CN109515706A - 一种模块化无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化无人机，种模块化无人机，包括机身、作为机身前端的机头，所述机头通过连接件与机身形成可拆卸连接关系，所述连接件包括锁扣件及铰接件，所述铰接件用于机头与机身之间的铰接连接，所述锁扣件用于机头与机身之间的扣接；所述机身用于与机头相接的一端上、机头用于与机身相接的一端上均设置有电气接头，机身上的电气接头的位置与机头上电气接头的位置对应，且机身与机头上相互配合的两电气接头中，其中一个为公头连接器，另一个为母头连接器，公头连接器与母头连接器的连接关系为插接关系。本无人机的结构设计不仅实现了无人机整体可拆卸，同时使得组成无人机的各模块之间连接可靠、拆装方便。

Description

一种模块化无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种模块化无人机。

背景技术

无人机的应用领域极其广泛，尤其在监控、侦查及测绘领域。目前无人机大致可以分为固定翼无人机，无人直升机，多旋翼无人机以及复合翼垂直起降无人机。固定翼无人机及复合翼垂直起降无人机是通过机翼产生气动升力在航程，速度，升限上优于旋翼类无人机，更适合完成监控、侦查、测绘等任务。

目前无人机尤其是固定翼及复合翼无人机存在以下问题：一、成本较高，功能单一很难实现一机多用的功能。二、体积较大不便于运输携行。

针对以上便携问题，现有技术中出现了不同形式的分体式设计的无人机，如申请号为201711393304.9、201610133385.8提供的技术方案所示。

进一步优化现有无人机的结构设计，以优化无人机结构或方便其使用，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述提出的进一步优化现有无人机的结构设计，以优化无人机结构或方便其使用，是本领域技术人员所亟待解决的技术问题的问题。本发明提供了一种模块化无人机，本无人机的结构设计不仅实现了无人机整体可拆卸，同时使得组成无人机的各模块之间连接可靠、拆装方便。

本方案的技术手段如下，一种模块化无人机，包括机身、作为机身前端的机头，所述机头通过连接件与机身形成可拆卸连接关系，所述连接件包括锁扣件及铰接件，所述铰接件用于机头与机身之间的铰接连接，所述锁扣件用于机头与机身之间的扣接；

所述机身用于与机头相接的一端上、机头用于与机身相接的一端上均设置有电气接头，机身上的电气接头的位置与机头上电气接头的位置对应，且机身与机头上相互配合的两电气接头中，其中一个为公头连接器，另一个为母头连接器，公头连接器与母头连接器的连接关系为插接关系。

本方案中，所述电气接头用于机头与机身之间的电源连接和信号连接，具体的，针对现有无人机螺旋桨一般采用的电驱动形式，电池、飞行控制器、通信模块等可安装在机身中部以优化机身的重心位置，机头可通过携带任务设备使得本无人机成为功能性无人机，这样，机头上的连接端以及机身上的连接端包括接头面板，各自上的电气接头均设置于各自的接头面板上。

本方案中，通过设置为连接件包括锁扣件及铰接件，在具体连接时，可首先完成机头与机身上铰接件的配合，这样，以上铰接件可实现机头与机身的初步定位：在铰接件的约束下，在机头与机身两者以铰接件为转动部相对转动可实现两者连接端的准确定位，此过程中，由于以上电气接头采用公头连接器与母头连接器、公头连接器与母头连接器的连接关系为插接关系的配合形式，使得机头与机身各自连接端在相对转动过程中完成配合或定位，完成连接端的位置定位或配合后，通过所述锁扣件实现机头与机身的扣接，以使得机头与机身形成可靠的连接关系。而在需要无人机拆解存放或转运、机头因为损坏更换或需要替换搭载有不同功能或性能任务设备的机头时，首先完成移除锁扣件的扣接配合关系，而后以铰接件为转动部件实现机头与机身的相对翻转，在相对翻转过程中，相互配合的公头连接器与母头连接器脱开，在实现以上脱开后，移除铰接件对机头与机身的约束即可。

综上，本方案不仅提供了一种可拆卸的模块化无人机，同时本方案的结构特点使得组成无人机的各模块之间连接可靠、拆装方便。

作为本领域技术人员，由于铰接件的具体铰接形式影响机身与机头的相对位置定位或相对可转动方向，故优选设置为铰接件上形成轴铰接关系。在此基础上，由于要形成机头与机身可拆卸连接形式，所述铰接件可采用铰接轴本身在铰接件上可拆、铰接轴与用于与铰接轴配合的铰接工位两者中，其中一者位于机头上，另一者位于机身上的形式。

更进一步的技术方案为：

作为铰接件的具体实现形式，所述铰接件作为机身顶部与机头顶部的连接件，所述铰接件包括第二扣轴及勾形部，所述勾形部上设置有呈条状的沟槽，第二扣轴与勾形部两者上均设置有第二连接座，其中一者通过自身上的第二连接座安装于机身上，另一者通过自身上的第二连接座安装于机头上，所述第二扣轴的轴线方向位于机身的宽度方向，所述沟槽作为勾形部上与第二扣轴配合的部位。本方案即提供了一种铰接轴与用于与铰接轴配合的铰接工位两者中，其中一者位于机头上，另一者位于机身上的形式，以上对铰接件的位置限定，使得本无人机中，如机身重量较大，在机身正常平放情况下，以机头前端上翘的形式完成第二扣轴与勾形部的扣接，而后机头前端向下以第二扣轴为转轴转动，即可完成两个连接端的相互定位及电气接头的配合。在完成机头由机身上拆离时，本无人机正常平放，通过机头前端上翻，待电气接头脱离且机头与机身的相对角度允许机头整体后移以实现第二扣轴与勾形部的分离时，即可方便的完成机头与机身的分离。

作为锁扣件的具体实现方式，所述锁扣件包括扣轴座及转动体，所述扣轴座及转动体上均设置有第一连接座，扣轴座及转动体两者中，其中一者通过自身上的第一连接座安装于机身上，另一者通过自身上的第一连接座安装于机头上；

所述转动体还包括第一铰接轴、第一翻板、第二翻板、第二铰接轴及第一扣轴，所述第一铰接轴作为转动体上第一连接座与第一翻板的铰接轴，所述第二铰接轴作为第二翻板与第一翻板之间的铰接轴，且第一铰接轴与第二铰接轴位于第一翻板的不同端，所述第二铰接轴与第一扣轴位于第二翻板的不同端；

所述第一扣轴、第二铰接轴、第一铰接轴三者相互平行；

所述扣轴座上还设置有用于与第一扣轴相配合的沟槽；

所述第一扣轴与第二铰接轴之间的距离、第二铰接轴与第一铰接轴之间的距离两距离具有以下关系：在锁扣件完成扣接后，所述三者分别与机身的距离具有如下关系：第一铰接轴与机身的距离最大。本方案中，针对转动体，第一连接座为其上的连接部件，通过第一铰接轴及第二铰接轴实现第一连接座、第一翻板、第二翻板三者的顺序铰接，第一扣轴作为转动体的末端用于与扣轴座上的沟槽配合。具体连接时，如第一扣轴位于两第一连接座之间，同时第一铰接轴位于转动体上第一连接座靠近扣轴座的一侧，此时，可采用第一翻板绕远离第一铰接轴的一端朝向扣轴座转动、第一扣轴随第二翻板绕第二铰接轴向沟槽转动以实现第一扣轴嵌入沟槽中，而后，再转动第一翻板，调整第一扣轴的位置实现锁扣件的扣接。优选的，由于锁扣件在操作时第一翻板作为对应第一连接座与第二翻板的中间连接板，为方便向第一翻板上施加转矩，优选设置为第一翻板远离第一连接座的一端上还设置有相对于第二铰接轴凸出的支耳。以上限定为：所述三者分别与机身的距离的关系实际上旨在限定以上两个距离的关系，即在第一扣轴与沟槽配合后，转动第一翻板，在第一翻板与第二翻板平行后，可继续转动第一翻板使得第二铰接轴与第一扣轴相对于第一铰接轴更靠近机身，这样，可尽可能避免出现锁扣件非人为脱扣的风险。作为本领域技术人员，采用以上结构，需要设置为以上组成锁扣件的部件中包括弹性件或具有独立的弹性件，以通过弹性件的弹性变形产生弹力，避免出现第一翻板等非人为转动：在需要转动第一翻板实现锁扣件脱扣时，需要人为克服所述弹力。

作为一种具体的锁扣件实现形式，设置为：还包括安装于第一翻板上的弹簧，所述弹簧可在第二铰接轴与第一铰接轴的间距方向发生弹性变形；

所述弹簧的一端作用在第一翻板上，另一端作用在第二铰接轴上，所述第一翻板上还设置有呈条状的滑动槽，所述滑动槽的长度方向沿着第二铰接轴与第一铰接轴的间距方向；

所述第一铰接轴局部位于所述滑动槽中，且第一铰接轴可沿着所述滑动槽的长度方向滑动。本方案在具体运行时，通过所述弹簧产生的变形约束第一翻板在非人为情况下转动：如通过设置为弹簧的一端位于第一铰接轴所在侧，另一端与第二铰接轴作用，且弹簧为轴线方向位于第一铰接轴与第二铰接轴间距方向的压缩弹簧，所述锁扣件处于锁扣状态时，第二铰接轴位于滑动槽远离第一铰接轴的一端，在第一翻板由锁扣件锁合状态翻转至与第二翻板平行以移除锁扣件锁合关系过程中，弹簧被进一步压缩。本方案采用包括所述滑动槽的方案，由于弹簧可变形且第二铰接轴在第一翻板上的位置可变，本方案可以降低锁扣件实现锁扣对机头与机身装配精度的要求，即允许机头与机身有更大的尺寸或配合关系误差，同时弹簧的弹性变形以及第二铰接轴在第一翻板上的位置可变，在通过锁扣件完成机头与机身连接、机头与机身分离转动第一翻板时，对用于连接锁扣件的无人机蒙皮的受力具有一定的保护作用，避免出现因为过大的配合误差或尺寸误差，导致在操作锁扣件的过程中撕裂或压坏无人机蒙皮。

为保证第一铰接轴与第二铰接轴的平行度或优化锁扣件的受力，设置为：所述滑动槽为两个，所述第二铰接轴的两端分别受不同滑动槽约束。优选设置为弹簧在第二铰接轴上的作用点位于第二铰接轴的中部。

作为锁扣件的具体安装形式，所述机身的两侧均安装有锁扣件，且各锁扣件上第一扣轴、第二铰接轴、第一铰接轴的轴线均平行于该锁扣件所在机身位置处的机身侧面。采用本方案，不仅能够实现机头与机身的可靠连接，且在进行机身与机头连接和分离时，具有操作锁扣件方便的特点。

所述机头的数量为多个，且各机头上均搭载有任务设备，至少有两个机头上的任务设备互不相同；

任意一个机头连接于所述机身上。采用本方案，根据无人机的具体飞行任务，选择更换机身前端的机头即可，即本方案为一种模块化、具有多用途的无人机；由于不同任务设备的尺寸、连接形式等不同，采用机头搭载相应任务设备作为无人机的其中一个模块，相较于在无人机上更换任务设备，以更换模块的方式实现无人机不同用途，可使得本无人机具有功能切换快的特点；根据无人机的具体飞行任务，选择更换机身前端的机头即可，即本方案提供了一种根据飞行任务，仅切换机头即可实现相应目的的方案，采用本方案，可使得除了机头以外，无人机的其他模块在不同飞行任务中均可使用，即本方案提供了一种部件利用率高的无人机方案，采用该方案，可有效减少无人机投入成本；当包括搭载相同任务设备的两个机头时，当其中一个机头故障时，可采用跟换另一机头的方式，使得无人机快速恢复至可执行飞行任务状态。

为使得任务设备能够获得最优视场角，设置为：还包括用于连接在机身上的机翼，还包括连接于机身上的动力装置，所述动力装置为腰推动力装置，本方案提供了一种以固定翼飞行的无人机方案，通过避免动力装置干扰任务设备的视场角达到相应目的，其优势尤其体现在无人机执行监控，侦查任务时；

为使得本无人机在闲置时便于收纳，设置为：所述机翼与机身的连接关系为可拆卸连接关系；

为使得本无人机可以多旋翼方式飞行，设置为：所述机身两侧的机翼上均连接有旋翼臂，所述旋翼臂均为长度方向沿着机身长度方向的杆状结构，各旋翼臂的两端均安装有旋翼；

各旋翼臂的一端位于机翼的前方，各旋翼臂的另一端位于机翼的后方；

各旋翼臂在对应机翼上的连接点均位于对应机翼的下侧，本方案中，所述旋翼臂及旋翼的设置使得本无人机的飞行姿态更易控制，同时，旋翼臂与对应机翼的配合关系有利于优化机翼的受力；

为使得本无人机以固定翼飞行时可避免相应多旋翼飞行部件影响无人机飞行，各旋翼臂与机翼的连接关系均为可拆卸连接关系；

作为一种以多旋翼飞行时，可减小腰推动力装置对无人机飞行所造成的影响的技术方案，设置为：还包括安装在机身尾部的尾管，所述腰推动力装置安装于尾管上，腰推动力装置包括桨叶，所述桨叶可折叠至长度方向沿着尾管的长度方向，作为本领域技术人员，以上桨叶可折叠可通过设置为桨叶的连接端铰接连接在腰推动力装置上，同时设置复位弹簧，在腰推动力装置旋转到一定转速时，桨叶在离心力下使得复位弹簧被拉伸，桨叶被张开，而腰推动力装置转速降低到一定程度时，复位弹簧弹性回复，桨叶被拉伸至自由端向尾管所在侧运动；作为本领域技术人员，以上桨叶可折叠亦可通过使用者人工折叠的方式加以实现：如设置为桨叶的连接端铰接连接在腰推动力装置上，各桨叶在桨叶转动路径上与腰推动力装置有两个扣合点，其中一个扣合点桨叶完全张开，另一个扣合点桨叶的自由端贴在尾管的侧面上，使用者向桨叶施加转动桨叶的力以实现桨叶扣合在不同扣合点上即可；作为本领域技术人员，亦可设置为使用者采用人工转动桨叶并人工固定桨叶的方案；

为使得本无人机具有更好的飞行姿态可控性，设置为：还包括安装于尾管尾部的垂尾及平尾；

作为一种具体的平尾连接方式，所述尾管后端的左侧和右侧均有相对于尾管侧面外凸的转轴，所述转轴的轴线方向与尾管的轴线方向垂直；

所述平尾的前端设置有安装槽，所述安装槽的槽口端朝向机头；

所述安装槽的两侧上均设置有滑槽，所述滑槽的前端与安装槽的槽口端相接，滑槽的长度方向均沿着尾管的轴线方向；

所述尾管的后端还设置有轴线方向与尾管轴线方向平行的摇臂，所述平尾上还设置有长度方向平行于尾管轴线方向的插槽，所述插槽的开口端位于安装槽的槽底上；

尾管两侧的转轴同轴；

所述平尾与尾管的连接通过如下方式实现：安装槽左侧的滑槽与尾管左侧的转轴配合，安装槽右侧的滑槽与尾管右侧的转轴配合，所述摇臂嵌入插槽中，还包括开设在平尾上的螺栓孔，所述螺栓孔与插槽相通，还包括螺纹连接于螺栓孔中的紧固螺栓，所述紧固螺栓通过向摇臂上施加压力实现平尾在摇臂长度方向上的位置固定，采用本方案，在进行平尾安装时，由安装槽的前端将平尾连接在尾管的后端即可，即转轴由滑槽的前端不断深入滑槽中、摇臂的后端由插槽的开口端不断深入插槽中，在平尾与尾管配合到位后，通过紧固螺栓完成摇臂与平尾的固定连接即可。采用本方案，在完成平尾安装后，如舵机通过摇臂驱动平尾，平尾可以转轴为转动轴旋转，以使得无人机具有不同的状态参数。优选的，设置为摇臂上具有用于与紧固螺栓深入平尾一点配合的凹槽，所述紧固螺栓通过端部嵌入凹槽中与摇臂相互作用，这样，可优化紧固螺栓约束摇臂与平尾连接关系的可靠性。

为方便实现平尾的装配，设置为：所述滑槽的前端呈前端宽度大于后端宽度的喇叭口状，采用本方案，可通过喇叭口状开口引导完成平尾与尾管的配合；

所述平尾包括两块安装块，所述安装块均呈U形，所述滑槽均为安装块上的空腔区域；

各滑槽的后端均设置有变形段，所述变形段用于实现转轴在滑槽深度方向上的定位。以上滑槽均为安装块上的空腔区域，可使得以上滑槽容易产生变形以方便转轴滑入变形段中，而滑槽滑入变形段以后滑槽恢复形状，即可实现转轴在滑槽深度方向上的定位，采用本方案，可进一步提升平尾连接的可靠性以利于本无人机的飞行安全。具体的，以上安装块在平尾上的安装方式可为安装块嵌入平尾的蒙皮中。

作为机翼与机身的具体连接形式，设置为：所述机翼上还设置有插杆，所述机身的侧面还设置有插孔，还包括用于约束机翼与机身相对位置的卡扣件；

所述机翼与机身的连接通过插杆插入插孔中、所述卡扣件实现机翼与机身相互扣接实现。本方案中，所述插杆用于传递力，所述卡扣件用于避免机翼与机身分离，即用于避免插杆由插孔中脱出。采用本方案，相较于如采用单纯的卡扣连接，机翼与机身之间力的传递更为可靠，同时，插杆与插孔的配合可实现快速完成机翼在机身上的定位，利于如公、母插头实现机翼与机身之间的可靠电气连接；相较于采用如螺纹连接，实现机身与机翼的连接和分离效率更高。所述卡扣件可采用如上提供的锁扣件。

本发明具有以下有益效果：

本方案中，通过设置为连接件包括锁扣件及铰接件，在具体连接时，可首先完成机头与机身上铰接件的配合，这样，以上铰接件可实现机头与机身的初步定位：在铰接件的约束下，在机头与机身两者以铰接件为转动部相对转动可实现两者连接端的准确定位，此过程中，由于以上电气接头采用公头连接器与母头连接器、公头连接器与母头连接器的连接关系为插接关系的配合形式，使得机头与机身各自连接端在相对转动过程中完成配合或定位，完成连接端的位置定位或配合后，通过所述锁扣件实现机头与机身的扣接，以使得机头与机身形成可靠的连接关系。而在需要无人机拆解存放或转运、机头因为损坏更换或需要替换搭载有不同功能或性能任务设备的机头时，首先完成移除锁扣件的扣接配合关系，而后以铰接件为转动部件实现机头与机身的相对翻转，在相对翻转过程中，相互配合的公头连接器与母头连接器脱开，在实现以上脱开后，移除铰接件对机头与机身的约束即可。

综上，本方案不仅提供了一种可拆卸的模块化无人机，同时本方案的结构特点使得组成无人机的各模块之间连接可靠、拆装方便。

附图说明

图1是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的结构示意图；

图2是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映尾管后端的结构以及尾管与平尾的连接关系；

图3是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映安装块的结构；

图4是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映摇臂的结构；

图5是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映机身与机翼的连接关系；

图6是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映机身与机头的连接关系；

图7是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映机身的连接端结构；

图8是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映锁扣件的结构；

图9是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映具有弹簧的锁扣件的结构；

图10是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映锁扣件完成锁扣后的结构；

图11是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映铰接件的结构；

图12是本发明所述的一种模块化无人机一个具体实施例的局部示意图，该示意图反映铰接件完成铰接后的结构。

图中的附图标记分别为：1、机头，2、机身，3、机翼，4、垂尾，5、平尾，51、转轴，52、紧固螺栓，53、螺栓孔，54、摇臂，55、滑槽，56、插槽，6、腰推动力装置，7、旋翼臂，8、任务设备，9、第二连接座，10、锁扣件，11、电池，12、电气接头，13、接头面板，14、第一翻板，15、第一扣轴，16、第二翻板，17、扣轴座，18、第一铰接轴，19、第二铰接轴，20、弹簧，21、铰接件，22，勾形部，23、第二扣轴，24、第一连接座，25、滑动槽。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图12所示，一种模块化无人机，包括机身2、作为机身2前端的机头1，所述机头1通过连接件与机身2形成可拆卸连接关系，所述连接件包括锁扣件10及铰接件21，所述铰接件21用于机头1与机身2之间的铰接连接，所述锁扣件10用于机头1与机身2之间的扣接；

所述机身2用于与机头1相接的一端上、机头1用于与机身2相接的一端上均设置有电气接头12，机身2上的电气接头12的位置与机头1上电气接头12的位置对应，且机身2与机头1上相互配合的两电气接头12中，其中一个为公头连接器，另一个为母头连接器，公头连接器与母头连接器的连接关系为插接关系。

本方案中，所述电气接头12用于机头1与机身2之间的电源连接和信号连接，具体的，针对现有无人机螺旋桨一般采用的电驱动形式，电池11、飞行控制器、通信模块等可安装在机身2中部以优化机身2的重心位置，机头1可通过携带任务设备8使得本无人机成为功能性无人机，这样，机头1上的连接端以及机身2上的连接端包括接头面板13，各自上的电气接头12均设置于各自的接头面板13上。

本方案中，通过设置为连接件包括锁扣件10及铰接件21，在具体连接时，可首先完成机头1与机身2上铰接件21的配合，这样，以上铰接件21可实现机头1与机身2的初步定位：在铰接件21的约束下，在机头1与机身2两者以铰接件21为转动部相对转动可实现两者连接端的准确定位，此过程中，由于以上电气接头12采用公头连接器与母头连接器、公头连接器与母头连接器的连接关系为插接关系的配合形式，使得机头1与机身2各自连接端在相对转动过程中完成配合或定位，完成连接端的位置定位或配合后，通过所述锁扣件10实现机头1与机身2的扣接，以使得机头1与机身2形成可靠的连接关系。而在需要无人机拆解存放或转运、机头1因为损坏更换或需要替换搭载有不同功能或性能任务设备8的机头1时，首先完成移除锁扣件10的扣接配合关系，而后以铰接件21为转动部件实现机头1与机身2的相对翻转，在相对翻转过程中，相互配合的公头连接器与母头连接器脱开，在实现以上脱开后，移除铰接件21对机头1与机身2的约束即可。

综上，本方案不仅提供了一种可拆卸的模块化无人机，同时本方案的结构特点使得组成无人机的各模块之间连接可靠、拆装方便。

作为本领域技术人员，由于铰接件21的具体铰接形式影响机身2与机头1的相对位置定位或相对可转动方向，故优选设置为铰接件21上形成轴铰接关系。在此基础上，由于要形成机头1与机身2可拆卸连接形式，所述铰接件21可采用铰接轴本身在铰接件21上可拆、铰接轴与用于与铰接轴配合的铰接工位两者中，其中一者位于机头1上，另一者位于机身2上的形式。

实施例2：

如图1至图12所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：

作为铰接件21的具体实现形式，所述铰接件21作为机身2顶部与机头1顶部的连接件，所述铰接件21包括第二扣轴23及勾形部22，所述勾形部22上设置有呈条状的沟槽，第二扣轴23与勾形部22两者上均设置有第二连接座9，其中一者通过自身上的第二连接座9安装于机身2上，另一者通过自身上的第二连接座9安装于机头1上，所述第二扣轴23的轴线方向位于机身2的宽度方向，所述沟槽作为勾形部22上与第二扣轴23配合的部位。本方案即提供了一种铰接轴与用于与铰接轴配合的铰接工位两者中，其中一者位于机头1上，另一者位于机身2上的形式，以上对铰接件21的位置限定，使得本无人机中，如机身2重量较大，在机身2正常平放情况下，以机头1前端上翘的形式完成第二扣轴23与勾形部22的扣接，而后机头1前端向下以第二扣轴23为旋转轴转动，即可完成两个连接端的相互定位及电气接头12的配合。在完成机头1由机身2上拆离时，本无人机正常平放，通过机头1前端上翻，待电气接头12脱离且机头1与机身2的相对角度允许机头1整体后移以实现第二扣轴23与勾形部22的分离时，即可方便的完成机头1与机身2的分离。

作为锁扣件10的具体实现方式，所述锁扣件10包括扣轴座17及转动体，所述扣轴座17及转动体上均设置有第一连接座24，扣轴座17及转动体两者中，其中一者通过自身上的第一连接座24安装于机身2上，另一者通过自身上的第一连接座24安装于机头1上；

所述转动体还包括第一铰接轴18、第一翻板14、第二翻板16、第二铰接轴19及第一扣轴15，所述第一铰接轴18作为转动体上第一连接座24与第一翻板14的铰接轴，所述第二铰接轴19作为第二翻板16与第一翻板14之间的铰接轴，且第一铰接轴18与第二铰接轴19位于第一翻板14的不同端，所述第二铰接轴19与第一扣轴15位于第二翻板16的不同端；

所述第一扣轴15、第二铰接轴19、第一铰接轴18三者相互平行；

所述扣轴座17上还设置有用于与第一扣轴15相配合的沟槽；

所述第一扣轴15与第二铰接轴19之间的距离、第二铰接轴19与第一铰接轴18之间的距离两距离具有以下关系：在锁扣件10完成扣接后，所述三者分别与机身2的距离具有如下关系：第一铰接轴18与机身2的距离最大。本方案中，针对转动体，第一连接座24为其上的连接部件，通过第一铰接轴18及第二铰接轴19实现第一连接座24、第一翻板14、第二翻板16三者的顺序铰接，第一扣轴15作为转动体的末端用于与扣轴座17上的沟槽配合。具体连接时，如第一扣轴15位于两第一连接座24之间，同时第一铰接轴18位于转动体上第一连接座24靠近扣轴座17的一侧，此时，可采用第一翻板14绕远离第一铰接轴18的一端朝向扣轴座17转动、第一扣轴15随第二翻板16绕第二铰接轴19向沟槽转动以实现第一扣轴15嵌入沟槽中，而后，再转动第一翻板14，调整第一扣轴15的位置实现锁扣件10的扣接。优选的，由于锁扣件10在操作时第一翻板14作为对应第一连接座24与第二翻板16的中间连接板，为方便向第一翻板14上施加转矩，优选设置为第一翻板14远离第一连接座24的一端上还设置有相对于第二铰接轴19凸出的支耳。以上限定为：所述三者分别与机身2的距离的关系实际上旨在限定以上两个距离的关系，即在第一扣轴15与沟槽配合后，转动第一翻板14，在第一翻板14与第二翻板16平行后，可继续转动第一翻板14使得第二铰接轴19与第一扣轴15相对于第一铰接轴18更靠近机身2，这样，可尽可能避免出现锁扣件10非人为脱扣的风险。作为本领域技术人员，采用以上结构，需要设置为以上组成锁扣件10的部件中包括弹性件或具有独立的弹性件，以通过弹性件的弹性变形产生弹力，避免出现第一翻板14等非人为转动：在需要转动第一翻板14实现锁扣件10脱扣时，需要人为克服所述弹力。

作为一种具体的锁扣件10实现形式，设置为：还包括安装于第一翻板14上的弹簧20，所述弹簧20可在第二铰接轴19与第一铰接轴18的间距方向发生弹性变形；

所述弹簧20的一端作用在第一翻板14上，另一端作用在第二铰接轴19上，所述第一翻板14上还设置有呈条状的滑动槽25，所述滑动槽25的长度方向沿着第二铰接轴19与第一铰接轴18的间距方向；

所述第一铰接轴18局部位于所述滑动槽25中，且第一铰接轴18可沿着所述滑动槽25的长度方向滑动。本方案在具体运行时，通过所述弹簧20产生的变形约束第一翻板14在非人为情况下转动：如通过设置为弹簧20的一端位于第一铰接轴18所在侧，另一端与第二铰接轴19作用，且弹簧20为轴线方向位于第一铰接轴18与第二铰接轴19间距方向的压缩弹簧，所述锁扣件10处于锁扣状态时，第二铰接轴19位于滑动槽25远离第一铰接轴18的一端，在第一翻板14由锁扣件10锁合状态翻转至与第二翻板16平行以移除锁扣件10锁合关系过程中，弹簧20被进一步压缩。本方案采用包括所述滑动槽25的方案，由于弹簧20可变形且第二铰接轴19在第一翻板14上的位置可变，本方案可以降低锁扣件10实现锁扣对机头1与机身2装配精度的要求，即允许机头1与机身2有更大的尺寸或配合关系误差，同时弹簧20的弹性变形以及第二铰接轴19在第一翻板14上的位置可变，在通过锁扣件10完成机头1与机身2连接、机头1与机身2分离转动第一翻板14时，对用于连接锁扣件10的无人机蒙皮的受力具有一定的保护作用，避免出现因为过大的配合误差或尺寸误差，导致在操作锁扣件10的过程中撕裂或压坏无人机蒙皮。

为保证第一铰接轴18与第二铰接轴19的平行度或优化锁扣件10的受力，设置为：所述滑动槽25为两个，所述第二铰接轴19的两端分别受不同滑动槽25约束。优选设置为弹簧20在第二铰接轴19上的作用点位于第二铰接轴19的中部。

作为锁扣件10的具体安装形式，所述机身2的两侧均安装有锁扣件10，且各锁扣件10上第一扣轴15、第二铰接轴19、第一铰接轴18的轴线均平行于该锁扣件10所在机身2位置处的机身2侧面。采用本方案，不仅能够实现机头1与机身2的可靠连接，且在进行机身2与机头1连接和分离时，具有操作锁扣件10方便的特点。

所述机头1的数量为多个，且各机头1上均搭载有任务设备8，至少有两个机头1上的任务设备8互不相同；

任意一个机头1连接于所述机身2上。采用本方案，根据无人机的具体飞行任务，选择更换机身2前端的机头1即可，即本方案为一种模块化、具有多用途的无人机；由于不同任务设备8的尺寸、连接形式等不同，采用机头1搭载相应任务设备8作为无人机的其中一个模块，相较于在无人机上更换任务设备8，以更换模块的方式实现无人机不同用途，可使得本无人机具有功能切换快的特点；根据无人机的具体飞行任务，选择更换机身2前端的机头1即可，即本方案提供了一种根据飞行任务，仅切换机头1即可实现相应目的的方案，采用本方案，可使得除了机头1以外，无人机的其他模块在不同飞行任务中均可使用，即本方案提供了一种部件利用率高的无人机方案，采用该方案，可有效减少无人机投入成本；当包括搭载相同任务设备8的两个机头1时，当其中一个机头1故障时，可采用跟换另一机头1的方式，使得无人机快速恢复至可执行飞行任务状态。

为使得任务设备8能够获得最优视场角，设置为：还包括用于连接在机身2上的机翼3，还包括连接于机身2上的动力装置，所述动力装置为腰推动力装置6，本方案提供了一种以固定翼飞行的无人机方案，通过避免动力装置干扰任务设备8的视场角达到相应目的，其优势尤其体现在无人机执行监控，侦查任务时；

为使得本无人机在闲置时便于收纳，设置为：所述机翼3与机身2的连接关系为可拆卸连接关系；

为使得本无人机可以多旋翼方式飞行，设置为：所述机身2两侧的机翼3上均连接有旋翼臂7，所述旋翼臂7均为长度方向沿着机身2长度方向的杆状结构，各旋翼臂7的两端均安装有旋翼；

各旋翼臂7的一端位于机翼3的前方，各旋翼臂7的另一端位于机翼3的后方；

各旋翼臂7在对应机翼3上的连接点均位于对应机翼3的下侧，本方案中，所述旋翼臂7及旋翼的设置使得本无人机的飞行姿态更易控制，同时，旋翼臂7与对应机翼3的配合关系有利于优化机翼3的受力；

为使得本无人机以固定翼飞行时可避免相应多旋翼飞行部件影响无人机飞行，各旋翼臂7与机翼3的连接关系均为可拆卸连接关系；

作为一种以多旋翼飞行时，可减小腰推动力装置6对无人机飞行所造成的影响的技术方案，设置为：还包括安装在机身2尾部的尾管，所述腰推动力装置6安装于尾管上，腰推动力装置6包括桨叶，所述桨叶可折叠至长度方向沿着尾管的长度方向，作为本领域技术人员，以上桨叶可折叠可通过设置为桨叶的连接端铰接连接在腰推动力装置6上，同时设置复位弹簧，在腰推动力装置6旋转到一定转速时，桨叶在离心力下使得复位弹簧被拉伸，桨叶被张开，而腰推动力装置6转速降低到一定程度时，复位弹簧弹性回复，桨叶被拉伸至自由端向尾管所在侧运动；作为本领域技术人员，以上桨叶可折叠亦可通过使用者人工折叠的方式加以实现：如设置为桨叶的连接端铰接连接在腰推动力装置6上，各桨叶在桨叶转动路径上与腰推动力装置6有两个扣合点，其中一个扣合点桨叶完全张开，另一个扣合点桨叶的自由端贴在尾管的侧面上，使用者向桨叶施加转动桨叶的力以实现桨叶扣合在不同扣合点上即可；作为本领域技术人员，亦可设置为使用者采用人工转动桨叶并人工固定桨叶的方案；

为使得本无人机具有更好的飞行姿态可控性，设置为：还包括安装于尾管尾部的垂尾4及平尾5；

作为一种具体的平尾5连接方式，所述尾管后端的左侧和右侧均有相对于尾管侧面外凸的转轴51，所述转轴51的轴线方向与尾管的轴线方向垂直；

所述平尾5的前端设置有安装槽，所述安装槽的槽口端朝向机头1；

所述安装槽的两侧上均设置有滑槽55，所述滑槽55的前端与安装槽的槽口端相接，滑槽55的长度方向均沿着尾管的轴线方向；

所述尾管的后端还设置有轴线方向与尾管轴线方向平行的摇臂54，所述平尾5上还设置有长度方向平行于尾管轴线方向的插槽56，所述插槽56的开口端位于安装槽的槽底上；

尾管两侧的转轴51同轴；

所述平尾5与尾管的连接通过如下方式实现：安装槽左侧的滑槽55与尾管左侧的转轴51配合，安装槽右侧的滑槽55与尾管右侧的转轴51配合，所述摇臂54嵌入插槽56中，还包括开设在平尾5上的螺栓孔53，所述螺栓孔53与插槽56相通，还包括螺纹连接于螺栓孔53中的紧固螺栓52，所述紧固螺栓52通过向摇臂54上施加压力实现平尾5在摇臂54长度方向上的位置固定，采用本方案，在进行平尾5安装时，由安装槽的前端将平尾5连接在尾管的后端即可，即转轴51由滑槽55的前端不断深入滑槽55中、摇臂54的后端由插槽56的开口端不断深入插槽56中，在平尾5与尾管配合到位后，通过紧固螺栓52完成摇臂54与平尾5的固定连接即可。采用本方案，在完成平尾5安装后，如舵机通过摇臂54驱动平尾5，平尾5可以转轴51为转动轴旋转，以使得无人机具有不同的状态参数。优选的，设置为摇臂54上具有用于与紧固螺栓52深入平尾5一点配合的凹槽，所述紧固螺栓52通过端部嵌入凹槽中与摇臂54相互作用，这样，可优化紧固螺栓52约束摇臂54与平尾5连接关系的可靠性。

为方便实现平尾5的装配，设置为：所述滑槽55的前端呈前端宽度大于后端宽度的喇叭口状，采用本方案，可通过喇叭口状开口引导完成平尾5与尾管的配合；

所述平尾5包括两块安装块，所述安装块均呈U形，所述滑槽55均为安装块上的空腔区域；

各滑槽55的后端均设置有变形段，所述变形段用于实现转轴51在滑槽55深度方向上的定位。以上滑槽55均为安装块上的空腔区域，可使得以上滑槽55容易产生变形以方便转轴51滑入变形段中，而滑槽55滑入变形段以后滑槽55恢复形状，即可实现转轴51在滑槽55深度方向上的定位，采用本方案，可进一步提升平尾5连接的可靠性以利于本无人机的飞行安全。具体的，以上安装块在平尾5上的安装方式可为安装块嵌入平尾5的蒙皮中。

作为机翼3与机身2的具体连接形式，设置为：所述机翼3上还设置有插杆，所述机身2的侧面还设置有插孔，还包括用于约束机翼3与机身2相对位置的卡扣件；

所述机翼3与机身2的连接通过插杆插入插孔中、所述卡扣件实现机翼3与机身2相互扣接实现。本方案中，所述插杆用于传递力，所述卡扣件用于避免机翼3与机身2分离，即用于避免插杆由插孔中脱出。采用本方案，相较于如采用单纯的卡扣连接，机翼3与机身2之间力的传递更为可靠，同时，插杆与插孔的配合可实现快速完成机翼3在机身2上的定位，利于如公、母插头实现机翼3与机身2之间的可靠电气连接；相较于采用如螺纹连接，实现机身2与机翼3的连接和分离效率更高。所述卡扣件可采用如上提供的锁扣件10。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在对应发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种模块化无人机，包括机身(2)、作为机身(2)前端的机头(1)，所述机头(1)通过连接件与机身(2)形成可拆卸连接关系，其特征在于，所述连接件包括锁扣件(10)及铰接件(21)，所述铰接件(21)用于机头(1)与机身(2)之间的铰接连接，所述锁扣件(10)用于机头(1)与机身(2)之间的扣接；

所述机身(2)用于与机头(1)相接的一端上、机头(1)用于与机身(2)相接的一端上均设置有电气接头(12)，机身(2)上的电气接头(12)的位置与机头(1)上电气接头(12)的位置对应，且机身(2)与机头(1)上相互配合的两电气接头(12)中，其中一个为公头连接器，另一个为母头连接器，公头连接器与母头连接器的连接关系为插接关系。

2.根据权利要求1所述的一种模块化无人机，其特征在于，所述铰接件(21)作为机身(2)顶部与机头(1)顶部的连接件，所述铰接件(21)包括第二扣轴(23)及勾形部(22)，所述勾形部(22)上设置有呈条状的沟槽，第二扣轴(23)与勾形部(22)两者上均设置有第二连接座(9)，其中一者通过自身上的第二连接座(9)安装于机身(2)上，另一者通过自身上的第二连接座(9)安装于机头(1)上，所述第二扣轴(23)的轴线方向位于机身(2)的宽度方向，所述沟槽作为勾形部(22)上与第二扣轴(23)配合的部位。

3.根据权利要求1所述的一种模块化无人机，其特征在于，所述锁扣件(10)包括扣轴座(17)及转动体，所述扣轴座(17)及转动体上均设置有第一连接座(24)，扣轴座(17)及转动体两者中，其中一者通过自身上的第一连接座(24)安装于机身(2)上，另一者通过自身上的第一连接座(24)安装于机头(1)上；

所述转动体还包括第一铰接轴(18)、第一翻板(14)、第二翻板(16)、第二铰接轴(19)及第一扣轴(15)，所述第一铰接轴(18)作为转动体上第一连接座(24)与第一翻板(14)的铰接轴，所述第二铰接轴(19)作为第二翻板(16)与第一翻板(14)之间的铰接轴，且第一铰接轴(18)与第二铰接轴(19)位于第一翻板(14)的不同端，所述第二铰接轴(19)与第一扣轴(15)位于第二翻板(16)的不同端；

所述第一扣轴(15)、第二铰接轴(19)、第一铰接轴(18)三者相互平行；

所述扣轴座(17)上还设置有用于与第一扣轴(15)相配合的沟槽；

所述第一扣轴(15)与第二铰接轴(19)之间的距离、第二铰接轴(19)与第一铰接轴(18)之间的距离两距离具有以下关系：在锁扣件(10)完成扣接后，所述三者分别与机身(2)的距离具有如下关系：第一铰接轴(18)与机身(2)的距离最大。

4.根据权利要求3所述的一种模块化无人机，其特征在于，还包括安装于第一翻板(14)上的弹簧(20)，所述弹簧(20)可在第二铰接轴(19)与第一铰接轴(18)的间距方向发生弹性变形；

所述弹簧(20)的一端作用在第一翻板(14)上，另一端作用在第二铰接轴(19)上，所述第一翻板(14)上还设置有呈条状的滑动槽(25)，所述滑动槽(25)的长度方向沿着第二铰接轴(19)与第一铰接轴(18)的间距方向；

所述第一铰接轴(19)局部位于所述滑动槽(25)中，且第一铰接轴(19)可沿着所述滑动槽(25)的长度方向滑动。

5.根据权利要求4所述的一种模块化无人机，其特征在于，所述滑动槽(25)为两个，所述第二铰接轴(19)的两端分别受不同滑动槽(25)约束。

6.根据权利要求3至5中任意一项所述的一种模块化无人机，其特征在于，所述机身(2)的两侧均安装有锁扣件(10)，且各锁扣件(10)上第一扣轴(15)、第二铰接轴(19)、第一铰接轴(18)的轴线均平行于该锁扣件(10)所在机身(2)位置处的机身(2)侧面。

7.根据权利要求1所述的一种模块化无人机，其特征在于，所述机头(1)的数量为多个，且各机头(1)上均搭载有任务设备(8)，至少有两个机头(1)上的任务设备(8)互不相同；

任意一个机头(1)连接于所述机身(2)上。

8.根据权利要求7所述的一种模块化无人机，其特征在于，还包括用于连接在机身(2)上的机翼(3)，还包括连接于机身(2)上的动力装置，所述动力装置为腰推动力装置(6)；

所述机翼(3)与机身(2)的连接关系为可拆卸连接关系；

所述机身(2)两侧的机翼(3)上均连接有旋翼臂(7)，所述旋翼臂(7)均为长度方向沿着机身(2)长度方向的杆状结构，各旋翼臂(7)的两端均安装有旋翼；

各旋翼臂(7)的一端位于机翼(3)的前方，各旋翼臂(7)的另一端位于机翼(3)的后方；

各旋翼臂(7)在对应机翼(3)上的连接点均位于对应机翼(3)的下侧；

各旋翼臂(7)与机翼(3)的连接关系均为可拆卸连接关系；

还包括安装在机身(2)尾部的尾管，所述腰推动力装置(6)安装于尾管上，腰推动力装置(6)包括桨叶，所述桨叶可折叠至长度方向沿着尾管的长度方向；

还包括安装于尾管尾部的垂尾(4)及平尾(5)；

所述尾管后端的左侧和右侧均有相对于尾管侧面外凸的转轴(51)，所述转轴(51)的轴线方向与尾管的轴线方向垂直；

所述平尾(5)的前端设置有安装槽，所述安装槽的槽口端朝向机头(1)；

所述安装槽的两侧上均设置有滑槽(55)，所述滑槽(55)的前端与安装槽的槽口端相接，滑槽(55)的长度方向均沿着尾管的轴线方向；

所述尾管的后端还设置有轴线方向与尾管轴线方向平行的摇臂(54)，所述平尾(5)上还设置有长度方向平行于尾管轴线方向的插槽(56)，所述插槽(56)的开口端位于安装槽的槽底上；

尾管两侧的转轴(51)同轴；

所述平尾(5)与尾管的连接通过如下方式实现：安装槽左侧的滑槽(55)与尾管左侧的转轴(51)配合，安装槽右侧的滑槽(55)与尾管右侧的转轴(51)配合，所述摇臂(54)嵌入插槽(56)中，还包括开设在平尾(5)上的螺栓孔(53)，所述螺栓孔(53)与插槽(56)相通，还包括螺纹连接于螺栓孔(53)中的紧固螺栓(52)，所述紧固螺栓(52)通过向摇臂(54)上施加压力实现平尾(5)在摇臂(54)长度方向上的位置固定。

9.根据权利要求8所述的一种模块化无人机，其特征在于，所述滑槽(55)的前端呈前端宽度大于后端宽度的喇叭口状；

所述平尾(5)包括两块安装块，所述安装块均呈U形，所述滑槽(55)均为安装块上的空腔区域；

各滑槽(55)的后端均设置有变形段，所述变形段用于实现转轴(51)在滑槽(55)深度方向上的定位。

10.根据权利要求8所述的一种模块化无人机，其特征在于，所述机翼(3)上还设置有插杆，所述机身(2)的侧面还设置有插孔，还包括用于约束机翼(3)与机身(2)相对位置的卡扣件；

所述机翼(3)与机身(2)的连接通过插杆插入插孔中、所述卡扣件实现机翼(3)与机身(2)相互扣接实现。