CN110562449A - 一种单轴双桨式电力无人机机臂及无人机 - Google Patents

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关玉馥
王玉才
喻明明
张�浩
刘磊
李晓情
杜晶
袁鹤文
赵娜
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Abstract

本发明属于无人机结构技术领域，具体为一种单轴双桨式结构，符合电力大载重运输及吊装物品的机臂，是拓展实现功能化无人机重要组成部件，包括一连接固定架，该固定架固定有长机臂，该机臂的左端铰接固定在该固定架上，在该机臂的右端上固定一电机支撑座，该电机支撑座具有两个子支撑座，每个子支撑座上设有一电机。同时还提供了包括该机臂的无人机。通过将无人机机臂铰接设置在固定架上，可以很好的对多个无人机机臂进行收纳，减少了运输空间，同时该无人机机臂采用上下两个电机沿着同一个中心轴运动，一个电机顺指针运动另一个电机逆时针运动，逆顺结合有效的抵消了反扭力。

Description

一种单轴双桨式电力无人机机臂及无人机
技术领域
本发明属于无人机结构技术领域，具体为一种单轴双桨式电力无人机机臂，同时还提供了包括该机臂的无人机。
背景技术
无人机是指具有动力装置，不载操作人员的飞行器。它利用空气动力来克服自身重量，可自主或遥控飞行，可一次性或多次回收使用，在民用领域和军事领域有广泛的用途。多螺旋桨无人飞行器是一种能够垂直起降、以多个螺旋桨作为动力装置的，具有多个输入力和六个坐标输出的欠驱动动力学螺旋桨式直升机，能够垂直起降、悬停、倒飞和侧飞，具有飞行安全、控制灵活、噪音小的优点。目前，多螺旋桨无人机在民用领域有广泛的用途，例如警务应用、火场指挥、抢险救灾、交通管理、航空摄影、地质调查、环境评估、管线巡检等方面。现在市面上的多螺旋桨无人机的各个机臂，承载力有限，每个机臂采用单轴固定一螺旋桨，容易产生反扭力。另外现有的机臂均为固定设置，占用的空间较大，不方便携带和运输。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种单轴双桨式电力无人机机臂，该机臂安装在无人机的中心板上，包括一连接固定架1，该连接支架固定在长机臂2，该机臂2的左端铰接固定在该固定架上，在该机臂的右端上固定一电机支撑座，该电机支撑座具有两个子支撑座，每个子支撑座上设有一电机，一个电机的上部与另一个电机的下部分别设有动力输出轴。
进一步地，所述的两个电机为上下共轴设计，每个电机的输出轴上固定有螺旋桨。
进一步地，两个电机之间设有共轴式连接支撑柱。
进一步地，所述的长机臂外围为碳纤维。
进一步地，所述的机臂的左端通过固定一机臂轴套铰接在固定架上，该固定架具有上端面，该轴套具有左侧端面。
进一步地，所述的机臂轴套通过铰接转动，使轴套左侧端面贴合在固定架上端面上，并通过卡扣连接固定在固定架上。
进一步地，所述的卡扣连接具体为在固定架的上端面上设有凹进卡槽，另外在机臂左侧轴套上匹配设有滑道，该滑道处设有滑片，滑片底部连接有压簧，压簧与滑道底部连接。
进一步地，所述的卡扣连接具体包括在轴套的左上棱边处设有一旋转轴，一卡件通过一扭簧可旋转的固定在该旋转轴上，卡件上通过压簧可滑动设有滑片，另在固定架的左侧边上设有限位框架。
进一步地，所述的限位框架与滑片位置相互匹配。
根据本发明的另一方面还提供了一种无人机，所述的无人机包括上述任一所述的无人机机臂，且该机臂可设置为多个。
进一步地，所述的机臂为向上倾斜歪曲设计。
进一步地，所述的机臂的上端迎风面竖向剖面为梯形状。
本技术方案优势在于：
通过将无人机机臂铰接设置在固定架上，可以很好的对多个无人机机臂进行收纳，减少了运输空间。同时该无人机机臂采用上下两个电机沿着同一个中心轴运动，一个电机顺指针运动另一个电机逆时针运动，逆顺结合有效的抵消了反扭力。这种布局超出以往无人机设计结构，在强度上每个机臂可以承受，60公斤拉力，在此该结构安装飞行，可以输出240公斤拉力，可以有效针对电力行业空中运输能力的大幅度提升，完成大部分器具的运输工作。
附图说明
图1为本发明的一个实施例结构示意图；
图2为本发明的卡扣结构一个实施例结构示意图；
图3为图2结构的侧视结构示意图；
图4为90度铰接限位支撑件的结构示意图；
图5为支撑件水平端的结构剖面图；
图6为机臂一种实施例结构剖面图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下通过具体的实施例对本发明的结构及原理进行详细的描述。
实施例1
参考图1，一种单轴双桨式电力无人机机臂，该机臂安装在无人机的中心板上，包括一连接固定架1，该固定架1固定有长机臂2，该机臂2的左端铰接固定在该固定架1上，在该机臂2的右端上固定一电机支撑座，该电机支撑座具有两个子支撑座3，每个子支撑座3上设有一电机5，一个电机的上部与另一个电机的下部分别设有动力输出轴4。
作为方案的改进，所述的两个电机5为上、下共轴设计，每个电机5的输出轴上固定有螺旋桨，即上面的电机5与下面的电机5的动力输出轴处在同一竖直线上，每个电机5分别连接一电力调速器，该电子调速器与控制器连接，控制器用于接收地面信号发射器的信号，对电机进行调速，为每个电机提供的电源可以为蓄电池也可以为太阳能电池板，均可搭载在无人机上。
作为方案的改进，两个电机之间设有共轴式连接支撑柱6，用于支撑。
作为方案的改进，所述的长机臂2外围为碳纤维材料包围。该机臂为向上倾斜歪曲设计，倾斜可分段倾斜，左端倾斜45度角，剩下部分倾斜30度角，弯曲机臂2结构在物体吊装过程中，无人机挂载部位绳索与下螺旋桨可在弯曲机臂的作用下产生较大的安全距离，解决绳索与螺旋桨碰撞造成事故。参考图6，另外将该机臂2的上端迎风面剖面为梯形状，上部螺旋桨转动会对机臂上端迎风面给予向下的气流阻力，实际操作中可以将上部迎风面设计5mm，该结构有效的减少上部螺旋桨向下气流阻力，提升上部螺旋桨10％的升组比。
作为方案的改进，所述的机臂2的左端通过固定一机臂轴套7铰接在固定架1上，另外在该机臂2的右端也固定一轴套7，电机支撑座固定在右端的轴套7上。该固定架1具有上端面，该轴套7具有左侧端面。
作为方案的改进，所述的机臂2轴套7经过铰接转动，使轴套7左侧端面贴合在固定架1上端面上，并通过卡扣连接固定在固定架1上，本方案中的机臂2铰接固定在固定架的右上棱角处时，机臂的铰接角度为0-120度之间，优选为90度。鉴于此，在固定架1的右侧面上设有90度铰接限位的支撑件8。该支撑件8具有竖直端，该竖直端螺栓固定在固定架1的右侧端面上，同时该支撑件8还具有水平端，所述的水平端为长弧面设计，机臂2可以置于该长弧面内，同时该长弧面为多孔设计。
作为方案的改进，所述的卡扣连接具体为在固定架1的上端面上设有凹进卡槽，另外在机臂左侧轴套7上匹配设有滑道，该滑道处设有滑片，滑片底部连接有压簧，压簧与滑道底部连接，原始状态，在压簧的支撑作用下，滑片头端高出轴套7，当需要将无人机机臂2收纳运输的时候，此时向下拉动滑片，使得滑片对准固定架1上端面设置的卡槽后，释放滑片进入到卡槽内实现卡扣连接，将每个机臂2均收起。
根据本发明的另一方面还提供了一种无人机，所述的无人机包括上述任一所述的无人机机臂，且该机臂2可设置为多个。
实施例2
参考图1，一种单轴双桨式电力无人机机臂，该机臂安装在无人机的中心板上，包括一连接固定架1，该固定架1固定有长机臂2，该机臂2的左端铰接固定在该固定架1上，在该机臂2的右端上固定一电机支撑座，该电机支撑座具有两个子支撑座3，每个子支撑座3上设有一电机5，一个电机的上部与另一个电机的下部分别设有动力输出轴4。
作为方案的改进，所述的两个电机5为上、下共轴设计，每个电机5的输出轴上固定有螺旋桨，即上面的电机5与下面的电机5的动力输出轴处在同一竖直线上，每个电机5分别连接一电力调速器，该电子调速器与控制器连接，控制器用于接收地面信号发射器的信号，对电机进行调速，为每个电机提供的电源可以为蓄电池也可以为太阳能电池板，均可搭载在无人机上。
作为方案的改进，两个电机之间设有共轴式连接支撑柱6起到很好的支撑作用。
作为方案的改进，所述的长机臂2外围为碳纤维材料包围。
作为方案的改进，所述的机臂2的左端通过固定一机臂轴套7铰接在固定架1上，该固定架1具有上端面，该轴套7具有左侧端面。
作为方案的改进，所述的机臂2轴套7经过铰接转动，使轴套7左侧端面贴合在固定架1上端面上，并通过卡扣连接固定在固定架1上，本方案中的机臂2铰接固定在固定架的右上棱角处时，机臂的铰接角度为0-120度之间，优选为90度。鉴于此，参考图4，在固定架1的右侧面上设有90度铰接限位的支撑件8。该支撑件8具有竖直端，该竖直端螺栓固定在固定架1的右侧端面上，同时该支撑件8还具有水平端，所述的水平端为长弧面设计，参考图5.机臂2可以置于该长弧面内，同时该长弧面为多孔设计。
作为方案的改进，参考图2-3，所述的卡扣连接具体包括在轴套7的左上棱边处设有一旋转轴9，一卡件10通过一扭簧可旋转的固定在该旋转轴9上，卡件10上通过压簧11可滑动设有滑片12，具体的在卡件10具有滑面13，该滑面13上设有L形固定座14，该固定座14与滑面13形成的空间底部处设有压簧11，该压簧11上端连接滑片12。另在固定架1的左侧边上设有限位框架13，原始状态下，当将机臂2收纳时候，即轴套7的侧面与固定架1上端面进行贴合时，该滑片12的头端要高出限位框架13，此时同时做2个动作，即向下压动卡件10，同时向下滑动滑片12，使得滑片12的头端置于框架13内，解除两个动作对滑片进行释放，此时滑片12卡在了限位框架13内实现卡件固定，为了更好的滑动滑片12，可以在滑片12上设有凸起块15。
作为方案的改进，所述的限位框架与滑片12以及固定座14的位置均相互匹配。
根据本发明的另一方面还提供了一种无人机，所述的无人机包括上述任一所述的无人机机臂，且该机臂可设置为多个。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单轴双桨式电力无人机机臂，该机臂安装在无人机的中心板上，其特征在于：包括一连接固定架，该固定架固定有长机臂，该机臂的左端铰接固定在该固定架上，在该机臂的右端上固定一电机支撑座，该电机支撑座具有两个子支撑座，每个子支撑座上设有一电机，一个电机的上部与另一个电机的下部分别设有动力输出轴。
2.如权利要求1所述的一种单轴双桨式电力无人机机臂，其特征在于：所述的两个电机为上下共轴设计，每个电机的输出轴上固定有螺旋桨。
3.如权利要求1所述的一种单轴双桨式电力无人机机臂，其特征在于:所述的机臂为向上倾斜歪曲设计。
4.如权利要求1所述的一种单轴双桨式电力无人机机臂，其特征在于：所述的机臂的上端迎风面剖面为梯形状。
5.如权利要求1所述的一种单轴双桨式电力无人机机臂，其特征在于：所述的机臂的左端通过固定一机臂轴套铰接在固定架上，该固定架具有上端面，该轴套具有左侧端面。
6.如权利要求5所述的一种单轴双桨式电力无人机机臂，其特征在于：所述的机臂轴套通过铰接转动，使轴套左侧端面贴合在固定架上端面上，并通过卡扣连接固定在固定架上。
7.如权利要求6所述的一种单轴双桨式电力无人机机臂，其特征在于：所述的卡扣连接具体为在固定架的上端面上设有凹进卡槽，另外在机臂左侧轴套上匹配设有滑道，该滑道处设有滑片，滑片底部连接有压簧，压簧与滑道底部连接。
8.如权利要求6所述的一种单轴双桨式电力无人机机臂，其特征在于：所述的卡扣连接具体包括在轴套的左上棱边处设有一旋转轴，一卡件通过一扭簧可旋转的固定在该旋转轴上，卡件上通过压簧可滑动设有滑片，另在固定架的左侧边上设有限位框架。
9.如权利要求8所述的一种单轴双桨式电力无人机机臂，其特征在于：所述的限位框架与滑片位置相互匹配。
10.一种无人机，其特征在于：所述的无人机包括上述任一所述的无人机机臂。
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