无人机的仰视图。
其中，1-机臂、2-机架主板、3-限位锁定器、4-无刷电机、5-螺旋桨、6-控制驱动模块、7-无刷电机安装孔、8-无刷电机走线孔、9-加强筋、10-第二扭簧安装孔、11-展开轴安装孔、12-限位锁定板、13-螺旋桨伸出槽、14-展开轴安装座、15-展开轴安装孔、16-第一扭簧安装孔、17-圆角导流器、18-中锁定槽、19-控制驱动模块安装孔、20-卡簧、21-限位锁定器安装轴、22-中心安装孔、23-减重槽、24-上限位锁定板、25-下限位锁定板。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种可折叠的多旋翼无人机，如图2所示，包括：
机臂1、机架主板2、无刷电机4、控制驱动模块6、螺旋桨5、螺旋桨伸出槽13。
如图2所示，机架主板2为正方形，机架主板2的每一边均和一个机臂1连接，机臂1为扇形。机架主板2的边缘安装展开轴安装座14，机臂1的对应位置设置展开轴安装孔10。展开轴安装座14装入展开轴安装孔10，从而实现机架主板2和机臂1的连接。展开轴安装座14侧面设置第一扭簧安装孔16，展开轴安装孔10外围设置第二扭簧安装孔10，扭簧安装在第一扭簧安装孔16和第二扭簧安装孔10中，在扭簧的作用下，机架主板2和机臂1之间的展开角度固定。扭簧设置的展开角度为90°。
如图6所示，机架主板2通过限位锁定器3的中心安装孔22和限位锁定器固定连接，限位锁定器3底部用卡簧20固定。如图5所示，限位锁定器3还设置减重槽23，用于减轻自身重量。机臂1折叠和展开状态时均被所述锁定装置锁定。限位锁定器3包括上限位锁定板24、下限位锁定板25、以及上限位锁定板24和下限位锁定板25之间构成的中锁定槽18,机臂1底部安装限位锁定板12。
机臂1合拢时，将限位锁定器3转动至和限位锁定板12相抵的位置，限位锁定板12和限位锁定器3之间依靠摩擦力锁定，机臂1被锁定，无法展开。合拢时，机臂1的壳体拼接组成扁平的空心弧面壳体，如图1所示。
机臂1展开时，将限位锁定器3转动至限位锁定板12卡入中锁定槽18的中，限位锁定器3被上限位锁定板24和下限位锁定板15限制，机臂1展开角度被固定。
如图3所示，机臂1上设置无刷电机安装孔7，通过无刷电机安装孔7固定安装无刷电机4，并且通过无刷电机走线孔8走线。控制驱动模块6通过控制驱动模块安装孔19和机架主板2固定连接。无刷电机4连接控制驱动模块6，无刷电机4的输出轴连接螺旋桨5的转轴。因此，通过控制驱动模块6控制无人机飞行。
机臂1上设置螺旋桨伸出槽13，螺旋桨5的长度短于螺旋桨伸出槽13的宽度，螺旋桨5旋转时，通过螺旋桨伸出槽13伸出。
机臂1的边缘设置加强筋，提高机臂刚度，降低拉力造成的机身形变，使飞行器模态稳定，提高飞行器飞行稳定性。
机架主板2和限位锁定器3的梁设置倒角；展开轴安装座14和机架主板2连接处设置圆角导流器17，如图4所示，均用于利于气流通过。
控制驱动模块6进行姿态控制信号输出和无刷电机4的转速控制，从而实现姿态控制。其中，飞行控制器应包含处理器、陀螺仪、可选配气压计模块、GPS模块以及加速度计模块；电调模块包含无刷电调与分电板，用于外接电源输入、电压调节和无刷电机驱动。无刷电机4可采用1102无刷电机，螺旋桨5可采用1.5寸两桨以适配机体尺寸，减小空间占用率，并在收纳状态下完全收入机身中。飞行器控制板可通过GPS等外环设备实现姿态和位置的自动控制，也可接入接收机模块，通过遥控进行手动控制。
本发明的有益效果是：
体积利用率高，重量轻，折叠时中心高，两侧宽，电机侧向收纳于中心，狭长的螺旋桨收纳于两侧，正中安装控制与驱动模块；
可以在收纳和展开状态下分别实现限位和锁定，在收纳（限位）状态下实现防展开，在展开（锁定）状态下确保了机体结构稳定；
机臂的电机座设计，兼具折叠和安装功能；
螺旋桨伸出槽使飞行器在折叠时螺旋桨能够收纳进机身中，展开时螺旋桨能够伸出机臂，在机臂壳外提供一部分升力，同时提升了螺旋桨选型空间，机臂能够收纳更大尺寸的螺旋桨；
可携带各种功能模块，在携带图像传输模块时可用于复杂环境下人员搜救。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种可折叠的多旋翼无人机，其特征在于，包括：机臂(1)、机架主板(2)、无刷电机(4)、螺旋桨(5)、螺旋桨伸出槽(13)，
机架主板(2)为正多边形，所述正多边形的每一边均和一个机臂(1)连接，机臂(1)为扇形，
机臂(1)和机架主板(2)的连接角度可变，当所有机臂(1)折叠时，机臂(1)的壳体拼接组成扁平的空心弧面壳体；
机架主板(2)上设置锁定装置，机臂(1)折叠和展开状态时均被所述锁定装置锁定；
机臂(1)上固定安装无刷电机(4)，无刷电机(4)的输出轴连接螺旋桨(5)的转轴；
机臂(1)上设置螺旋桨伸出槽(13)，螺旋桨(5)的长度短于螺旋桨伸出槽(13)的宽度，螺旋桨(5)旋转时，通过螺旋桨伸出槽(13)伸出；
所述锁定装置为限位锁定器(3),限位锁定器(3)包括上限位锁定板(24)、下限位锁定板(25)、以及上限位锁定板(24)和下限位锁定板(25)之间构成的中锁定槽(18),机臂(1)底部安装限位锁定板(12),
机臂(1)合拢时，将限位锁定器(3)转动至和限位锁定板(12)相抵的位置，机臂(1)被锁定，无法展开；
机臂(1)展开时，将限位锁定器(3)转动至限位锁定板(12)卡入中锁定槽(18)的位置，机臂(1)展开角度被固定；
在机臂(1)和机架主板(2)的连接处，机臂(1)设置第二扭簧安装孔(20)，机架主板(2)设置第一扭簧安装孔(16)，扭簧安装在第一扭簧安装孔(16)和第二扭簧安装孔(20)内。
2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，在所述扭簧的作用下，机臂(1)相对于机架主板(2)自然展开，展开角度为90°。
3.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，机架主板(2)和限位锁定器(3)的梁设置倒角。
4.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，机臂(1)的边缘设置加强筋(9)。
5.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，机架主板(2)为正方形，机臂(1)有四个。
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