CN111278732A - 飞行器、有利地具有可摆动臂架的多轴飞行器 - Google Patents

Abstract

一种飞行器(AV)，该飞行器(AV)包括本体(10)和多个升力产生装置(61A、B，62A、B)。每个升力产生装置由相应的臂组件(20A、B)支承并且经由相应的臂组件(20A、B)连接至本体(10)；其中，臂组件能够在缩回位置与伸出的锁定及可释放位置之间移动。所述臂组件(20A、B)成对布置，并且每个臂组件对经由以可旋转的方式附接至本体(10)的中央主轴(30)互相连接。

Description

飞行器、有利地具有可摆动臂架的多轴飞行器

技术领域

如权利要求1的前序部分所说明的，本发明涉及飞行器(AV)，更具体地涉及能够作为远程控制的无人机操作的多轴飞行器。

背景技术

现有技术包括KR 10-1527544 B1，其公开了一种可折叠无人机，该可折叠无人机能够在无人机的旋翼臂在不使用无人机的时候折叠时使可折叠的无人机的尺寸减小。在机架的顶板与底板之间设置有多个臂，并且在每个臂的自由端部处设置有具有通过马达驱动的螺旋桨的旋翼。在顶板和底板的前侧和后侧两者处设置有一对前部连接单元中和一对后部连接单元。前部连接单元的宽度大于后部连接单元的宽度，从而允许将前臂和后臂并排折叠而不彼此重叠。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有多个马达的旋翼式多轴飞行器型AV，其有利地能够作为无人机操作，并且被设计成承载固定的和吊挂式的重货物载荷，有利地，重载荷在从约300kg与约500kg的范围内。

发明人在本发明的研发中发现，通过将上发动机、下发动机和螺旋桨定位在本文中所图示和描述的支架臂的装置中，并且其中上发动机、下发动机和螺旋桨沿相反方向转动，从而有利地避免了瞬时旋转。“切换和锁定”系统是能够容易、快速地修改UAV、特别是以适应快速部署的机构。旋翼臂能够通过从缩回位置摆动至安全锁定的伸出位置而容易地展开以用于飞行，或者能够通过朝向AV的机架摆动旋翼臂而迅速地折叠以用于容易且紧凑的运输。本发明的AV还能够实现用以始终选择要接合的旋翼的最佳数量以增加飞行时间或最大提升能力的选择。切换机构有利地包括以可旋转的方式连接至AV机架的中央主轴。成对的旋翼臂有利地附接至中央主轴的相应的第一端部和第二端部。

锁定机构包括弹簧加载的锁定开口销，该弹簧加载的锁定开口销以旋翼臂的预先确定的旋转角度滑动到中央主轴中。

本发明提供了一种用于具有升力产生装置的飞行器的可摆动臂架，根据所附专利权利要求1中提供的说明，该飞行器有利地是多轴飞行器。

因此，提供了一种飞行器，该飞行器包括本体和多个升力产生装置；每个所述升力产生装置由相应的臂组件支承并且经由相应的臂组件连接至本体；其中，臂组件能够在缩回位置与伸出的锁定及可释放位置之间移动，其特征在于，所述臂组件成对地布置，并且每个臂组件对通过以可旋转的方式附接至本体的中央主轴互相连接。

在一个实施方式中，每个臂组件对形成在同一角部部分处安装在本体上并且通过所述摆动主轴彼此连接的上臂和下臂，并且主轴被轴颈安装在相应的一对上臂附接支架和下臂附接支架中，从而形成能够在所述伸出的臂位置与所述缩回的臂位置之间摆动的可摆动臂对。

飞行器还可以包括相应的盖，所述盖能够在角部部分中的每个角部部分处附接至本体，以便至少对摆动主轴以及摆动主动的上臂附接支架和下臂附接支架的相应对中的轴颈装置提供保护。

飞行器还可以包括位于上臂附接支架和下臂附接支架中的每一中的开口，所述开口位于要接纳摆动主轴的大圆形开口的相反侧上，所述开口容纳螺钉，螺钉配装到位于盖的上部端部和下部端部处的对应开口中，以将盖固定至上臂附接支架和下臂附接支架，由此盖用于维持和固定上臂附接支架和下臂附接支架的相关联部分的间隔。

该飞行器还可以包括摆动锁定装置，该摆动锁定装置构造成用于每个主轴，以将臂对保持在伸出位置和缩回位置中的至少一者中。

在一个实施方式中，主轴包括中空部分并且包括上开口和下开口、以及上中央开口和下中央开口位于中空部分中，用于在摆动主轴与安装在上臂和下臂中的相应的上臂和下臂上的部件之间引导控制线路、动力线路或燃料线路，上中央开口和下中央开口位于中空的摆动主轴中，用于在摆动主轴与布置在本体中的设备之间布置所述控制线路、动力线路或燃料线路。

在一个实施方式中，主轴是管状摆动主轴，该管状摆动主轴具有：凸轮，该凸轮位于摆动主轴圆周的至少一部分上；第一臂附接支架和第二臂附接支架，第一臂附接支架和第二臂附接支架具有用于接纳摆动主轴的相应的第一部分和第二部分并且为摆动主轴的相应的第一部分和第二部分提供轴颈安装的开口；第一装置和第二装置，第一装置和第二装置用于将摆动主轴保持在位于第一臂附接支架与第二臂附接支架之间的间隙中的位置中；以及锁定装置，该锁定装置包括可移动的开口销，该开口销布置成能够在锁定位置与释放位置之间移动，在锁定位置，开口销与凸轮齐平并且布置在凸轮的凹口或谷部中，在释放位置，开口销与凸轮不齐平。

飞行器本体可以是矩形本体，并且臂组件对连接至所述本体的每个角部部分。

附图说明

在下文中，将借助于示例并且参照附图来描述本发明，在附图中：

图1是图示了根据本发明的多轴飞行器式无人机的实施方式的第一立体图；

图2A是图示了图1中所图示的根据本发明的多轴飞行器式无人机的实施方式的第二俯视立体图照片；

图2B是图示了图1和图2A中所图示的根据本发明的多轴飞行器式无人机的实施方式的第三侧视立体图照片；

图3是图示了包括在图1、图2A和图2B中所图示的根据本发明的多轴飞行器式无人机的实施方式中的马达/螺旋桨臂支架装置的实施方式的各部件的分解图；

图4是图示了图3中所图示的马达/螺旋桨臂支架装置的实施方式的侧视立体局部组装图；

图5A是图示了图3和图4中所图示的马达/螺旋桨臂支架装置的实施方式中的马达/螺旋桨臂支架摆动件和锁定/释放装置的实施方式的侧视立体局部组装图；

图5B是图示了图5A中所图示的马达/螺旋桨臂支架摆动件和锁定/释放装置的实施方式的侧视局部组装图；以及

图6是图示了图5A和5B中所图示的马达/螺旋桨臂支架锁定/释放装置的实施方式的各部件的分解图。

具体实施方式

为了简单起见，在下文中将马达/螺旋桨臂支架称为臂，并且将底盘或机架称为本体。

首先参照图1的附图，图示了根据本发明的完整的旋翼式多轴飞行器，该旋翼式多轴飞行器处于臂从本体摆出且被锁定以准备飞行的构型。在该附图中所标示的是：大致矩形的本体10；多个上臂附接支架40A，所述多个上臂附接支架40A附接至本体以便形成本体矩形的上部角部部分；多个下臂附接支架40B，所述多个下臂附接支架40B附接至本体以便形成本体矩形的下部角部部分；多个上臂20A，所述多个上臂20A铰接至本体矩形的所述相应上角部部分中的相应上角部部分，并且从本体矩形的所述相应上角部部分中的相应上角部部分向上和向外延伸；多个下臂20B，所述多个下臂20B铰接至本体矩形的所述下角部部分中的相应下角部部分，并且从本体矩形的所述下角部部分中的相应下角部部分向下和向外延伸；多个上马达支承件60A，所述多个上马达支承件60A附接在上臂20A中的每个上臂的相应外部端部处；多个下马达支承件60B，所述多个下马达支承件60B附接在下臂20B的相应外部端部处；多个上马达61A，所述多个上马达各自具有上马达驱动的螺旋桨或旋翼62A并且安装在上马达支承件60A中的相应的上马达支承件上；以及多个下马达61B，所述多个下马达61B各自具有下马达驱动的螺旋桨或旋翼62B并且安装在下马达支承件60B中的相应的下马达支承件上。本体布置成至少承载动力或燃料供给控制器装置，以用于控制应用于螺旋桨的驱动旋转的动力。在无线的实施方式中，本体还适于容纳用于马达和控制器的动力源或燃料源。马达61A、61B有利地是电动马达，并且动力源是用于在本发明的飞行器上提供或产生电力的电池、太阳能面板或其他装置。每对上臂20A和下臂20B在本体上安装在相同的角部部分处并且通过摆动主轴(图1中未示出)彼此连接，该摆动主轴被轴颈安装在相应的一对上臂附接支架40A和下臂附接支架40B中，从而形成可摆动臂对，所述可摆动臂对能够在伸出臂位置与缩回臂位置之间摆动。在所述角部中的每个角部处设置有能够附接至本体的盖50，以便至少对位于相应对的上臂附接支架40A和下臂附接支架40B中的摆动主轴(图1中未示出)及其轴颈装置提供保护。

参照图2A，以立体图图示了从本发明的AV的实施方式的上方拍摄的照片。在该图2A中，由于立体视角稍微偏离中央，并且相对于本体中央位于左侧，因此在照片的右手部分中可以清楚地区分两个臂对的两组上臂和下臂，而在照片的左手侧，上臂中的每个上臂基本上与相应臂对的相应下臂的大部分重叠并且基本上将相应臂对的相应下臂的大部分隐藏，从而使仅马达及马达的每个相应的臂的相应的螺旋桨或旋翼叶片的部分可见且可清楚地区分。

对应于图2A，在图2B中，以立体图图示了从图2A中所示出的本发明的AV的实施方式的侧面拍摄的照片，本体以及上臂和下臂中的每一者相应地基本上与相应的相邻上臂和下臂的大部分重叠并且基本上将相应的相邻上臂和下臂的大部分隐藏，从而使仅马达及马达的相对于摄像位置最远地定位的臂的相应的螺旋桨或旋翼叶片的部分可见且可清楚地区分。

参照图3，提供了根据本发明的AV中的可摆动臂装置的部件的第一立体分解示意图。在该实施方式中，上臂20A和下臂20B中的每一者由可位于附图的相应极端左手侧和右手侧上的相应的第一臂半部和第二臂半部形成。臂半部上的多个圆形特征标示了用于连接臂半部以形成臂的紧固件的位置。与位于臂的内部部分处的圆形特征结合还绘制了邻近地定位的虚线中的第一对邻近地定位的虚线，以标示代表用于紧固件的位置的下述圆形特征，所述圆形特征在内部端部处容纳用于将臂对中的臂附接至摆动主轴30的上部部分和下部部分的紧固件；并且还与位于臂的外部部分处的圆形特征结合绘制了邻近地定位的虚线中的第二对邻近地定位的虚线，以标示代表用于紧固件的位置的下述圆形特征，所述圆形特征在外部臂端部处容纳用于将臂对中的臂附接至上马达支承件60A和下马达支承件60B中的相应上马达支承件和下马达支承件的紧固件。呈大致管状形式的中央定位的摆动主轴30的上部部分和下部部分配装在上臂附接支架40A和下臂附接支架40B中的相应上臂附接支架和下臂附接支架中的相应的大圆形开口中的开口中，这又适于与位于本体的角部上的安装装置配装。穿过摆动主轴30的纵向中央轴线以及上臂附接支架40A和下臂附接支架40B中的大圆形开口延伸的虚线标示这些部件组装时所要沿着的竖向线。上臂附接支架40A和下臂附接支架40B中的每一者中的两个较小的开口——这两个较小的开口位于将要容纳摆动主轴的大圆形开口的相对侧——容纳螺钉，所述螺钉配装在位于盖50的上部端部和下部端部处的对应的开口中，以用于将盖固定至上臂附接支架40A和下臂附接支架40B。因此，盖50还用于维持和固定上臂附接支架40A和下臂附接支架40B的相关联部分的间隔。针对每个摆动主轴30设置有摆动锁定装置——该摆动锁定装置的部件共同由数字70标示——以保持锁定在伸出位置和缩回位置中的至少一者中的臂对。

参照图4，提供了第一立体组装图，其图示了图3中所图示的组装成准备安装在本体上以形成根据本发明的AV的可摆动臂对系统的部件。在该组装中，上马达支承件60A和下马达支承件60B还分别设置有上马达61A和下马达61B，并且可摆动臂对20A、20B定位在相对于上臂附接支架40A和下臂附接支架40B的缩回位置中。摆动主轴锁定装置70包括：一对上导引支承件71A和下导引支承件71B；多个导引杆72，所述多个导引杆72具有第一端部和第二端部，第一端部和第二端部适于被保持在上导引支承件71A和下导引支承件71B中的相应的上导引支承件和下导引支承件的端部中的孔中；板状开口销73，该板状开口销73具有多个平行的通孔，所述多个平行的通孔适于接纳导引杆72中的相应导引杆，以便在平行布置的导引杆72的纵向方向上提供来回滑动的开口销73；复位弹簧74；以及长形释放按钮75。滑动开口销73在被组装并且保持在上臂附接支架40A与下臂附接支架40B之间的位置时能够在导引杆上在上导引支承件71A与下导引支承件7IB之间的间隙中在锁定位置与释放位置之间滑动，并且滑动开口销73通常由布置成将开口销推至锁定位置的弹簧保持在锁定位置。在开口销的上导引支承件件71A与下导引支承件71B之间的间隙中的锁定位置中，开口销与布置在摆动主轴30的中央部分上的凸轮34(参见图6)齐平，并且开口销的突出端部部分骑跨在凸轮的一侧或者布置在凸轮中的凹口中。主轴在位于凸轮的凹口中时可以被旋转直到凸轮的边缘抵接开口销的边缘并且在该位置处被开口销阻止进一步旋转为止。长形释放按钮布置在上导引支承件71A和下导引支承件71B中的——位于板状开口销的关于复位弹簧74的位置相反的一侧处的——相关联的一者内，并且长形释放按钮具有靠置在开口销的面对表面上或邻近于开口销的面对表面定位的一个端部以及从相关联的导引支承件的突出的相反端部。因此，通过沿抵抗复位弹簧74的力的方向在释放按钮75的突出端部上施加推力，开口销将沿着导引杆滑动至不再与凸轮齐平的位置。当开口销不与摆动主轴的凸轮齐平时，凸轮与开口销之间就不存在相互作用，并且摆动主轴通过摆动主轴轴颈安装在上臂附接支架40A和下臂附接支架40B中的大开口中而自由旋转。如果释放按钮75在凸轮的升高部分面对开口销的突出端部时被释放，则复位弹簧74将使开口销靠置在凸轮上并且被迫抵靠凸轮的一侧，直到摆动主轴30已经充分旋转以使凸轮的凹口定位成允许开口销的突出端部再次移动至上导引支承件71A与下导引支承件71B之间的间隙中的锁定位置。

参照图5A，提供了第二立体组装图，其图示出了不包括图3中所图示的臂和臂相关部件的局部组装。在该图示中还示出了：位于中空摆动主轴中的上开口32A和下开口32B，所述上开口32A和下开口32B用于在摆动主轴与安装在上臂20A和下臂20B中的相应上臂和下臂上的部件之间引导控制线路、动力线路或燃料线路；以及位于中空摆动主轴中的上中央开口33A和下中央开口33B，所述上中央开口33A和下中央开口33B用于在摆动主轴与布置在本发明的AV的本体中的设备之间引导所述控制线路、动力线路或燃料线路。该附图中示出的其他部件和元件对应于图4中已经图示的部件或元件。

参照图5B，提供了第二侧视组装图，其图示了图5A中所图示的局部组装，其中，更清楚地观察到在该实施方式中布置在上导引支承件71A中的复位弹簧和长形释放按钮。开口销明显地与摆动主轴30的凸轮部分34齐平，因此，开口销处于锁定位置，其中，开口销的突出端部布置在凸轮34中的凹口或“谷部”中。

参照图6，提供了第三立体分解图，其图示了构成锁定装置70的有利实施方式的部件，该锁定装置70用于锁定摆动主轴以防止摆动主轴旋转，从而将相关联的一对臂20A、20B锁定在预先确定的摆动位置，该预先确定的摆动位置可以是缩回位置或伸出位置中的至少一者。在该实施方式中，锁定装置70包括：下导引支承件71B，该下导引支承件71B具有三角形横截面和孔，该孔在位于三个角部中的每个角部处的上部部分中，以用于接纳和保持三个导引杆中的一个导引杆的下部部分；复位弹簧74；三个导引杆72；开口销73，该开口销73具有位于三角形的角部中的三个平行的通孔，以用于在导引杆72上滑动；上导引支承件71A，该上导引支承件71A具有三角形横截面、和在位于三个角部的每个角部处的下部中用于接纳和保持三个导引杆中的一个导引杆的上部部分的孔、以及用于容纳释放按钮的中央孔；以及长形释放按钮，该长形释放按钮定长度成使得：长形释放按钮的上部端部从上导引支承件71A的顶部突出，而长形释放按钮的下部端部靠置在开口销73的上表面上。作为参照，在该附图中还示出了摆动主轴30，以大致图示了当凸轮34中的凹口或“谷部”面对开口销时，开口销沿摆动主轴30的方向突出的端部如何与摆动主轴30的凸轮部分34齐平，在该实施方式中，凸轮34中的该凹口或“谷部”看似延伸了摆动主轴30的约180度的旋转角度。为了图示用于将摆动主轴30轴颈安装在位于上臂附接支架40A和下臂附接支架40B中的大圆形开口中的装置，还示出了在摆动主轴30上径向向外突出的上凸缘31A和下凸缘31B的进一步细节，并且提供了用于将摆动主轴30以及因此的凸轮部分34保持在上臂附接支架40A与下臂附接支架40B之间的位置的装置。

应当理解的是，已经借助于示例的方式并且参照本发明的实施方式对本发明进行了解释，并且在权利要求的范围内还可以设想实现本发明的发明原理和方面的其他实施方式。作为示例，实施AV的发明可以是如下的实施方式：在该实施方式中，仅包括上臂20A或仅包括下臂20B，或者甚至是除了本文中为了描述本发明而已经公开的内容之外的上臂20A或仅下臂20B的其他组合。类似地，虽然仅示出了一种设计来对本发明进行说明和解释，但是马达支承件可以以与本文中已经公开的不同方式定向，并且臂可以具有不同的设计。

Claims (8)

1.一种飞行器(AV)，所述飞行器(AV)包括本体(10)和多个升力产生装置(61A、61B、62A、62B)；每个所述升力产生装置由相应的臂组件(20A、20B)支承并且经由所述相应的臂组件(20A、20B)连接至所述本体(10)；其中，所述臂组件能够在缩回位置与伸出的锁定及可释放位置之间移动，

其特征在于，

所述臂组件(20A、20B)成对地布置，并且每个臂组件对经由以可旋转的方式附接至所述本体(10)的中央主轴(30)互相连接。

2.根据权利要求1所述的飞行器，其中，每个臂组件对形成在同一角部部分处安装在所述本体(10)上并且通过所述摆动主轴(30)彼此连接的上臂(20A)和下臂(20B)，并且所述主轴轴颈安装在相应的一对上臂附接支架(40A)和下臂附接支架(40B)中，从而形成能够在所述伸出的臂位置与所述缩回的臂位置之间摆动的可摆动臂对。

3.根据权利要求2所述的飞行器，还包括相应的盖(50)，所述盖(50)能够在所述角部部分中的每个角部部分处附接至所述本体(10)，以便至少对所述摆动主轴(30)以及所述主轴(30)的位于所述上臂附接支架(40A)和所述下臂附接支架(40B)的相应对中的轴颈装置提供保护。

4.根据权利要求3所述的飞行器，还包括位于所述上臂附接支架(40A)和所述下臂附接支架(40B)中的每一者中的开口，所述开口位于要接纳所述摆动主轴的大圆形开口的相反侧上，所述开口容纳螺钉，所述螺钉配装到位于所述盖(50)的上部端部和下部端部处的对应开口中以用于将所述盖固定至所述上臂附接支架(40A)和所述下臂附接支架(40B)，由此所述盖(50)用于维持和固定所述上臂附接支架(40A)和所述下臂附接支架(40B)的相关联部分的间隔。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的飞行器，还包括摆动锁定装置(70)，所述摆动锁定装置(70)构造成用于每个主轴(30)，以将臂对保持锁定在所述伸出位置和所述缩回位置中的至少一者中。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的飞行器，所述主轴(30)包括中空部分并且包括上开口(32A)和下开口(32B)、以及上中央开口(33A)和下中央开口(33B)，所述上开口(32A)和所述下开口(32B)位于所述中空部分中，用于在所述摆动主轴与安装在上臂(20A)和下臂(20B)中的相应的上臂和下臂上的部件之间引导控制线路、动力线路或燃料线路，所述上中央开口(33A)和所述下中央开口(33B)位于中空的所述摆动主轴中，用于在所述摆动主轴与布置在所述本体(10)中的设备之间引导所述控制线路、所述动力线路或所述燃料线路。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的飞行器，其中，所述主轴(30)是管状摆动主轴，所述管状摆动主轴具有：凸轮(34)，所述凸轮(34)位于摆动主轴圆周的至少一部分上；第一臂附接支架(40A)和第二臂附接支架(40B)，所述第一臂附接支架(40A)和所述第二臂附接支架(40B)具有用于接纳所述摆动主轴的相应的第一部分和第二部分并为所述摆动主轴的相应的所述第一部分和所述第二部分提供轴颈安装的开口；第一装置和第二装置，所述第一装置和所述第二装置用于将所述摆动主轴保持在位于所述第一臂附接支架与所述第二臂附接支架之间的间隙中的位置中；以及锁定装置，所述锁定装置包括可移动的开口销(73)，所述开口销(73)布置成能够在锁定位置与释放位置之间移动，在所述锁定位置，所述开口销与所述凸轮齐平并且布置在所述凸轮的凹口或谷部中，在所述释放位置，所述开口销与所述凸轮不齐平。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的飞行器，其中，所述本体(10)是矩形本体，并且臂组件对连接至所述本体的每个角部部分。

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