CN113859513A - 一种可折叠机臂及多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可折叠机臂及多旋翼无人机，属于无人机领域，可折叠机臂包括内臂、外臂和机臂折叠机构；机臂折叠机构包括紧固套、折叠组件和锁紧螺母；内臂的远端与紧固套的近端可拆卸固定连接；折叠组件包括使用时共轴线的固定管片和活动管片，固定管片固定连接在紧固套远端的一侧，活动管片通过销轴连接在紧固套远端的另一侧，外臂的近端固定连接在活动管片的内壁上；固定管片和活动管片的外侧壁上均设置有与锁紧螺母相适配的外螺纹，当活动管片转动到与固定管片共轴线的位置时，锁紧螺母通过同时旋拧在固定管片和活动管片上以使外臂相对于内臂的位置被固定。本发明设计合理且方便操作，能够有效降低中大型无人机运输和保存时的尺寸。

Description

一种可折叠机臂及多旋翼无人机

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别涉及一种可折叠机臂及多旋翼无人机。

背景技术

多旋翼无人机是一种依靠多个旋翼产生的升力来平衡飞行器的重力的无人机，飞行时通过改变每个旋翼的转速来控制飞行器的平稳和姿态。多旋翼无人机可以悬停，以及能够在一定速度范围内以任意的速度飞行。

多旋翼无人机的特点是它可以悬停以及垂直升降，因此其对起飞场地的要求低，但多旋翼无人机的飞行速度比较慢、续航时间短。

是在一些特殊任务过程当中，例如灾难救援、农林植保和电力巡检等领域，对于多旋翼无人机的续航和载重以及稳定性等性能具有较高的要求，因此导致执行上述任务的多旋翼无人机的尺寸较大，而中大型多旋翼无人机也是未来发展的主流趋势。

但是，中大型多旋翼无人机具有尺寸较长的机臂，导致其不方便运输和保存，从而增加了运输和保存成本。

发明内容

针对现有技术存在的大中型多旋翼无人机的机臂较长从而导致不便于运输和保存的问题，本发明的目的在于提供一种可折叠机臂及多旋翼无人机。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供一种可折叠机臂，包括内臂、外臂以及连接在所述内臂与所述外臂之间的机臂折叠机构；所述机臂折叠机构包括紧固套、折叠组件和锁紧螺母；所述内臂的远端与所述紧固套的近端可拆卸固定连接；所述折叠组件包括使用时共轴线的固定管片和活动管片，所述固定管片固定连接在所述紧固套的远端的一侧，所述活动管片通过销轴枢转连接在所述紧固套的远端的另一侧，所述外臂的近端固定连接在所述活动管片的内侧壁上；其中，所述固定管片和所述活动管片的外侧壁上均设置有与所述锁紧螺母相适配的外螺纹，且当所述活动管片转动到与所述固定管片共轴线的位置时，所述锁紧螺母通过同时旋拧在所述固定管片和所述活动管片上以使所述外臂相对于所述内臂的位置被固定。

优选的，所述内臂与所述紧固套、所述固定管片与所述紧固套、所述外臂与所述活动管片分别同轴地固定连接。

优选的，所述固定管片与所述活动管片均为沿经过轴线的平面分割而成的半管片。

优选的，所述紧固套的圆周侧壁上开设有平行于轴线的切槽，位于所述切槽两侧的所述圆周侧壁上分别设置有位置相对的耳，所述耳上开设有螺钉孔，所述螺钉孔中配置有用于连接位于所述切槽两侧的所述耳的螺钉或者螺栓。

优选的，所述内臂的外侧壁和所述紧固套的内侧壁之间还设置有连接键。

优选的，所述紧固套的远端固定安装有两个关于所述切槽对称布置的销轴座，所述销轴的两端分别可转动连接在两个所述销轴座上，所述活动管片则与所述销轴固定连接。

优选的，所述销轴垂直于所述活动管片的轴线。

优选的，所述活动管片的内侧壁上还固定连接有挡板，所述外臂的近端则与所述挡板固定连接。

第二方面，本发明提供一种多旋翼无人机，包括机身，所述机身的周向侧壁上均匀安装有多个如上所述的可折叠机臂，且每个所述可折叠机臂中所述外臂的远端均安装有升力组件。

进一步的，每个所述可折叠机臂中所述紧固套上均铰接有收纳支架，所述收纳支架的自由端设置有与所述外臂相适配的支撑卡槽。

采用上述技术方案，本发明的有益效果在于：

1、由于机臂折叠机构的设置，使得在使用时，在保持活动管片与固定管片共轴线的情况下，通过锁紧螺母同时旋拧在活动管片与固定管片的外螺纹上，即可使外臂相对于紧固套被固定，从而支持正常使用；而在不使用时，只需要拆卸掉锁紧螺母后，即可通过转动活动管片而改变外臂的角度，从而外臂的远端朝向靠近机身的一侧运动，进而降低机臂的整体尺寸，从而方便运输和保存；

2、由于紧固套和内臂可拆卸连接的设置，使得在不使用时还能够通过拆卸紧固套的方式进一步降低机臂的整体尺寸，并且还能够方便地对紧固套或者机臂折叠机构进行维护和更换；

3、由于收纳支架的设置，使得在不使用状态下，外臂相对于内臂折叠后，能够被另一个机臂上的收纳支架所支撑，从而防止运输过程中外臂的摇摆和颠簸，避免损伤。

附图说明

图1为本发明可折叠机臂的折叠示意图；

图2为本发明可折叠机臂的使用示意图；

图3为本发明可折叠机臂中机臂折叠机构的结构示意图；

图4为本发明多旋翼无人机的使用示意图；

图5为本发明多旋翼无人机的折叠示意图。

图中:1-内臂、2-外臂、3-紧固套、4-锁紧螺母、5-固定管片、6-活动管片、7-切槽、8-耳、9-螺钉、10-销轴、11-销轴座、12-挡板、13-机身、14-收纳支架。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示对本发明结构的说明，仅是为了便于描述本发明的简便，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。

对于本技术方案中的“第一”和“第二”，仅为对相同或相似结构，或者起相似功能的对应结构的称谓区分，不是对这些结构重要性的排列，也没有排序、或比较大小、或其他含义。

另外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，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，可以是两个结构内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据本发明的总体思路，联系本方案上下文具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

一种可折叠机臂，如图1-3所示，该可折叠机臂应用于多旋翼无人机，其包括有内臂1、外臂2以及连接在内臂1与外臂2之间的机臂折叠机构。其中，内臂1和外臂2均优选为圆柱形的中空壳状结构，内臂1的近端使用时固定连接在机身上，外臂2的远端使用时固定连接有升力组件，升力组件包括电机和安装在电机的输出轴上的旋翼。其中，机臂折叠机构一方面用于在多旋翼无人机使用时保持外臂2相对于内臂1同轴固定，另一方面用于在多旋翼无人机不使用时使外臂2能够相对于内臂1进行折叠，从而降低机臂的整体长度尺寸。

本实施例中，机臂折叠机构具体包括有紧固套3、折叠组件和锁紧螺母4。其中，紧固套3呈圆柱筒状结构，紧固套3的近端与内臂1的远端可拆卸固定连接，紧固套3的远端用于连接折叠组件3。其中，折叠组件包括直径相同并且使用时共轴线的固定管片5和活动管片6，固定管片5固定连接在紧固套3的远端的一侧，活动管片6则通过销轴10枢转连接在紧固套3的远端的另一侧，而上述外臂2的近端则固定连接在活动管片6的内侧壁上。另外，固定管片5和活动管片6的外侧壁上均设置有与锁紧螺母3配合使用的外螺纹，且当活动管片6转动到与固定管片5共轴线的位置时，上述的锁紧螺母4则能够同时旋拧在固定管片5和活动管片6上，从而使活动管片6与固定管片5相对固定，进而使外臂2相对于内臂1的位置被固定，此时可折叠机臂能够用于多旋翼无人机的使用。

本实施例中，进一步配置内臂1与紧固套3、固定管片5与紧固套3、外臂2与活动管片6分别同轴地固定连接。如此设置，使得可折叠机臂在使用时，内臂1、紧固套3、由固定管片5与活动管片6形成的折叠组件、外臂2共轴线，从而维持可折叠机臂的笔直状造型，以便于使用。而在不使用时，通过旋拧锁紧螺母4即可解除活动管片6与固定管片5之间的位置关系，使外臂2能够相对于内臂1折叠，从而降低可折叠机臂的整体长度尺寸。

本实施例中，为了提高机臂使用状态下的结构强度，设置固定管片5与活动管片6均为沿经过轴线的平面分割而成的半管片，即固定管片5与活动管片6分别是一个完整的圆柱筒状套管沿轴线对称剖切的两部分，使得机臂使用时，固定管片5与活动管片6能够合并成一个完整的圆柱筒状套管，从而增加机臂的结构强度。另外，也使得固定管片5与活动管片6上的外螺纹能够无缝衔接在一起，提高锁紧螺母4的旋拧顺畅程度。

在一个优选实施例中，上述的固定管片5还可以与紧固套3一体成型制造，而活动管片6是从紧固套3的远端切分出来的部分，并且是先设置好外螺纹后再将活动管片6从切分出来。

本实施例中，设置紧固套3的圆周侧壁上开设有平行于轴线的切槽7，位于切槽7两侧的圆周侧壁上则分别设置有位置相对的耳8，耳8上开设有螺钉孔，螺钉孔中配置有用于连接位置相对的两个耳8的螺钉9或者螺栓。如此设置，只需要配置紧固套3的内径略小于内臂1的外径即可，使用时，在螺钉9未拧紧时，紧固套3整体处于张开状态，从而方便内臂1无阻碍的伸入其中，之后通过拧紧螺钉9即可使切槽7受力缩小宽度，进而使紧固套3整体处于收缩状态，在其直径收缩到与内臂1的外径相同后，紧固套3将会对内臂1产生夹紧力，从而将内臂1夹紧固定在其中。可以理解的是，为了防止内臂1在紧固套3中发生旋转，在一个优选实施例中，在内臂1的外侧壁和紧固套3的内侧壁之间还设置有连接键，连接键的位置优选设置在于切槽7相对的位置上。

其中，为了支持上述的销轴10，本实施例中，进一步在紧固套3的远端固定安装有两个关于切槽7对称布置的销轴座11，销轴座11上设置有与销轴10配合使用的销轴孔，而销轴10的两端则分别可转动连接在两个销轴座11上，上述的活动管片6的近端则与销轴10固定连接。并且，销轴10垂直于活动管片6的轴线，活动管片6的内侧壁上还固定连接有挡板12，外臂2的近端则与挡板12固定连接。或者在一个优选实施例中，先将挡板12固定焊接(或者键连接)在销轴10上，而活动管片6的近端则固定焊接在挡板12的表面，上述紧固套3的远端抵靠在挡板12的表面，并且紧固套3的圆周侧壁与活动管片6焊接固定。

使用时，当可折叠机臂需要使用时，通过转动活动管片6使其轴线与固定管片5的轴线重合，此时外臂2、紧固套3、内臂1共轴线，可折叠机臂处于最大长度状态，通过将锁紧螺母4旋拧在固定管片5和活动管片6上，即可限制外臂2的位置，从而保持可折叠机臂的使用状态；而当可拆卸机臂不需要使用时，即在进行运输和保存时，通过反向旋拧锁紧螺母4，使其与固定管片5以及活动管片6分离，即可解除对外臂2的限制，此时外臂2能够借助于活动管片6相对于内臂1转动，从而使可折叠机臂的长度尺寸降低，以便于运输和保存。

实施例二

一种多旋翼无人机，如图4及图5所示，包括机身13，机身13的周向侧壁上均匀安装有多个如实施例一公开的可折叠机臂，例如六个，且每个可折叠机臂中外臂2的远端均安装有升力组件，该升力组件包括电机和安装在电机的输出轴上的旋翼。

可以理解的是，当本实施例中的多旋翼无人机处于运输和保存状态时，外臂2是处于自由状态的，因此为了防止外壁及其上安装的升力组件发生碰撞损伤，在一个优选实施例中，在每个可折叠机臂中紧固套3上均铰接有收纳支架14，而收纳支架14的自由端设置有与外臂2相适配的支撑卡槽。或者，配置收纳支架14包括一个固定支架和一个旋转支架，固定支架通过螺钉固定连接在紧固套3上，而旋转支架则通过枢轴与固定支架可转动连接，且该枢轴垂直于紧固套3的轴线，另外在旋转支架的自由端也设置有与外臂2相适配的支撑卡槽。

如此设置，使得每个可折叠机臂上配置的收纳支架14都能够用于收纳与其相邻的一个可折叠机臂中的外臂2，换句话说，每个可折叠机臂中的外臂2都能够被与其相邻的另一个可折叠机臂上所设置的收纳支架14支撑。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可折叠机臂，其特征在于：包括内臂、外臂以及连接在所述内臂与所述外臂之间的机臂折叠机构；所述机臂折叠机构包括紧固套、折叠组件和锁紧螺母；所述内臂的远端与所述紧固套的近端可拆卸固定连接；所述折叠组件包括使用时共轴线的固定管片和活动管片，所述固定管片固定连接在所述紧固套的远端的一侧，所述活动管片通过销轴枢转连接在所述紧固套的远端的另一侧，所述外臂的近端固定连接在所述活动管片的内侧壁上；其中，所述固定管片和所述活动管片的外侧壁上均设置有与所述锁紧螺母相适配的外螺纹，且当所述活动管片转动到与所述固定管片共轴线的位置时，所述锁紧螺母通过同时旋拧在所述固定管片和所述活动管片上以使所述外臂相对于所述内臂的位置被固定。

2.根据权利要求1所述的可折叠机臂，其特征在于：所述内臂与所述紧固套、所述固定管片与所述紧固套、所述外臂与所述活动管片分别同轴地固定连接。

3.根据权利要求1所述的可折叠机臂，其特征在于：所述固定管片与所述活动管片均为沿经过轴线的平面分割而成的半管片。

4.根据权利要求1所述的可折叠机臂，其特征在于：所述紧固套的圆周侧壁上开设有平行于轴线的切槽，位于所述切槽两侧的所述圆周侧壁上分别设置有位置相对的耳，所述耳上开设有螺钉孔，所述螺钉孔中配置有用于连接位于所述切槽两侧的所述耳的螺钉或者螺栓。

5.根据权利要求4所述的可折叠机臂，其特征在于：所述内臂的外侧壁和所述紧固套的内侧壁之间还设置有连接键。

6.根据权利要求4所述的可折叠机臂，其特征在于：所述紧固套的远端固定安装有两个关于所述切槽对称布置的销轴座，所述销轴的两端分别可转动连接在两个所述销轴座上，所述活动管片则与所述销轴固定连接。

7.根据权利要求6所述的可折叠机臂，其特征在于：所述销轴垂直于所述活动管片的轴线。

8.根据权利要求6所述的可折叠机臂，其特征在于：所述活动管片的内侧壁上还固定连接有挡板，所述外臂的近端则与所述挡板固定连接。

9.一种多旋翼无人机，包括机身，其特征在于：所述机身的周向侧壁上均匀安装有多个如权利要求1-8任一项所述的可折叠机臂，且每个所述可折叠机臂中所述外臂的远端均安装有升力组件。

10.根据权利要9所述的多旋翼无人机，其特征在于：每个所述可折叠机臂中所述紧固套上均铰接有收纳支架，所述收纳支架的自由端设置有与所述外臂相适配的支撑卡槽。

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