CN111204442A - 一种可拆卸式机臂及无人机 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机技术领域，具体涉及提供了一种可拆卸式机臂及无人机，包括：机身连接管；旋翼连接臂，旋翼连接臂的一端与机身连接管插接；弹性夹紧件，弹性夹紧件固定在机身连接管端部；锁紧件，锁紧件设于机身连接管上且环设在弹性夹紧件外，旋翼连接臂插入机身连接管后，弹性夹紧件在锁紧件的作用下夹紧所述旋翼连接臂；插接件：插接件包括固定在旋翼连接臂端部的插头和固定在机身连接管内部的插座，插头对应插接在所述插座内。上述可拆卸式机臂操作方便且快捷，固定牢靠；机身连接管与机身之间还可以进行折叠，通过折叠组件实现机臂与机身之间的快速折叠。所提供的无人机，能够根据实际需要减小无人机所占用的空间，操作便捷。

Description

一种可拆卸式机臂及无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种可拆卸式机臂及无人机。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人机行业的迅速发展，越来越多的无人机被应用到农业、林业、电力、测绘、遥测等行业。

多旋翼无人机是目前市场上比较常见的无人机，多旋翼无人机通常由机身、机臂、起落架组成。机身上安装有飞行控制器、电池、传感器等一些其它设备。机臂有多个且均布在机身周边，起落架用来支撑整个机身。

为了节省占用空间以便于携带和运输多旋翼无人机，在运输和储存时通常需要将机臂从机身上拆卸下来，从而达到减小体积的目的，同时也可以在运输过程中避免由机身延伸出的机臂被外物碰撞而损坏；在无人机飞行前，再将机臂安装在机身上。

现有拆卸机臂的方式通常是将机臂与连接在机身上的碳管相互对接，在机臂上设有外螺纹，与机身连接的碳管上设有套管，套管上设有内螺纹，通过套管将机臂与碳管螺纹连接后固定，旋翼结构在带动无人机飞行的过程中会产生振动，该振动传递至机臂，使得机臂随之振动，由于机臂频繁振动，长期下来，套管与碳管上的螺纹会出现磨损，套管与碳管之间产生虚位，从而使得连接松动，不利于无人机飞行安全。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种可拆卸式机臂及无人机，机臂采用插拔式方式进行拆卸，连接可靠且不易松动。

为达到上述技术效果，本发明实施例采用以下技术方案：一方面，本发明其中一实施例提供了一种可拆卸式机臂，其连接于无人机的机身上，包括：

机身连接管，所述机身连接管的一端连接在无人机的机身上；

旋翼连接臂，所述旋翼连接臂的一端与所述机身连接管插接，另一端固定有旋翼；

弹性夹紧件，所述弹性夹紧件固定在所述机身连接管端部；

锁紧件，所述锁紧件设于所述机身连接管上且环设在所述弹性夹紧件外，所述旋翼连接臂插入所述机身连接管后，所述弹性夹紧件在锁紧件的作用下夹紧所述旋翼连接臂；

插接件：所述插接件包括固定在所述旋翼连接臂端部的插头和固定在所述机身连接管内部的插座，所述旋翼连接臂与所述机身连接管插接后，所述插头对应插接在所述插座内。

本发明实施例所提供的可拆卸式机臂，包括插拔式连接的机身连接管和旋翼连接臂，两者通过弹性夹紧件和锁紧件进行固定，旋翼连接臂插入机身连接管后，旋紧锁紧件，锁紧件对弹性夹紧件施加力，弹性夹紧件内缩后将所述旋翼连接臂夹紧后固定，连接可靠，不易松动。

作为本发明优选实施例，所述弹性夹紧件包括：

固定环，所述固定环包括两端相通的内侧环开口和外侧环开口，所述机身连

接管由所述固定环的内侧环开口穿入后与所述固定环相互固接，所述固定环的外侧环开口与所述机身连接管的端部位于同一平面；

弹性夹片，所述弹性夹片有多个，多个弹性夹片沿所述固定环周向间隔连接在所述固定环上，所述弹性夹片的一端连接在所述固定环的外侧环开口处并沿着轴向向外延伸，多个弹性夹片围成环状结构，所围成环状结构的外径由固定环处向外逐渐变小；所述弹性夹片表面沿着周向设有外螺纹。

另一方面，本发明其中一实施例还提供了一种无人机，包括机身和上述的可拆卸式机臂，所述可拆卸式机臂有多个且间隔环绕所述机身设置。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明实施例所提供的可拆卸式机臂包括机身连接管和旋翼连接臂，两者通过弹性夹紧件和锁紧件实现插拔和固定，弹性夹紧件具有弹性形变，在锁紧件的作用下会自动收缩后夹紧旋翼连接臂，操作方便且快捷，固定牢靠；机身连接管与机身之间还可以进行折叠，通过折叠组件实现机臂与机身之间的快速折叠。本发明实施例所提供的无人机，能够根据实际需要减小无人机所占用的空间，操作便捷。

附图说明

图1为本发明实施例所提供无人机的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供机身连接管的分离式结构示意图；

图3为本发明实施例所提供机身连接管与旋转连接臂的插拔式连接示意图；

图4为图1中A处内部结构示意图；

图5为本发明实施例所提供折叠组件的结构示意图。

图中：

100、机身；101、半环管；

1、机身连接管；1.1、定位孔；1.2、延伸部；2、旋翼连接臂； 3、插座；4、插头；5、锁紧件；6、限位卡圈；7、弹性夹片；8、固定环；9、转轴；10、扭簧；11、按钮；11.1、按压部；11.2、抵压部；12、固定销；13、传动件；13.1、“┐”形连接板；13.2、倾斜板；13.3、连接片；14、固定柱。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一：

本实施例提供了一种无人机，包括机身和可拆卸式机臂，所述可拆卸式机臂有多个且间隔环绕所述机身设置，本实施例中，可拆卸式机臂有四个，参阅图，该可拆卸式机臂包括机身连接管1，机身连接管的一端连接在无人机的机身100上；旋翼连接臂2，该旋翼连接臂2的一端与所述机身连接管插接，另一端固定有旋翼；弹性夹紧件，该弹性夹紧件固定在所述机身连接管端部；锁紧件5，所述锁紧件设于所述机身连接管上且环设在所述弹性夹紧件外，所述旋翼连接臂插入所述机身连接管1后，所述弹性夹紧件在锁紧件的作用下夹紧所述旋翼连接臂2；

插接件：所述插接件包括固定在所述旋翼连接臂2端部的插头4和固定在所述机身连接管1内部的插座3，所述旋翼连接臂2与所述机身连接管1插接后，所述插头4对应插接在所述插座3内。插头通过连接线与旋翼连接，插座通过连接线与飞行控制器连接。

本实施例中，为了便于无人机运输和储存，将机臂分为两部分，机身连接管1和旋翼连接臂2，旋翼连接臂与机身连接管插接，并通过锁紧件和弹性夹紧件固定，弹性夹紧件固定在机身连接管端部，其可以形成供旋翼连接臂穿过的环状结构，该环状结构的直径可以略小于旋翼连接臂的直径，当旋翼连接臂从弹性夹紧件穿过后插入机身连接管内的过程中，弹性夹紧件对旋翼连接臂施加一定的夹紧力，环设于弹性夹紧件外的锁紧件施加作用力于弹性夹紧件，进一步加强弹性夹紧件对旋翼连接臂的夹紧力，需要说明的是，为了保证连接稳定性，旋翼连接臂与机臂连接管不是对接的方式，而是旋翼连接臂插入到机臂连接管内一段距离。

实施二：

在实施例1的基础上，优选地，所述弹性夹紧件包括固定环8和弹性夹片7，所述固定环8包括两端相通的内侧环开口和外侧环开口，所述机身连接管由所述固定环的内侧环开口穿入后与所述固定环相互固接，所述固定环的外侧环开口与所述机身连接管的端部位于同一平面；可以采用胶粘的方式，将固定环与机身连接管固定粘接。所述弹性夹片7有多个，优选地，弹性夹片有三个，三个弹性夹片沿所述固定环周向间隔连接在所述固定环上，所述弹性夹片的一端连接在所述外环开口处并沿着轴向向外延伸，多个弹性夹片围成环状结构，所围成环状结构的外径由固定环处向外逐渐变小；所述弹性夹片表面沿着周向设有外螺纹。

对应地，所述锁紧件5为长度大于所述弹性夹紧件的套管，内螺纹的轴向长度大于外螺纹的轴向长度，所述套管设有与所述弹性夹片上外螺纹相匹配的内螺纹，所述套管套设于所述机身连接管上且内径由所述机身连接管端部向外逐渐减小。

旋翼连接臂与机身连接管的安装过程如下：将旋翼连接臂2的一端由弹性夹片7围成的环形结构的一端插入，弹性夹片7可以为具有弹性形变的塑料制成，由于弹性夹片所围成的环形结构的入口直径略小于旋翼连接臂的直径，旋翼连接臂2插入后，各弹性夹片7将旋翼连接臂2夹紧，旋翼连接臂沿着轴向插入到机身连接管内部。弹性夹片依靠自身的弹力对旋翼连接臂施加作用力，为了进一步加强弹性夹片与旋翼连接臂的固定作用，在弹性夹片外设置了锁紧件，该锁紧件作用于弹性夹片，将弹性夹片紧固。具体地，本实施例所提供的锁紧件为套管，套管内径由所述机身连接管端部向外逐渐减小，当旋翼连接臂插入机身连接管后，旋转套管，使得套管与弹性夹片紧配合，将弹性夹片锁紧。

本实施例中，弹性夹片2所围成的环状结构以及套管的直径都是由一端向另一端逐渐减小，其上的螺纹也呈倾斜状，即使中间某处的螺纹出现磨损，也不会影响松紧效果。

为了限制锁紧件的移动范围，避免从机身连接管1上脱落，还包括限位卡圈6，所述限位卡圈6套设于所述机身连接管1上，所述限位卡圈包括两端相通的内侧环开口和外侧环开口，所述限位卡圈的直径由其内侧环开口处向其外侧环开口处逐渐增大；所述限位卡圈的内侧环开口的内径与所述机身连接管的直径相匹配，且所述限位卡圈6的内侧环开口的内径小于所述固定环的外径，固定环止挡所述限位卡圈向外脱落，所述限位卡圈的外侧环开口的内径大于所述固定环的外径；所述限位卡圈与所述锁紧件相互卡接，可选地，所述限位卡圈的外侧环开口处间隔设有多个卡槽，所述锁紧件端部延伸有与所述卡槽一一对应的卡台。

锁紧件与卡圈固定连接为一体，在机身连接管1上可以小距离范围内来回运动，沿着机身连接管1轴向向外运动时，卡圈运动至固定环8处止，沿着机身连接管1轴向向内运动时，运动至锁紧件5内螺纹与弹性夹片7外螺纹紧密配合时为止，本实施例为了克服现有机臂所采用螺纹连接方式固定而出现的松动现象，将弹性夹片做成倾斜状，一方面有利于弹性夹片夹紧旋翼连接臂，另一方面使得弹性夹片上外螺纹与锁紧件内螺纹配合时，即使其中某处螺纹出现磨损，可以向内侧继续旋动锁紧件，使得锁紧件在机身连接管上运动，从而使得外螺纹和内螺纹再次紧密配合。

在其它实施例中，锁紧件作用于弹性夹紧件的方式还可以为固定卡环，固定卡环分为左右两半，左右两半卡环相互对接后将各弹性夹片紧密包设在其内。

实施例三：

在上述实施例的基础上，为了确保插接件插接到位，避免出现错位现象，同时提高操作的便捷性和有效性，所述机身连接管1上设有第一定位孔1.1，所述旋翼连接臂上设有第二定位孔，所述机身连接管与所述旋翼连接臂插接到位时，所述第一定位孔与所述第二定位孔重合。所述插头上设有定位槽，所述插座对应位置设有定位块，所述机身连接管与所述旋翼连接臂插接到位时，所述定位块插接在所述定位槽内。第一定位孔和第二定位孔重合时，能够在轴向上确定插接到位，插头的定位槽与定位块卡接时，能够在周向上确定插接到位，两种方式相结合，能够快速且有效地确保插接件插接到位，机身连接管与旋翼连接臂恰当插接。

实施例四：

在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种折叠机臂的方式，使得该机臂不仅能实现插拔，而且可以实现折叠，用户可以根据实际需要选择相应的方式折叠或插拔机臂以实现减小无人机占用面积的目的。本实施例所提供的无人机还包括机臂折叠组件，所述机臂折叠组件包括转轴9、按钮11、限位件和传动件，所述机身连接管1的一端通过转轴9转动连接在机身100上；所述机身向外延伸有半环管101，所述机臂与所述半环管转动连接，所述转轴穿设于半环管内，所述机臂端部沿轴向设有一体连接的延伸部1.2，所述延伸部转动连接在所述转轴上。由于半环管的底部开口，机臂的延伸部围绕转轴向下转动的过程中不会产生干涉。本实施中，在机身连接管的上部管壁上开设有安装孔，按钮11穿设于所述安装孔内，所述限位件固定在所述机身内，所述传动件包括固定端和自由端，所述固定端转动连接在所述机身连接管内，所述自由端伸入所述机身内；所述机臂处于水平状态时，所述传动件的自由端与所述限位件相抵以限制机臂向下折叠，所述机臂需要向下折叠时，所述按钮11作用于所述传动件以使其固定端相对机身连接管的管壁转动，从而使得传动件的自由端远离限位件运动。

机臂处于水平状态下时，由于限位件止挡传动件的自由端处，使得机臂不能相对机身转动，当按钮11作用于传动件，传动件的固定端相对机臂的内壁转动，带动传动件的自由端向远离限位件的方向运动，此时，向下弯折机臂，由于传动件已经脱离了限位件的止挡作用，机臂通过转轴相对机身转动，传动件随着机臂的运动绕过限位件，从而实现机臂的折叠，可以将机臂折叠至垂直于水平面的状态。

优选地，所述机臂内设有固定销12，所述固定销的两端分别固定连接在所述

机身连接杆的内壁；所述传动件的一端转动连接在所述固定销12上，所述限位件为固定在机身内的固定柱14，所述固定柱14与所述固定销12平行且所述固定柱14与所述转轴9位于同一竖直平面内。

所述传动件13为波浪形，包括一体成型的“┐”形连接板13.1和倾斜板13.2，所述倾斜板的一端与所述“┐”形连接板的底部相接，另一端的两侧向上延伸有连接片13.3，所述连接片转动连接在所述固定销12上，“┐”形连接板和倾斜板之间的连接处呈钝角，机臂水平状态下，按钮11穿设于安装孔内，按钮的底面与“┐”形连接板的顶面相贴合，“┐”形连接板对按钮起到支撑作用，按钮被向下按压后作用于“┐”形连接板，按钮包括一体连接的按压部11.1和抵压部11.2，所述机身连接管的管壁上设有安装孔，所述按压部穿设于所述安装孔内，所述抵压部位于所述安装孔内侧，按压部的宽度小于抵压部的宽度，由于抵压部卡设于安装孔内侧，能够避免按钮11从安装孔向外脱出，另外，“┐”形连接板13.1对按钮11有支撑作用，在按钮按压的过程中，“┐”形连接板转动的范围能够保证按钮不会脱离安装孔而进入到机臂内。

本实施例中，优选地，所述传动件13的自由端呈向上翘起的弧状，机臂水平状态下，自由端呈现内扣状，将固定柱14卡设于其内，有利于提高机臂与机身连接的稳定性。当按钮作用于传动件14，传动件向下运动后远离固定柱14，然后向下折叠机臂，机臂围绕转轴转动，自由端弧状处与固定柱相接触，摩擦较小且避免出现卡死现象。

进一步地，为了提高传动件与固定柱之间的卡接效果，同时使得传动件快速复位，折叠组件还包括扭簧10，所述扭簧套设于所述转轴9上，所述扭簧包括两个扭臂，机臂水平状态下，两个扭臂分别抵在传动件和机臂上。

上述折叠机臂式无人机的折叠过程如下：机臂水平状态下，传动件的自由端与固定柱相互卡接，固定柱阻挡传动件运动，当按下按钮时，按钮推动传动件围绕固定销逆时针转动且远离固定销，传动件逆时针转动的过程中向下挤压扭簧的扭臂，向下弯折机臂时，由于按钮推动传动件运动后使得传动件脱离了固定柱的止挡范围，传动件随着机臂的转动而顺时针转动并且绕过固定柱，将机臂转动至与机身垂直为止。需要将折叠状态下的恢复至水平状态时，只需用手将机臂向上转动即可，机臂围绕转轴转动，扭簧推动传动件以及按钮快速复位，进而使得机臂处于水平状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可拆卸式机臂，其连接于无人机的机身上，其特征在于，包括：

机身连接管（1），所述机身连接管（1）的一端连接在无人机的机身上；

旋翼连接臂（2），所述旋翼连接臂（2）的一端与所述机身连接管（1）插接，另一端固定有旋翼；

弹性夹紧件，所述弹性夹紧件固定在所述机身连接管（1）端部；

锁紧件（5），所述锁紧件设于所述机身连接管（1）上且环设在所述弹性夹紧件外，所述旋翼连接臂（2）插入所述机身连接管（1）后，所述弹性夹紧件在锁紧件的作用下夹紧所述旋翼连接臂（2）；

插接件：所述插接件包括固定在所述旋翼连接臂（2）端部的插头（4）和固定在所述机身连接管（1）内部的插座（3），所述旋翼连接臂（2）与所述机身连接管（1）插接后，所述插头（4）对应插接在所述插座（3）内。

2.根据权利要求1所述的可拆卸式机臂，其特征在于，所述弹性夹紧件包括：

固定环（8），所述固定环包括两端相通的内侧环开口和外侧环开口，所述

机身连接管（1）由所述固定环（8）的内侧环开口穿入后与所述固定环（8）相互固接，所述固定环（8）的外侧环开口与所述机身连接管（1）的端部位于同一平面；

弹性夹片（7），所述弹性夹片有多个，多个弹性夹片沿所述固定环（8）周

向间隔连接在所述固定环（8）上，所述弹性夹片（7）的一端连接在固定环的外侧环开口处并沿着轴向向外延伸，多个弹性夹片围成环状结构，所围成环状结构的外径由固定环处向外逐渐变小；所述弹性夹片表面沿着周向设有外螺纹。

3.根据权利要求2所述的可拆卸式机臂，其特征在于，所述锁紧件为长度大于所述弹性夹紧件的套管，所述套管设有与所述弹性夹片上外螺纹相匹配的内螺纹，所述套管套设于所述机身连接管上且内径由所述机身连接管（1）端部向外逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的可拆卸式机臂，其特征在于，还包括限位卡圈（6），所述限位卡圈套设于所述机身连接管（1）上，所述限位卡圈包括两端相通的内侧环开口和外侧环开口，所述限位卡圈的直径由其内侧环开口处向其外侧环开口处逐渐增大；所述限位卡圈的内侧环开口的内径与所述机身连接管的直径相匹配，且所述限位卡圈的内侧环开口的内径小于所述固定环的外径，所述限位卡圈的外侧环开口的内径大于所述固定环的外径；所述限位卡圈（6）与所述锁紧件相互卡接。

5.根据权利要求1所述的可拆卸式机臂，其特征在于，所述机身连接管（1）上设有第一定位孔（1.1），所述旋翼连接臂上设有第二定位孔，所述机身连接管（1）与所述旋翼连接臂（2）插接到位时，所述第一定位孔与所述第二定位孔重合。

6.根据权利要求5所述的可拆卸式机臂，其特征在于，所述插头（4）上设有定位槽，所述插座对应位置设有定位块，所述机身连接管与所述旋翼连接臂插接到位时，所述定位块插接在所述定位槽内。

7.根据权利要求1所述的可拆卸式机臂，其特征在于，还包括机臂折叠组件，所述机臂折叠组件包括：

转轴,所述机身连接管（1）的一端通过转轴转动连接在机身上；

按钮，所述按钮卡设于所述机身连接管（1）上开设的安装孔内;包括一体连接的按压部和抵压部，所述按压部穿设于所述安装孔内，所述抵压部位于所述安装孔内侧；

限位件：所述限位件固定在所述机身内；

传动件（13）：所述传动件包括固定端和自由端，所述固定端转动连接在所述机身连接管内，所述自由端伸入所述机身内；

机臂水平状态下，所述传动件的自由端与所述限位件相抵以限制机身连接管向下折叠，所述机身连接管需要向下折叠时，所述按钮作用于所述传动件以使其固定端相对机身连接管的管壁转动，从而使得传动件的自由端远离限位件运动。

8.根据权利要求7所述的可拆卸式机臂，其特征在于，所述机身连接管内设有固定销（12），所述固定销的两端分别固定连接在所述机身连接管的内壁；所述传动件（13）为传动板，所述传动板的一端转动连接在所述固定销（12）上，另一端呈向上翘起的弧状；所述限位件为固定在机身内的固定柱（14），所述固定柱与所述固定销平行且所述固定柱与所述转轴（9）位于同一竖直平面内。

9.根据权利要求8所述的可拆卸式机臂，其特征在于，还包括扭簧（10），所述扭簧套设于所述转轴（9）上，所述扭簧包括两个扭臂，机臂水平状态下的两个扭臂分别抵在传动件和机身连接管上。

10.一种无人机，其特征在于，包括机身和权利要求1-9任意一项中所述的可拆卸式机臂，所述可拆卸式机臂有多个且间隔环绕所述机身设置。

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