CN109606662B - 一种可折的四旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种可折的四旋翼无人机，它包括机身、机臂机构、旋翼机构，其中解锁条解除对半球壳的转动限位后，摆杆具有能摆动到垂直状态的四个方向，尽可能满足四旋翼无人机需要折叠的实际情况。在解锁条解除对半球壳的转动限位的同时，第三滑动条带动第三齿条移动，第三齿条经第一齿轮、转轴带动第二齿轮逆时针旋转；第二齿轮的逆时针旋转，使得第一齿条带动第一限位板向上移动，使得第二齿条带动第二限位板向下移动，这样第一限位板和第二限位板就能解除对第一套筒、第二套筒的限位，进而第二套筒可以在第一套筒中自由滑动；最终，摆杆通过摆动的方式折叠成垂直状态后，达到四旋翼无人机减小占用空间的目的。

Description

一种可折的四旋翼无人机

技术领域

本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种可折的四旋翼无人机。

背景技术

目前四旋翼无人机已经大量应用于商业领域或者生活领域中；对于传统的四旋翼无人机，其动力机构的设计和布局使得四旋翼无人机机身内部空间中，不利于装卸体积较大的其他设备。传统的四旋翼无人机在工作飞行状态或者闲置的非工作状态下，四旋翼无人机整体均处于伸展状态，占用空间比较大，不便于四旋翼无人机的收纳和运输。为了能将四旋翼无人机在闲置的非工作状态下能占用更小的空间，所以就需要设计一种可折叠的四旋翼无人机；同时，为了保证四旋翼无人机的挂载也能和四旋翼无人机一起被收纳起来，所以可折叠的四旋翼无人机也需保证在折叠后能允许挂载较大体积的设备。

本发明设计一种可折的四旋翼无人机解决如上问题。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种可折的四旋翼无人机，它是采用以下技术方案来实现的。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”、“上”等指示方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或者位置关系，仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种可折的四旋翼无人机，其特征在于：它包括机身、机臂机构、旋翼机构，其中机身的两侧所安装的结构相同，对于机身的其中一侧：两个机臂机构的一端对称安装在机身一侧上，另一端分别安装有旋翼机构。

上述旋翼机构具有使四旋翼无人机飞行的桨叶。

上述机臂机构包括第一套筒、第二套筒、空心球、半球壳和摆杆，其中第一套筒安装在机身侧面上；第二套筒的一端通过滑动配合的方式安装在第一套筒中，另一端安装有空心球；半球壳将空心球包在半球壳内，且半球壳使空心球无法从半球壳中脱离；摆杆的一端与旋翼机构相连，另一端安装在半球壳的外球面上；半球壳周向具有四个切口，使得摆杆具有上下前后四个方向折叠成90度的功能。

上述机臂机构中还具有限位结构；当四旋翼无人机处于飞行状态时，机臂机构处于张开且水平的状态，限位结构将机臂机构限位，此时第一套筒、第二套筒和摆杆共线且为水平状态，第二套筒无法在第一套筒中滑动，半球壳无法在空心球上转动，保证四旋翼无人机能平稳飞行；当四旋翼无人机处于闲置状态，机臂机构需要被折叠时，通过调节限位结构来解除对摆杆的折叠限位；当解除对摆杆的折叠限位后，摆杆能围绕空心球的中心进行摆动式折叠，第二套筒能在第一套筒中滑动；当四旋翼无人机处于闲置状态，机臂机构需要四个方向中的一个方向上被折叠90度时，通过摆动摆杆来进行90度折叠。

作为本技术的进一步改进，上述旋翼机构包括桨叶、驱动轴、电机、固定壳，其中上述机臂机构远离机身的一端安装有固定壳；电机固定安装在固定壳中；驱动轴的一端与电机的电机轴相连，另一端穿出固定壳的顶面；驱动轴穿出固定壳顶面的一端外圆面上对称安装有两个桨叶。

作为本技术的进一步改进，上述机臂机构包括第三固定块、解锁条、第一滑槽、第一限位槽、第二限位槽、第一方槽、第一滑块、第一方孔、第二方孔、第二固定块、第二滑动通槽、第二导槽、第二导块、第二限位板、第二齿条、第一固定块、第一滑动通槽、第一导槽、第一导块、第一限位板、第一齿条、第二齿轮、第一齿轮、转轴、第三齿条、第三滑动条、被推板、第三导块、A弹簧、固定板、第三滑动通槽、第三导槽、第二方槽、第四滑动通槽、第四导槽、第五滑动通槽、第五导槽、第六滑动通槽、第四滑动条、第四导块、B弹簧、第五导块、C弹簧，其中第一套筒的内筒面对称开有两个第一滑槽；第一套筒靠近筒口的内筒面上开有第一限位槽和第二限位槽，第一限位槽和第二限位槽相对分布且相互错位；第二套筒筒底的外筒面上对称安装有两个第一滑块；第二套筒通过滑动配合的方式安装在第一套筒中，两个第一滑块通过滑动配合的方式分别安装在两个第一滑槽中；第二套筒中靠近筒底的内筒面上开有贯通的第一方孔和贯通的第二方孔，第一方孔和第二方孔相对分布且相互错位；第二套筒中具有第一方槽；第二套筒的筒口端安装有空心球；空心球中具有球形腔；空心球的外球面上开有贯通的第二方槽；第二套筒的第一方槽与空心球的第二方槽相通；第二方槽与球形腔相通。

转轴的两端均通过轴承安装在第二套筒的第一方槽两侧槽面圆孔中；转轴的位置位于第一方孔位置与第二方孔位置之间；第一齿轮和第二齿轮均安装在转轴上；第二套筒的第一方槽靠近第二方槽处的下槽面上固定安装有固定板；固定板中开有贯通的第三滑动通槽，第三滑动通槽的两侧对称开有两个第三导槽；第三滑动条中间位置的两侧对称安装有两个第三导块；第三滑动条通过滑动配合的方式安装在第三滑动通槽中，且第三滑动条的两端均穿出固定板；两个第三导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第三导槽中；两个A弹簧的一端分别安装在两个第三导块上，另一端分别安装在两个第三导槽的侧槽面上；两个A弹簧分别位于两个第三导槽中；第三滑动条的一端固定安装有第三齿条，另一端固定安装有被推板；第三齿条与上述第一齿轮相啮合；被推板穿过第二方槽且位于空心球的球形腔中。

第一固定块固定安装在第一方孔中，且第一固定块的一端未穿出第二套筒的外筒面，另一端位于第二套筒的第一方槽中；第一固定块中开有贯通的第一滑动通槽，第一滑动通槽的两侧对称开有两个第一导槽；第一限位板的一端固定安装有第一齿条；第一限位板的两侧对称安装有两个第一导块；第一限位板和第一齿条均通过滑动配合的方式安装在第一滑动通槽中；两个第一导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第一导槽中；第一齿条远离第一限位板的一端穿出第一固定块，且第一齿条与第二齿轮相啮合；第一限位板远离第一齿条的一端与上述第一限位槽相限位配合。

第二固定块固定安装在第二方孔中，且第二固定块的一端未穿出第二套筒的外筒面，另一端位于第二套筒的第一方槽中；第二固定块中开有贯通的第二滑动通槽，第二滑动通槽的两侧对称开有两个第二导槽；第二限位板的一端固定安装有第二齿条；第二限位板的两侧对称安装有两个第二导块；第二限位板和第二齿条均通过滑动配合的方式安装在第二滑动通槽中；两个第二导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第二导槽中；第二齿条远离第二限位板的一端穿出第二固定块，且第二齿条与第二齿轮相啮合；第二限位板远离第二齿条的一端与上述第二限位槽相限位配合。

半球壳远离摆杆的一端外球面上周向均匀开有四个切口；空心球的外球面上开有贯通的第四滑动通槽，第四滑动通槽的两侧对称开有两个第四导槽；半球壳靠近摆杆的外球面上固定安装有第三固定块；第三固定块中开有贯通的第五滑动通槽，第五滑动通槽的两侧对称开有两个第五导槽；半球壳的外球面上开有贯通的第六滑动通槽；第六滑动通槽与第三固定块中的第五滑动通槽相通。

第四滑动条的两侧对称安装有两个第四导块；第四滑动条通过滑动配合的方式安装在空心球的第四滑动通槽中；两个第四导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第四导槽中；两个B弹簧的一端分别安装在两个第四导块上，另一端分别安装在两个第四导槽的侧槽面上；两个B弹簧分别位于两个第四导槽中；第四滑动条的一端具有凸球面，另一端具有斜面；第四滑动条具有斜面的一端位于空心球的球形腔中；第四滑动条具有斜面的一端与被推板相挤压配合；第四滑动条具有凸球面的一端与第六滑动通槽、第五滑动通槽相配合。

解锁条的两侧对称安装有两个第五导块；解锁条通过滑动配合的方式安装在第三固定块的第五滑动通槽中；两个第五导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第五导槽中；两个C弹簧的一端分别安装在两个第五导块上，另一端分别安装在两个第五导槽的侧槽面上；两个C弹簧分别位于两个第五导槽中；解锁条的一端具有凹球面；解锁条上的凹球面的与第四滑动条上的凸球面相配合；解锁条远离凹球面的一端穿出第三固定块且位于半球壳的外侧。

上述第一套筒的外筒底固定安装在机身的侧面上。

作为本技术的进一步改进，上述摆杆远离半球壳的一端与固定壳相固连。

作为本技术的进一步改进，第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径。这样的设计在于，在第一齿轮旋转少量角度的情况下，第一齿轮便能经转轴、第二齿轮带动第一齿条和第二齿条移动本发明中需要的足够距离。

作为本技术的进一步改进，它还包括法兰和螺栓，其中第一套筒的外筒底通过法兰和螺栓安装在机身的侧面上。

作为本技术的进一步改进，上述第一限位板远离第一齿条的一端具有圆角。圆角的设计在于，便于第一限位板远离第一齿条的一端进出于第一限位槽中。

作为本技术的进一步改进，上述第二限位板远离第二齿条的一端具有圆角。圆角的设计在于，便于第二限位板远离第二齿条的一端进出于第二限位槽中。

作为本技术的进一步改进，上述A弹簧为压缩弹簧，A弹簧始终处于压缩状态。

作为本技术的进一步改进，上述B弹簧为压缩弹簧；上述C弹簧为压缩弹簧。

本发明中半球壳上周向均匀开有四个切口，切口所开的范围不仅能使得摆杆以空心球为圆心摆动到与第一套筒相垂直的状态，还能使空心球从半球壳中脱离出来。

本发明的四旋翼无人机能够在空中飞行、悬停以执行特定任务；例如：飞行、监视、送货、航拍、喷洒农药等。四旋翼无人机可以搭载预定的功能模块，例如：传感器、航拍设备、货仓等，以实现特定的功能。

本发明中的机身为四旋翼无人机的承载件，机身上或者机身内部可以承载传感器、电路板、中控处理器、通信模块、电池等元件。本发明中的机身外壳呈流线型，可以减小飞行时的风阻。通过对四个旋翼机构的调节，可以使得本发明的四旋翼无人机实现起飞、平稳飞行、降落等动作。

本发明中的电机通过导线与机身中的电池相连接；对于导线的布置：导线可以分布在机臂机构的外侧，且半球壳处的导线要处于松弛状态，保证摆杆摆动时，导线不会被拉坏；导线也可以从内部穿过摆杆、半球壳、空心球、第二套筒、第一套筒、法兰与机身中的电池相连接，且半球壳处的导线同样处于松弛状态，同样保证保证摆杆摆动时，导线不会被拉坏。

对于第一滑块的作用：第一滑块能使第二套筒在第一套筒中平稳滑动，还能防止第二套筒从第一套筒中脱离；在第二套筒滑动时，第一滑块始终跟随第二套筒滑动。

对于第一导块的作用：第一导块能使第一限位板在第一固定块中平稳滑动，还能防止第一限位板从第一固定块中脱离；在第一限位板滑动时，第一导块始终跟随第一限位板滑动。对于第二导块的作用：第二导块能使第二限位板在第二固定块中平稳滑动，还能防止第二限位板从第二固定块中脱离；在第二限位板滑动时，第二导块始终跟随第二限位板滑动。

对于第三导块的作用：第三导块能使第三滑动条在固定板中平稳滑动，还能防止第三滑动条从固定板中脱离。对于第四导块的作用：第四导块能使第四滑动条在第四滑动通槽中平稳滑动，还能防止第四滑动条从第四滑动通槽中脱离。对于第五导块的作用：第五导块能使解锁条在第三固定块中平稳滑动，还能防止解锁条从第三固定块中脱离。

第一限位板远离第一齿条的一端与上述第一限位槽相限位配合的设计在于：第一，当第一限位板远离第一齿条的一端插入到第一套筒的第一限位槽时，第一限位板将第一套筒限位，此时第二套筒和第一套筒为一个整体。第二，当第一限位板远离第一齿条的一端只是位于第一固定块中，且第一限位板远离第一齿条的一端并没有插入到第一套筒的第一限位槽时，第一限位板没有将第一套筒限位，第二套筒可以在第一套筒中自由滑动。

第二限位板远离第二齿条的一端与上述第二限位槽相限位配合的设计在于：第一，当第二限位板远离第二齿条的一端插入到第一套筒的第二限位槽时，第二限位板将第一套筒限位，此时第二套筒和第一套筒为一个整体。第二，当第二限位板远离第二齿条的一端只是位于第一固定块中，且第二限位板远离第二齿条的一端并没有插入到第一套筒的第二限位槽时，第二限位板没有将第一套筒限位，第二套筒可以在第一套筒中自由滑动。

第四滑动条具有斜面的一端与被推板相挤压配合的设计在于：第一，当B弹簧未受到外力压缩时，第四滑动条的斜面与被推板相接触且第四滑动条没有对被推板产生挤压；第二，当第四滑动条向空心球内部滑动时，第四导块跟随第四滑动条移动，B弹簧被压缩，第四滑动条的斜面对被推板产生挤压。

第四滑动条具有凸球面的一端与第六滑动通槽、第五滑动通槽相配合的设计在于：第一，当B弹簧未受到外力压缩时，第四滑动条具有凸球面的一端穿过半球壳的第六滑动通槽且插入到第三固定块的第五滑动通槽中，此时第四滑动条对半球壳产生转动限位，空心球和半球壳被限位成一个整体；第二，当第四滑动条具有凸球面的一端未穿过半球壳的第六滑动通槽，且第四滑动条的凸球面在空心球的外球面上时，第四滑动条未对半球壳产生转动限位，半球壳可以在空心球上自由旋转。

解锁条上的凹球面的与第四滑动条上的凸球面相配合的设计在于：第一，当第四滑动条具有凸球面的一端位于第三固定块的第五滑动通槽中时，解锁条上的凹球面与第四滑动条上的凸球面相贴合；第二，当第四滑动条的凸球面在空心球的外球面上时，第四滑动条的凸球面可以与第四滑动条上的凸球面相贴合，也可以脱离与第四滑动条上的凸球面的贴合。

A弹簧始终处于压缩状态的设计要求在于：在被推板未受到第四滑动条的斜面挤压时，A弹簧也能处于预压缩状态，第三齿条与第一齿轮处于啮合状态，此时第二齿轮维持第一齿条和第二齿条的位置，使得与第一齿条相连的第一限位板具有圆角的一端插入到第一套筒的第一限位槽中；与第二齿条相连的第二限位板具有圆角的一端插入到第一套筒的第二限位槽中；A弹簧处于预压缩状态，保证了第三滑动条在不受外力的情况下，第三滑动条不会经第三齿条带动第一齿轮旋转，进而第二齿轮不会旋转，从而保证与第一齿条相连的第一限位板具有圆角的一端不会从第一限位槽中脱离，保证与第二齿条相连的第二限位板具有圆角的一端不会从第二限位槽中脱离。

附图说明

图1是四旋翼无人机整体示意图。

图2是机臂机构安装示意图。

图3是旋翼机构安装示意图。

图4是旋翼机构剖面示意图。

图5是机臂机构整体示意图。

图6是机臂机构局部剖面示意图。

图7是图6的正视示意图。

图8是第一套筒剖面(一)示意图。

图9是第一套筒剖面(二)示意图。

图10是第二套筒滑动安装于第一套筒中的剖面示意图。

图11是第一滑块的安装示意图。

图12是第一齿轮和第二齿轮的安装剖面示意图。

图13是固定板和空心球的安装剖面示意图。

图14是第二固定块和第一固定块的剖面示意图。

图15是第一齿条和第二齿条的安装示意图。

图16是被推板的安装示意图。

图17是固定板的透视示意图。

图18是A弹簧的安装剖面示意图。

图19是空心球的剖面示意图。

图20是第三固定块的安装剖面示意图。

图21是第四导块和第五导块的安装示意图。

图22是第四滑动条和解锁条的安装剖面正视示意图。

图中标号名称：1、机身；2、机臂机构；3、旋翼机构；4、法兰；5、驱动轴；6、电机；7、固定壳；8、桨叶；9、摆杆；10、半球壳；12、切口；13、第三固定块；14、解锁条；15、空心球；16、第二套筒；17、第一套筒；18、第一滑槽；19、第一限位槽；20、第二限位槽；21、第一方槽；22、第一滑块；23、第二方孔；24、第一方孔；25、第二固定块；26、第二滑动通槽；27、第二导槽；28、第二导块；29、第二限位板；30、第二齿条；31、第一固定块；32、第一滑动通槽；33、第一导槽；34、第一导块；35、第一限位板；36、第一齿条；37、第二齿轮；38、第一齿轮；39、转轴；40、第三齿条；41、第三滑动条；42、被推板；43、第三导块；44、A弹簧；45、固定板；46、第三滑动通槽；47、第三导槽；48、第二方槽；49、球形腔；50、第四滑动通槽；51、第四导槽；52、第五滑动通槽；53、第五导槽；54、第六滑动通槽；55、第四滑动条；56、第四导块；57、B弹簧；58、斜面；60、第五导块；61、C弹簧；62、圆角。

具体实施方式

如图1所示，它包括机身1、机臂机构2、旋翼机构3，如图1、2所示，其中机身1的两侧所安装的结构相同，对于机身1的其中一侧：两个机臂机构2的一端对称安装在机身1一侧上，另一端分别安装有旋翼机构3。

如图3所示，上述旋翼机构3具有使四旋翼无人机飞行的桨叶8。

如图5所示，上述机臂机构2包括第一套筒17、第二套筒16、空心球15、半球壳10和摆杆9，如图2所示，其中第一套筒17安装在机身1侧面上；如图5所示，第二套筒16的一端通过滑动配合的方式安装在第一套筒17中，另一端安装有空心球15；半球壳10将空心球15包在半球壳10内，且半球壳10使空心球15无法从半球壳10中脱离；如图3所示，摆杆9的一端与旋翼机构3相连，另一端安装在半球壳10的外球面上；半球壳10周向具有四个切口12，使得摆杆9具有上下前后四个方向折叠成90度的功能。

上述机臂机构2中还具有限位结构；当四旋翼无人机处于飞行状态时，机臂机构2处于张开且水平的状态，限位结构将机臂机构2限位，此时第一套筒17、第二套筒16和摆杆9共线且为水平状态，第二套筒16无法在第一套筒17中滑动，半球壳10无法在空心球15上转动，保证四旋翼无人机能平稳飞行；当四旋翼无人机处于闲置状态，机臂机构2需要被折叠时，通过调节限位结构来解除对摆杆9的折叠限位；当解除对摆杆9的折叠限位后，摆杆9能围绕空心球15的中心进行摆动式折叠，第二套筒16能在第一套筒17中滑动；当四旋翼无人机处于闲置状态，机臂机构2需要四个方向中的一个方向上被折叠90度时，通过摆动摆杆9来进行90度折叠。

如图4所示，上述旋翼机构3包括桨叶8、驱动轴5、电机6、固定壳7，如图3所示，其中上述机臂机构2远离机身1的一端安装有固定壳7；如图4所示，电机6固定安装在固定壳7中；驱动轴5的一端与电机6的电机6轴相连，另一端穿出固定壳7的顶面；如图3所示，驱动轴5穿出固定壳7顶面的一端外圆面上对称安装有两个桨叶8。

如图7、10、13、14所示，上述机臂机构2包括第三固定块13、解锁条14、第一滑槽18、第一限位槽19、第二限位槽20、第一方槽21、第一滑块22、第二方孔23、第一方孔24、第二固定块25、第二滑动通槽26、第二导槽27、第二导块28、第二限位板29、第二齿条30、第一固定块31、第一滑动通槽32、第一导槽33、第一导块34、第一限位板35、第一齿条36、第二齿轮37、第一齿轮38、转轴39、第三齿条40、第三滑动条41、被推板42、第三导块43、A弹簧44、固定板45、第三滑动通槽46、第三导槽47、第二方槽48、第四滑动通槽50、第四导槽51、第五滑动通槽52、第五导槽53、第六滑动通槽54、第四滑动条55、第四导块56、B弹簧57、第五导块60、C弹簧61，如图8所示，其中第一套筒17的内筒面对称开有两个第一滑槽18；如图8、9所示，第一套筒17靠近筒口的内筒面上开有第一限位槽19和第二限位槽20，第一限位槽19和第二限位槽20相对分布且相互错位；如图11所示，第二套筒16筒底的外筒面上对称安装有两个第一滑块22；如图10所示，第二套筒16通过滑动配合的方式安装在第一套筒17中，两个第一滑块22通过滑动配合的方式分别安装在两个第一滑槽18中；如图12、13所示，第二套筒16中靠近筒底的内筒面上开有贯通的第一方孔24和贯通的第二方孔23，第一方孔24和第二方孔23相对分布且相互错位；第二套筒16中具有第一方槽21；第二套筒16的筒口端安装有空心球15；空心球15中具有球形腔49；如图19所示，空心球15的外球面上开有贯通的第二方槽48；第二套筒16的第一方槽21与空心球15的第二方槽48相通；第二方槽48与球形腔49相通。

如图12所示，转轴39的两端均通过轴承安装在第二套筒16的第一方槽21两侧槽面圆孔中；转轴39的位置位于第一方孔24位置与第二方孔23位置之间；第一齿轮38和第二齿轮37均安装在转轴39上；如图13所示，第二套筒16的第一方槽21靠近第二方槽48处的下槽面上固定安装有固定板45；如图17所示，固定板45中开有贯通的第三滑动通槽46，第三滑动通槽46的两侧对称开有两个第三导槽47；如图16所示，第三滑动条41中间位置的两侧对称安装有两个第三导块43；如图16、17、18所示，第三滑动条41通过滑动配合的方式安装在第三滑动通槽46中，且第三滑动条41的两端均穿出固定板45；两个第三导块43通过滑动配合的方式分别安装在两个第三导槽47中；两个A弹簧44的一端分别安装在两个第三导块43上，另一端分别安装在两个第三导槽47的侧槽面上；两个A弹簧44分别位于两个第三导槽47中；第三滑动条41的一端固定安装有第三齿条40，另一端固定安装有被推板42；如图13所示，第三齿条40与上述第一齿轮38相啮合；被推板42穿过第二方槽48且位于空心球15的球形腔49中。

如图6、7所示，第一固定块31固定安装在第一方孔24中，且第一固定块31的一端未穿出第二套筒16的外筒面，另一端位于第二套筒16的第一方槽21中；如图14所示，第一固定块31中开有贯通的第一滑动通槽32，第一滑动通槽32的两侧对称开有两个第一导槽33；如图15所示，第一限位板35的一端固定安装有第一齿条36；第一限位板35的两侧对称安装有两个第一导块34；如图7所示，第一限位板35和第一齿条36均通过滑动配合的方式安装在第一滑动通槽32中；两个第一导块34通过滑动配合的方式分别安装在两个第一导槽33中；如图6、7所示，第一齿条36远离第一限位板35的一端穿出第一固定块31，且第一齿条36与第二齿轮37相啮合；第一限位板35远离第一齿条36的一端与上述第一限位槽19相限位配合。

如图6、7所示，第二固定块25固定安装在第二方孔23中，且第二固定块25的一端未穿出第二套筒16的外筒面，另一端位于第二套筒16的第一方槽21中；如图14所示，第二固定块25中开有贯通的第二滑动通槽26，第二滑动通槽26的两侧对称开有两个第二导槽27；如图15所示，第二限位板29的一端固定安装有第二齿条30；第二限位板29的两侧对称安装有两个第二导块28；如图7所示，第二限位板29和第二齿条30均通过滑动配合的方式安装在第二滑动通槽26中；两个第二导块28通过滑动配合的方式分别安装在两个第二导槽27中；如图6、7所示，第二齿条30远离第二限位板29的一端穿出第二固定块25，且第二齿条30与第二齿轮37相啮合；第二限位板29远离第二齿条30的一端与上述第二限位槽20相限位配合。

如图3所示，半球壳10远离摆杆9的一端外球面上周向均匀开有四个切口12；如图19所示，空心球15的外球面上开有贯通的第四滑动通槽50，第四滑动通槽50的两侧对称开有两个第四导槽51；如图5、20所示，半球壳10靠近摆杆9的外球面上固定安装有第三固定块13；第三固定块13中开有贯通的第五滑动通槽52，第五滑动通槽52的两侧对称开有两个第五导槽53；半球壳10的外球面上开有贯通的第六滑动通槽54；第六滑动通槽54与第三固定块13中的第五滑动通槽52相通。

如图21、22所示，第四滑动条55的两侧对称安装有两个第四导块56；第四滑动条55通过滑动配合的方式安装在空心球15的第四滑动通槽50中；两个第四导块56通过滑动配合的方式分别安装在两个第四导槽51中；两个B弹簧57的一端分别安装在两个第四导块56上，另一端分别安装在两个第四导槽51的侧槽面上；两个B弹簧57分别位于两个第四导槽51中；第四滑动条55的一端具有凸球面，另一端具有斜面58；第四滑动条55具有斜面58的一端位于空心球15的球形腔49中；第四滑动条55具有斜面58的一端与被推板42相挤压配合；第四滑动条55具有凸球面的一端与第六滑动通槽54、第五滑动通槽52相配合。

解锁条14的两侧对称安装有两个第五导块60；解锁条14通过滑动配合的方式安装在第三固定块13的第五滑动通槽52中；两个第五导块60通过滑动配合的方式分别安装在两个第五导槽53中；两个C弹簧61的一端分别安装在两个第五导块60上，另一端分别安装在两个第五导槽53的侧槽面上；两个C弹簧61分别位于两个第五导槽53中；解锁条14的一端具有凹球面；解锁条14上的凹球面的与第四滑动条55上的凸球面相配合；解锁条14远离凹球面的一端穿出第三固定块13且位于半球壳10的外侧。

上述第一套筒17的外筒底固定安装在机身1的侧面上。

如图3所示，上述摆杆9远离半球壳10的一端与固定壳7相固连。

如图12所示，第一齿轮38的直径小于第二齿轮37的直径。这样的设计在于，在第一齿轮38旋转少量角度的情况下，第一齿轮38便能经转轴39、第二齿轮37带动第一齿条36和第二齿条30移动本发明中需要的足够距离。

如图2所示，它还包括法兰4和螺栓，其中第一套筒17的外筒底通过法兰4和螺栓安装在机身1的侧面上。

如图15所示，上述第一限位板35远离第一齿条36的一端具有圆角62。圆角62的设计在于，便于第一限位板35远离第一齿条36的一端进出于第一限位槽19中。

如图15所示，上述第二限位板29远离第二齿条30的一端具有圆角62。圆角62的设计在于，便于第二限位板29远离第二齿条30的一端进出于第二限位槽20中。

上述A弹簧44为压缩弹簧，A弹簧44始终处于压缩状态。

上述B弹簧57为压缩弹簧；上述C弹簧61为压缩弹簧。

本发明的四旋翼无人机在准备飞行时状态：如图22所示，B弹簧57处于未被外力压缩的状态，第四滑动条55的斜面58与被推板42相接触且第四滑动条55没有对被推板42产生挤压，第四滑动条55具有凸球面的一端穿过半球壳10的第六滑动通槽54且插入到第三固定块13的第五滑动通槽52中，此时第四滑动条55对半球壳10产生转动限位，空心球15和半球壳10被限位成一个整体。C弹簧61处于未被外力压缩的状态，解锁条14上的凹球面与第四滑动条55上的凸球面相贴合，解锁条14远离凹球面的一端位于第三固定块13的外侧。如图18所示，A弹簧44处于预压缩状态，如图7所示，第三齿条40与第一齿轮38处于啮合状态，此时第二齿轮37维持第一齿条36和第二齿条30的位置，使得与第一齿条36相连的第一限位板35具有圆角62的一端插入到第一套筒17的第一限位槽19中；与第二齿条30相连的第二限位板29具有圆角62的一端插入到第一套筒17的第二限位槽20中；第一限位板35和第二限位板29均将第一套筒17限位，此时第二套筒16和第一套筒17为一个整体。也就是说，在四旋翼无人机在准备飞行时，机臂机构2处于张开状态。在四个机臂机构2完全张开后，四个机臂机构2处于水平状态，四个旋翼机构3均匀分布在机身1的周边。

本发明的四旋翼无人机需要飞行时，四旋翼无人机收到外界起飞指令后，电机6启动，电机6的电机6轴经驱动轴5带动桨叶8高速旋转；桨叶8产生的飞行力经机臂机构2带动机身1升起；四旋翼无人机起飞。本发明的四旋翼无人机需要降落时，四旋翼无人机收到降落指令后，本发明的四旋翼无人机与传统四旋翼无人机的降落方式相同。

当本发明的四旋翼无人机处于闲置状态，且需要将机臂机构2折叠起来使四旋翼无人机的占用空间变小时，机臂机构2的折叠过程：使用者摁压解锁条14位于第三固定块13外侧的一端，解锁条14向空心球15的方向移动，第五导块60跟随解锁条14运动，C弹簧61被压缩；当解锁条14向空心球15的方向移动到极限时，C弹簧61被压缩到极限，此时解锁条14推动第四滑动条55所在的位置，正好使得第四滑动条55的凸球面位于空心球15的外球面上，解锁条14的凹球面正好位于半球壳10的内球面上，这样第四滑动条55将不再对半球壳10限位，半球壳10便能在空心球15上转动。在解锁条14推动第四滑动条55向空心球15的内部移动时，第四滑动条55的斜面58挤压被推板42，被推板42带动第三滑动条41向远离第四滑动条55的方向移动，第三导块43跟随第三滑动条41运动，A弹簧44继续被压缩。在第三滑动条41向远离第四滑动条55的方向移动过程中，第三齿条40跟随第三滑动条41移动，第三齿条40使得第一齿轮38逆时针旋转，第一齿轮38经转轴39带动第二齿轮37逆时针旋转，第二齿轮37带动第一齿条36向上移动，第二齿轮37带动第二齿条30向下移动；第一齿条36带动第一限位板35向上移动，进而第一限位板35具有圆角62的一端从第一套筒17的第一限位槽19中脱离，第一限位板35具有圆角62的一端位于第一固定块31中；第二齿条30带动第二限位板29向下移动，进而第二限位板29具有圆角62的一端从第一套筒17的第二限位槽20中脱离，第二限位板29具有圆角62的一端位于第二固定块25中。

当第一限位板35具有圆角62的一端只是位于第一固定块31中，第二限位板29具有圆角62的一端只是位于第二固定块25中时，第一限位板35和第二限位板29均没有将第一套筒17限位，那么第二套筒16便可以在第一套筒17中自由滑动。当使用者需要将摆杆9摆动到与第一套筒17成垂直状态时，由于半球壳10上的切口12允许摆杆9以空心球15为圆心摆动到与第一套筒17相垂直的状态，所以摆杆9能够很顺利地摆动与第一套筒17相垂直的状态。由于第二套筒16的位置影响，以及四个切口12的分布，使得摆杆9能具有四个方向摆动到与第一套筒17相垂直的状态，能尽可能满足摆杆9通过摆动的方式将摆杆9折叠起来减小四旋翼无人机占用空间的情况。

当半球壳10在空心球15上转动时，使用者不再对解锁条14摁压，那么在C弹簧61的复位作用下，第五导块60带动解锁条14移动复位。

当使用者需要调整第二套筒16伸出第一套筒17的长度时，使用者推动第二套筒16向第一套筒17内移动，第二套筒16经空心球15带动半球壳10和摆杆9移动，进而改变第二套筒16伸出第一套筒17的长度。对于可以自由调节第二套筒16伸出第一套筒17的长度的好处在于：机身1的下部挂载上设备的情况时，可以通过调节第二套筒16伸出第一套筒17的长度，来使机身1两侧的第二套筒16伸出第一套筒17的长度刚好适应设备的宽度，这样就能进一步减小四旋翼无人机折叠后的占用空间；另外，调节第二套筒16伸出第一套筒17的长度可以适应不同设备的宽度，尽可能满足四旋翼无人机挂载上设备后的实际需求。

当处于折叠状态的机臂机构2需要重新张开时，使用者首先摆动摆杆9，使得摆杆9的轴线与第一套筒17的轴线相共线的位置，此时空心球15上的第四滑动条55正好与半球壳10上的第六滑动通槽54相对应，那么在B弹簧57的复位作用下，第四导块56带动第四滑动条55穿过第六滑动通槽54且进入到第三固定块13的第五滑动通槽52中，第四滑动条55的凸球面再次与解锁条14的凹球面相贴合；在第四滑动条55移动复位后，第四滑动条55的斜面58不再挤压被推板42，那么A弹簧44在复位作用下可以使第三滑动条41具有移动复位的趋势；不过由于第一限位板35具有圆角62的一端和第二限位板29具有圆角62的一端分别还没有插入到第一限位槽19和第二限位槽20中，所以第二齿轮37不会复位旋转，进而第一齿轮38不会复位旋转，第三齿条40不会移动复位。随后，使用者通过拉动第二套筒16且将第二套筒16从第一套筒17中拉出原始位置后，也就是第一限位板35具有圆角62的一端与第一限位槽19相对应，第二限位板29具有圆角62的一端与第二限位槽20相对应时，A弹簧44的复位作用起效果。A弹簧44使得第三导块43带动第三滑动条41移动复位，第三滑动条41带动第三齿条40移动复位，第三齿条40经第一齿轮38、转轴39带动第二齿轮37复位旋转，第二齿轮37的复位旋转使得第一齿条36向下移动复位和第二齿条30向上移动复位；第一齿条36向下移动复位使得第一限位板35具有圆角62的一端再次插入到第一套筒17的第一限位槽19中；第二齿条30向上移动复位使得第二限位板29具有圆角62的一端再次插入到第一套筒17的第二限位槽20中；第一限位板35和第二限位板29再次将第一套筒17和第二套筒16限位，第二套筒16和第一套筒17重新成为一个整体。

综上所述，本发明的主要有益效果是：通过解锁条解除对半球壳的转动限位后，摆杆便可以通过摆动的方式折叠成垂直状态，且摆杆具有能摆动垂直状态的四个方向，尽可能满足四旋翼无人机需要折叠的实际情况。在解锁条解除对半球壳的转动限位的同时，第三滑动条带动第三齿条移动，第三齿条经第一齿轮、转轴带动第二齿轮逆时针旋转；第二齿轮的逆时针旋转，使得第一齿条带动第一限位板向上移动，使得第二齿条带动第二限位板向下移动，这样第一限位板和第二限位板就能解除对第一套筒、第二套筒的限位，进而第二套筒可以在第一套筒中自由滑动；最终，摆杆通过摆动的方式折叠成垂直状态后，达到四旋翼无人机减小占用空间的目的。另外，调节第二套筒伸出第一套筒的长度可以适应机身下部所挂载不同设备的宽度，尽可能满足四旋翼无人机挂载上设备后依然能折叠起来的实际需求。本发明结构简单，具有较好的使用效果。

Claims (8)

1.一种可折的四旋翼无人机，其特征在于：它包括机身、机臂机构、旋翼机构，其中机身的两侧所安装的结构相同，对于机身的其中一侧：两个机臂机构的一端对称安装在机身一侧上，另一端分别安装有旋翼机构；

上述旋翼机构具有使四旋翼无人机飞行的桨叶；

上述机臂机构包括第一套筒、第二套筒、空心球、半球壳和摆杆，其中第一套筒安装在机身侧面上；第二套筒的一端通过滑动配合的方式安装在第一套筒中，另一端安装有空心球；半球壳将空心球包在半球壳内，且半球壳使空心球无法从半球壳中脱离；摆杆的一端与旋翼机构相连，另一端安装在半球壳的外球面上；半球壳周向具有四个切口，使得摆杆具有上下前后四个方向折叠成90度的功能；

上述机臂机构中还具有限位结构；当四旋翼无人机处于飞行状态时，机臂机构处于张开且水平的状态，限位结构将机臂机构限位，此时第一套筒、第二套筒和摆杆共线且为水平状态，第二套筒无法在第一套筒中滑动，半球壳无法在空心球上转动，保证四旋翼无人机能平稳飞行；当四旋翼无人机处于闲置状态，机臂机构需要被折叠时，通过调节限位结构来解除对摆杆的折叠限位；当解除对摆杆的折叠限位后，摆杆能围绕空心球的中心进行摆动式折叠，第二套筒能在第一套筒中滑动；当四旋翼无人机处于闲置状态，机臂机构需要四个方向中的一个方向上被折叠90度时，通过摆动摆杆来进行90度折叠；

上述旋翼机构包括桨叶、驱动轴、电机、固定壳，其中上述机臂机构远离机身的一端安装有固定壳；电机固定安装在固定壳中；驱动轴的一端与电机的电机轴相连，另一端穿出固定壳的顶面；驱动轴穿出固定壳顶面的一端外圆面上对称安装有两个桨叶；

上述机臂机构包括第三固定块、解锁条、第一滑槽、第一限位槽、第二限位槽、第一方槽、第一滑块、第一方孔、第二方孔、第二固定块、第二滑动通槽、第二导槽、第二导块、第二限位板、第二齿条、第一固定块、第一滑动通槽、第一导槽、第一导块、第一限位板、第一齿条、第二齿轮、第一齿轮、转轴、第三齿条、第三滑动条、被推板、第三导块、A弹簧、固定板、第三滑动通槽、第三导槽、第二方槽、第四滑动通槽、第四导槽、第五滑动通槽、第五导槽、第六滑动通槽、第四滑动条、第四导块、B弹簧、第五导块、C弹簧，其中第一套筒的内筒面对称开有两个第一滑槽；第一套筒靠近筒口的内筒面上开有第一限位槽和第二限位槽，第一限位槽和第二限位槽相对分布且相互错位；第二套筒筒底的外筒面上对称安装有两个第一滑块；第二套筒通过滑动配合的方式安装在第一套筒中，两个第一滑块通过滑动配合的方式分别安装在两个第一滑槽中；第二套筒中靠近筒底的内筒面上开有贯通的第一方孔和贯通的第二方孔，第一方孔和第二方孔相对分布且相互错位；第二套筒中具有第一方槽；第二套筒的筒口端安装有空心球；空心球中具有球形腔；空心球的外球面上开有贯通的第二方槽；第二套筒的第一方槽与空心球的第二方槽相通；第二方槽与球形腔相通；

转轴的两端均通过轴承安装在第二套筒的第一方槽两侧槽面圆孔中；转轴的位置位于第一方孔位置与第二方孔位置之间；第一齿轮和第二齿轮均安装在转轴上；第二套筒的第一方槽靠近第二方槽处的下槽面上固定安装有固定板；固定板中开有贯通的第三滑动通槽，第三滑动通槽的两侧对称开有两个第三导槽；第三滑动条中间位置的两侧对称安装有两个第三导块；第三滑动条通过滑动配合的方式安装在第三滑动通槽中，且第三滑动条的两端均穿出固定板；两个第三导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第三导槽中；两个A弹簧的一端分别安装在两个第三导块上，另一端分别安装在两个第三导槽的侧槽面上；两个A弹簧分别位于两个第三导槽中；第三滑动条的一端固定安装有第三齿条，另一端固定安装有被推板；第三齿条与上述第一齿轮相啮合；被推板穿过第二方槽且位于空心球的球形腔中；

第一固定块固定安装在第一方孔中，且第一固定块的一端未穿出第二套筒的外筒面，另一端位于第二套筒的第一方槽中；第一固定块中开有贯通的第一滑动通槽，第一滑动通槽的两侧对称开有两个第一导槽；第一限位板的一端固定安装有第一齿条；第一限位板的两侧对称安装有两个第一导块；第一限位板和第一齿条均通过滑动配合的方式安装在第一滑动通槽中；两个第一导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第一导槽中；第一齿条远离第一限位板的一端穿出第一固定块，且第一齿条与第二齿轮相啮合；第一限位板远离第一齿条的一端与上述第一限位槽相限位配合；

第二固定块固定安装在第二方孔中，且第二固定块的一端未穿出第二套筒的外筒面，另一端位于第二套筒的第一方槽中；第二固定块中开有贯通的第二滑动通槽，第二滑动通槽的两侧对称开有两个第二导槽；第二限位板的一端固定安装有第二齿条；第二限位板的两侧对称安装有两个第二导块；第二限位板和第二齿条均通过滑动配合的方式安装在第二滑动通槽中；两个第二导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第二导槽中；第二齿条远离第二限位板的一端穿出第二固定块，且第二齿条与第二齿轮相啮合；第二限位板远离第二齿条的一端与上述第二限位槽相限位配合；

半球壳远离摆杆的一端外球面上周向均匀开有四个切口；上述空心球与半球壳形成转动配合；空心球的外球面上开有贯通的第四滑动通槽，第四滑动通槽的两侧对称开有两个第四导槽；半球壳靠近摆杆的外球面上固定安装有第三固定块；第三固定块中开有贯通的第五滑动通槽，第五滑动通槽的两侧对称开有两个第五导槽；半球壳的外球面上开有贯通的第六滑动通槽；第六滑动通槽与第三固定块中的第五滑动通槽相通；

第四滑动条的两侧对称安装有两个第四导块；第四滑动条通过滑动配合的方式安装在空心球的第四滑动通槽中；两个第四导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第四导槽中；两个B弹簧的一端分别安装在两个第四导块上，另一端分别安装在两个第四导槽的侧槽面上；两个B弹簧分别位于两个第四导槽中；第四滑动条的一端具有凸球面，另一端具有斜面；第四滑动条具有斜面的一端位于空心球的球形腔中；第四滑动条具有斜面的一端与被推板相挤压配合；第四滑动条具有凸球面的一端与第六滑动通槽、第五滑动通槽相配合；

解锁条的两侧对称安装有两个第五导块；解锁条通过滑动配合的方式安装在第三固定块的第五滑动通槽中；两个第五导块通过滑动配合的方式分别安装在两个第五导槽中；两个C弹簧的一端分别安装在两个第五导块上，另一端分别安装在两个第五导槽的侧槽面上；两个C弹簧分别位于两个第五导槽中；解锁条的一端具有凹球面；解锁条上的凹球面的与第四滑动条上的凸球面相配合；解锁条远离凹球面的一端穿出第三固定块且位于半球壳的外侧；

上述第一套筒的外筒底固定安装在机身的侧面上。

2.根据权利要求1所述的一种可折的四旋翼无人机，其特征在于：上述摆杆远离半球壳的一端与固定壳相固连。

3.根据权利要求1所述的一种可折的四旋翼无人机，其特征在于：第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径。

4.根据权利要求1所述的一种可折的四旋翼无人机，其特征在于：它还包括法兰和螺栓，其中第一套筒的外筒底通过法兰和螺栓安装在机身的侧面上。

5.根据权利要求1所述的一种可折的四旋翼无人机，其特征在于：上述第一限位板远离第一齿条的一端具有圆角。

6.根据权利要求1所述的一种可折的四旋翼无人机，其特征在于：上述第二限位板远离第二齿条的一端具有圆角。

7.根据权利要求1所述的一种可折的四旋翼无人机，其特征在于：上述A弹簧为压缩弹簧，A弹簧始终处于压缩状态。

8.根据权利要求1所述的一种可折的四旋翼无人机，其特征在于：上述B弹簧为压缩弹簧；上述C弹簧为压缩弹簧。

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