CN115092405A - 一种无人机用可伸缩型防护旋翼 - Google Patents

Abstract

本发明公开了无人机技术领域的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，包括机体，机体的边角处连接有旋翼安装壳，所述旋翼安装壳的表面设置有安装槽，所述安装槽内安装有旋翼防护机构，所述旋翼防护机构包括连接在安装槽内的一级铰接轴，所述一级铰接轴的表面连接有一级防护板，本方案通过旋翼安装壳的侧面设置有安装槽，并且安装槽内安装有三组可折叠收纳的旋翼防护机构，通过旋翼防护机构展开后可以在旋翼安装壳的外侧形成一道防护机构，并且通过旋翼防护机构可以避免旋翼安装壳直接和外部环境中的干扰物进行接触，并且即使发生接触或碰撞时，旋翼防护机构可以缓冲外部产生的撞击力，从而保持机体整体的平衡，避免机体坠落。

Description

一种无人机用可伸缩型防护旋翼

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种无人机用可伸缩型防护旋翼。

背景技术

经检索，中国专利号CN202020390726.1，公开了一种农业植保无人机旋翼的耐碰撞结构，包括无人机机体、旋翼主体、防护罩和支撑杆，所述无人机机体上均匀固定有支撑杆，且支撑杆顶部的中央位置处均固定有电机，所述电机的输出端均固定有毂体，且毂体的两端均固定有固定块，所述固定块远离毂体的一端均饺接有旋翼主体。

上述装置的有益效果为：该农业植保无人机旋翼的耐碰撞结构通过在支撑杆内部的两端均设置有导向槽，防护罩靠近支撑杆一侧的两端均设置有与导向槽相匹配的导向杆，同时防护罩与支撑杆的连接处的中央位置处均固定有弹簧柱，防护罩与支撑杆的连接处的两端均设置有复位弹簧，使得若防护罩受到撞击，导向杆受碰撞力后在导向槽内滑动，将冲击力进行传导，同时防护罩的中部受力后挤压弹簧柱，防护罩的两端受力挤压复位弹簧，通过弹簧柱和复位弹簧的伸缩回弹吸收一部分的冲击力，起到缓冲和吸收碰撞力的作用，将撞击力对旋翼主体的损坏降低到最小，能很好的保证植保无人机飞行时的稳定性。

但在实际应用过程中，现有的无人机旋翼防护装置大多数是外置于无人机壳体上的，导致无人机整体结构占用空间体积较大，不方便携带的同时不容易穿越复杂的野外山林环境，而自动控制的可伸缩防护机构大多数需要独立驱动源，进一步加重了无人机的体积和重量，为此，我们提出一种无人机用可伸缩型防护旋翼。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机用可伸缩型防护旋翼，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无人机用可伸缩型防护旋翼，包括机体，机体的边角处连接有旋翼安装壳，所述旋翼安装壳的表面设置有安装槽，所述安装槽内安装有旋翼防护机构，所述旋翼防护机构包括连接在安装槽内的一级铰接轴，所述一级铰接轴的表面连接有一级防护板，所述一级防护板的内部设置有二级收纳槽，所述二级收纳槽内远离一级铰接轴的一端铰接有二级铰接轴，所述二级铰接轴上连接有二级防护板，所述二级防护板的尺寸和二级收纳槽的尺寸相适配，所述二级铰接轴内连接有扭力弹簧，所述二级防护板的内部设置有三级收纳槽，所述三级收纳槽内远离二级铰接轴的一端铰接有三级铰接轴，所述三级铰接轴上连接有三级防护板，所述三级防护板的尺寸和三级收纳槽的尺寸相适配，所述三级铰接轴内连接有扭力弹簧；

所述旋翼安装壳的下端表面通过下支架连接有下轴承座，所述下轴承座的下端表面固定连接有电机，所述电机的输出轴和下轴承座内插设的转动轴传动连接，所述转动轴的表面连接有旋翼本体，所述旋翼安装壳的上端通过上支架连接有安装套壳，所述安装套壳的内部安装有同步驱动机构，所述转动轴通过同步驱动机构和旋翼防护机构传动连接。

优选的，所述安装槽设置为环状，所述安装槽内安装有三组呈等距离圆周分布的旋翼防护机构。

优选的，所述二级收纳槽、二级防护板、三级防护板均设置为弧状结构，所述二级收纳槽、二级防护板、三级防护板折叠时和旋翼安装壳呈同心圆分布。

优选的，所述安装套壳的下端开口处连接有上轴承座，所述转动轴的上端贯穿上轴承座并插设在安装套壳内和同步驱动机构传动连接。

优选的，所述同步驱动机构包括连接在安装套壳上端内壁上的限位杆，所述限位杆的表面套有安装盘，所述安装盘的圆心处设置有铰接孔且铰接孔内插设有连接轴，所述连接轴的下端连接控制齿轮，所述转动轴的上端表面设置有固定槽，所述固定槽内连接有电磁铁，所述控制齿轮的下端表面连接有金属块位于电磁铁的上方，所述电磁铁通电后产生对金属块相吸的磁力，所述安装盘的下端表面连接有安装座，所述安装座内均插设有联动轴，所述联动轴靠近控制齿轮的一端连接有连接齿轮，所述连接齿轮和控制齿轮啮合连接，所述联动轴的另一端贯穿安装套壳和旋翼安装壳插设在安装槽内，所述联动轴位于安装槽内的一端表面连接有蜗杆，所述蜗杆和一级铰接轴表面连接的涡轮啮合连接。

优选的，所述限位杆设置为三组呈等距离圆周分布，三组所述限位杆分别插设在安装盘表面设置的三组相适配的限位孔内，三组所述限位杆的下端表面均连接有限位板，所述限位板的尺寸大于安装盘表面的限位孔尺寸，伸缩限位杆表面套有复位弹簧，伸缩复位弹簧的上端连接在安装套壳的顶端内壁上，伸缩复位弹簧的下端连接在安装盘的下端表面。

优选的，所述控制齿轮位于转动轴的正上方，所述安装盘、连接轴、控制齿轮、转动轴呈垂直同心圆分布。

优选的，所述联动轴的表面套有保护套管，所述保护套管的两端分别插设在安装套壳和旋翼安装壳表面设置的滑槽内。

优选的，所述同步驱动机构同时和三组旋翼防护机构传动连接。

优选的，所述下支架和上支架之间分别安装有上防护网和下防护网，所述上防护网设置为圆盘状且中心高度向外侧渐低。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本方案通过旋翼安装壳的侧面设置有安装槽，并且安装槽内安装有三组可折叠收纳的旋翼防护机构，通过旋翼防护机构展开后可以在旋翼安装壳的外侧形成一道防护机构，可以避免机体在山林环境中飞行时，避免枝叶和旋翼安装壳内的旋翼本体发生接触，导致旋翼本体被枝叶误碰造成运转中断，进一步造成机体坠落；

2、本方案通过电机驱动转动轴连接着旋翼本体转动控制机体飞行，而转动轴通过同步驱动机构驱动旋翼防护机构进行展开，从而实现旋翼防护机构控制方式简单便捷，无需独立驱动源，从而减少旋翼防护机构整体的体积和重量，并且同步驱动机构可以控制连接转动轴和旋翼防护机构的传动，使得旋翼防护机构展开后同步驱动机构中断转动轴和旋翼防护机构之间的传动，不会对旋翼防护机构和旋翼本体之间造成干扰，提高了装置的高效性；

3、本方案通过三组旋翼防护机构展开后形成一道完全包裹旋翼安装壳的防护层，使得旋翼安装壳外部和环境中物体接触时，通过旋翼防护机构可以避免旋翼安装壳直接和外部环境中的干扰物进行接触，并且即使发生接触或碰撞时，旋翼防护机构可以缓冲外部产生的撞击力，从而保持机体整体的平衡，避免机体坠落。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明旋翼防护机构结构展开示意图；

图3为本发明结构剖面示意图；

图4为本发明图3中A处结构放大示意图；

图5为本发明同步驱动机构结构爆炸示意图；

图6为本发明同步驱动机构结构剖面示意图；

图7为本发明旋翼防护机构结构爆炸示意图；

图8为本发明旋翼防护机构结构剖开示意图。

图中：1、机体；2、旋翼安装壳；3、旋翼防护机构；31、一级铰接轴；32、一级防护板；33、二级收纳槽；34、二级铰接轴；35、二级防护板；36、三级收纳槽；37、三级铰接轴；38、三级防护板；39、涡轮；4、安装槽；5、下支架；6、下轴承座；7、电机；8、转动轴；9、同步驱动机构；10、旋翼本体；11、上支架；12、安装套壳；13、上防护网；14、下防护网；15、限位杆；16、复位弹簧；17、安装盘；18、限位板；19、连接轴；20、控制齿轮；21、金属块；22、固定槽；23、电磁铁；24、安装座；25、连接齿轮；26、联动轴；27、蜗杆；28、保护套管；29、上轴承座。

具体实施方式

实施例一

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：

一种无人机用可伸缩型防护旋翼，机体1上安装有旋翼安装壳2，旋翼安装壳2上安装有旋翼防护机构3，通过旋翼防护机构3在旋翼安装壳2上展开可以形成一道外侧防护结构，使得机体1在山林环境中飞行时，旋翼安装壳2不会直接和山林中复杂的植物环境进行直接接触，导致枝叶和旋翼安装壳2内的旋翼本体10发生接触，导致旋翼本体10被枝叶误碰造成运转中断，进一步造成机体1坠落；

旋翼安装壳2设置为环形结构，并且旋翼安装壳2的侧面设置有环状安装槽4，旋翼防护机构3安装在安装槽4内，使得旋翼安装壳2、旋翼防护机构3整体结构可以进行伸缩，在不使用时旋翼防护机构3折叠收纳在安装槽4内，从而减少旋翼防护机构3整体的空间占用体积，并且旋翼防护机构3收缩在安装槽4内后，机体1整体体积更小，可以更加方便在复杂的空间环境中飞行；

旋翼安装壳2的下端内壁上通过下支架5安装有下轴承座6，并且下轴承座6的下端表面固定连接有电机7，电机7上的输出轴和下轴承座6内插设的转动轴8传动连接，使得电机7开启后可以驱动转动轴8转动，而转动轴8的表面连接有旋翼本体10；

旋翼安装壳2的上端内壁通过上支架11连接有安装套壳12，并且安装套壳12的内部安装有同步驱动机构9，转动轴8通过同步驱动机构9和旋翼防护机构3传动连接，使得电机7在驱动转动轴8正常运行时，可以通过同步驱动机构9控制旋翼防护机构3同步打开，从而在不影响机体1正常飞行时，对旋翼安装壳2进行防护；

安装套壳12的下端开口处连接有上轴承座29，转动轴8的上端贯穿上轴承座29并插设在安装套壳12内和同步驱动机构9传动连接，同步驱动机构9包括连接在安装套壳12上端内壁上的限位杆15，并且限位杆15设置为三组呈等距离圆周分布，三组限位杆15分别插设在安装盘17表面设置的三组相适配的限位孔内，并且三组限位杆15的下端表面均连接有限位板18，而限位板18的尺寸大于安装盘17表面的限位孔尺寸，使得安装盘17可以悬挂在限位杆15上，并且安装盘17在限位杆15表面最低处为限位板18的上方，安装盘17的圆心处设置有铰接孔，并且铰接孔内插设有连接轴19，连接轴19的下端连接控制齿轮20，并且控制齿轮20位于转动轴8的正上方，安装盘17、连接轴19、控制齿轮20、转动轴8呈垂直同心圆分布；

同时限位杆15表面套有复位弹簧16，复位弹簧16的上端连接在安装套壳12的顶端内壁上，而复位弹簧16的下端连接在安装盘17的下端表面，使得安装盘17在没有外力的影响情况下，安装盘17、连接轴19、控制齿轮20、安装盘17下端表面连接的三组安装座24和控制齿轮20下端连接的金属块21的整体重力小于复位弹簧16的弹力，从而控制安装盘17被复位弹簧16拉起悬挂，使得同步驱动机构9和转动轴8互补干扰；

转动轴8的上端位于控制齿轮20的下方，并且转动轴8的上端表面设置有固定槽22，固定槽22内连接有电磁铁23，而控制齿轮20的下端表面连接有金属块21位于电磁铁23的上方，当电磁铁23通电后产生对金属块21相吸的磁力，使得金属块21拉动控制齿轮20向下滑动，进一步带动安装盘17整体拉动复位弹簧16在限位杆15表面向下滑动，直至安装盘17抵触在限位板18表面上，此时金属块21刚好吸附在电磁铁23的表面，而此时转动轴8转动时会带动电磁铁23连接着金属块21转动，进一步使得金属块21带动控制齿轮20连接着连接轴19在安装盘17内转动，从而控制控制齿轮20和转动轴8同步转动，进一步控制同步驱动机构9和转动轴8同步运行；

安装盘17的下端表面连接有三组等距离圆周分布的安装座24，并且每组安装座24内均插设有联动轴26，而联动轴26靠近控制齿轮20的一端连接有连接齿轮25，并且连接齿轮25和控制齿轮20啮合连接，使得控制齿轮20转动时可以带动连接齿轮25转动，而联动轴26的另一端贯穿安装套壳12和旋翼安装壳2插设在安装槽4内，并且联动轴26位于安装槽4内的一端表面连接有蜗杆27，通过连接齿轮25驱动联动轴26连接着蜗杆27同步转动，从而控制同步驱动机构9驱动旋翼防护机构3开启；

联动轴26的表面套有保护套管28，保护套管28的两端分别插设在安装套壳12和旋翼安装壳2表面设置的滑槽内，使得安装盘17带动安装座24连接着联动轴26上下滑动时，可以带动保护套管28在滑槽内上下滑动，并且保护套管28可以对联动轴26暴露在外部的部分进行保护；

并且同步驱动机构9中安装有三组联动轴26，分别和安装槽4内安装的三组旋翼防护机构3传动连接，使得同步驱动机构9可以同时开启三组旋翼防护机构3同时开启，从而对旋翼安装壳2进行更为全面的保护；

旋翼防护机构3包括铰接在安装槽4内的一级铰接轴31，一级铰接轴31的表面连接有一级防护板32，同时一级铰接轴31的表面连接有涡轮39位于蜗杆27的一侧，而涡轮39和蜗杆27啮合连接，使得转动轴8通过同步驱动机构9传动连接旋翼防护机构3时，可以控制一级铰接轴31带动一级防护板32在安装槽4内转动，从而使一级防护板32从安装槽4内伸出；

一级防护板32的内部设置有二级收纳槽33，并且二级收纳槽33内远离一级铰接轴31的一端铰接有二级铰接轴34，并且二级铰接轴34上连接有二级防护板35，二级防护板35的尺寸和二级收纳槽33的尺寸相适配，使得二级防护板35可以完全折叠收纳在二级收纳槽33内，二级铰接轴34内连接有扭力弹簧，当二级防护板35折叠收纳在二级收纳槽33内时，一级防护板32折叠在安装槽4内，使得二级防护板35的一端抵触在安装槽4的内壁上，从而不会折叠开，当一级防护板32转动从安装槽4内折叠出后，二级防护板35不会被安装槽4内壁折叠，会在二级铰接轴34内的扭力弹簧作用下转动出，从而使得二级防护板35和二级收纳槽33整体打开；

而二级防护板35的内部设置有三级收纳槽36，并且三级收纳槽36内远离二级铰接轴34的一端铰接有三级铰接轴37，三级铰接轴37上连接有三级防护板38，三级防护板38的尺寸和三级收纳槽36的尺寸相适配，使得三级防护板38可以完全折叠收纳在三级收纳槽36内，三级铰接轴37内连接有扭力弹簧，当三级防护板38折叠收纳在三级收纳槽36内时，二级防护板35折叠在一级防护板32内，使得三级防护板38的一端抵触在二级收纳槽33的内壁上，从而不会折叠开，当二级防护板35转动从一级防护板32内折叠出后，三级防护板38不会被二级收纳槽33内壁折叠，会在三级铰接轴37内的扭力弹簧作用下转动出，从而使得三级防护板38和二级防护板35整体打开；

通过二级收纳槽33、二级防护板35、三级防护板38整体的可展开结构，使得同步驱动机构9驱动三组旋翼防护机构3打开后，可以在旋翼安装壳2的外侧形成一道保护机构，防止机体1在山林环境中飞行时被植物的枝叶误触旋翼安装壳2，导致旋翼安装壳2运转被中断造成机体1坠落；

同时通过涡轮39和蜗杆27控制旋翼防护机构3的开启，而涡轮39和蜗杆27之间具有自锁性，使得旋翼防护机构3展开后，一级防护板32不会反向转动，导致旋翼防护机构3被折叠，而三级防护板38铰接在二级防护板35上，二级防护板35铰接在一级防护板32上，到二级防护板35和三级防护板38受到外部物体碰撞时，三级防护板38会在二级防护板35上转动同时缓冲撞击力，而二级防护板35会在一级防护板32上转动缓冲撞击力，并且二级铰接轴34个三级铰接轴37内均设置有扭力弹簧，使得二级防护板35和三级防护板38在转动时通过扭力弹簧的弹力抵抗外部撞击力，壁面撞击力直接作用于旋翼安装壳2，导致机体1整体晃动发生坠落危险，同时二级铰接轴34和三级铰接轴37内的扭力弹簧可以控制二级防护板35和三级防护板38复位，使得二级防护板35和三级防护板38即使收到外力撞击后也可以快速复位，以便于抗击二次撞击；

同时安装槽4内安装的三组旋翼防护机构3呈个环状结构保护在旋翼安装壳2外侧，可以形成一个完整的保护圈，从而提高保护的安全性；

三级防护板38、二级防护板35、二级收纳槽33均设置为弧状结构，并且二级收纳槽33、二级防护板35、三级防护板38和旋翼安装壳2呈同心圆分布，使得旋翼防护机构3折叠收纳在安装槽4内后，装置整体体积更加小巧便捷，提高装置整体的精简性；

当旋翼防护机构3完全展开后，电磁铁23断电停止产生对金属块21的吸附磁力，使得安装盘17在复位弹簧16的弹力作用下被拉动复位，从而控制控制齿轮20停止转动，进一步实现旋翼防护机构3的展开后固定；

下支架5和上支架11之间分别安装有上防护网13和下防护网14，通过上防护网13和下防护网14对旋翼本体10上下两侧进行防护，避免异物进入导致旋翼本体10运转卡断，发生坠落危险；

同时上防护网13设置为圆盘状，且中心高度向外侧渐低，从而使干扰物掉落至上防护网13表面时会被滑下，避免造成风口堵塞。

Claims (10)

1.一种无人机用可伸缩型防护旋翼，包括机体(1)，机体(1)的边角处连接有旋翼安装壳(2)，其特征在于：所述旋翼安装壳(2)的表面设置有安装槽(4)，所述安装槽(4)内安装有旋翼防护机构(3)，所述旋翼防护机构(3)包括连接在安装槽(4)内的一级铰接轴(31)，所述一级铰接轴(31)的表面连接有一级防护板(32)，所述一级防护板(32)的内部设置有二级收纳槽(33)，所述二级收纳槽(33)内远离一级铰接轴(31)的一端铰接有二级铰接轴(34)，所述二级铰接轴(34)上连接有二级防护板(35)，所述二级防护板(35)的尺寸和二级收纳槽(33)的尺寸相适配，所述二级铰接轴(34)内连接有扭力弹簧，所述二级防护板(35)的内部设置有三级收纳槽(36)，所述三级收纳槽(36)内远离二级铰接轴(34)的一端铰接有三级铰接轴(37)，所述三级铰接轴(37)上连接有三级防护板(38)，所述三级防护板(38)的尺寸和三级收纳槽(36)的尺寸相适配，所述三级铰接轴(37)内连接有扭力弹簧；

所述旋翼安装壳(2)的下端表面通过下支架(5)连接有下轴承座(6)，所述下轴承座(6)的下端表面固定连接有电机(7)，所述电机(7)的输出轴和下轴承座(6)内插设的转动轴(8)传动连接，所述转动轴(8)的表面连接有旋翼本体(10)，所述旋翼安装壳(2)的上端通过上支架(11)连接有安装套壳(12)，所述安装套壳(12)的内部安装有同步驱动机构(9)，所述转动轴(8)通过同步驱动机构(9)和旋翼防护机构(3)传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，其特征在于：所述安装槽(4)设置为环状，所述安装槽(4)内安装有三组呈等距离圆周分布的旋翼防护机构(3)。

3.根据权利要求1所述的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，其特征在于：所述二级收纳槽(33)、二级防护板(35)、三级防护板(38)均设置为弧状结构，所述二级收纳槽(33)、二级防护板(35)、三级防护板(38)折叠时和旋翼安装壳(2)呈同心圆分布。

4.根据权利要求1所述的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，其特征在于：所述安装套壳(12)的下端开口处连接有上轴承座(29)，所述转动轴(8)的上端贯穿上轴承座(29)并插设在安装套壳(12)内和同步驱动机构(9)传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，其特征在于：所述同步驱动机构(9)包括连接在安装套壳(12)上端内壁上的限位杆(15)，所述限位杆(15)的表面套有安装盘(17)，所述安装盘(17)的圆心处设置有铰接孔且铰接孔内插设有连接轴(19)，所述连接轴(19)的下端连接控制齿轮(20)，所述转动轴(8)的上端表面设置有固定槽(22)，所述固定槽(22)内连接有电磁铁(23)，所述控制齿轮(20)的下端表面连接有金属块(21)位于电磁铁(23)的上方，所述电磁铁(23)通电后产生对金属块(21)相吸的磁力，所述安装盘(17)的下端表面连接有安装座(24)，所述安装座(24)内均插设有联动轴(26)，所述联动轴(26)靠近控制齿轮(20)的一端连接有连接齿轮(25)，所述连接齿轮(25)和控制齿轮(20)啮合连接，所述联动轴(26)的另一端贯穿安装套壳(12)和旋翼安装壳(2)插设在安装槽(4)内，所述联动轴(26)位于安装槽(4)内的一端表面连接有蜗杆(27)，所述蜗杆(27)和一级铰接轴(31)表面连接的涡轮(39)啮合连接。

6.根据权利要求5所述的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，其特征在于：所述限位杆(15)设置为三组呈等距离圆周分布，三组所述限位杆(15)分别插设在安装盘(17)表面设置的三组相适配的限位孔内，三组所述限位杆(15)的下端表面均连接有限位板(18)，所述限位板(18)的尺寸大于安装盘(17)表面的限位孔尺寸，伸缩限位杆(15)表面套有复位弹簧(16)，伸缩复位弹簧(16)的上端连接在安装套壳(12)的顶端内壁上，伸缩复位弹簧(16)的下端连接在安装盘(17)的下端表面。

7.根据权利要求5所述的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，其特征在于：所述控制齿轮(20)位于转动轴(8)的正上方，所述安装盘(17)、连接轴(19)、控制齿轮(20)、转动轴(8)呈垂直同心圆分布。

8.根据权利要求5所述的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，其特征在于：所述联动轴(26)的表面套有保护套管(28)，所述保护套管(28)的两端分别插设在安装套壳(12)和旋翼安装壳(2)表面设置的滑槽内。

9.根据权利要求5所述的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，其特征在于：所述同步驱动机构(9)同时和三组旋翼防护机构(3)传动连接。

10.根据权利要求1所述的一种无人机用可伸缩型防护旋翼，其特征在于：所述下支架(5)和上支架(11)之间分别安装有上防护网(13)和下防护网(14)，所述上防护网(13)设置为圆盘状且中心高度向外侧渐低。

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