CN110844058B - 模块化变体飞行器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于无人机制造技术领域，尤其是涉及一种模块化变体飞行器；包括升降机构、机臂机构；所述升降机构包括：机架、中心座、若干个导向柱、连接架、若干个升降臂、若干个叉臂、螺纹杆、舵机、连接件、顶盖；本发明采用可升降的镂空双叉臂连接杆结构，使无人机主机体展开尺寸控制在一定的区间范围，可根据不同的任务需要，调整主机体展开的尺寸，同时无人机在飞行时所受到的横向力可以由升降臂和叉臂同时吸收，而上下两个H字形叉臂可以精确的定位主机体展开尺度的各种参数，对不同任务环境有很好的适应力。
Description
技术领域
本发明属于无人机制造技术领域，尤其是涉及一种模块化变体飞行器。
背景技术
无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，
目前大量应用在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援等领域中。
目前消费级的无人机机架为固定形态，而根据航拍、农业、植保等不同功用，所搭载的航拍、植保等工作模块从体积、重量、飞行时所承载的横向力等外部因素要求无人机有相对应的主机体展开尺度和参数，而固定形态的机架会导致主机体展开尺寸的固定，不适用于多种工作模块的搭载，从而导致一种无人机只能做一项任务，工作形式间的转换性差，因此需要设计一种新型的变体飞行器。
发明内容
本发明为了有效的解决上述背景技术中的问题，提出了一种模块化变体飞行器，具体技术方案如下；
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种模块化变体飞行器，其特征在于，包括升降机构、机臂机构；所述升降机构包括：机架、中心座、若干个导向柱、连接架、若干个升降臂、若干个叉臂、螺纹杆、舵机、连接件；所述机架为方形结构，且其四个侧端的上部分别铰接有升降臂，四个侧端的下部分别铰接有叉臂，机架下端固定连接中心座，所述中心座上端面的四个边角对称安装导向柱；中心座中央安装舵机，所述舵机上连接螺纹杆，所述连接架滑动配合在导向柱上，且其中心与螺纹杆配合连接；所述连接架的侧端与铰接在机架上端的升降臂的端部铰接，；所述机臂结构包括：机臂支架、主折叠旋翼构件、辅折叠旋翼构件、螺旋桨；所述机臂支架下端铰接升降臂和叉臂，其上端安装主折叠旋翼构件和辅折叠旋翼构件；所述主折叠旋翼构件包括铰接在机臂支架上的主折叠旋翼主臂和铰接在主折叠旋翼主臂上的主折叠辅臂；所述辅折叠旋翼构件包括铰接在机臂支架上的辅折叠旋翼主臂和铰接在辅折叠旋翼主臂上的辅折叠辅臂；所述主折叠辅臂和辅折叠辅臂的端部处在同一水平面上，且其端部均安装结构相同的电机和螺旋桨；所述主折叠旋翼构件和辅折叠旋翼构件可折叠安装在机臂支架内；所述机臂支架端面对称设有电池槽。
所述主折叠旋翼构件和辅折叠旋翼构件的各铰接端分别设有螺纹孔，并通过紧定螺钉紧固。
所述升降臂和叉臂中间均为弧形结构，且其中间均设有镂空结构，所述升降臂和叉臂的两端分别为铰接端，设置在机架同侧的升降臂和叉臂，其弧形结构相互对立。
连接架的侧端与铰接在机架上端升降臂端部的铰接结构，包括连接件，所述连接件一端铰接在连接架上，另一端铰接在升降臂端部；所述连接架上端安装顶盖。
所述机臂支架的侧端设有用于相互配合的倒角。
所述中心座底部装有用于安装植保模块、航拍模块的滑轨。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明采用可升降的镂空升降臂和叉臂结构，使无人机主机体展开尺寸控制在一定的区间范围，可根据不同的任务需要，调整主机体展开的尺寸，同时无人机在飞行时所受到的横向力可以由升降臂和叉臂同时吸收，而上下两个H 字形升降臂和叉臂可以精确的定位主机体展开尺度的各种参数，对不同任务环境有很好的适应力；
2.本装置采用折叠的机臂结构，可通过折叠机臂的形式将无人机折叠成方形结构，方便无人机的携带与安装；同时，根据任务载重量的需求，可通过调整机臂位置，在四轴驱动及八轴驱动之间切换，保证在足够动力的前提下，精简驱动的结构，提高续航的能力；
3.本装置机臂采用中国风古建筑风格，升降机构采用具有机械感的升降臂和叉臂，硬朗的内部机构配合柔美的中国风机臂，是传统与现代工业结合的艺术品。
附图说明
图1 为本发明整体结构示意图；
图2 为本发明闭合结构示意图；
图3 为本发明内部升降结构局部示意图；
图4 为本发明中心座结构示意图；
图5 为本发明局部结构示意图；
图6 为本发明机臂支架组装结构示意图；
图7 为本发明机架结构示意图；
图8 为本发明连接架结构示意图；
图9 为本发明升降臂结构示意图；
图10 为本发明叉臂结构示意图；
图11 为本发明主折叠旋翼构件展开的结构示意图；
图12 为本发明主折叠旋翼构件与辅折叠旋翼构件展开的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：
一种模块化变体飞行器，包括升降机构、机臂机构；
所述升降机构包括：机架1-1、中心座1-2、若干个导向柱1-3、连接架1-4、若干个升降臂1-5、若干个叉臂1-5-1、螺纹杆1-6、舵机1-7、连接件1-8、顶盖1-9；所述机架1-1 为方形结构，且其四个侧端的上部分别铰接有升降臂1-5 ，四个侧端的下部分别铰接有叉臂1-5-1，机架1-1 下端固定连接中心座1-2，所述中心座1-2 上端面的四个边角对称安装导向柱1-3；中心座1-2 中央安装舵机1-7，所述舵机1-7 上连接螺纹杆1-6，所述连接架1-4 滑动配合在导向柱1-3 上，且其中心与螺纹杆1-6 配合连接；所述连接架1-4 的侧端与铰接在机架上端的升降臂1-5 的端部铰接。
所述机臂结构包括：机臂支架2-1、主折叠旋翼构件2-2、辅折叠旋翼构件2-3、螺旋桨2-4；所述机臂支架2-1 下端铰接升降臂1-5 和叉臂1-5-1，其上端安装主折叠旋翼构件2-2 和辅折叠旋翼构件2-3；所述主折叠旋翼构件2-2 包括铰接在机臂支架2-1 上的主折叠旋翼主臂2-2-1 和铰接在主折叠旋翼主臂2-2-1 上的主折叠辅臂2-2-2；所述辅折叠旋翼构件2-3 包括铰接在机臂支架2-1上的辅折叠旋翼主臂2-3-1 和铰接在辅折叠旋翼主臂2-3-1 上的辅折叠辅臂2-3-2；所述主折叠辅臂2-2-2 和辅折叠辅臂2-3-2 的端部处在同一水平面上，且其端部均安装结构相同的电机和螺旋桨2-4。
所述主折叠旋翼构件2-2 和辅折叠旋翼构件2-3 可折叠安装在机臂支架2-1内；所述主折叠旋翼构件2-2 和辅折叠旋翼构件2-3 的各铰接端分别设有螺纹孔，并通过紧定螺钉紧固；所述机臂支架2-1 端面对称设有电池槽2-1-1；所述电池槽2-1-1 所卡装的电池是用于给各螺旋桨和舵机供电。
所述升降臂1-5 和叉臂1-5-1 中间均为弧形结构，且其中间均设有镂空结构，所述升降臂1-5 和叉臂1-5-1 的两端分别为铰接端，设置在机架1-1 同侧的升降臂1-5 和叉臂1-5-1，其弧形结构相互对立；叉臂1-5-1 的设置能够辅助升降臂1-5 的运行。
连接架1-4 的侧端与铰接在机架1-1 上端升降臂1-5 端部的铰接结构，包括连接件1-8，所述连接件1-8 一端铰接在连接架1-4 上，另一端铰接在升降臂1-5 端部；所述连接架1-4 上端安装顶盖1-9。
所述机臂支架2-1 的侧端设有用于相互配合的倒角2-1-2；需要指出的是，机臂支架2-1 的侧端设有用于相互配合的倒角2-1-2 是有利于机臂支架2-1 在相互接触时能够更好的契合；所述中心座1-2 底部装有用于安装植保模块、航拍模块的滑轨1-1-1。
在无人机起飞后与地面有一定的距离时，即可根据飞行环境的需要变换飞行形态，切换形态时，舵机1-7 驱动螺纹杆1-6 旋转，螺纹杆1-6 的旋转带动连接架1-4 的升降，而连接架1-4 的升降会带动铰接的升降臂1-5 转动，在升降臂1-5 的带动下，机臂支架2-1 会与其他机臂支架2-1 相互分离，从而使整个主机体展开的尺寸扩大，有利于载重量大的飞行任务有更好的机动性，而主机体展开尺度的限定需要对舵机的驱动控制。
在切换模式的过程中，由于连接架1-4 同时连接4 个升降臂1-5，使四个升降臂集合为一体，即保证了强度，有保证同时升降，利于飞行的稳定性。
而导向柱1-3 的设定能够抑制连接架1-4 升降所带来的反作用力，使其能够更稳定精准的升降，而顶盖1-9 采用航空铝材质，使其更加坚固。
如图11、图12 所示机臂支架的展开与折叠臂的展开相对独立，飞行时只针对机臂支架的开合控制，而主、辅折叠臂组件的开合在装载无人机时安装好。
本发明采用可升降的镂空升降臂和叉臂结构，使无人机主机体展开尺寸控制在一定的区间范围，可根据不同的任务需要，调整主机体展开的尺寸，同时无人机在飞行时所受到的横向力可以由升降臂和叉臂同时吸收，而上下两个H 字形升降臂和叉臂可以精确的定位主机体展开尺度的各种参数，对不同任务环境有很好的适应力。
本装置采用折叠的机臂结构，可通过折叠机臂的形式将无人机折叠成方形结构，方便无人机的携带与安装；同时，根据任务载重量的需求，可通过调整机臂位置，在四轴驱动及八轴驱动之间切换，保证在足够动力的前提下，精简驱动的结构，提高续航的能力。
本装置机臂采用中国风古建筑风格，升降机构采用具有机械感的升降臂和叉臂，硬朗的内部机构配合柔美的中国风机臂，是传统与现代工业结合的艺术品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种模块化变体飞行器，其特征在于，包括升降机构、机臂机构；所述升降机构包括：
机架、中心座、若干个导向柱、连接架、若干个升降臂、若干个叉臂、螺纹杆、舵机、连接件；所述机架为方形结构，且其四个侧端的上部分别铰接有升降臂，四个侧端的下部分别铰接有叉臂，机架下端固定连接中心座，所述中心座上端面的四个边角对称安装导向柱；中心座中央安装舵机，所述舵机上连接螺纹杆，所述连接架滑动配合在导向柱上，且其中心与螺纹杆配合连接；所述连接架的侧端与铰接在机架上端的升降臂的端部的铰接结构铰接，所述铰接结构包括连接件，所述连接件一端铰接在连接架上，另一端铰接在升降臂端部；所述机臂机构 包括：机臂支架、主折叠旋翼构件、辅折叠旋翼构件、螺旋桨；所述机臂支架下端铰接升降臂和叉臂，其上端安装主折叠旋翼构件和辅折叠旋翼构件；所述主折叠旋翼构件包括铰接在机臂支架上的主折叠旋翼主臂和铰接在主折叠旋翼主臂上的主折叠辅臂；所述辅折叠旋翼构件包括铰接在机臂支架上的辅折叠旋翼主臂和铰接在辅折叠旋翼主臂上的辅折叠辅臂；所述主折叠辅臂和辅折叠辅臂的端部处在同一水平面上，且其端部均安装结构相同的电机和螺旋桨；所述主折叠旋翼构件和辅折叠旋翼构件可折叠安装在机臂支架内；所述机臂支架端面对称设有电池槽。
2.根据权利要求 1 所述的模块化变体飞行器，其特征在于，所述主折叠旋翼构件和辅折叠旋翼构件的各铰接端分别设有螺纹孔，并通过紧定螺钉紧固。
3.根据权利要求 1 所述的模块化变体飞行器，其特征在于，所述升降臂和叉臂中间均为弧形结构，且其中间均设有镂空结构，所述升降臂和叉臂的两端分别为铰接端，设置在机架同侧的升降臂和叉臂，其弧形结构相互对立。
4.根据权利要求 1 所述的模块化变体飞行器，其特征在于，所述连接架上端安装顶盖。
5.根据权利要求 1 所述的模块化变体飞行器，其特征在于，所述机臂支架的侧端设有用于相互配合的倒角。
6.根据权利要求 1 所述的模块化变体飞行器，其特征在于，所述中心座底部装有用于安装植保模块、航拍模块的滑轨。
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