CN113002757A - 一种可折叠旋翼无人机的自主展开装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可折叠旋翼无人机的自主展开装置，用于连接机身与机臂，机身由上盖板和下盖板组成；本发明的自主展开装置包括：中心连接件、空心杯电机、电机丝杠、止推螺栓、立式连接支座、导轨座、中心转子、活动杆件、机臂套筒、三角连接件、外管套以及丝杠螺母；本发明由中心转子、活动杆件、三角连接件、外管套、机臂套筒以及立式连接支座组合构成连杆传动机构，在电机丝杠的驱动下传动，完成机臂的自主展开。

Description

一种可折叠旋翼无人机的自主展开装置
技术领域
本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种可折叠旋翼无人机的自主展开装置。
背景技术
可折叠旋翼无人机具有方便携带、占有空间小以及可以通过炮射或者火箭弹发射实现快速部署的优点；公开号为CN106477024A的中国专利申请公开了一种可折叠的八旋翼无人机，该八旋翼无人机能够减少风阻，增加飞行时间，提高飞行稳定性，特别是在环境比较恶劣的条件下也能有较强的适应性，而且机臂能够折叠。但是，目前各种方案所实现的可折叠四旋翼或者多旋翼无人机均需要在地面进行人工手动展开锁死，使得可折叠旋翼无人机的应用范围缩小，无法实现炮射或者火箭弹发射的快速部署。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可折叠旋翼无人机的自主展开装置，能够解决可折叠旋翼无人机机臂在空中无法自主展开的问题。
实现本发明的技术方案如下：
一种可折叠旋翼无人机的自主展开装置，用于连接机身与机臂，机身由上盖板和下盖板组成；所述自主展开装置包括：中心连接件、空心杯电机、电机丝杠、止推螺栓、立式连接支座、导轨座、中心转子、活动杆件、机臂套筒、三角连接件、外管套以及丝杠螺母；
所述中心连接件固定在下盖板的中心处；空心杯电机的一端通过电机转轴与中心连接件连接，另一端连接电机丝杠；电机丝杠上设有丝杠螺母；
两个设有水平滑槽的立式连接支座固定安装在上盖板、下盖板之间，两个立式连接支座之间安装有固定限位轴以及锁止螺母；止推螺栓连接固定限位轴、锁止螺母；锁止螺母的左右两端穿过两个立式连接支座的水平滑槽，并通过螺丝头限位；
设有套筒锁死卡扣的机臂套筒通过一字连接转轴安装在两个立式连接支座之间，初始状态时，锁止螺母处于套筒锁死卡扣圆周运动轨迹的最高点，当机臂套筒在驱动的作用下带动机臂展开时，套筒锁死卡扣会推动锁止螺母朝着螺栓压簧受压方向运动，在套筒锁死卡扣离开最高点后，螺栓压簧做恢复运动，推动锁止螺母运动，从而限制在失去旋转驱动后机臂套筒的反向运动；机臂与机臂套筒固定连接；机臂上套结有外管套；
导轨座安装在下盖板上，并位于两个立式连接支座之间，其上设有用于限制和引导丝杠螺母运动的螺母滑槽，以及用于安装转轴的转轴限位孔；中心转子通过转轴、法兰轴承安装在导轨座上；中心转子设有滑槽，丝杠螺母通过该滑槽与中心转子滑动连接；
中心转子通过转轴B与活动杆件的一端连接，活动杆件的另一端通过带卡槽的连接转轴与三角连接件铰接；三角连接件通过一字连接转轴安装在两个立式连接支座之间，并通过转轴A与外管套铰接，三角连接件和机臂套筒同轴转动；中心转子、活动杆件、三角连接件、外管套、机臂套筒以及立式连接支座组合构成连杆传动机构，在电机丝杠的驱动下传动，完成机臂的自主展开。
进一步地，所述空心杯电机为四个，中心连接件处连接有四个空心杯电机。
进一步地，所述自主展开装置的工作原理：所述自主展开装置的驱动控制部分由空心杯电机、电机丝杠以及丝杠螺母组成；空心杯电机接收控制信号转动，驱动电机丝杠前进，带动丝杠螺母运动；丝杠螺母驱动中心转子做旋转运动，经过活动杆件、三角连接件和与机臂连接的外管套驱动机臂绕一字连接转轴做展开旋转运动，直至机臂完全展开。
进一步地，机臂套筒在展开旋转的过程中推动锁止螺母，在离开套筒锁死卡扣的最高点后释放锁止螺母，此时展开完成。
进一步地，当可折叠旋翼无人机自主展开后，空心杯电机停止工作，锁止螺母在螺栓弹簧的推动下限制机臂反向运动，锁死固定机臂，完成空中的自主展开过程。
有益效果：
1、本发明的自主展开装置由中心转子、活动杆件、三角连接件、外管套、机臂套筒以及立式连接支座组合构成连杆传动机构，在电机丝杠的驱动下传动，完成机臂的自主展开。
2、本发明中的锁止螺母处于套筒锁死卡扣圆周运动轨迹的最高点，当机臂套筒在驱动的作用下带动机臂展开时，可实现限制在机臂套筒的反向运动的锁定作用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的内部细节图。
图3为图1的内部细节图。
图4为本发明的安装示意图。
其中，1-中心连接件，2-电机转轴，3-空心杯电机，4-电机丝杠，5-止推螺栓，6-固定限位轴，7-立式连接支座，8-锁止螺母，9-导轨座，10-中心转子，11-活动杆件，12-一字连接转轴，13-机臂套筒，14-三角连接件，15-外管套，16-机臂，17-转轴A，18-连接转轴，19-转轴B，20-螺母滑槽，21-转轴限位孔，22-丝杠螺母，23-螺丝头，24-螺栓压簧，25-法兰轴承，26-套筒锁死卡扣，27-转轴，28-上盖板，29-下盖板。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
如附图1、2、3，本发明提供了一种可折叠旋翼无人机的自主展开装置，用于连接由上盖板28、下盖板29组成的机身与机臂16，所述自主展开装置包括：中心连接件1、空心杯电机3、电机丝杠4、套结有螺栓压簧24的止推螺栓5、立式连接支座7、导轨座9、中心转子10、活动杆件11、机臂套筒13、三角连接件14、外管套15以及丝杠螺母22。
参见附图4，中心连接件1固定在下盖板29的中心处；空心杯电机3的一端通过电机转轴2与中心连接件1连接，另一端连接电机丝杠4；电机丝杠4上设有丝杠螺母22；本实施例采用四旋翼无人机，故中心连接件1处连接有四个空心杯电机3。
两个设有水平滑槽的立式连接支座7固定安装在上盖板28、下盖板29之间，两个立式连接支座7之间安装有固定限位轴6以及锁止螺母8；止推螺栓5连接固定限位轴6、锁止螺母8；锁止螺母8的左右两端穿过两个立式连接支座7的水平滑槽，并通过螺丝头23限位。
设有套筒锁死卡扣26的机臂套筒13通过一字连接转轴12安装在两个立式连接支座7之间，初始状态时，锁止螺母8处于套筒锁死卡扣26圆周运动轨迹的最高点；机臂16与机臂套筒13固定连接；机臂16上套结有外管套15。
导轨座9安装在下盖板29上，并位于两个立式连接支座7之间，其上设有用于限制和引导丝杠螺母22运动的螺母滑槽20，以及用于安装转轴27的转轴限位孔21；中心转子10通过转轴27、法兰轴承25安装在导轨座9上；中心转子10设有滑槽，丝杠螺母22通过该滑槽与中心转子10滑动连接。
中心转子10通过转轴B19与活动杆件11的一端连接，活动杆件11的另一端通过带卡槽的连接转轴18与三角连接件14铰接；三角连接件14通过一字连接转轴12安装在两个立式连接支座7之间，并通过转轴A17与外管套15铰接。
空心杯电机3驱动电机丝杠4、丝杠螺母22运动，同时在电机转轴2的作用下绕其旋转；丝杠螺母22沿螺母滑槽20运动，驱动中心转子10绕转轴27转动，带动活动杆件11在竖直平面内运动；活动杆件11驱动三角连接件14绕一字连接转轴12转动，三角连接件14带动外管套15运动，从而驱动机臂16和机臂套筒13绕一字连接转轴12转动，折叠旋翼无人机机臂开始自主展开；当套筒锁死卡扣26到达设定高度后推动锁止螺母8压缩螺栓压簧24，之后套筒锁死卡扣26继续旋转与锁止螺母8脱离接触，螺栓压簧24推动锁止螺母8恢复初始状态，限制锁死套筒锁死卡扣26反向旋转运动；至此，完成可折叠旋翼无人机自主展开，空心杯电机3停止工作，可折叠四旋翼无人机开始正常工作。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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 (5)

1.一种可折叠旋翼无人机的自主展开装置，用于连接机身与机臂(16)，所述机身由上盖板(28)和下盖板(29)组成；其特征在于，所述自主展开装置包括：中心连接件(1)、空心杯电机(3)、电机丝杠(4)、套结有螺栓压簧(24)的止推螺栓(5)、立式连接支座(7)、导轨座(9)、中心转子(10)、活动杆件(11)、机臂套筒(13)、三角连接件(14)、外管套(15)以及丝杠螺母(22)；
所述中心连接件(1)固定在所述下盖板(29)的中心处；所述空心杯电机(3)的一端通过电机转轴(2)与所述中心连接件(1)连接，另一端连接所述电机丝杠(4)；所述电机丝杠(4)上设有丝杠螺母(22)；
两个设有水平滑槽的所述立式连接支座(7)固定安装在所述上盖板(28)、所述下盖板(29)之间，两个所述立式连接支座(7)之间安装有固定限位轴(6)以及锁止螺母(8)；所述止推螺栓(5)连接所述固定限位轴(6)、所述锁止螺母(8)；所述锁止螺母(8)的左右两端穿过两个所述立式连接支座(7)的水平滑槽，并通过螺丝头(23)限位；
设有套筒锁死卡扣(26)的所述机臂套筒(13)通过一字连接转轴(12)安装在两个所述立式连接支座(7)之间，初始状态时，所述锁止螺母(8)处于所述套筒锁死卡扣(26)圆周运动轨迹的最高点；所述机臂(16)与所述机臂套筒(13)固定连接；所述机臂(16)上套结有外管套(15)；
所述导轨座(9)安装在所述下盖板(29)上，并位于两个所述立式连接支座(7)之间，其上设有用于限制和引导所述丝杠螺母(22)运动的螺母滑槽(20)，以及用于安装转轴(27)的转轴限位孔(21)；所述中心转子(10)通过转轴(27)、法兰轴承(25)安装在所述导轨座(9)上；所述中心转子(10)设有滑槽，所述丝杠螺母(22)通过该滑槽与所述中心转子(10)滑动连接；
所述中心转子(10)通过转轴B(19)与所述活动杆件(11)的一端连接，所述活动杆件(11)的另一端通过带卡槽的连接转轴(18)与所述三角连接件(14)铰接；所述三角连接件(14)通过所述一字连接转轴(12)安装在两个所述立式连接支座(7)之间，并通过转轴A(17)与所述外管套(15)铰接，三角连接件(14)和机臂套筒(13)同轴转动；中心转子(10)、活动杆件(11)、三角连接件(14)、外管套(15)、机臂套筒(13)以及立式连接支座(7)组合构成连杆传动机构，在电机丝杠(4)的驱动下传动，完成机臂(16)的自主展开。
2.如权利要求1所述的自主展开装置，其特征在于，所述空心杯电机(3)为四个，中心连接件(1)处连接有四个空心杯电机(3)。
3.如权利要求1所述的自主展开装置，其特征在于，所述自主展开装置的驱动控制部分由空心杯电机(3)、电机丝杠(4)以及丝杠螺母(22)组成；空心杯电机(3)接收控制信号转动，驱动电机丝杠(4)前进，带动丝杠螺母(22)运动；丝杠螺母(22)驱动中心转子(10)做旋转运动，经过活动杆件(11)、三角连接件(14)和与机臂(16)连接的外管套(15)驱动机臂(16)绕一字连接转轴(12)做展开旋转运动，直至机臂(16)完全展开。
4.如权利要求3所述的自主展开装置，其特征在于，机臂套筒(13)在展开旋转的过程中推动锁止螺母(8)，在离开套筒锁死卡扣(26)的最高点后释放锁止螺母(8)，此时展开完成。
5.如权利要求4所述的自主展开装置，其特征在于，当可折叠旋翼无人机自主展开后，空心杯电机(3)停止工作，锁止螺母(8)在螺栓弹簧的推动下限制机臂反向运动，锁死固定机臂。
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