CN116280303A - 一种多用途无人机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机领域，具体为一种多用途无人机，包括机身，所述机身的左右两侧对称安装有设备箱，所述机身的前端固定安装有监视摄像头，所述设备箱的内部设置有机械臂机构，所述机械臂机构的前端固定安装有抓取机构，所述机身的下表面固定安装有装载机构，所述设备箱的上方且在机身的四角处均固定安装有飞行机构。通过机身的两侧机械臂与抓取机构相配合，可在灾难救援时对不同的物体进行搬运和对人员的救援，从而达到直接参与救援任务中，并且可在平常使用的过程中，可代替人工对不同高度物品维修装卸等操作的目的，最大限度的提升了无人机的使用范围和效果，且可防止吊装物品晃动造成的无人机坠落等问题。

Description

一种多用途无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体为一种多用途无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作,无人机可在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域应用。

现有的无人机存在以下缺点：

1、目前无人机大多是针对某种应用方向进行生产，极大的限制了无人机的运用范围，例如当需要应用到灾难救援时，目前的无人机也只能起到提前达到并对地形勘探的作用，无法直接参与到救援中，并且在救援过后无人机很难进行其他方向的使用；

2、目前使用无人机在将物品吊起运输的过程中，很容易因风吹动物品摇晃，导致无人机无法正常飞行，严重会造成无人机和运输物品损坏的问题；

3、目前的救援无人机使用前和使用后的运输均是难题，因救援无人机其体形略大且无法折叠，在运输的过程中极占空间，并且在飞行中桨叶很可能打到障碍物从而损坏装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种多用途无人机，由以下具体技术手段所达成：

一种多用途无人机，包括机身，所述机身的左右两侧对称安装有设备箱，所述机身的前端固定安装有监视摄像头，所述设备箱的内部设置有机械臂机构，所述机械臂机构的前端固定安装有抓取机构，所述机身的下表面固定安装有装载机构，所述设备箱的上方且在机身的四角处均固定安装有飞行机构。

所述机械臂机构包括驱动电机、齿圈、转动板、轴杆、移动上臂、上臂气缸、下臂气缸和传导下臂，所述设备箱的内部固定安装有驱动电机，所述驱动电机的前端通过锥齿轮啮合连接齿圈，所述设备箱的前端下表面转动安装有转动板，所述齿圈的中心处与转动板的中心处上表面通过中心轴固定连接，所述转动板的下表面通过支架转动安装有轴杆，所述轴杆的外壁左右对称转动连接有两个移动上臂，所述轴杆的外侧壁且位于两个移动上臂之间转动连接有下臂气缸，所述下臂气缸的下端转动连接在传导下臂的后端，所述移动上臂的下端与传导下臂靠近下臂气缸的一侧通过转轴转动连接，所述转动板的下表面前侧固定安装有上臂气缸，所述移动上臂的上表面靠近传导下臂连接处的一侧与上臂气缸的下端转动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述抓取机构包括第二电机、丝杆、滑动盘、夹持条、固定圆盘、弹簧伸缩杆和环套，所述传导下臂的前端表面固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端固定套设有丝杆，所述传导下臂的前端外壁通过外壳固定安装有固定圆盘，且丝杆的前端转动连接在固定圆盘的中心处，所述固定圆盘的外侧壁以圆周方向设置有多个夹持条，所述固定圆盘的外侧壁与夹持条的中心点通过连接转杆转动连接，所述丝杆的外壁通过螺纹套滑动连接有滑动盘，所述滑动盘的外侧壁通过凹槽滑动连接在夹持条的内部表面，所述夹持条的后端均转动连接有弹簧伸缩杆，所述环套通过轴承转动连接在靠近丝杆与第二电机连接处一侧，所述夹持条均通过弹簧伸缩杆转动连接在环套的外侧壁。

作为本发明的一种优选技术方案，所述装载机构包括支撑柱、装载板、阻碍板、滑板、降落架、限位滑轨、滚轮、支撑架和推动气缸，所述机身的下表面后侧对称安装有四根支撑柱，所述支撑柱的下表面固定安装有装载板，所述靠近机身后表面一侧的两根支撑柱之间通过滑轨滑动连接有阻碍板，所述前侧两根支撑柱之间通过滑轨滑动连接有滑板，所述滑板的前端对称固定安装有降落架，所述降落架的前端上表面均固定安装有限位滑轨，所述机身的下表面前侧通过支架转动安装有支撑架，所述限位滑轨与支撑架的下端通过滚轮转动连接，所述机身的下表面前侧固定安装有推动气缸，且推动气缸通过连接横杆固定连接两侧的降落架。

作为本发明的一种优选技术方案，所述飞行机构包括安装架、螺栓、飞行臂、电机仓、卡夹、防撞架和桨叶，所述机身的四角处均固定安装有安装架，所述安装架的内部通过中心轴转动安装有飞行臂，所述飞行臂靠近安装架的一侧与安装架通过螺栓与相应的螺纹转动连接，所述飞行臂的右端固定安装有电机仓，所述电机仓的输出端固定套设有桨叶，所述电机仓的外侧臂通过圆周方向均匀设置卡槽卡接有卡夹，所述卡夹的外侧端固定连接在防撞架的内侧壁。

作为本发明的一种优选技术方案，所述移动上臂与传导下臂均为轻型硬度材料构成，所述夹持条的前端内侧表面均为粗糙设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述前侧两根支撑柱之间滑动连接的滑板两端设置有滑轮，所述支撑架与降落架的连接处同样设置有滑轮。

作为本发明的一种优选技术方案，所述机身前侧安装的飞行臂要高于后侧安装的飞行臂，所述防撞架的外侧设置有橡胶层。

作为本发明的一种优选技术方案，所述防撞架的内侧上端呈圆周方向设置有若干防撞杆，且防撞杆的数量多于卡夹。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1、该多用途无人机，通过机身的两侧机械臂与抓取机构相配合，可在灾难救援时对不同的物体进行搬运和对人员救援，从而达到直接参与救援任务中，并且可在平常使用的过程中，可代替人工对不同高度物品维修装卸等操作的目的，最大限度的提升了无人机的使用范围和效果。

2、该多用途无人机，通过后方的装载板与可升降的降落架相配合，以达到对物品的运输的目的，并且在运输中通过将物品直接放置在装载板上，可有效防止吊装物品的晃动造成的无人机的倾斜和坠落等问题。

3、该多用途无人机，在无人机使用前和使用后的运输时，可通过将飞行臂相对应的折叠，极大的缩小运输过程中占用空间的问题，并且可通过安装防撞架可有效的防止飞行中桨叶打到障碍物造成损坏装置的问题。

附图说明

图1为本发明机身正视立体结构示意图。

图2为本发明机身俯视立体结构示意图。

图3为本发明机身剖面立体结构示意图。

图4为本发明机械臂机构的内部立体结构示意图。

图5为本发明机械臂机构的剖面结构示意图。

图6为本发明抓取机构的立体结构示意图。

图7为本发明装载机构的立体结构示意图。

图8为图7中A处的放大结构示意图。

图9为本发明飞行机构的立体结构示意图。

图中：1、机身；2、设备箱；3、监视摄像头；4、机械臂机构；401、驱动电机；402、齿圈；403、转动板；404、轴杆；405、移动上臂；406、上臂气缸；407、下臂气缸；408、传导下臂；5、抓取机构；501、第二电机；502、丝杆；503、滑动盘；504、夹持条；505、固定圆盘；506、弹簧伸缩杆；507、环套；6、装载机构；601、支撑柱；602、装载板；603、阻碍板；604、滑板；605、降落架；606、限位滑轨；607、滚轮；608、支撑架；609、推动气缸；7、飞行机构；701、安装架；702、螺栓；703、飞行臂；704、电机仓；705、卡夹；706、防撞架；707、桨叶。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种多用途无人机，包括机身1，机身1的左右两侧对称安装有设备箱2，机身1的前端固定安装有监视摄像头3，设备箱2的内部设置有机械臂机构4，机械臂机构4的前端固定安装有抓取机构5，机身1的下表面固定安装有装载机构6，设备箱2的上方且在机身1的四角处均固定安装有飞行机构7。

请参阅图2-5，机械臂机构4包括驱动电机401、齿圈402、转动板403、轴杆404、移动上臂405、上臂气缸406、下臂气缸407和传导下臂408，设备箱2的内部固定安装有驱动电机401，驱动电机401的前端通过锥齿轮啮合连接齿圈402，设备箱2的前端下表面转动安装有转动板403，齿圈402的中心处与转动板403的中心处上表面通过中心轴固定连接，转动板403的下表面通过支架转动安装有轴杆404，轴杆404的外壁左右对称转动连接有两个移动上臂405，轴杆404的外侧壁且位于两个移动上臂405之间转动连接有下臂气缸407，下臂气缸407的下端转动连接在传导下臂408的后端，移动上臂405的下端与传导下臂408靠近下臂气缸407的一侧通过转轴转动连接，转动板403的下表面前侧固定安装有上臂气缸406，移动上臂405的上表面靠近传导下臂408连接处的一侧与上臂气缸406的下端转动连接，移动上臂405与传导下臂408均为轻型硬度材料构成。

请参阅图4-6，抓取机构5包括第二电机501、丝杆502、滑动盘503、夹持条504、固定圆盘505、弹簧伸缩杆506和环套507，传导下臂408的前端表面固定安装有第二电机501，第二电机501的输出端固定套设有丝杆502，传导下臂408的前端外壁通过外壳固定安装有固定圆盘505，且丝杆502的前端转动连接在固定圆盘505的中心处，固定圆盘505的外侧壁以圆周方向设置有多个夹持条504，固定圆盘505的外侧壁与夹持条504的中心点通过连接转杆转动连接，丝杆502的外壁通过螺纹套滑动连接有滑动盘503，滑动盘503的外侧壁通过凹槽滑动连接在夹持条504的内部表面，夹持条504的前端内侧表面均为粗糙设置，夹持条504的后端均转动连接有弹簧伸缩杆506，环套507通过轴承转动连接在靠近丝杆502与第二电机501连接处一侧，夹持条504均通过弹簧伸缩杆506转动连接在环套507的外侧壁。

具体工作时，当在救援或者对其他物品进行安装时，便可启动设备箱2内的机械臂机构4，当启动驱动电机401时，驱动电机401的输出端会通过锥齿轮啮合齿圈402使其转动，并通过中心轴带着转动板403以其为中心旋转，对抓取方向进行改变，接着当启动上臂气缸406时，上臂气缸406会通过伸缩杆对移动上臂405的下端进行抬升和推动，并在支架与轴杆404对移动上臂405的限制下，使得对移动上臂405的操作角度进行调节，接着启动下臂气缸407时，同理下臂气缸407的后端在轴杆404的限制下，其前端可通过推动或拉伸传导下臂408的后端，接着在移动上臂405与传导下臂408的连接点为支点，对传导下臂408的前端进行抬起和下降的角度进行控制，当通过驱动电机401、上臂气缸406和下臂气缸407将相应的传导下臂408调节到相应的位置时，便可起动第二电机501，使其带着丝杆502以固定圆盘505的中心处自转，同时通过丝杆502的旋转方向使得螺纹套带着滑动盘503上下移动，在向上移动的过程中，环套507上的弹簧伸缩杆506会将夹持条504的后端进行拉扯，使夹持条504始终接触滑动盘503的滑槽，因此在滑动盘503向上移动的过程中，会向外侧推动夹持条504的后端，并在夹持条504与固定圆盘505连接处为支点将夹持条504的前端向内部缩小，从而将物品夹住，反之滑动盘503向下移动的过程中，滑动盘503对夹持条504的作用力减小，弹簧伸缩杆506会将夹持条504的后端拉回原位置，从而将物品放开，以此实现对物品的抓取，机械结构从一定程度上模仿人类手臂运作原理，来对各种需人力操作的步骤进行代替，因此达到在灾难救援时对不同的物体进行搬运和对人员的救援，同样在日常可代替人工对不同高度物品维修装卸等操作，最大限度的提升无人机的使用范围和效果。

请参阅图2-3与图7-8，装载机构6包括支撑柱601、装载板602、阻碍板603、滑板604、降落架605、限位滑轨606、滚轮607、支撑架608和推动气缸609，机身1的下表面后侧对称安装有四根支撑柱601，前侧两根支撑柱601之间滑动连接的滑板604两端设置有滑轮，支撑柱601的下表面固定安装有装载板602，靠近机身1后表面一侧的两根支撑柱601之间通过滑轨滑动连接有阻碍板603，前侧两根支撑柱601之间通过滑轨滑动连接有滑板604，滑板604的前端对称固定安装有降落架605，降落架605的前端上表面均固定安装有限位滑轨606，机身1的下表面前侧通过支架转动安装有支撑架608，支撑架608与降落架605的连接处同样设置有滑轮，限位滑轨606与支撑架608的下端通过滚轮607转动连接，机身1的下表面前侧固定安装有推动气缸609，且推动气缸609通过连接横杆固定连接两侧的降落架605。

具体工作时，当机身1起飞后便可启动推动气缸609使其通过连接横杆将降落架605向上拉动，此时降落架605会带着滑板604在与前端的两根支撑柱601的滑道内向上滑动，此时前端的支撑架608会通过滚轮607在限位滑轨606内向前滚动，从而将支撑架608折叠到降落架605处，此时降落架605便不会阻挡机械臂机构4与抓取机构5的运动，在物品需要运输时，机械臂机构4与抓取机构5相配合将物品夹持后，只需操作机械臂机构4将物品放置在装载板602内，此时便可将机械臂机构4复位，便可再次启动推动气缸609，使其带着降落架605与滑板604下降，对装载板602上的物品进行限位，此时支撑架608会通过滚轮607在限位滑轨606内向后滚动，将降落架605的前端伸出，当机身1飞到相应位置准备降落时，后方的装载板602与支撑柱601对机身1的后方进行支撑，支撑架608与降落架605形成的三角会对机身1的前端进行支撑，随后向上拉动阻碍板603从装载板602上取出物体即可，从而达到避免因吊装物品的晃动造成的无人机的倾斜和坠落等问题。

请参阅图2-3和图9，飞行机构7包括安装架701、螺栓702、飞行臂703、电机仓704、卡夹705、防撞架706和桨叶707，机身1的四角处均固定安装有安装架701，安装架701的内部通过中心轴转动安装有飞行臂703，机身1前侧安装的飞行臂703要高于后侧安装的飞行臂703，飞行臂703靠近安装架701的一侧与安装架701通过螺栓702与相应的螺纹转动连接，飞行臂703的右端固定安装有电机仓704，电机仓704的输出端固定套设有桨叶707，电机仓704的外侧壁通过圆周方向均匀设置卡槽卡接有卡夹705，卡夹705的外侧端固定连接在防撞架706的内侧壁，防撞架706的外侧设置有橡胶层，防撞架706的内侧上端呈圆周方向设置有若干防撞杆，且防撞杆的数量多于卡夹705。

具体工作时，需要运输时，先将卡夹705向上推动，使得卡夹705带着防撞架706脱离电机仓704的，随后将四根飞行臂703上的防撞架706同理拆下，并将其收集到一侧，接着先反向转动安装架701上的螺栓702，使得螺栓702脱离安装架701并将飞行臂703放开，此时便可将前后飞行臂703分别向相反方向折叠，因机身1前侧安装的飞行臂703高于后侧安装的飞行臂703，便可以将前后飞行臂703最大限度的贴近机身1，从而最大限度的减少无人机运输时的占地，使得运输和放置均更加方便，随后便可将机身1运输到相应的位置，接着将同理，分别将飞行臂703在安装架701内反向掰开到相应的位置，接着旋转螺栓702将飞行臂703固定，随后将防撞架706取出使得卡夹705绕过桨叶707，使其卡在电机仓704外侧的卡槽内，此时便可启动电机仓704内的电机带着桨叶707旋转，在桨叶707的高速旋转下带着机身1升起，飞行的过程中时，操作人员可通过监视摄像头3控制机身1的飞行方向，当遇到因操作人员失误，导致机身1碰到阻挡物时，防撞架706会先接触阻挡物，从而避免桨叶707直接打到阻碍物造成损坏，从而达到保护机身1的目的。

工作原理：当需要使用到多功能无人机时，在前期对无人机的机身1进行运输时，先将防撞架706拆下，随后反向转动螺栓702将飞行臂703放开，此时便可将其折叠贴近机身1，当将运输到相应的位置，接着同理将飞行臂703拉出使用螺栓702固定，随后将防撞架706通过卡夹705卡在卡槽内，便可启动电机仓704内的电机带着桨叶707旋转，在桨叶707的高速旋转下带着机身1升起，当飞行时，操作人员可通过监视摄像头3控制机身1的飞行方向。

当在救援或者对其他物品进行安装时，便可启动设备箱2内的机械臂机构4，当启动驱动电机401对抓取方向进行改变，接着将当启动上臂气缸406时对移动上臂405的操作角度进行调节，启动下臂气缸407对传导下臂408的前端进行抬起和下降的角度进行控制，起动第二电机501使夹持条504的前端向内部缩小，从而将物品夹住。

当机身1起飞后便可启动推动气缸609将降落架605向上拉动，在物品需要运输时，机械臂机构4与抓取机构5相配合将物品夹持后，只需操作机械臂机构4将物品放置在装载板602内，此时便可将机械臂机构4复位，便可再次启动推动气缸609带着降落架605下降，当机身1飞到相应位置准备降落时，支撑柱601与支撑架608和降落架605对机身1进行支撑，随后向上拉动阻碍板603从装载板602上取出物体即可。

待使用结束后，同上将防撞架706回收并将飞行臂703折叠，便可将机身1收纳，等待下次的使用即可。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种多用途无人机，包括机身(1)，其特征在于：所述机身(1)的左右两侧对称安装有设备箱(2)，所述机身(1)的前端固定安装有监视摄像头(3)，所述设备箱(2)的内部设置有机械臂机构(4)，所述机械臂机构(4)的前端固定安装有抓取机构(5)，所述机身(1)的下表面固定安装有装载机构(6)，所述设备箱(2)的上方且在机身(1)的四角处均固定安装有飞行机构(7)；

所述机械臂机构(4)包括驱动电机(401)、齿圈(402)、转动板(403)、轴杆(404)、移动上臂(405)、上臂气缸(406)、下臂气缸(407)和传导下臂(408)，所述设备箱(2)的内部固定安装有驱动电机(401)，所述驱动电机(401)的前端通过锥齿轮啮合连接齿圈(402)，所述设备箱(2)的前端下表面转动安装有转动板(403)，所述齿圈(402)的中心处与转动板(403)的中心处上表面通过中心轴固定连接，所述转动板(403)的下表面通过支架转动安装有轴杆(404)，所述轴杆(404)的外壁左右对称转动连接有两个移动上臂(405)，所述轴杆(404)的外侧壁且位于两个移动上臂(405)之间转动连接有下臂气缸(407)，所述下臂气缸(407)的下端转动连接在传导下臂(408)的后端，所述移动上臂(405)的下端与传导下臂(408)靠近下臂气缸(407)的一侧通过转轴转动连接，所述转动板(403)的下表面前侧固定安装有上臂气缸(406)，所述移动上臂(405)的上表面靠近传导下臂(408)连接处的一侧与上臂气缸(406)的下端转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种多用途无人机，其特征在于：所述抓取机构(5)包括第二电机(501)、丝杆(502)、滑动盘(503)、夹持条(504)、固定圆盘(505)、弹簧伸缩杆(506)和环套(507)，所述传导下臂(408)的前端表面固定安装有第二电机(501)，所述第二电机(501)的输出端固定套设有丝杆(502)，所述传导下臂(408)的前端外壁通过外壳固定安装有固定圆盘(505)，且丝杆(502)的前端转动连接在固定圆盘(505)的中心处，所述固定圆盘(505)的外侧壁以圆周方向设置有多个夹持条(504)，所述固定圆盘(505)的外侧壁与夹持条(504)的中心点通过连接转杆转动连接，所述丝杆(502)的外壁通过螺纹套滑动连接有滑动盘(503)，所述滑动盘(503)的外侧壁通过凹槽滑动连接在夹持条(504)的内部表面，所述夹持条(504)的后端均转动连接有弹簧伸缩杆(506)，所述环套(507)通过轴承转动连接在靠近丝杆(502)与第二电机(501)连接处一侧，所述夹持条(504)均通过弹簧伸缩杆(506)转动连接在环套(507)的外侧壁。

3.根据权利要求1所述的一种多用途无人机，其特征在于：所述装载机构(6)包括支撑柱(601)、装载板(602)、阻碍板(603)、滑板(604)、降落架(605)、限位滑轨(606)、滚轮(607)、支撑架(608)和推动气缸(609)，所述机身(1)的下表面后侧对称安装有四根支撑柱(601)，所述支撑柱(601)的下表面固定安装有装载板(602)，所述靠近机身(1)后表面一侧的两根支撑柱(601)之间通过滑轨滑动连接有阻碍板(603)，所述前侧两根支撑柱(601)之间通过滑轨滑动连接有滑板(604)，所述滑板(604)的前端对称固定安装有降落架(605)，所述降落架(605)的前端上表面均固定安装有限位滑轨(606)，所述机身(1)的下表面前侧通过支架转动安装有支撑架(608)，所述限位滑轨(606)与支撑架(608)的下端通过滚轮(607)转动连接，所述机身(1)的下表面前侧固定安装有推动气缸(609)，且推动气缸(609)通过连接横杆固定连接两侧的降落架(605)。

4.根据权利要求1所述的一种多用途无人机，其特征在于：所述飞行机构(7)包括安装架(701)、螺栓(702)、飞行臂(703)、电机仓(704)、卡夹(705)、防撞架(706)和桨叶(707)，所述机身(1)的四角处均固定安装有安装架(701)，所述安装架(701)的内部通过中心轴转动安装有飞行臂(703)，所述飞行臂(703)靠近安装架(701)的一侧与安装架(701)通过螺栓(702)与相应的螺纹转动连接，所述飞行臂(703)的右端固定安装有电机仓(704)，所述电机仓(704)的输出端固定套设有桨叶(707)，所述电机仓(704)的外侧壁通过圆周方向均匀设置卡槽卡接有卡夹(705)，所述卡夹(705)的外侧端固定连接在防撞架(706)的内侧壁。

5.根据权利要求2所述的一种多用途无人机，其特征在于：所述移动上臂(405)与传导下臂(408)均为轻型硬度材料构成，所述夹持条(504)的前端内侧表面均为粗糙设置。

6.根据权利要求3所述的一种具有压舌功能的口腔检查撑开装置，其特征在于：所述前侧两根支撑柱(601)之间滑动连接的滑板(604)两端设置有滑轮，所述支撑架(608)与降落架(605)的连接处同样设置有滑轮。

7.根据权利要求4所述的一种多用途无人机，其特征在于：所述机身(1)前侧安装的飞行臂(703)要高于后侧安装的飞行臂(703)，所述防撞架(706)的外侧设置有橡胶层。

8.根据权利要求4所述的一种多用途无人机，其特征在于：所述防撞架(706)的内侧上端呈圆周方向设置有若干防撞杆，且防撞杆的数量多于卡夹(705)。

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