CN110539885A - 可收折飞行装置 - Google Patents

Abstract

提供一种可收折飞行装置，其具有：壳体，所述壳体包括形成围封空间的第一壳体部分和第二壳体部分；以及马达驱动组件，所述马达驱动组件包括驱动马达和由所述驱动马达所驱动的驱动轴。驱动轴配合地接收第一壳体部分并且联接到第二壳体部分，其中驱动马达的操作对驱动轴进行驱动以将第一壳体部分从邻近第二壳体部分的闭合位置移动到与第二壳体部分间隔开的打开位置。转子毂由驱动马达旋转地驱动。当第一壳体部分处于闭合位置时，至少两个转子叶片与其联接并且定位在围封空间内处于收折位置，并且当第一壳体部分处于打开位置时，至少两个转子叶片延伸超出围封空间处于伸展位置。

Description

可收折飞行装置

技术领域

本申请总体涉及飞行装置。具体而言，以下涉及一种可收折飞行装置。

发明内容

在一方面，提供一种可收折飞行装置，所述飞行装置包括：壳体，所述壳体具有第一壳体部分和与第一壳体部分形成围封空间的第二壳体部分；以及马达驱动组件，所述马达驱动组件具有：驱动马达装置，所述驱动马达装置包括至少一个驱动马达；由所述驱动马达装置驱动的驱动轴，所述驱动轴配合地接收所述第一壳体部分并且联接到所述第二壳体部分，其中所述驱动马达装置的操作对驱动轴进行驱动以使得第一壳体部分从邻近第二壳体部分的闭合位置移动到与第二壳体部分间隔开的打开位置；由驱动马达装置旋转地驱动的转子毂；和至少两个转子叶片，所述至少两个转子叶片联接到转子毂，并且当第一壳体部分处于闭合位置时所述至少两个转子叶片位于围封空间内处于收折位置，当第一壳体部分处于打开位置时，所述至少两个转子叶片延伸超出围封空间处于伸展位置，至少两个转子叶片由驱动马达装置旋转以向可收折飞行装置提供升力。

可收折飞行装置可进一步具有壳体旋转限制结构，该壳体旋转限制结构联接到第一壳体部分和第二壳体部分，并且阻止第一壳体部分相对于第二壳体部分围绕驱动轴的旋转轴线旋转，其中驱动轴具有螺纹部分并且第一壳体部分具有互补的螺纹部分，从而驱动轴的旋转使得第一壳体部分沿着旋转轴线相对于第二壳体部分移动。

驱动马达装置可包括一个驱动马达。

可收折飞行装置可进一步具有马达旋转限制结构，该马达旋转限制结构联接到第二壳体部分和驱动马达，并且阻止驱动马达相对于第二壳体部分围绕驱动轴的旋转轴线旋转。转子毂可安装到驱动轴上。

驱动轴和第一壳体部分中的至少一个可具有无螺纹部分，其中当驱动轴上的螺纹部分和第一壳体部分上的螺纹部分中的一个螺纹部分轴向地定位在无螺纹部分上时，驱动轴相对于第一壳体部分自由地旋转。

可收折飞行装置可进一步包括保持器特征，其限制第一壳体部分和第二壳体部分相对于驱动轴的旋转轴线在轴向上分离。

可收折飞行装置可进一步包括偏置构件，当无螺纹部分轴向地定位在驱动轴的螺纹部分和第一壳体部分的螺纹部分中的一个螺纹部分上时，所述偏置构件将第一壳体部分朝向第二壳体部分轴向偏置。

驱动轴可以是第一驱动轴，并且可收折飞行装置可进一步包括第二驱动轴，该第二驱动轴在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上被旋转地驱动，在第一旋转方向上第一驱动轴被驱动马达装置同时驱动；以及至少两个转子叶片，所述至少两个转子叶片联接到所述第二驱动轴并与所述第二驱动轴一起旋转。

第二壳体部分可具有互补的螺纹部分，从而驱动轴的旋转使得第二壳体部分沿着旋转轴线相对于驱动轴平移。驱动轴和第一壳体部分中的至少一个可以具有第一无螺纹部分，并且驱动轴和第二壳体部分中的至少一个可以具有第二无螺纹部分，其中，当驱动轴上的螺纹部分和第一壳体部分上的螺纹部分中的一个螺纹部分轴向地定位在第一无螺纹部分上时，以及当驱动轴上的螺纹部分和第二壳体部分上的螺纹部分中的一个螺纹部分轴向地定位在第二无螺纹部分上时，驱动轴相对于第一壳体部分和第二壳体部分自由地旋转。可收折飞行装置可进一步包括保持器特征，其限制第一壳体部分和第二壳体部分相对于驱动轴的旋转轴线在轴向上分离。

在另一方面，提供一种可收折飞行装置，所述可收折飞行装置包括：驱动马达；由驱动马达旋转驱动的驱动轴；转子毂，所述转子毂从所述驱动轴延伸以与所述驱动轴一起由驱动马达旋转；以及至少两个转子叶片，所述至少两个转子叶片联接到所述转子毂，使得所述至少两个转子叶片中的每个转子叶片能够枢转通过在枢转范围，该枢转范围位于所述转子叶片朝向所述转子毂取向的收折位置和所述转子叶片远离转子毂取向的伸展位置之间，其中当驱动轴以恒定的旋转速度旋转时，至少两个转子叶片中的每一个在收折位置和伸展位置都是稳定的。

所述可收折飞行装置还可包括联接到所述至少两个转子叶片的至少一个偏置元件，当所述至少两个转子叶片处于邻近所述收折位置的枢转范围的第一部分时，所述至少一个偏置元件将所述至少两个转子叶片朝向收折位置偏置，以及当所述至少两个转子叶片处于邻近所述伸展位置的枢转范围的第二部分时，所述至少一个偏置元件将所述至少两个转子叶片朝向向所述伸展位置偏置。

所述至少一个偏置元件中的每一个可以是弹性构件，所述弹性构件连接到所述至少两个转子叶片中的一个转子叶片上的偏置点以及所述转子毂上的相应基点，其中当所述至少两个转子叶片中的一个转子叶片处于所述枢转范围的所述第一部分与所述第二部分之间时，所述相应基点与所述偏置点之间的距离具有局部最大值。弹性构件可以是拉伸弹簧。

所述可收折飞行装置可进一步包括控制所述驱动马达的操作的控制器，当所述至少两个转子叶片处于所述伸展位置时，所述控制器充分地加速所述驱动轴和所述转子毂在旋转方向上的旋转以引起所述至少两个转子叶片中的每一个朝向所述收折位置枢转并且超过所述局部最大值，以使所述至少两个转子叶片借助于所述弹性构件朝向所述收折位置偏置。该旋转方向可以是第一旋转方向，并且控制器可以充分地加速驱动轴和转子毂在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转，以使得至少两个转子叶片中的每一个朝向伸展位置枢转并超过局部最大值，以使所述至少两个转子叶片借助于所述弹性构件朝向所述伸展位置偏置。

附图说明

为了更好地理解在本文描述的各种实施例并且为了更清楚地示出它们如何被实施，现在将通过仅作为示例的方式参照附图，在附图中：

图1是根据其一个实施例的可收折飞行装置处于收折状态的侧视图；

图2是图1所示的可收折飞行装置处于伸展状态的侧视图；以及

图3是图1和图2所示的可收折飞行装置的马达驱动组件的分解剖视图；以及

图4示出图3所示的马达驱动组件处于部分收折状态的局部剖视图；

图5A示出图3所示的马达驱动组件在壳体内部处于部分伸展状态的侧视图，其中壳体的一部分被去除；

图5B示出图3所示的马达驱动组件处于部分伸展状态的俯视透视图；

图6示出图3所示的马达驱动组件处于伸展状态的局部剖视图；

图7A是图1至图6所示的可收折飞行装置的上部转子组件的转子叶片中的一个转子叶片相对于上部转子毂处于收折位置的平面视图；

图7B示出在转子叶片枢转到在上部转子毂上的锚钩和转子叶片上的锚钩之间的距离为局部最大值的位置之后的图7A所示转子叶片；

图7C示出在转子叶片枢转到其中转子叶片远离上部转子毂取向的伸展位置之后的图7A和图7B所示的转子叶片；以及

图8示出图3所示的马达驱动组件处于伸展状态的俯视透视图。

具体实施方式

为了说明的简单和清楚，在认为合适的情况下，可以在附图中重复附图标记以指示对应或类似的元件。此外，阐述了许多具体细节以便提供对本文描述的实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将会理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本文描述的实施例。在其他情况下，未详细描述公知的方法、过程和部件以免混淆本文描述的实施例。此外，该描述不被认为限制本文描述的实施例的范围。

除非上下文另外指出，否则贯穿本说明书使用的各种术语可以被阅读和理解如下：如贯穿本文使用的“或”是包含性的，如同书写为“和/或”；如贯穿本文使用的单数冠词和代词包括其复数形式，以及反之亦然；类似地，性别代词包括其对应代词，因此代词不应该被理解为限制本文描述的任何由单一性别的使用、实施和执行；应当将“示例性”理解为“说明性的”或“示例性的”，而不一定要比其他实施例更“优选”。针对术语的进一步定义可以在本文阐述；这些可以适用于那些术语的在先和在后的例子，如通过阅读本说明书将理解到的那样。

在本文例示的执行指令的任何模块、单元、部件、服务器、计算机、终端、引擎或装置可以包括或以其他方式访问计算机可读介质，诸如存储介质、计算机存储介质或数据存储装置(可移除和/或不可移除的)，诸如磁盘、光盘或磁带。计算机存储介质可以包括以用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移除和不可移除的介质。计算机存储介质的示例包括RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光学存储装置、盒式磁带、磁带、磁盘存储装置或其他磁存储装置，或者任何其他可用于存储所需信息并可由应用程序、模块或两者访问的介质。任何这样的计算机存储介质可以是装置的一部分或者可从该装置访问或可连接到该装置。此外，除非上下文另外清楚地指出，否则本文阐述的任何处理器或控制器可以实现为单个处理器或多个处理器。多个处理器可以被排成阵列或分布，并且本文中提到的任何处理功能可以由一个或多个处理器执行，即使单个处理器被用作例子。本文描述的任何方法、应用程序或模块可以使用计算机可读/可执行指令来实施，该计算机可读/可执行指令可由这种计算机可读介质存储保存或以其他方式保存，并且由一个或多个处理器执行。

根据一个实施例的可收折飞行装置20在图1中示出。可收折飞行装置20具有略呈卵形的壳体24，该壳体24由具有上部外壳30的上部壳体部分28和具有下部外壳34的下部壳体部分32形成，所述壳体部分以收折状态示出，其中上部壳体部分28相对于下壳体部分32处于闭合位置并与其邻接。上部壳体部分28和下部壳体部分32由任何合适的弹性材料(诸如塑料)形成。如图所示，上部壳体部分28和下部壳体部分32相配合以围绕密封线36大致密封。上部壳体部分28和下部壳体部分32总体上是中空的，并且在它们之间限定围封空间。上部壳体部分28和下部壳体部分32可设置有装饰以提供特定外观，诸如人物、动物或物体。在特定的实施方式中，上部壳体部分28和下部壳体部分32具有装饰，使得可收折飞行装置具有鸟的外观，特别是具有猫头鹰的外观。

图2示出处于伸展状态的可收折飞行装置20，其中第一壳体部分28相对于下部壳体部分32处于打开位置，其中上部壳体部分28与下部壳体部分32间隔开以打开在其间限定的围封空间。打开的壳体24露出马达驱动组件40，马达驱动组件40从围封空间延伸到壳体24的外部。当壳体24处于收折状态时，马达驱动组件40处于收折状态并被围封在围封空间中，在收折状态中上部壳体部分与下部壳体部分32相配合，如图1所示，但是马达驱动组件40伸展到图2中所示的伸展状态。

马达驱动组件40包括上部转子组件44和下部转子组件48。上部转子组件44包括一组上部转子叶片52，以及下部转子组件48包括一组下部转子叶片56。此外，使用平衡杆组件60来稳定上部转子组件44。应理解，当可收折飞行装置20处于伸展状态时，成组的上部转子叶片52和下部转子叶片56以及平衡杆组件60的平衡杆从壳体24延伸出以向可收折飞行装置20提供升力。通过上部转子组件44在第一旋转方向上的旋转以及第二转子组件48在第二旋转方向上的旋转来提供升力，以反作用于上部转子组件44的转矩。

马达驱动组件40管理马达驱动组件40的伸展和收折以及因此管理飞行装置20的伸展和收折。具体地，马达驱动组件40通过将上部壳体部分28从下部壳体部分32分离而控制壳体24的打开和闭合，如下面将要解释的那样。另外，马达驱动组件40控制上部转子组件44和下部转子组件48的伸展和收折以及它们用于产生升力的旋转，这也如将在下文中解释的那样。

图3示出在可收折飞行装置20中使用的马达驱动组件40，以及上部壳体部分和下部壳体部分的元件。上部壳体部分28包括上部螺纹杆104，上部螺纹杆104具有杆帽108，用于经由环氧树脂或其他合适的粘合剂或互锁机构将上部螺纹杆104固定到上部外壳30。上部螺纹杆104具有螺纹部分112并且终止于无螺纹部分116。

上部螺纹杆104被接收在驱动轴内，该驱动轴内为马达驱动组件40的上部转子轴120的形式。上部转子轴120充当驱动轴，用于驱动壳体24以及上部转子叶片52和下部转子叶片56的收折和伸展，以及驱动上部转子叶片52和下部转子叶片56的旋转。上部转子轴120具有内部通孔124，该内部通孔124与旋转轴线同轴，该旋转轴线是上部转子轴120的中心纵向轴线LA。在内部通孔124内的上部转子轴120的螺纹部分的螺纹与上部螺纹杆104的螺纹部分112的螺纹互补。

上部转子组件44安装在上部转子轴120上。上部转子组件44包括具有中心通孔的上部转子毂132，该中心通孔的直径大于上部转子轴120的外径，上部转子轴120被接收在该中心通孔中。两个上部转子叶片52经由上部转子毂132的托架140枢转地联接到上部转子毂132。具体地，上部转子叶片52围绕与上部转子轴120的纵向轴线LA大致平行的枢转轴线枢转，并且因此在垂直于纵向轴线LA的平面中枢转。上部转子毂132的托架140和上部转子叶片52的形状为上部转子叶片52提供枢转范围，该枢转范围位于上部转子叶片52朝向上部转子毂132取向的收折位置和上部转子叶片52远离上部转子毂132取向的伸展位置之间。上部转子毂132在其下端144处安装在上部转子轴120上并在其上方向上滑动。上部转子轴120外侧的两个凸起148被接收在上部转子毂132的凹部152内。顶部毂保持器板156经由一组小的旋转直螺纹螺钉160在凸起148上方固定到上部转子毂132上。当固定在一起时，顶部毂保持器板156和上部转子毂132在上部转子轴120的上端162处以围绕其轴线枢转的方式保持固定到凸起148。当上部转子轴120旋转时，固定在上部转子毂132的凹部内的凸起148迫使上部转子组件44与其一起旋转。

为叶片拉伸弹簧164形式的两个偏置元件的第一端钩接在基点上，基点为顶部毂保持器板156的侧面上的锚钩168的形式，并且两个叶片拉伸弹簧164的第二端钩接在偏置点上，偏置点为上部转子叶片52顶部上的锚钩172的形式。如下所述，叶片拉伸弹簧164偏置上部转子叶片52以使上部转子叶片52能够被保持在在收折位置和伸展位置并可控地在收折位置和伸展位置之间枢转。

平衡杆组件60也安装在上部转子轴120上，并且包括具有中心通孔的平衡杆毂180，该中心通孔的直径大于上部转子轴120的外径，上部转子轴120被接收在该中心通孔中。两个平衡杆184经由平衡杆毂180的托架188可枢转地联接到平衡杆毂180。具体地，平衡杆184围绕与上部转子轴120的纵向轴线LA大致平行的枢转轴线枢转，并因此在垂直于纵向轴线LA的平面中枢转。每个平衡杆184具有平衡杆端部192，该平衡杆端部192支承插入其中的平衡杆配重块196，以向平衡杆端部192提供惯性。平衡杆毂180的托架188和平衡杆184的形状为平衡杆184提供相对自由的枢转范围。为平衡杆拉伸弹簧200形式的两个偏置元件的第一端钩接在为平衡杆毂180侧面上的锚钩204形式的基点上，以及两个平衡杆拉伸弹簧200的第二端钩接在为平衡杆184顶部上的锚钩208形式的偏置点上。如在下文中将要描述的那样，平衡杆拉伸弹簧200偏置平衡杆184以使得平衡杆184能够稳定上部转子叶片52的旋转。

平衡杆组件60经由一对平衡杆连杆212联接到上部转子组件44以稳定上部转子组件44的操作。

下部转子组件48在上部转子组件44和平衡杆组件60的下方安装在上部转子轴120上。下部转子组件48包括具有中心通孔的下部转子毂220，该中心通孔的直径大于上部转子轴120的外径，上部转子轴120被接收在该中心通孔中。两个下部转子叶片56经由下部转子毂220的托架228枢转地联接到下部转子毂220。具体地，下部转子叶片56围绕与上部转子轴120的纵向轴线LA大致平行的枢转轴线枢转，并且因此在垂直于纵向轴线LA的平面中枢转。下部转子毂220的托架228和下部转子叶片56的形状为下部转子叶片56提供枢转范围，该枢转范围位于下部转子叶片56朝向下部转子毂220取向的收折位置和下部转子叶片56远离下部转子毂220取向的伸展位置之间。为叶片拉伸弹簧232形式的两个偏置元件的第一端钩接在基点上，该基点为下部转子毂220的侧面上的锚钩236的形式，并且叶片拉伸弹簧232的第二端钩接在偏置点上，该偏置点为下部转子叶片56顶部上的锚钩240的形式。与叶片拉伸弹簧164一样，叶片拉伸弹簧232偏置下部转子叶片56以使得下部转子叶片56能够被保持在收折位置和伸展位置并且可控地在收折位置和伸展位置之间枢转。

由金属或其他合适材料制成的轴承244安装在上部转子轴120上。

上部马达轴120与齿轮箱248接口连接，齿轮箱248包括齿轮箱顶部252，齿轮箱顶部252在其顶表面上具有开口256。为对准柱260形式的马达旋转限制结构朝向下部壳体部分32延伸。下部转子轴承264从下方插入开口256中，并且由金属或其他合适的材料制成。为下部转子轴268形式的驱动轴具有套筒272，该套筒适配在下部转子轴承264内并且通过齿轮箱顶部252中的开口256朝向上部壳体部分28延伸。在该位置，下部转子轴268具有延伸通过套筒并由套筒限定的纵向轴线，该纵向轴线与上部转子轴120的纵向轴线LA同轴。在一些实施例中，上部转子轴120可以被认为是第一驱动轴，并且下部转子轴268可以被认为是第二驱动轴。环形凹部276朝向其上端围绕套筒272，并且在顶部具有两个夹持部280。环形凹部276的尺寸定制成接收下部转子毂220，而下部转子毂220进而经由夹持部280固定在环形凹部276中。下部转子齿轮284在下部转子轴268的下端处径向延伸。上部转子轴120在其下端144处具有两个轴向延伸的凹槽288，凹槽288在上部转子齿轮292的套筒290内的轴向延伸孔内接收两个脊状部。轴向延伸凹槽288和脊状部协作以相对于上部转子齿轮292围绕纵向轴线LA在旋转方向上固定上部转子轴120。轴承296从下面安装在上部转子齿轮292的轴向延伸孔内。下部转子齿轮284和上部转子齿轮292被接收在齿轮箱壳体300内并与纵向轴线LA同轴对准，其中下部转子齿轮284定位在上部转子齿轮292的上方。齿轮箱壳体300经由一组螺钉302固定到齿轮箱顶部252。

驱动马达304安装在齿轮箱壳体300的马达托架308内。马达托架308具有一对夹持部312以将驱动马达304牢固地保持在其中。齿轮转矩轴316从驱动马达304延伸到齿轮箱壳体300中。齿轮转矩轴316与齿轮箱248内的阶梯齿轮320接口连接。当齿轮转矩轴316在第一旋转方向上旋转时，阶梯齿轮320在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。进而，阶梯齿轮320使得齿轮箱248中的旋转方向反转齿轮324在第一旋转方向上旋转。阶梯齿轮320与上部转子齿轮292啮合，并且旋转方向反转齿轮324与下部转子齿轮284啮合以驱动上部转子轴120和下部转子轴268围绕纵向轴线LA在相反的旋转方向上旋转。

方形轮廓中心轴328轴向延伸通过马达驱动组件40。上部转子轴120具有通孔，该通孔具有中心轴328延伸通过其的圆形轮廓。上部螺纹杆104具有方形轮廓孔，中心轴328在其顶端处被接收在该孔内。中心轴328和上部螺纹杆104的孔的相应的非圆形轮廓阻止上部壳体部分28相对于中心轴328旋转。

下部壳体组件32的下部底座332经由环氧树脂或其他合适的方式固定到下部外壳34的内表面，并且具有下部螺纹杆336，该下部螺纹杆336与纵向轴线LA同轴地朝向上部壳体部分28延伸。下部螺纹杆336与上部螺纹杆104一样具有螺纹部分340，并且在其上端终止于无螺纹部分344。在一些实施例中，无螺纹部分116可以是第一无螺纹部分，以及无螺纹部分344可以是第二无螺纹部分。下部螺纹杆336被接收在马达驱动组件40的上部转子轴120的内部通孔124内。在内部通孔124内的上部转子轴120的螺纹部分的螺纹与下部螺纹杆336的螺纹部分340的螺纹互补。

下部底座332的旋转对准引导件348向上朝上部壳体部分28延伸。对准引导件348是套筒，该套筒具有用于接收齿轮箱248的对准柱260的孔。旋转对准引导件348以及对准柱260用作马达旋转限制结构，该马达旋转限制结构将驱动马达304联接到第二壳体部分32以阻止驱动马达304相对于第二壳体部分32围绕旋转轴线(即，纵向轴线LA)旋转。齿轮箱248的对准柱260的插入保持齿轮箱248的旋转取向并且因此保持驱动马达304围绕纵向轴线LA相对于上部壳体部分28以及下部壳体部分32的旋转取向。结果，由驱动马达304通过齿轮箱248施加的转矩力直接施加到上部转子轴120和下部转子轴268以使得上部转子轴120相对于壳体24在第一旋转方向上旋转，并且使得下部转子轴268相对于壳体24在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。

下部底座332的电池托架352的尺寸定制成接收电池356，电池356经由在它们之间延伸的电线(未示出)为驱动马达304供电。下部底座332的板托架360的尺寸定制成接收印刷电路板(“PCB”)364，该印刷电路板364提供控制器，用于通过控制提供给驱动马达的由电池356分配的电力来控制驱动马达304的操作并且因此控制可收折飞行装置20的操作。

下部螺纹杆336具有孔，该孔相对于其长度在轴向上并且具有方形轮廓以接收中心轴328并且阻止其相对于下部螺纹杆336的旋转。

上部螺纹杆104和下部螺纹杆336中的非圆形轮廓中心轴328和相应轮廓的孔提供壳体旋转限制结构，该壳体旋转限制结构阻止第一壳体部分相对于第二壳体部分围绕上部转子轴120的旋转轴线(即纵向轴线LA)的旋转。

图4示出处于部分收折状态的马达驱动组件40，如它将处于如图1所示的封闭壳体24中那样。如图所示，上部转子轴120在其上端162处在内部通孔124内具有第一螺纹部分368，其螺纹对应于上部螺纹杆104的螺纹部分112。另外，上部转子轴120在其下端144处在内部通孔124内具有第二螺纹部分372，其螺纹对应于下部螺纹杆336的螺纹部分340。中心轴328具有固定在其上端处的上帽376，其在上部螺纹杆104和杆帽108内延伸。上部螺纹杆104具有比中心轴328更大轮廓的孔380，该孔380从其上端轴向延伸并终止于上部螺纹杆104内的内表面382。上帽376的尺寸定制成可轴向滑动通过孔380。为处于未压缩状态的螺旋弹簧383形式的偏置构件围绕中心轴328在上帽376的下方定位在孔380内。下部螺纹杆336具有比中心轴328更大轮廓的孔384，该孔384从其下端轴向延伸并终止于下部螺纹杆336内的内表面386。中心轴328具有固定在其下端上的下帽388，下帽388在下部螺纹杆336内延伸。下帽388的尺寸定制成可轴向滑动通过孔384。

电线组392延伸通过中心轴328中的轴向通孔并且在下端处连接到PCB 364并且连接到上部壳体部分28的顶表面上的一个或多个灯和/或电动马达。灯和/或电动马达例如可用于使得由收折式飞行装置20表示的人物或动物产生动态。

当可收折飞行装置20处于如图1中所示的收折状态时，上部壳体部分28和下部壳体部分32一起缩回，其中上部外壳30和下部外壳34沿着它们的相邻外周表面彼此邻接。上部转子组件44和下部转子组件48和平衡杆组件60处于收折状态，其中上部转子叶片52和下部转子叶片56朝向上部转子轴12枢转。

现在将参照图1至图7C描述可收折飞行装置20的操作。

为了使可收折飞行装置20从收折状态变为图2中所示的其中可收折飞行装置20可以飞行的伸展状态，PCB 364的控制器控制从电池356提供给驱动马达304的电流，以使驱动马达304在第一旋转方向上旋转齿轮转矩轴316。齿轮转矩轴316与阶梯齿轮320啮合以使其旋转。阶梯齿轮320进而与上部转子齿轮292啮合，使上部转子齿轮292旋转。另外，阶梯齿轮320也与旋转方向反转齿轮324啮合以使旋转方向反转齿轮324以及与其啮合的下部转子齿轮284旋转。

当齿轮箱300的对准柱260定位在下部底座332的旋转对准引导件348内时，齿轮箱300受到限制而不能相对于下部壳体部分32围绕纵向轴线LA旋转。此外，由于上部壳体部分28的上部螺纹杆104和下部壳体部分32的下部螺纹杆336具有孔，所述孔具有限制相对于方形中心轴328旋转的轮廓，上部壳体部分28受到限制而不能围绕纵向轴线LA相对于下部壳体部分32旋转。因此，由驱动马达304产生的转矩被施加以使上部转子轴120和下部转子轴268相对于上部壳体部分28和下部壳体部分32旋转。

当上部转子轴120相对于下部螺纹杆336和上部螺纹杆104旋转时，上部螺纹杆104的螺纹部分112和旋转的上部转子轴120的第一螺纹部分368的螺纹使得上部螺纹杆104在上部转子轴120上轴向向外移动。类似地且同时地，下部螺纹杆336的螺纹部分340和旋转的上部转子轴120的第二螺纹部分372的螺纹导致下部螺纹杆336在上部转子轴120上轴向向外移动。当上部螺纹杆104和下部螺纹杆336在上部转子轴120上向外延伸时，上部螺纹杆104中的孔380和下部螺纹杆336中的孔384分别接收上帽376和下帽388。

由于上部螺纹杆104和下部螺纹杆336被固定到上部壳体部分28和下部壳体部分32，上部壳体部分28和下部壳体部分32被分离，直到在伸展状态中，第一螺纹部分368定位在上部螺纹杆104的无螺纹部分116上以及第二螺纹部分372定位在下部螺纹杆336的无螺纹部分344上为止，如图6中所示。此时，上部转子轴120的继续旋转导致第一螺纹部分368和第二螺纹部分372分别在上部螺纹杆104的无螺纹部分116和下部螺纹杆336的无螺纹部分344上旋转。螺纹的方向和上部转子轴120的继续旋转防止相应部分的螺纹重新啮合。

在壳体24伸展期间，齿轮箱300以及因此驱动马达304沿着纵向轴线LA轴向移动远离下部底座332偏移，使得齿轮箱300和驱动马达304大致居中地定位在上部壳体部分28和下壳体部分32以及它们之间的间隔之间。

图5A和图5B示出可收折飞行装置20和马达驱动组件40处于部分伸展状态。由于上帽376和下帽388沿着中心轴328长度的位置固定，下帽388抵靠下部螺纹杆336的孔384内的内表面386，并且螺旋弹簧383在上帽376与上部螺纹杆104的孔380的内表面382之间稍微压缩。在其压缩状态，螺旋弹簧383在上部螺纹杆104上施加轻微的向下的力。

当壳体24正在打开或当其已经打开时，为了飞行，上部转子叶片52和下部转子叶片56从收折位置移动到伸展位置，其中在收折位置，上部转子叶片52和下部转子叶片56朝向转子毂132、220取向，在伸展位置，上部转子叶片52和下部转子叶片56远离转子毂132、220取向。

图5B和图7A示出当上部转子叶片52处于收折位置时上部转子叶片52相对于上部转子毂132的位置。上部转子叶片52在托架140处枢转地联接到上部转子毂132，并且可以枢转通过枢转范围PR。枢转范围PR由上部转子叶片52的后部邻接表面396与托架140的内部邻接表面400的邻接而界定。此外，上部转子叶片52具有限位脊状部404，并且托架140具有侧向表面408。如前所述，上部转子叶片52被叶片拉伸弹簧164(图7A中未示出)偏置，所述叶片拉伸弹簧164在上部转子毂132上的锚钩168与上部转子叶片52上的锚钩172之间延伸。叶片拉伸弹簧164是施加张力的弹性构件，该张力随着叶片拉伸弹簧164的长度增大和减小而相应地增大和减小。

当上部转子叶片52枢转通过枢转范围PR(该枢转范围PR也代表上部转子叶片52上的锚钩172的路径)时，上部转子毂132上的锚钩168与上部转子叶片52上的锚钩之间的距离在位置DM任一侧朝向位置DM而增大。位置DM限定上部转子毂132上的锚钩168与上部转子叶片52上的锚钩172之间的局部最大距离。因此，当上部转子叶片52上的锚钩172处于枢转范围PR的第一部分PR1中时，上部转子叶片52被朝向收折位置偏置以缩短叶片拉伸弹簧164。当上部转子叶片52上的锚钩172位于枢转范围PR的第二部分PR2中时，上部转子叶片52被朝向伸展位置偏置以缩短叶片拉伸弹簧164。当上部转子叶片52处于收折位置时，叶片拉伸弹簧164拉动上部转子叶片52与托架140接触以将上部转子叶片52保持在该处。

下部转子叶片56和下部转子毂220的托架228具有相应的限位脊状部和侧向表面，所述限位脊状部和侧向表面限制下部转子叶片56相对于托架228的枢转范围。

图7B示出上部转子叶片52的位置，其中上部转子叶片52上的锚钩172处于位置DM处。在该位置处，由叶片拉伸弹簧164施加的张力在枢转范围PR中是最大的。

图7C示出处于伸展位置的转子叶片52。在该位置，叶片拉伸弹簧164的张力将上部转子叶片52保持在伸展位置，因为叶片拉伸弹簧164的张力拉动上部转子叶片52的限位脊状部404与托架的侧向表面408邻接。

一旦壳体24伸展，上部转子叶片52和下部转子叶片56以及平衡杆184就可枢转以延伸出由上部壳体部分28和下部壳体部分32限定的围封空间以便飞行。应指出的是，平衡杆184联接到上部转子叶片52，使得平衡杆184与上部转子叶片52级联运动。

为了枢转上部转子叶片52和平衡杆184，控制器操作驱动马达304以快速地加速上部转子轴120在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上的旋转，其中在飞行期间，上部转子叶片52在第一旋转方向上旋转。这通过快速地减速上部转子轴120的旋转来实现，诸如通过停止上部转子毂132的旋转、减慢其旋转或者使上部转子毂132在第二旋转方向上旋转来实现。在上部转子毂132在第二旋转方向上快速地加速时，上部转子叶片52的惯性使得它们在第一旋转方向上继续旋转。惯性使上部转子叶片52通过枢转范围PR的第一部分PR1、经过位置DM，并进入枢转范围PR的第二部分PR2，其中上部转子叶片52由叶片拉伸弹簧164朝向伸展位置拉动。

枢转地联接到下部转子毂220的下部转子叶片56取向成使得它们以与上部转子毂132的上部转子叶片52相同的方式但以相反的旋转取向来操作。当下部转子毂220由下部转子轴268旋转而下部转子轴268以与上部转子轴120相同的旋转速度但在相反的旋转方向上操作时，下部转子叶片56像上部转子叶片52那样同时进行操作，但是是在相反的旋转方向上操作。

该旋转减速通过由PCB 364上的控制器控制驱动马达304来实现。例如，控制器可以操作驱动马达304旋转以使上部壳体部分28和下部壳体部分32移动分开，然后可以快速地减速驱动马达304，以使上部转子叶片52和下部转子叶片56从收折位置移动到伸展位置。如图2中所示，上部转子毂132和下部转子毂220的连续旋转速度的中断可以是瞬时的，以便使上部转子叶片52和下部转子叶片56达到伸展位置。此后，可以根据需要通过控制器来控制驱动马达304的旋转，以控制延伸的上部转子叶片52和下部转子叶片52的旋转以便飞行。

图8示出处于伸展状态的马达驱动组件40。

为了收折可收折飞行装置20，控制器操作驱动马达304以在上部转子叶片52在飞行期间旋转的第一旋转方向上快速地加速上部转子轴120的旋转。在上部转子毂132在第一旋转方向上快速地加速时，上部转子叶片52的惯性使它们滞后于上部转子毂132的旋转。惯性使上部转子叶片52旋转通过枢转范围PR的第二部分PR2、经过位置DM，并进入枢转范围PR的第一部分PR1，其中上部转子叶片52由叶片拉伸弹簧164朝向收折位置拉动。应理解，经由以相同的方式在第二旋转方向上同时加速下部转子轴268，下部转子叶片56同时朝向收折位置移动。

一旦上部转子叶片和下部转子叶片朝向收折位置移动，则控制器就可以使驱动马达304减速并使其旋转方向反转，以使上部螺纹杆104和下部螺纹杆336拧入上部转子轴120。螺旋弹簧383将上部螺纹杆104推压到上部转子轴120中，并且马达驱动组件40和上部壳体部分28的重量迫使上部转子轴120啮合下部螺纹杆336上的螺纹。继续沿相反方向旋转驱动马达304，直到上部壳体部分28和下部壳体部分32被一起拉动到收折状态。

应理解，当驱动马达304以及因此上部转子轴120和下部转子轴268以大致恒定的旋转速度操作时，上部转子叶片52和下部转子叶片56在收折位置和伸展位置两者中都是稳定的。

控制器可以执行存储在PCB 364上的存储装置中的指令以控制驱动马达304。备选地或附加地，控制器可以经由有线或无线通信(诸如RF)接收用于控制驱动马达304操作的指令。此外，控制器可以响应于从一个或多个传感器(诸如光传感器和/或音频传感器和/或任何其他合适类型的传感器)接收的传感器输入来控制驱动马达304的操作。

虽然在上述实施例中，可收折飞行装置具有两个转子组件，但在其他实施例中，可收折飞行装置可具有一个或三个或更多个转子组件。

备选地，转子轴可以具有无螺纹部分，并且从上部壳体部分和下部壳体部分延伸的螺纹杆可以直到它们的端部都具有螺纹。

驱动马达304可以更广义地称为包括至少一个马达的驱动马达装置。在替代实施例中，驱动马达装置包括多个驱动马达。在这些替代实施例中的一些实施例中，多个驱动马达中的一个驱动马达可以对驱动轴进行驱动，该驱动轴将上部壳体部分和下部壳体部分移动分开，并且多个驱动马达中的另一个驱动马达可以驱动上部转子组件和下部转子组件。

本领域技术人员将会理解到的是，还可存在更多替代的实施方式和变型，并且以上示例仅仅是一个或多个实施方式的示例。因此，保护范围仅受限于所附的权利要求。

Claims (18)

1.一种可收折飞行装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括：

第一壳体部分；和

与第一壳体部分形成围封空间的第二壳体部分；以及

马达驱动组件，所述马达驱动组件包括：

驱动马达装置，所述驱动马达装置包括至少一个驱动马达；

由所述驱动马达装置驱动的驱动轴，所述驱动轴配合地接收所述第一壳体部分并且联接到所述第二壳体部分，其中所述驱动马达装置的操作驱动所述驱动轴以将所述第一壳体部分从邻近所述第二壳体部分的闭合位置移动到从所述第二壳体部分间隔开的打开位置；

由所述驱动马达装置旋转地驱动的转子毂；和

至少两个转子叶片，所述至少两个转子叶片联接到所述转子毂并且当所述第一壳体部分处于所述闭合位置时在收折位置定位在所述壳体内，当所述第一壳体部分处于打开位置时，所述至少两个转子叶片延伸超出围封空间处于伸展位置，所述至少两个转子叶片由所述驱动马达装置旋转以向所述可收折飞行装置提供升力。

2.根据权利要求1所述的可收折飞行装置，其特征在于，还包括：

壳体旋转限制结构，所述壳体旋转限制结构联接到所述第一壳体部分和所述第二壳体部分并且阻止所述第一壳体部分相对于所述第二壳体部分围绕所述驱动轴的旋转轴线旋转，

其中所述驱动轴具有螺纹部分，并且所述第一壳体部分具有互补的螺纹部分，从而所述驱动轴的旋转使得所述第一壳体部分沿着所述旋转轴线相对于所述第二壳体部分移动。

3.根据权利要求2所述的可收折飞行装置，其特征在于，所述驱动马达装置包括一个驱动马达。

4.根据权利要求3所述的可收折飞行装置，其特征在于，还包括：

马达旋转限制结构，所述马达旋转限制结构联接到所述第二壳体部分和所述驱动马达，并且阻止所述驱动马达相对于所述第二壳体部分围绕所述驱动轴的旋转轴线旋转。

5.根据权利要求4所述的可收折飞行装置，其特征在于，所述转子毂安装在所述驱动轴上。

6.根据权利要求5所述的可收折飞行装置，其特征在于，所述驱动轴和所述第一壳体部分中的至少一个具有无螺纹部分，其中当所述驱动轴上的螺纹部分和所述第一壳体部分上的螺纹部分中的一个螺纹部分轴向地定位在无螺纹部分上时，所述驱动轴相对于所述第一壳体部分自由地旋转。

7.根据权利要求6所述的可收折飞行装置，其特征在于，还包括保持器特征，所述保持器特征限制所述第一壳体部分和所述第二壳体部分相对于所述驱动轴的旋转轴线在轴向上分离。

8.根据权利要求7所述的可收折飞行装置，其特征在于，还包括偏置构件，当所述无螺纹部分轴向地定位在所述驱动轴的螺纹部分和所述第一壳体部分的螺纹部分中的一个螺纹部分上时，所述偏置构件朝向所述第二壳体部分轴向地偏置所述第一壳体部分。

9.根据权利要求1所述的可收折飞行装置，其特征在于，所述驱动轴是第一驱动轴，并且其中所述可收折飞行装置还包括：

第二驱动轴，所述第二驱动轴在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上被旋转地驱动，其中在第一旋转方向上所述第一驱动轴由所述驱动马达装置同时驱动；和

至少两个转子叶片，所述至少两个转子叶片联接到所述第二驱动轴并与其一起旋转。

10.根据权利要求2所述的可收折飞行装置，其特征在于，所述第二壳体部分具有互补的螺纹部分，从而所述驱动轴的旋转使得所述第二壳体部分沿所述旋转轴线相对于所述驱动轴平移。

11.根据权利要求10所述的可收折飞行装置，其特征在于，所述驱动轴和所述第一壳体部分中的至少一个具有第一无螺纹部分，并且所述驱动轴和所述第二壳体部分中的至少一个具有第二无螺纹部分，其中当驱动轴上的螺纹部分和第一壳体部分上的螺纹部分中的一个螺纹部分轴向地定位在第一无螺纹部分上时以及当驱动轴上的螺纹部分和第二壳体部分上的螺纹部分中的一个螺纹部分轴向地定位在第二无螺纹部分上时，驱动轴相对于第一壳体部分和第二壳体部分自由地旋转。

12.根据权利要求11所述的可收折飞行装置，其特征在于，还包括保持器特征，所述保持器特征限制所述第一壳体部分和所述第二壳体部分相对于所述驱动轴的旋转轴线在轴向上分离。

13.一种可收折飞行装置，其特征在于，包括：

驱动马达；

由驱动马达旋转驱动的驱动轴；

从所述驱动轴延伸以与所述驱动轴一起由驱动马达旋转的转子毂；和

至少两个转子叶片，其联接到所述转子毂以使得所述至少两个转子叶片中的每个转子叶片能够枢转通过枢转范围，所述枢转范围位于所述转子叶片朝向所述转子毂取向的收折位置和所述转子叶片远离转子毂取向得伸展位置之间；

其中当所述驱动轴以恒定的旋转速度旋转时，所述至少两个转子叶片中的每一个在所述收折位置和所述展开位置中都是稳定的。

14.根据权利要求13所述的可收折飞行装置，其特征在于，还包括：

至少一个偏置元件，所述至少一个偏置元件联接到所述至少两个转子叶片，当所述至少两个转子叶片处于邻近于收折位置的枢转范围的第一部分中时，所述至少一个偏置元件将所述至少两个转子叶片朝向所述收折位置偏置，并且当所述至少两个转子叶片处于邻近伸展位置的枢转范围的第二部分中时，所述至少一个偏置元件将所述至少两个转子叶片朝向所述伸展位置偏置。

15.根据权利要求14所述的可收折飞行装置，其特征在于，所述至少一个偏置元件中的每一个都是弹性构件，所述弹性构件连接到所述至少两个转子叶片中的一个转子叶片上的偏置点和所述转子毂上的相应基点，其中当所述至少两个转子叶片中的所述一个转子叶片处于所述枢转范围的所述第一部分与所述第二部分之间时，所述相应基点与所述偏置点之间的距离具有局部最大值。

16.根据权利要求15所述的可收折飞行装置，其特征在于，所述弹性构件为拉伸弹簧。

17.根据权利要求15所述的可收折飞行装置，其特征在于，还包括：

控制器，所述控制器控制所述驱动马达的操作，当所述至少两个转子叶片处于所述伸展位置时，所述控制器充分地加速所述驱动轴和所述转子毂在旋转方向上的旋转，以使所述至少两个转子叶片中的每一个朝向收折位置枢转并经过局部最大值，以使得所述至少两个转子叶片由弹性构件朝向收折位置偏置。

18.根据权利要求17所述的可收折飞行装置，其特征在于，所述旋转方向是第一旋转方向，并且其中所述控制器在与所述第一旋转方向相反的第二旋转方向上充分地加速所述驱动轴和所述转子毂的旋转以导致所述至少两个转子叶片中的每一个朝向所述伸展位置枢转并经过所述局部最大值，以使得所述至少两个转子叶片由所述弹性构件朝向所述伸展位置偏置。