CN110816836A - 一种用于无人机的支臂折叠机构 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种用于无人机的支臂折叠机构，包括穿设在无人机的主臂上的主臂套管，以及分别穿设在一个支臂上的第一支臂套管和第二支臂套管；所述第一支臂套管和第二支臂套管分别通过第一铰接杆和第二铰接杆铰接在所述主臂套管的相对的侧壁上；所述第一支臂套管和第二支臂套管可分别绕所述第一铰接杆和第二铰接杆朝向所述主臂折叠。本申请的用于无人机的支臂折叠机构，通过在主臂的末端向外伸出两个可以朝向主臂折叠的支臂，减少了主臂的数量，加大了主臂之间的间距，也减小了主臂的长度。两个支臂铰接在主臂的两侧，便于通过共用的一套连接结构将两个支臂连接在主臂上，可以减少零件数量，减轻结构重量。

Description

一种用于无人机的支臂折叠机构

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种多旋翼的无人机，特别涉及一种用于无人机的支臂折叠机构。

背景技术

目前的无人机大多是多轴无人机，如四轴、六轴等，整机起飞重量很小，但是悬臂展开却很大，给无人机的运输、携带及保存等带来一定困难。例如，CN 204587305 U公开了一种多功能可折叠式八旋翼电动无人机，主要解决现有无人飞机用途单一、结构复杂、整机运输困难的问题。上述现有技术的无人机的八个旋翼等角度围绕机体设置，导致机体上搭载的应用载荷只能设置于机体正下方，且由于各方向都受到旋翼的阻挡，搭载的载荷只能向下开展作业，无法向斜上方发射武器或者进行观测，正如该现有技术中介绍的，该无人机只能适合于其说明书中所述的向无人机的下方进行喷洒等作业。

为解决上述技术问题，CN 207550499 U提出了一种电动无人机。该现有技术的电动无人机通过在机身下方设置一个没有遮挡的纵向载荷通道，可以方便设置光电吊仓和武器发射筒等载荷，避免观测和武器发射的时候与悬臂和螺旋桨等发生干涉，影响使用和作战效能，提高了无人机的应用范围。另外，该现有技术通过设定优化的整体布局结构，降低了折叠之后的体积，便于无人机的低成本运输。上述现有技术有效克服了现有技术的缺陷，但是仍然存在改进的余地。尤其是当需要进一步缩小无人机的折叠体积，以便于快速拆装、运输的时候，现有无人机的折叠结构仍具有进一步改进的空间。

另外，在缩小无人机折叠体积的时候，采用的折叠结构也需要在可靠性上进行进一步地改进，在现有折叠结构的基础上进一步挖掘减轻结构重量的潜力，也具有很大的改进空间。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种用于无人机的支臂折叠机构，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出了一种用于无人机的支臂折叠机构，所述无人机包括机身以及与机身连接的多个主臂，每个主臂的末端向外伸出有两个支臂，主臂上的两个支臂通过支臂折叠机构与主臂连接，其中，所述支臂折叠机构包括穿设在所述主臂上的主臂套管，以及分别穿设在一个支臂上的第一支臂套管和第二支臂套管；所述第一支臂套管和第二支臂套管分别通过第一铰接杆和第二铰接杆铰接在所述主臂套管的相对的侧壁上；所述第一支臂套管和第二支臂套管可分别绕所述第一铰接杆和第二铰接杆朝向所述主臂折叠。

优选地，所述第一支臂套管和第二支臂套管分别与所述主臂套管的配合面向外伸出有一个扣合形成的锥形凸台；所述锥形凸台的外侧设置有一个可挤压连接所述锥形凸台的锥形帽。

优选地，所述主臂套管上形成有分别与所述第一支臂套管和第二支臂套管配合的两个配合面，所述两个配合面之间形成有一个夹角α。

优选地，所述锥形帽通过一根螺杆挤压连接在所述锥形凸台的外侧。

优选地，所述锥形凸台包括形成在所述第一支臂套管上的第一半凸台以及形成在所述第二支臂套管上的第二半凸台；所述第一半凸台和第二半凸台之间形成有可供所述螺杆穿过的螺杆通道部。

优选地，所述第一半凸台和第二半凸台扣合形成在所述主臂套管的顶面的外侧，所述顶面上设置有一个螺帽转接件；所述螺杆穿过所述螺杆通道部与所述螺帽转接件连接在一起；所述螺杆将所述锥形帽挤压在第一半凸台和第二半凸台的外侧使二者扣合形成所述锥形凸台。

优选地，所述螺帽转接件通过螺钉连接在所述顶面上的一个凹坑中。

本申请通过在主臂的末端向外伸出两个可以朝向主臂折叠的支臂，两个支臂铰接在主臂的两侧，便于通过共用的一套连接结构将两个支臂连接在主臂上，可以减少零件数量，减轻结构重量。

附图说明

以下附图仅旨在于对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围。其中，

图1显示的是根据本申请的一个具体实施例的无人机的立体结构示意图；

图2显示的是根据本申请的另一个具体实施例的无人机的折叠结构示意图；

图3显示的是图2中所示的悬臂系统折叠结构的支臂折叠机构的示意图；

图4显示的是根据本申请的一个具体实施例的支臂折叠机构的局部放大分解示意图；

图5显示的是图4所示支臂折叠机构的折叠状态示意图。

具体实施方式

为了对本申请的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本申请的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

正如背景技术所述，本申请针对现有技术CN 207550499U中公开的电动无人机的不足，提出了一种改进结构的无人机，可以获得更小的结构尺寸，而且无人机的折叠体积更小，以便于快速拆装和运输。

亦即，为达到上述目的，本申请提供了一种无人机，如图1-3所示，其中，图1显示的是根据本申请的一个具体实施例的无人机的立体结构示意图；图2显示的是根据本申请的另一个具体实施例的无人机的折叠结构示意图；图3显示的是图2中所示的悬臂系统折叠结构的支臂折叠机构的示意图。

参见图1-3，本申请的无人机包括机身1、两个起落架2以及支撑电机4的悬臂系统3，每个电机4均带有螺旋桨5。机身1总体上呈长条形，下方设置有一个纵向载荷通道6，如图1虚线所示，机身1平行于纵向载荷通道6设置。通过在无人机的机身1的下方设置一个没有遮挡的纵向载荷通道6，有利于设置光电吊仓和武器发射筒等载荷，避免观测和武器发射的时候与悬臂系统3和螺旋桨5等发生干涉，影响使用和作战效能，提高了无人机的应用范围。另外，由于设置了纵向载荷通道6，悬臂系统3及其上的电机4等结构分布在纵向载荷通道6的两侧的机身1的两侧，由此可以在机身纵向获得更大范围的载荷挂载点，易于扩展载荷布局。

本申请与现有技术不同的是，本申请的无人机的悬臂系统3包括与机身1连接的多个主臂31，每个主臂31的末端向外伸出有两个支臂32，每个支臂32的末端支撑有一个带有螺旋桨5的电机4。在图示具体实施例中，总共有四个主臂31以及八个支臂32。

现有技术的无人机的悬臂数量与旋翼数量相同，结构重量浪费很大。现有技术由于需要避免相邻旋翼之间的干涉问题，要么只能减少旋翼的数量导致升力不足，要么只能加大无人机的悬臂的长度，使得相邻悬臂的末端之间获得足够的间距，最终导致无人机的体积变得极大，不方便携带运输，折叠后的体积也很难降低。

本申请的无人机，通过在四个主臂31的末端向外伸出两个支臂32，减少了主臂31的数量，加大了主臂31之间的间距，也减小了主臂31的长度。支臂32位于主臂31的末端，通过合理设置支臂32与主臂31之间的角度，可以选用更短的支臂32。更短的主臂31和支臂32，可以获得更小的结构尺寸，因而可以大大降低无人机的体积，便于无人机的快速拆装和运输。

进一步地，如图1-3所示，本申请的无人机的主臂31与机身1连接处设置有主臂折叠机构11，主臂31可以通过主臂折叠机构11向下方折叠，折叠之后的主臂31的末端不超过起落架2的最低点。更进一步地，主臂31上的两个支臂32通过支臂折叠机构12与主臂31连接，两个支臂32可以通过支臂折叠机构12向着主臂31反向折叠，并置于主臂31的两侧。

进一步地，如图所示，纵向载荷通道6的两侧分别对称设置有一个起落架2，起落架2包括两个连接机身1的竖杆21以及设置于竖杆21的末端的横杆22。主臂31折叠之后可沿着竖杆21的长度方向延伸。也就是如图2所示，通过设定主臂31折叠后的延伸方向与起落架2的竖杆21平行，便于通过绑定手段将折叠后的悬臂系统3固定在起落架2的竖杆21上，减少了运输时结构磕碰受损的问题。

下面参照图4-5进一步说明本申请的用于无人机的支臂折叠机构的具体结构，其中，图4显示的是根据本申请的一个具体实施例的支臂折叠机构的局部放大分解示意图；图5显示的是图4所示支臂折叠机构的折叠状态示意图。如图，本申请的支臂折叠机构12包括穿设在主臂31上的主臂套管121，以及分别穿设在一个支臂32上的第一支臂套管122和第二支臂套管123；第一支臂套管122和第二支臂套管123分别通过第一铰接杆124和第二铰接杆125铰接在主臂套管121的相对的侧壁上；第一支臂套管122和第二支臂套管123可分别绕第一铰接杆124和第二铰接杆125朝向主臂31折叠，折叠之后的状态如图5所示。

由于本申请的无人机特别适用于军事用途，载重量大，自重和体积均比较大。基于减重的需要，无人机大量采用了碳纤维等复合材料结构，这些材料的抗剪切能力相对较弱，反复拆装螺钉等很容易使复合材料的支臂等损坏。因此本申请的支臂折叠机构12的各个连接端均为金属制成，例如，连接主臂31的主臂套管121、连接两个支臂32的第一支臂套管122和第二支臂套管123等均采用轻质合金制成，尽量减少拆卸无人机的复合材料部分，仅需要拆卸金属部分即可将支臂32从主臂31上拆卸下来。

应当理解的是，第一支臂套管122和第二支臂套管123仅仅是用于区分两个支臂套管，其可以如图所示的左边是第一支臂套管122，右边是第二支臂套管123，当然，二者也可以位置互换进行命名。另外，为了避免前述表述不清楚，以下进一步明确表述：两个支臂32上分别穿设有一个第一支臂套管122和一个第二支臂套管123，第一支臂套管122通过第一铰接杆124铰接在主臂套管121的第一侧壁上，第二支臂套管123通过第二铰接杆125铰接在主臂套管121的与第一侧壁相对的第二侧壁上。两个支臂套管相对设置在主臂套管121的两侧，折叠后两个支臂32位于主臂31的两侧，空间上不会形成干扰。伸展状态下，两个支臂32从主臂31的两侧伸出，两个支臂32相互靠拢的部分可以共用一套连接结构连接在主臂31上，可以减少零件数量，减轻结构重量，下面将对此进一步详细说明。

进一步地，如图所示，第一支臂套管122和第二支臂套管123分别与主臂套管121的配合面向外伸出有一个扣合形成的锥形凸台285；锥形凸台285的外侧设置有一个可挤压连接锥形凸台285的锥形帽286。在图示具体实施例中，主臂套管121上形成有分别与第一支臂套管122和第二支臂套管123配合的两个配合面，这两个配合面之间形成有一个夹角α，在正常使用的安装状态，两个支臂32分别垂直于各自的配合面，因而两个支臂32之间的夹角为(180°-α)，从而可以通过设定主臂套管121上的两个配合面之间的夹角α即可确定两个支臂32之间的夹角，定位也很简单。另外，由于两个配合面之间形成有夹角α，因而使得第一支臂套管122和第二支臂套管123可以相互靠拢，从而获得了共用一套连接结构(例如，扣合形成的锥形凸台285和锥形帽286等结构)的机会。

本申请的上述具体实施例所示的折叠结构，通过锥形帽286挤压扣合形成的锥形凸台285，可以将第一支臂套管122和第二支臂套管123整体连接在主臂套管121上，当需要拆解或者折叠支臂32的时候，只需要释放锥形帽286，使得锥形帽286不再挤压锥形凸台285，则第一支臂套管122和第二支臂套管123就会快速脱离约束，第一支臂套管122和第二支臂套管123就可以绕着各自的铰接杆朝向主臂31进行折叠。

在一个具体实施例中，锥形凸台285包括形成在第一支臂套管122上的第一半凸台2851以及形成在第二支臂套管123上的第二半凸台2852。在另一个具体实施例中，锥形帽286通过一根螺杆287挤压连接在锥形凸台285的外侧，通过螺杆287可以将锥形帽286挤压在第一半凸台2851和第二半凸台2852的外侧使二者扣合形成锥形凸台285。亦即，拆解的时候，只需要将螺杆287拧松，锥形帽286就可以松脱，不再挤压锥形凸台285，第一半凸台2851和第二半凸台2852就可以脱离配合关系，很容易就能实现折叠。实际操作的时候，螺杆287最好不要全部拧下来，只需要能够使锥形帽286松脱就可以了，这样可以避免螺杆287遗失。在图中显示的一个具体实施例中，为了便于操作，螺杆287的末端设置有便于拧动螺杆287的把手。

在又一个具体实施例中，第一半凸台2851和第二半凸台2852之间形成有可供螺杆287穿过的螺杆通道部2871，在图示具体实施例中，该螺杆通道部2871分别为形成在第一半凸台2851和第二半凸台2852之间的半圆柱槽，当第一半凸台2851和第二半凸台2852扣合形成锥形凸台285的时候，两个半圆柱槽也同时扣合形成了螺杆通道部2871。

在进一步地的一个具体实施例中，第一半凸台2851和第二半凸台2852扣合形成在主臂套管121的顶面1211的外侧，顶面1211上设置有一个螺帽转接件2872；螺杆287穿过螺杆通道部2871与螺帽转接件2872连接在一起；螺杆287将锥形帽286挤压在第一半凸台2851和第二半凸台2852的外侧使二者扣合形成锥形凸台285。在图示具体实施例中，螺帽转接件2872通过螺钉连接在顶面1211上的一个凹坑1212中。

在另一个具体实施例中，螺帽转接件2872优选采用硬质金属制成，以承受巨大的夹紧挤压力的作用，避免轻质金属的螺纹连接件被拉出豁口导致连接失效。具体的，螺帽转接件2872可以采用硬质合金钢或者钛合金制成，其本身可以加工形成有与螺杆287配合的内螺纹。

综上所述，本申请的支臂折叠机构，通过在主臂的末端向外伸出两个可以朝向主臂折叠的支臂，减少了主臂的数量，加大了主臂之间的间距，也减小了主臂的长度。两个支臂铰接在主臂的两侧，便于通过共用的一套连接结构将两个支臂连接在主臂上，可以减少零件数量，减轻结构重量。

本领域技术人员应当理解，虽然本申请是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本申请的保护范围。

以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式，并非用以限定本申请的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本申请的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本申请保护的范围。

Claims (7)

1.一种用于无人机的支臂折叠机构，所述无人机包括机身(1)以及与机身(1)连接的多个主臂(31)，每个主臂(31)的末端向外伸出有两个支臂(32)，主臂(31)上的两个支臂(32)通过支臂折叠机构(12)与主臂(31)连接，其特征在于，所述支臂折叠机构(12)包括穿设在所述主臂(31)上的主臂套管(121)，以及分别穿设在一个支臂(32)上的第一支臂套管(122)和第二支臂套管(123)；所述第一支臂套管(122)和第二支臂套管(123)分别通过第一铰接杆(124)和第二铰接杆(125)铰接在所述主臂套管(121)的相对的侧壁上；所述第一支臂套管(122)和第二支臂套管(123)可分别绕所述第一铰接杆(124)和第二铰接杆(125)朝向所述主臂(31)折叠。

2.如权利要求1所述的支臂折叠机构，其特征在于，所述第一支臂套管(122)和第二支臂套管(123)分别与所述主臂套管(121)的配合面向外伸出有一个扣合形成的锥形凸台(285)；所述锥形凸台(285)的外侧设置有一个可挤压连接所述锥形凸台(285)的锥形帽(286)。

3.如权利要求2所述的支臂折叠机构，其特征在于，所述主臂套管(121)上形成有分别与所述第一支臂套管(122)和第二支臂套管(123)配合的两个配合面，所述两个配合面之间形成有一个夹角α。

4.如权利要求2或3所述的支臂折叠机构，其特征在于，所述锥形帽(286)通过一根螺杆(287)挤压连接在所述锥形凸台(285)的外侧。

5.如权利要求4所述的支臂折叠机构，其特征在于，所述锥形凸台(285)包括形成在所述第一支臂套管(122)上的第一半凸台(2851)以及形成在所述第二支臂套管(123)上的第二半凸台(2852)；所述第一半凸台(2851)和第二半凸台(2852)之间形成有可供所述螺杆(287)穿过的螺杆通道部(2871)。

6.如权利要求5所述的支臂折叠机构，其特征在于，所述第一半凸台(2851)和第二半凸台(2852)扣合形成在所述主臂套管(121)的顶面(1211)的外侧，所述顶面(1211)上设置有一个螺帽转接件(2872)；所述螺杆(287)穿过所述螺杆通道部(2871)与所述螺帽转接件(2872)连接在一起；所述螺杆(287)将所述锥形帽(286)挤压在第一半凸台(2851)和第二半凸台(2852)的外侧使二者扣合形成所述锥形凸台(285)。

7.如权利要求6所述的无人机起落架，其特征在于，所述螺帽转接件(2872)通过螺钉连接在所述顶面(1211)上的一个凹坑(1212)中。

Images