CN113716015A - 一种四旋翼无人机机臂自主收放机构 - Google Patents

一种四旋翼无人机机臂自主收放机构 Download PDF

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Abstract

本发明属于无人机技术领域，尤其是一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，针对现有四旋翼无人机机臂固定在狭窄区域没有良好的机动性的问题，现提出以下方案，包括机身壳体，所述机身壳体顶部一端的两侧开设有后置支臂槽，机身壳体顶部另一端两侧开设有前置支臂槽，所述机身壳体的顶部一端通过轴承固定有两个水平设置的前置主支臂。本发明中，在无人机进入狭窄区域时，通过收缩舵机的驱动，带动收缩绞线盘的转动，通过收缩绞线的收紧，可以通过收缩拴柱进行前置主支臂以及后置主支臂的收缩，且底部位置的转动电机一和转动电机二同步运行，通过半圆齿轮可以带动两个主支臂的收缩过程，以此来获得更好的机动性。

Description

一种四旋翼无人机机臂自主收放机构
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种四旋翼无人机机臂自主收放机构。
背景技术
四旋翼式无人机是美国研究人员研发的新型无人机。它以老鹰为灵感，与其它无人机相比，具有重量轻、速度快、抓力强等特点。研究人员未来可能改善无人机的视野、提高它的着陆技术或者进一步对抓爪进行改善。
四旋翼无人机现有技术的使用中，常常被用来作为地形的勘探以及地形图的测绘绘制等工作，在山区的应用过程中，四旋翼无人机为固定式机臂设计，在工作时间无法变动机臂的位置，在复杂地形情况下，四旋翼的无人机的机动性很差，机臂的灵活变动也是一种新的无人机趋势，机动的机臂可以提高无人机的穿越能力以及机动能力。
发明内容
基于现有四旋翼无人机机臂固定在狭窄区域没有良好的机动性的技术问题，本发明提出了一种四旋翼无人机机臂自主收放机构。
本发明提出的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，包括机身壳体，所述机身壳体顶部一端的两侧开设有后置支臂槽，机身壳体顶部另一端两侧开设有前置支臂槽，所述机身壳体的顶部一端通过轴承固定有两个水平设置的前置主支臂，机身壳体的顶部另一端通过轴承固定有两个水平设置的后置主支臂，所述机身壳体的顶部两端端通过轴承固定有竖直设置的收缩导轮，机身壳体的顶部两侧位置通过轴承固定有扩张导轮，所述机身壳体的顶部中间固定有水平设置的扩张舵机，且扩张舵机的输出轴套接有水平设置的扩张绞线盘，所述机身壳体的顶部中间固定有水平设置的收缩舵机，且收缩舵机的输出轴固定有水平设置的收缩绞线盘。
优选地，所述前置主支臂和后置主支臂的一侧位置固定有水平设置的收缩拴柱，且前置主支臂和后置主支臂的另一侧位置固定有水平设置的扩张拴柱。
优选地，所述收缩拴柱的一端连接有收缩绞线，且收缩绞线与收缩导轮的圆周外壁相绕接，收缩绞线的另一端与收缩绞线盘圆周外壁相固定。
优选地，所述扩张拴柱的一端连接有扩张绞线，且扩张绞线与扩张导轮的圆周外壁相绕接，扩张绞线的一端与扩张绞线盘的圆周外壁相固定，扩张绞线盘与收缩绞线盘的水平位置不同。
优选地，所述机身壳体的顶部内壁一端固定有转动电机一，机身壳体的顶部内壁另一端固定有转动电机二，且转动电机一和转动电机二的顶部输出轴均固定有异形驱动块。
优选地，两个所述前置主支臂和后置主支臂相靠近的一端均设置有半圆齿轮，且两个前置主支臂和后置主支臂一端的半圆齿轮相啮合，其中一个前置主支臂和后置主支臂的底部开设有转动卡槽，两个转动卡槽分别与异形驱动块相卡接。
优选地，所述前置主支臂和后置主支臂的另一端位置均开设有滑槽，且前置主支臂和后置主支臂的另一端均套接有副支臂，副支臂的一端固定有滑块，滑块与滑槽的内壁滑动卡接，副支臂的顶部一端通过无刷电机固定有水平的桨叶。
优选地，所述滑槽的顶部位置开设有两个卡接槽，滑块的顶部固定有两个卡接块，卡接块与卡接槽的内部相卡接。
优选地，所述滑块的一端通过螺栓固定有两个水平设置的伸缩推杆，且伸缩推杆的一端与后置主支臂的一端内壁相连接。
优选地，所述后置主支臂的底部内壁一端固定有伸缩驱动电机，伸缩驱动电机的输出轴套接有伸缩驱动齿轮，滑块的一侧位置固定有伸缩从动齿板，伸缩从动齿板与伸缩驱动齿轮的圆周相啮合。
与现有技术相比，本发明提供了一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，具备以下有益效果：
在无人机进入狭窄区域时，通过收缩舵机的驱动，带动收缩绞线盘的转动，通过收缩绞线的收紧，可以通过收缩拴柱进行前置主支臂以及后置主支臂的收缩，且底部位置的转动电机一和转动电机二同步运行，通过半圆齿轮可以带动两个主支臂的收缩过程，以此来获得更好的机动性，通过狭窄区域后，通过扩张舵机可以将前置主支臂以及后置主支臂扩张打开，获得更高的稳定性。
附图说明
图1为本发明提出的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构的俯视结构示意图；
图2为本发明提出的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构的收放绞线机构结构示意图；
图3为本发明提出的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构的拴柱结构示意图；
图4为本发明提出的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构的伸缩卡接结构示意图；
图5为本发明提出的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构的转动卡槽结构示意图。
图中：1桨叶、2副支臂、3前置主支臂、4机身壳体、5扩张绞线盘、6扩张舵机、7后置主支臂、8收缩绞线、9收缩导轮、10扩张导轮、11扩张绞线、12收缩绞线盘、13收缩舵机、14半圆齿轮、15转动电机一、16后置支臂槽、17前置支臂槽、18转动电机二、19收缩拴柱、20扩张拴柱、21滑块、22卡接块、23伸缩推杆、24滑槽、25卡接槽、26伸缩驱动齿轮、27伸缩驱动电机、28伸缩从动齿板、29转动卡槽。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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专利和简化描述，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专利的限制。
在本专利的描述中，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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，如图1-图5所示，包括机身壳体4，机身壳体4顶部一端的两侧开设有后置支臂槽16，机身壳体4顶部另一端两侧开设有前置支臂槽17，机身壳体4的顶部一端通过轴承固定有两个水平设置的前置主支臂3，机身壳体4的顶部另一端通过轴承固定有两个水平设置的后置主支臂7，机身壳体4的顶部两端端通过轴承固定有竖直设置的收缩导轮9，机身壳体4的顶部两侧位置通过轴承固定有扩张导轮10，机身壳体4的顶部中间固定有水平设置的扩张舵机6，且扩张舵机6的输出轴套接有水平设置的扩张绞线盘5，机身壳体4的顶部中间固定有水平设置的收缩舵机13，且收缩舵机13的输出轴固定有水平设置的收缩绞线盘12。
进一步的，前置主支臂3和后置主支臂7的一侧位置固定有水平设置的收缩拴柱19，且前置主支臂3和后置主支臂7的另一侧位置固定有水平设置的扩张拴柱20，收缩拴柱19与扩张拴柱20相对立，分别对两个主支臂进行收缩以及扩张的作用，来使得机臂变化。
进一步的，收缩拴柱19的一端连接有收缩绞线8，且收缩绞线8与收缩导轮9的圆周外壁相绕接，收缩绞线8的另一端与收缩绞线盘12圆周外壁相固定，收缩绞线8通过收缩绞线盘12收缩，通过拉力将主支臂进行收缩收起的过程。
进一步的，扩张拴柱20的一端连接有扩张绞线11，且扩张绞线11与扩张导轮10的圆周外壁相绕接，扩张绞线11的一端与扩张绞线盘5的圆周外壁相固定，扩张绞线盘5与收缩绞线盘12的水平位置不同，扩张绞线11通过扩张绞线盘5进行收缩，来使得主支臂进行打开的过程，其中收缩绞线盘12与扩张绞线盘5不是同一水平面，防止各绞线缠绕。
进一步的，机身壳体4的顶部内壁一端固定有转动电机一15，机身壳体4的顶部内壁另一端固定有转动电机二18，且转动电机一15和转动电机二18的顶部输出轴均固定有异形驱动块，异形驱动块主要起到卡接限位作用，将转动电机的扭矩完整的输出轴主支臂中。
进一步的，两个前置主支臂3和后置主支臂7相靠近的一端均设置有半圆齿轮14，且两个前置主支臂3和后置主支臂7一端的半圆齿轮14相啮合，其中一个前置主支臂3和后置主支臂7的底部开设有转动卡槽29，两个转动卡槽29分别与异形驱动块相卡接，转动卡槽29与转动电机卡接，可以使得顶部的半圆齿轮14啮合驱动同组主支臂的转动，结合绞线盘的运行，提高各个主支臂的收缩以及扩张的能力。
进一步的，前置主支臂3和后置主支臂7的另一端位置均开设有滑槽24，且前置主支臂3和后置主支臂7的另一端均套接有副支臂2，副支臂2的一端固定有滑块21，滑块21与滑槽24的内壁滑动卡接，副支臂2的顶部一端通过无刷电机固定有水平的桨叶1，滑块21与卡接的滑槽可以对副支臂2进行限位，起到副支臂2与主支臂之间的套接伸长以及收缩的过程。
进一步的，滑槽24的顶部位置开设有两个卡接槽25，滑块21的顶部固定有两个卡接块22，卡接块22与卡接槽25的内部相卡接，卡接块22与卡接槽25主要在限位上进一步的防止副支臂2在运行过程中的晃动过程。
进一步的，滑块21的一端通过螺栓固定有两个水平设置的伸缩推杆23，且伸缩推杆23的一端与后置主支臂7的一端内壁相连接，伸缩推杆23起到将副支臂2顶出主支臂的效果，对副支臂2的伸展起到效果。
进一步的，后置主支臂7的底部内壁一端固定有伸缩驱动电机27，伸缩驱动电机27的输出轴套接有伸缩驱动齿轮26，滑块21的一侧位置固定有伸缩从动齿板28，伸缩从动齿板28与伸缩驱动齿轮26的圆周相啮合，伸缩驱动电机27结合伸缩推杆23可以使得副支臂2的顶出更加的平顺稳定。
本实施例在使用时，该机构在四旋翼无人机使用的过程中，在无人机进入狭窄区域时，通过收缩舵机13的驱动，带动收缩绞线盘12的转动，通过收缩绞线8的收紧，可以通过收缩拴柱19进行前置主支臂3以及后置主支臂7的收缩，且底部位置的转动电机一15和转动电机二18同步运行，通过半圆齿轮14可以带动两个主支臂的收缩过程，以此来获得更好的机动性，通过狭窄区域后，通过扩张舵机6可以将前置主支臂3以及后置主支臂7扩张打开，获得更高的稳定性，在整个无人机运行的过程中，通过伸缩推杆23的推动可以使得副支臂2进行伸展，将机臂伸长，获得更加稳定的形态，在高空飞行时，提高抗风能力，通过伸缩驱动电机27的驱动伸展，可以有效防止副支臂2的意外脱落的过程，提高整体的稳定运行能力。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，包括机身壳体，其特征在于，所述机身壳体顶部一端的两侧开设有后置支臂槽，机身壳体顶部另一端两侧开设有前置支臂槽，所述机身壳体的顶部一端通过轴承固定有两个水平设置的前置主支臂，机身壳体的顶部另一端通过轴承固定有两个水平设置的后置主支臂，所述机身壳体的顶部两端通过轴承固定有竖直设置的收缩导轮，机身壳体的顶部两侧位置通过轴承固定有扩张导轮，所述机身壳体的顶部中间固定有水平设置的扩张舵机，且扩张舵机的输出轴套接有水平设置的扩张绞线盘，所述机身壳体的顶部中间固定有水平设置的收缩舵机，且收缩舵机的输出轴固定有水平设置的收缩绞线盘。
2.根据权利要求1所述的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，其特征在于，所述前置主支臂和后置主支臂的一侧位置固定有水平设置的收缩拴柱，且前置主支臂和后置主支臂的另一侧位置固定有水平设置的扩张拴柱。
3.根据权利要求1所述的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，其特征在于，所述收缩拴柱的一端连接有收缩绞线，且收缩绞线与收缩导轮的圆周外壁相绕接，收缩绞线的另一端与收缩绞线盘圆周外壁相固定。
4.根据权利要求2所述的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，其特征在于，所述扩张拴柱的一端连接有扩张绞线，且扩张绞线与扩张导轮的圆周外壁相绕接，扩张绞线的一端与扩张绞线盘的圆周外壁相固定，扩张绞线盘与收缩绞线盘的水平位置不同。
5.根据权利要求1所述的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，其特征在于，所述机身壳体的顶部内壁一端固定有转动电机一，机身壳体的顶部内壁另一端固定有转动电机二，且转动电机一和转动电机二的顶部输出轴均固定有异形驱动块。
6.根据权利要求5所述的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，其特征在于，两个所述前置主支臂和后置主支臂相靠近的一端均设置有半圆齿轮，且两个前置主支臂和后置主支臂一端的半圆齿轮相啮合，其中一个前置主支臂和后置主支臂的底部开设有转动卡槽，两个转动卡槽分别与异形驱动块相卡接。
7.根据权利要求1所述的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，其特征在于，所述前置主支臂和后置主支臂的另一端位置均开设有滑槽，且前置主支臂和后置主支臂的另一端均套接有副支臂，副支臂的一端固定有滑块，滑块与滑槽的内壁滑动卡接，副支臂的顶部一端通过无刷电机固定有水平的桨叶。
8.根据权利要求7所述的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，其特征在于，所述滑槽的顶部位置开设有两个卡接槽，滑块的顶部固定有两个卡接块，卡接块与卡接槽的内部相卡接。
9.根据权利要求7所述的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，其特征在于，所述滑块的一端通过螺栓固定有两个水平设置的伸缩推杆，且伸缩推杆的一端与后置主支臂的一端内壁相连接。
10.根据权利要求7所述的一种四旋翼无人机机臂自主收放机构，其特征在于，所述后置主支臂的底部内壁一端固定有伸缩驱动电机，伸缩驱动电机的输出轴套接有伸缩驱动齿轮，滑块的一侧位置固定有伸缩从动齿板，伸缩从动齿板与伸缩驱动齿轮的圆周相啮合。
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