CN111891332A - 无人机身及其多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无人机身及其多旋翼无人机。其中无人机身，包括n₁段弧形杆、n₂根支撑杆、n₁个连接件。连接件包括第一连接端，第一连接端至少两个，第一连接端将所述n₁段弧形杆接为环形件。支撑杆组成轴对称的支撑件；支撑件的对称轴穿过环形件的圆心、让支撑件固定在环形件内、使环形件为具有内接支撑件的圆形体机身。多旋翼无人机，包括机身、机翼、动力组件；机身包括上述任意一项所述的环形机身。机翼包括m个连接件以及m个机臂，机臂通过连接件m等分的连接在环形件上，m≥3。动力组件安装在某一根或是多根支撑杆上。本发明的环形的外框以及轴对称的内支撑件所组成的机身可实现不同旋翼、不同电池配置的平台化多旋翼植保无人机结构；结构稳定、力传递路径合理。

Description

无人机身及其多旋翼无人机

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种无人机身及其多旋翼无人机。

背景技术

目前，无人机身大多采用全封闭或是半封闭的形式，在安装拆卸过程中增加难度；并且制造成本较高。

另外，现有技术中由于作业目标不同，植保无人机多为轴对称四、六、八布局，不同数量旋翼的配置对应不同的机身；而作业目标又与电池配置数量相关，电池配置的不同也需要对应不同的机身；当需要根据作业目标更改旋翼配置、调整续航时间进而调整电池配置数量时，现有的无人机身很难做到机身平台化沿用。

发明内容

本发明的目的是提供无人机身，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：

无人机身，包括n1段弧形杆、n2根支撑杆、n1个连接件。所述连接件包括第一连接端，所述第一连接端至少两个，所述第一连接端将所述n₁段弧形杆接为环形件。n₁≥2；n₂≥1。

所述支撑杆组成轴对称的支撑件；所述支撑件的对称轴穿过所述环形件的圆心、让所述支撑件固定在所述环形件内、使所述环形件为具有内接支撑件的圆形体机身。

优选的：所述连接件还包括第二连接端，所述第二连接端至少一个，所述第二连接端让所述支撑杆接于所述环形件内。优选是三角形。

优选的：所述连接件包括底座、箍件、上盖；所述底座上设置连接端，每一所述连接端上至少设置一个箍件，所述箍件将所述弧形杆或支撑杆锁紧箍住；所述底座和所述上盖扣合形成容纳空间、将箍件固定在内部。

优选的：所述箍件包括箍座、箍条、凸起和通孔，所述凸起位于箍座和/或箍条上，所述通孔设置在所述弧形杆和所述支撑杆端部；凸起与通孔配合、箍条通过螺栓固定在箍座上，将弧形杆或支撑杆固定。

优选的：所述箍座通过螺栓与底座固定连接。

优选的：n₁＝n₂≥3时，所述连接件具有两个第一连接端和两个第二连接端；让所述支撑件为环形件的内接正的多边形件。

优选的：所述弧形杆和或所述根支撑杆为中空管。

本发明的另外一个目的是提供多旋翼无人机，可以解决上述技术问题中的一个或是多个。

多旋翼无人机，包括机身、机翼、动力组件；所述机身包括上述任意一项所述的环形机身。所述机翼包括m个机臂接件，以及m条机臂，所述机臂通过机臂接件m等分的连接在环形件上，m≥3。动力组件安装在某一根或是多根支撑杆上。

优选的：所述机臂接件包括本体、机臂压紧件、机身压紧件；机臂压紧件通过螺栓与本体连接将所述机臂压紧，在机臂和压紧件之间设置凸台和限位孔；所述机身压紧件通过螺栓与本体连接将所述弧形杆压紧。

优选的：还包括箱体，所述箱体至少一个，所述箱体安装在某一根和/或多根支撑杆上。

进一步的：所述动力组件包括电池组件和飞控元件。

本发明的技术效果是：

本发明的环形的外框以及轴对称的内支撑件所组成的机身可实现不同旋翼、不同电池配置的平台化多旋翼植保无人机结构；结构稳定、力传递路径合理。

旋翼沿着环形周向调整安装位置和数量，电池在轴对称的内支撑件上调整位置和数量；对于其他部件也同样可以调整安装位置；

在这里环形件采用多段弧形杆，多段弧形杆可完全彼此替换，通用性好；机身内接支撑件，多根支撑杆之间同样可以替换，通用性好；

通过四通过渡连接件连接，工艺简单，可实施性高；可以实现大部分的不同数量的旋翼布置；

支撑杆可以用于安装无人机所需的其他配件(例如药箱、电池、飞控组件等等)；

弧形杆和支杆采用空心管，可以让布局的线路在管内走，整体结构布局更简洁，通用性极高，装配简单，可操作性强；同时降低机身重量；

由于支撑件是轴对称多杆架，其在配置各组件时，操作性更强，配重稳定性更好，几何形强，药箱、电池能主要重量布置合理，机身重心稳定、受力均匀，机臂布置受限制少，布置位置灵活性高；对药箱等的造型设计限制小。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是本发明的机身结构示意图一(省略连接件)；

图2是本发明的机身结构示意图二(省略连接件)；

图3是本发明的机身结构示意图三(省略连接件)；

图4是本发明的机身结构示意图四(省略连接件)；

图5是本发明的机身结构示意图五(省略连接件)；

图6是三根弧形杆、三根支撑杆的装配示意图；

图7是图6通过连接件连接示意图；

图8是图7中的局部爆炸结构示意图；

图9是连接件的结构示意图；

图10是连接件与杆件(弧形杆或是支撑杆)端部的连接爆炸示意图；

图11是图10的安装过程示意图一；

图12是图10的安装过程示意图二；

图13是多旋翼无人机结构示意图；

图14是携带箱体的多旋翼无人机结构示意图；

图15是机臂接件的使用示意图；

图16是机臂接件的爆炸结构示意图；

图17是机臂接件与机臂连接的结构示意图；

图18是机臂接件中本体的结构示意图；

图19是机臂接件中机臂压紧件的结构示意图；

图20是机臂的结构示意图；

图21是机臂接件中机身压紧件的结构示意图；

图22是图21的局部放大示意图；

图23是箱体的一种安装方式示意图；

图24是箱体的一种安装方式示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

环形件1、弧形杆101、支撑件2、根支撑杆201；

连接件3、底座301、上盖302、箍件303；

箍座3031、杆件通道3032、箍槽3033、箍条3034、凸起3035、通孔3036；

机臂4、限位孔401；

飞控元件5、电池框6、箱体7；

机臂接件8、本体801、第一贴合面8011、机身压紧件802、第二贴合面8021、机臂压紧件803、凸台8031。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的不当限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

无人机身，包括n₁段弧形杆101、n₂根支撑杆201、n₁个连接件3。所述连接件3包括第一连接端，所述第一连接端至少两个，所述第一连接端将所述n₁段弧形杆接为环形件1。

所述支撑杆201组成轴对称的支撑件2；所述支撑件2的对称轴穿过所述环形件的圆心、让所述支撑件固定在所述环形件内、使所述环形件为具有内接支撑件的圆形体机身。

如图1、图2、图3、图4、图5所示，是五种无人机环形件和内支撑件的形式；O是环形件的圆心，L是支撑件的中心对称轴。

其中图1中组成支撑件2的支撑杆201之间没有连接关系，每一支撑杆分别成为环形件1的弦。

在图2—5中，支撑杆201以各种形式相交成为轴对称杆架以接在环形件内部成为支撑件2。

在这里，多段弧形杆101之间也可以通过焊接连接成为一个环形件1。支撑杆201与环形件之间是焊接还是通过某种连接件连接，在此不做限定。

在本发明中，无人机身通过环形件1和位于环形件中间的的支撑件2组成，支撑件2是轴对称杆架搭建成。

可以通过某种连接件3连接，或者焊接或者通过螺栓连接；不做限定。

组成环形件1或支撑件2的杆横截面是圆形或是正多边形。优选的截面形状是圆形，因为在同样厚度和周长的前提下，圆形截面的抗弯曲性能最优。

在某些实施例中，优选的所述连接件3还包括第二连接端，所述第二连接端至少一个(例如T形三通、十字形四通等等)，所述第二连接端让所述支撑杆接于所述环形件内。

这样，支撑杆201和弧形杆101的接点在一起，在连接时一个连接件3就可以完成连接，减少装配零件，提高装配效率，有效降低了实际装配出错的可能性。

在某些实施例中，优选的所述连接件3包括底座301、箍件303、上盖302；所述底座上设置连接端，每一所述连接端上至少设置一个箍件303，所述箍件303将所述弧形杆或支撑杆锁紧箍住；所述底座和所述上盖扣合形成容纳空间、将箍件固定在内部。

在这里底座和上盖之间通过螺栓连接或是卡扣连接均可。

在底座和上盖之间设置对应箍件的限位结构以保证其沿着杆件的延伸方向不脱离，或者箍件通过螺栓固定在底座和上盖之间，不做限定。优选的是所述箍件通过螺栓与底座固定连接。

在某些实施例中，为了保证连接的稳定性，优选的所述弧形杆或所述支撑杆的一端上的箍件设置一个以上。如图8所示，箍件为2个。

箍件303作为过渡零件，将弧形杆101或是支撑杆201连接到底座301上，进一步组成一个整体。

箍件303的具体结构不做限定，箍件外框为方形，便于连接；箍件内圈外切于杆件(弧形杆或是支撑杆)，根据杆件(弧形杆或是支撑杆)的横截面形状设置。

箍件优选的是一个箍座和对应一个箍条，箍条两端通过螺栓连接到箍座上；或是箍条的一端与箍座弹性连接，另一端通过螺栓固定在箍座上。箍条和箍座扣合之后形成与杆件(弧形杆或是支撑杆)横截面相同的内圈，用于固定杆件(弧形杆或是支撑杆)。

这里箍件303如图10、图11、图12所示，为了便于连接，在某些实施例中更优选的是所述箍件包括箍座3031、箍条3034、凸起3035和通孔3036(优选是长圆形)。

箍座上具有杆件通道3032，通道上方设置箍槽3033，一箍条3034进入箍槽、让凸起3035进入杆件上的通孔3036、箍条与杆件贴合，箍条两端通过螺栓固定在箍座上使所示杆件被箍条压在箍座上。

通孔和凸起的配合有两点好处：1是保证杆件不会旋转，2是保证杆件不会沿着杆件延伸方向窜动。

在某些实施例中如图6—图12所示，优选的：n₁＝n₂≥3时，所述连接件具有两个第一连接端和两个第二连接端(即所述连接件为四通，所述四通的数量是n₁个)；让所述支撑件为环形件的内接正的多边形件(正n₂边形件)。优选的是三角形。三角形的支撑件更加稳定。

四通的连接件通过调整第二连接端之间的角度可以实现更多变形的连接。

优选的：所述弧形杆和/或所述支撑杆为中空杆。便于整体布线，让结构更简洁。

如图13所示。本发明还提供了一种多旋翼无人机，包括机身、机翼4、动力组件。

所述机身包括n₁段弧形杆101、n₂根支撑杆201、n₁个连接件3。所述连接件包括第一连接端，所述第一连接端至少两个，所述第一连接端将所述n₁段弧形杆接为环形件1。

所述支撑杆201组成轴对称的支撑件2；所述支撑件2的对称轴穿过所述环形件的圆心、让所述支撑件固定在所述环形件内、使所述环形件为具有内接支撑件的圆形体机身。

所述机翼包括m个连接件8以及m个机臂4，所述机臂通过连接件m等分的连接在环形件上，m≥3。动力组件安装在某一根或是多根支撑杆上。

上述多旋翼无人机在使用过程中，可以在环形件上任意位置安装机翼，根据需要增减机翼的配重，同时根据需要调整电池组件的数量。

在某些实施例中所述动力组件包括电池组件和飞控元件5。如图13所示，飞控元件5联接在两根支撑杆201之间。

电池组件通过电池框连接在支撑杆上，电池框设计成单一的整体，能有效减少尺寸链，提高对电池组件的匹配精度。电池框组件6(电池框组件的安装可以同样通过箍件301安装)通过通过“箍”的方式固定在支撑杆上，实现与机身框架的准确装配。该结构从尺寸链角度提高了电池的配合精度，是一种简单可靠的结构形式。

另外，根据电池框组件的装配位置可以由更早装配的紧固件组件确定，极大的降低了装配误差、降低了现场拆卸不稳定性。便于电池组的调节。

飞控元件优选的安装在支撑件的对称轴L上。

如图15—图22所示，优选的：所述机臂接件8包括本体801、机臂压紧件803、机身压紧件802；机臂压紧件803通过螺栓与本体801连接将所述机臂4压紧，在机臂和压紧件之间设置凸台8031和限位孔401；所述机身压紧件802通过螺栓与本体8连接将所述弧形杆101压紧。

如图15—图22所示，在机臂连接部这里设置凸台和限位孔防止机臂打转；

而机身连接部分由于两个贴合面(位于本体上的第一贴合面8011、位于机身压紧件上的第二贴合面8021)是同机身管梁外表面半径相同的贴合的双曲面特征，弧形杆水平面上的轴线为非直线，因此基于双曲面的特征，其只能实现水平面上饶圆心O的垂直方向转动，因此机身压紧件和本体之间不需额外的限位结构就能避免机臂相对机身的旋转。

其中，机身压紧件802与本体8的端面相贴合面上设置凹槽8022，凹槽8022的设计是为了减少配合面的接触，降低制造公差所带来的匹配问题。

在某些实施例中，如图14所示还包括箱体7，所述箱体7至少一个，所述箱体安装在某一根和/或多根支撑杆上。在图14上的箱体是药箱，正六边形，与三根支撑杆都有配合限位关系。由于箱体周边的限制条件少，可以实现造型简单、工艺实现简单的结构。

当支撑件是环形件的内接正多边形时，箱体(药箱)上通过特定的限位设计，机臂上的紧固件组件配合，实现了可竖直插接的结构，机身内框架的正多边形设计限制了药箱在水平各方向的移动，而且由于重心设计在机身框架之下，无人机飞行时箱体不通过其他形式的固定即能实现稳定。箱体这种插拔形式现场操作简单，且状态稳定，对于其他用途的如播种箱等参考箱体的造型也能完美的适用该机身结构。

这里箱体可以是一个或是多个，多个分箱体拼合成为一个大箱体，同样可以采用上述连接方式。

箱体与支撑杆之间的安装根据支撑杆的排布做调整。

如图23、24所示，不同数量箱体的安装方式。

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.无人机身，其特征在于：包括n₁段弧形杆、n₂根支撑杆、n₁个连接件，

所述连接件包括第一连接端，所述第一连接端至少两个，所述第一连接端将所述n₁段弧形杆接为环形件；

所述支撑杆组成轴对称的支撑件；所述支撑件的对称轴穿过所述环形件的圆心、让所述支撑件固定在所述环形件内、使所述环形件为具有内接支撑件的圆形体机身。

2.根据权利要求1所述的无人机身，其特征在于：所述连接件还包括第二连接端，所述第二连接端至少一个，所述第二连接端让所述支撑杆接于所述环形件内。

3.根据权利要求1或2所述的无人机身，其特征在于：所述连接件包括底座、箍件、上盖；所述底座上设置连接端，每一所述连接端上至少设置一个箍件，所述箍件将所述弧形杆或支撑杆锁紧箍住；所述底座和所述上盖扣合形成容纳空间、将箍件固定在内部。

4.根据权利要求3所述的无人机身，其特征在于：所述箍件包括箍座、箍条、凸起和通孔，所述凸起位于箍座和/或箍条上，所述通孔设置在所述弧形杆和所述支撑杆端部；凸起与通孔配合、箍条通过螺栓固定在箍座上，将弧形杆或支撑杆固定。

5.根据权利要求4所述的无人机身，其特征在于：所述箍座通过螺栓与底座固定连接。

6.根据权利要求2所述的无人机身，其特征在于：n₁＝n₂≥3时，所述连接件具有两个第一连接端和两个第二连接端；让所述支撑件为环形件的内接正的多边形件。

7.根据权利要求1所述的无人机身，其特征在于：所述弧形杆和或所述根支撑杆为中空管。

8.多旋翼无人机，其特征在于：包括机身、机翼、动力组件；

所述机身包括权利要求1-7任意一项所述的环形机身；

所述机翼包括m个机臂接件，以及m条机臂，所述机臂通过机臂接件m等分的连接在环形件上，m≥3；

动力组件安装在某一根或是多根支撑杆上。

9.根据权利要求8所述的多旋翼无人机，其特征在于：所述机臂接件包括本体、机臂压紧件、机身压紧件；机臂压紧件通过螺栓与本体连接将所述机臂压紧，在机臂和压紧件之间设置凸台和限位孔；所述机身压紧件通过螺栓与本体连接将所述弧形杆压紧。第一连接通道，第二连接通道，第一连接通道和第二连接通道具有90°夹角；

10.根据权利要求8所述的多旋翼无人机，其特征在于：还包括箱体，所述箱体至少一个，所述箱体安装在某一根和/或多根支撑杆上。

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