CN111746782A - 一种无人机自动收桨装置及收桨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机领域，公开了一种无人机自动收桨装置及收桨方法，其中无人机自动收桨装置包括归中组件，归中组件能够驱动无人机由停放位置水平移动至指定位置；拨桨组件，拨桨组件能够驱动桨叶相对于电机的输出轴转动，使桨叶收拢至机身与相邻两个电机围成的折叠区域内。本发明提供的无人机自动收桨装置及收桨方法，先利用归中组件驱动无人机由停放位置水平移动至指定位置，再通过拨桨组件驱动桨叶相对于电机的输出轴转动，使桨叶收拢至机身与相邻两个电机围成的折叠区域内，实现无人机桨叶的自动折叠；在完成无人机的桨叶收拢后，桨叶均收拢至所有周向布设的电机围成的区域内，大幅度减小了无人机的占用空间。

Description

一种无人机自动收桨装置及收桨方法

技术领域

本发明涉及无人机领域，尤其涉及一种无人机自动收桨装置及收桨方法。

背景技术

无人机在存放时需要占用的大量的空间，其中，无人机的桨叶所占的面积远大于无人机的机身所占的面积。由其对于采用无人机自动机库对无人机进行自动化存放、充电等作业时，无人机自动机库的体积就必须非常大。

现有技术中多采用手动的方式对无人机的桨叶进行折叠，但是该种收桨方式在应用于无人机自动机库时，人工干预限制了无人机的自动化使用；部分无人机直接将桨叶做成具有自动折叠功能的桨叶，但势必会增加无人机的重量和生产成本，而且会使无人机的结构更加复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机自动收桨装置及收桨方法，能够在不改变无人机结构的同时，实现自动对无人机的桨叶进行折叠。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种无人机自动收桨装置，无人机包括机身及多个沿所述机身周向分布且与所述机身通过桨臂连接的电机，每个所述电机的输出轴均连接有能够相对于其转动或固定的桨叶，所述无人机自动收桨装置包括：

归中组件，所述归中组件能够驱动所述无人机由停放位置水平移动至指定位置；

拨桨组件，所述拨桨组件能够驱动所述桨叶相对于所述电机的输出轴转动，使所述桨叶收拢至所述机身与相邻两个所述电机围成的折叠区域内。

作为上述无人机自动收桨装置的一种优选技术方案，所述归中组件包括两个平行且间隔设置的第一归中臂和两个平行且间隔设置的第二归中臂，所述第一归中臂和所述第二归中臂周向交替布设围成有放置区域，所述无人机置于所述放置区域内；

每个所述第一归中臂能够向另一所述第一归中臂水平移动，且每个所述第二归中臂能够向另一所述第二归中臂水平移动，以推动所述机身至所述指定位置。

作为上述无人机自动收桨装置的一种优选技术方案，所述拨桨组件包括主拨桨单元，所述主拨桨单元包括能够水平移动的主拨桨臂，用于驱动所述桨叶相对所述电机的输出轴转动。

作为上述无人机自动收桨装置的一种优选技术方案，所述主拨桨单元包括两个能够同步水平移动的两个主拨桨臂，两个所述主拨桨臂之间的距离大于所述电机的最大外径且小于所述桨叶的长度。

作为上述无人机自动收桨装置的一种优选技术方案，所述主拨桨单元设于所述第一归中臂上且相对于所述第一归中臂固定。

作为上述无人机自动收桨装置的一种优选技术方案，每个所述电机配设至少两个所述桨叶，同一所述电机上的桨叶能够相对固定或转动；所述无人机自动收桨装置还包括：

预拨桨组件，能够驱动所述桨叶相对于对应的所述电机的输出轴转动，以使所述桨叶转动至预设拨桨位置；

所述桨叶处于预设拨桨位置时，每个所述桨叶的自由端均未处于所述主拨桨单元的两个所述主拨桨臂之间，以使所述主拨桨臂能够驱动所述桨叶相对所述电机的输出轴转动。

作为上述无人机自动收桨装置的一种优选技术方案，所述预拨桨组件包括预拨桨臂，所述预拨桨臂设于所述第二归中臂上且相对于所述第二归中臂固定。

作为上述无人机自动收桨装置的一种优选技术方案，还包括：

机台，用于放置所述无人机；

升降驱动单元，用于驱动所述机台能够升降以使其处于拨桨高度或归中高度，所述机台处于所述归中高度时，所述主拨桨臂的顶面和所述预拨桨臂的顶面均位于所述桨叶的下方，所述机台处于所述拨桨高度时，所述主拨桨臂的顶面和所述预拨桨臂的顶面均高于所述桨叶的下表面。

本发明还提供了一种无人机自动收桨方法，采用如上任一方案所述的无人机自动收桨装置；

归中组件驱动所述无人机由停放位置水平移动至指定位置；

拨桨组件驱动所述桨叶相对于所述电机的输出轴转动，使每个所述桨叶均收拢至所述机身与相邻两个所述电机围成的区域内。

作为上述无人机自动收桨方法的一种优选技术方案，在拨桨组件驱动所述桨叶相对于所述电机的输出轴转动之前，预拨桨组件驱动所述桨叶相对于对应的所述电机的输出轴转动，以使所述桨叶转动至预设拨桨位置。

本发明的有益效果：本发明提供的无人机自动收桨装置及收桨方法，先利用归中组件驱动无人机由停放位置水平移动至指定位置，再通过拨桨组件驱动桨叶相对于电机的输出轴转动，使桨叶收拢至机身与相邻两个电机围成的折叠区域内，实现无人机桨叶的自动折叠；在完成无人机的桨叶收拢后，桨叶均收拢至所有周向布设的电机围成的区域内，大幅度减小了无人机的占用空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的无人机自动收桨装置；

图2是本发明实施例提供的无人机自动收桨方法的流程图。

图中：

11、第一归中臂；111、凹槽；12、第二归中臂；13、归中驱动；

21、主拨桨臂；

31、预拨桨臂；

41、机身；42、电机；43、桨叶；

5、机台。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

如图1所示，本实施例提供了一种无人机自动收桨装置，无人机包括机身41及多个沿机身41周向分布且与机身41通过桨臂连接的电机42，每个电机42的输出轴均连接有能够相对于其转动或固定的桨叶43，无人机自动收桨装置包括归中组件和拨桨组件，其中，归中组件能够驱动无人机由停放位置水平移动至指定位置；拨桨组件能够驱动桨叶43相对于电机42的输出轴转动，使桨叶43收拢至机身41与相邻两个电机42围成的折叠区域内。

本实施例提供的无人机自动收桨装置，先利用归中组件驱动无人机由停放位置水平移动至指定位置，再利用拨桨组件驱动桨叶43相对于电机42的输出轴转动，使桨叶43收拢至机身41与相邻两个电机42围成的折叠区域内，实现无人机桨叶43的自动折叠；在完成无人机的桨叶43收拢后，桨叶43均收拢至所有周向布设的电机42围成的区域内，大幅度减小了无人机的占用空间。

如图1所示，示例性地，无人机包括四个绕机身41周向布设的电机42，每个电机42配设两个桨叶43。需要说明的是，每个电机42配设的两个桨叶43中，两个桨叶43可以相对转动，也可以相对固定，具体地，其中一个桨叶43因外力而相对于电机42的输出轴转动且另一个桨叶43不受外力时，不受外力的桨叶43能够跟随受外力的桨叶43同步转动；在外力同时作用于两个桨叶43时，两个桨叶43在相对于电机42的输出轴转动的同时，两个桨叶43之间存在相对转动。现有无人机上的桨叶43已具有上述功能，在此不再赘叙。

进一步地，归中组件包括两个平行且间隔设置的第一归中臂11和两个平行且间隔设置的第二归中臂12，第一归中臂11和第二归中臂12周向交替布设围成有放置区域，无人机置于放置区域内；每个第一归中臂11能够向另一第一归中臂11水平移动，且每个第二归中臂12能够向另一第二归中臂12水平移动，以推动机身41至指定位置。

具体地，归中组件还包括归中驱动13单元，第一归中臂11和第二归中臂12均配设有归中驱动13单元，归中驱动13单元可以采用电机42丝杠滑块结构，也可以采用电机42齿轮齿条结构等现有技术中能够实现直线运动的结构，在此不再具体描述。

在对无人机进行归中时，先让两个第一归中臂11相向水平移动第一预设距离，再让两个第二归中臂12相向水平移动第二预设距离，在完成对无人机的归中后，两个第一归中臂11和两个第二归中臂12均恢复至初始位置。

需要说明的是，机身41包括本体和起落架，对无人机进行归中时，第一归中臂11和第二归中臂12主要作用于起落架。于其他实施例中，还可以将第一归中臂11和第二归中臂12作用于本体。

本实施例中，第一归中臂11和第二归中臂12垂直设置。需要说明的是，于其他实施例中，还可以仅设置两个相对设置第一归中臂11，或仅设置两个相对设置的第二归中臂12，此时先对一个方向进行归中，使无人机旋转一定角度后再对另一个方向进行归中，或者增加一个可以转动的机架，将相对设置的第一归中臂11或第二归中臂12设于机架上，使机架转动旋转一定角度后再对另一个方向进行归中。还可以设置一个第一归中臂11和与其呈夹角设置的第二归中臂12，对应的增加定位台，利用第一归中臂11驱动机身41水平移动以抵接于一个定位台，实现一个方向的归中，再利用第二归中臂12驱动机身41水平移动以抵接于另一个定位台，实现另一个方向的归中。

进一步地，拨桨组件包括主拨桨单元，主拨桨单元包括能够水平移动的主拨桨臂21，用于驱动桨叶43相对电机42的输出轴转动。优选地，主拨桨单元包括两个能够同步水平移动的主拨桨臂21，两个主拨桨臂21之间的距离大于电机42的最大外径且小于桨叶43的长度；桨叶43具有预设拨桨位置，桨叶43处于预设拨桨位置时，每个桨叶43的自由端均未处于主拨桨单元的两个主拨桨臂21之间，以使主拨桨臂21能够驱动桨叶43相对于电机42的输出轴转动。本实施例中，主拨桨单元设于第一归中臂11上且相对于第一归中臂11固定，主拨桨单元与电机42一一对应，具体地，每个第一归中臂11上设置两个主拨桨单元，每个主拨桨单元用于对一个电机42上的两个桨叶43进行收拢。

在通过归中组件使机身41至指定位置，在机身41处于指定位置时，每个电机42的位置也是确定的，使电机42处于对应的主拨桨单元的两个主拨桨臂21之间。在桨叶43处于预设拨桨位置时，通过第一归中臂11带动主拨桨单元动作，使对应的两个主拨桨臂21作用于电机42的两个桨叶43，以使两个桨叶43均相对于电机42的输出轴转动且转动方向相反，从而将每个桨叶43均收拢至对应的折叠区域内。

需要说明的是，于其他实施例中，还可以仅在一个第一归中臂11上设置拨桨单元，先对其中的两个电机42上的桨叶43进行拨桨，使无人机旋转一定角度或使第一归中臂11旋转一定角度，再对另外两个电机42上的桨叶43进行拨桨。

进一步地，上述无人机自动收桨装置还包括预拨桨组件，预拨桨组件能够驱动桨叶43相对于对应的电机42的输出轴转动，以使桨叶43转动至预设拨桨位置。具体地，上述预拨桨组件包括预拨桨臂31，预拨桨臂31设于第二归中臂12上且相对于第二归中臂12固定。优选地，每个第二归中臂12上设有一个两个预拨桨臂31，预拨桨臂31与电机42一一对应。

利用第二归中臂12带动其上的两个预拨桨臂31动作，从而使每个预拨桨臂31分别推动对应电机42上的一个桨叶43转动，每个电机42上的另一个桨叶43将会同步转动，从而将桨叶43转动至预设拨桨位置，以避免其中一个桨叶43的自由端伸入一个主拨桨单元的两个主拨桨臂21之间，以造成主拨桨臂21无法推动桨叶43转动，即拨桨失败。

需要说明的是，于其他实施例中，还可以仅在一个第二归中臂12上设置预拨桨臂31，先对其中的两个电机42上的桨叶43进行预拨桨，使无人机旋转一定角度或使第二归中臂12旋转一定角度，再对另外两个电机42上的桨叶43进行预拨桨。

于其他实施例中，还可以将拨桨组件与第一归中臂11分离设置，此时拨桨组件需自带动力结构，同样地，还可以将预拨桨组件与第二归中臂12分离设置，此时预拨桨组件需自带动力结构。

进一步地，上述无人机自动收桨装置还包括机台5和升降驱动单元，其中机台5用于放置无人机；升降驱动单元用于驱动机台5能够升降以使其处于拨桨高度或归中高度，机台5处于归中高度时，预拨桨臂31的顶面和拨桨臂的顶面均位于桨叶43的下方，以避免归中过程中，预拨桨组件和拨桨组件接触桨叶43；机台5处于拨桨高度时，预拨桨臂31的顶面和主拨桨臂21的顶面均高于桨叶43的下表面，以确保预拨桨臂31和主拨桨臂21能够推动桨叶43转动。

优选地，机台5处于拨桨高度时，拨桨臂的顶面和预拨桨臂31的顶面均高于桨叶43的上表面，以提高主拨桨臂21和预拨桨臂31推动桨叶43转动时的稳定性。

通过升降驱动单元驱动机台5升降，从而使机台5处于拨桨高度或归中高度，以避免对拨桨过程和归中过程之间存在干涉。

具体地，上述升降驱动单元可以采用直线电机、电机丝杠结构、齿轮齿条结构、电推杆或油缸等能够实现直线驱动的结构，在此不再赘叙。

进一步地，为了在减小整个装置占用空间的前提下，尽可能的增大放置无人机的空间，本实施例在每个第一归中臂11面朝另一个第一归中臂11的一侧开设竖直贯通设置的凹槽111。

如图2所示，本实施例还提供了一种无人机自动收桨方法，采用上述的无人机自动收桨装置，包括以下步骤：

S1、无人机停放在机台上。

S2、通过升降驱动单元驱动机台升降，以使机台处于归中高度。

S3、归中组件水平移动，以使无人机由停放位置水平移动至指定位置。

S4、通过升降驱动单元驱动机台升降，以使机台处于拨桨高度。

S5、预拨桨组件水平移动以驱动桨叶43相对于对应的电机42的输出轴转动，以使桨叶43转动至预设拨桨位置。

S6、拨桨组件水平移动以推动桨叶43相对于电机42的输出轴转动，使每个桨叶43均收拢至机身41与相邻两个电机42围成的区域内。

完成收桨的无人机，可以再利用机台5的升降，以将无人机送入存放无人机的机库中。

需要说明的是，对于一个机身41配设更多的电机42，或一个电机42配设更多桨叶43的无人机，本实施例提供的无人机自动收桨装置及收桨方法同样适用。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种无人机自动收桨装置，无人机包括机身(41)及多个沿所述机身(41)周向分布且与所述机身(41)通过桨臂连接的电机(42)，每个所述电机(42)的输出轴均连接有能够相对于其转动或固定的桨叶(43)，其特征在于，所述无人机自动收桨装置包括：

归中组件，所述归中组件能够驱动所述无人机由停放位置水平移动至指定位置；

拨桨组件，所述拨桨组件能够驱动所述桨叶(43)相对于所述电机(42)的输出轴转动，使所述桨叶(43)收拢至所述机身(41)与相邻两个所述电机(42)围成的折叠区域内。

2.根据权利要求1所述的无人机自动收桨装置，其特征在于，所述归中组件包括两个平行且间隔设置的第一归中臂(11)和两个平行且间隔设置的第二归中臂(12)，所述第一归中臂(11)和所述第二归中臂(12)周向交替布设围成有放置区域，所述无人机置于所述放置区域内；

每个所述第一归中臂(11)能够向另一所述第一归中臂(11)水平移动，且每个所述第二归中臂(12)能够向另一所述第二归中臂(12)水平移动，以推动所述机身(41)至所述指定位置。

3.根据权利要求2所述的无人机自动收桨装置，其特征在于，所述拨桨组件包括主拨桨单元，所述主拨桨单元包括能够水平移动的主拨桨臂(21)，用于驱动所述桨叶(43)相对所述电机(42)的输出轴转动。

4.根据权利要求3所述的无人机自动收桨装置，其特征在于，所述主拨桨单元包括两个能够同步水平移动的主拨桨臂(21)，两个所述主拨桨臂(21)之间的距离大于所述电机(42)的最大外径且小于所述桨叶(43)的长度。

5.根据权利要求3所述的无人机自动收桨装置，其特征在于，所述主拨桨单元设于所述第一归中臂(11)上且相对于所述第一归中臂(11)固定。

6.根据权利要求4所述的无人机自动收桨装置，其特征在于，每个所述电机(42)配设至少两个所述桨叶(43)，同一所述电机(42)上的桨叶(43)能够相对固定或转动；所述无人机自动收桨装置还包括：

预拨桨组件，能够驱动所述桨叶(43)相对于对应的所述电机(42)的输出轴转动，以使所述桨叶(43)转动至预设拨桨位置；

所述桨叶(43)处于预设拨桨位置时，每个所述桨叶(43)的自由端均未处于所述主拨桨单元的两个所述主拨桨臂(21)之间，以使所述主拨桨臂(21)能够驱动所述桨叶(43)相对所述电机(42)的输出轴转动。

7.根据权利要求6所述的无人机自动收桨装置，其特征在于，所述预拨桨组件包括预拨桨臂(31)，所述预拨桨臂(31)设于所述第二归中臂(12)上且相对于所述第二归中臂(12)固定。

8.根据权利要求7所述的无人机自动收桨装置，其特征在于，还包括：

机台(5)，用于放置所述无人机；

升降驱动单元，用于驱动所述机台(5)能够升降以使其处于拨桨高度或归中高度，所述机台(5)处于所述归中高度时，所述主拨桨臂(21)的顶面和所述预拨桨臂(31)的顶面均位于所述桨叶(43)的下方，所述机台(5)处于所述拨桨高度时，所述主拨桨臂(21)的顶面和所述预拨桨臂(31)的顶面均高于所述桨叶(43)的下表面。

9.一种无人机自动收桨方法，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的无人机自动收桨装置；

归中组件驱动所述无人机由停放位置水平移动至指定位置；

拨桨组件驱动所述桨叶(43)相对于所述电机(42)的输出轴转动，使每个所述桨叶(43)均收拢至所述机身(41)与相邻两个所述电机(42)围成的区域内。

10.根据权利要求9所述的无人机自动收桨方法，其特征在于，在拨桨组件驱动所述桨叶(43)相对于所述电机(42)的输出轴转动之前，预拨桨组件驱动所述桨叶(43)相对于对应的所述电机(42)的输出轴转动，以使所述桨叶(43)转动至预设拨桨位置。

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