CN116834998A - 自动收桨装置、旋翼无人机、停机坪及收桨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及旋翼无人机技术领域，尤其涉及自动收桨装置、旋翼无人机、停机坪及收桨方法，本发明的自动收桨装置在使用时第一连杆和第二连杆同步运动以驱使第一拨杆/第二拨杆至远离机臂的位置，第一拨杆/第二拨杆再对应地相对第一连杆/第二连杆运动至桨叶的旋转路径上，以使得第一拨杆/第二拨杆能够接触并拨动桨叶，第一连杆和第二连杆同步运动复位以驱使第一拨杆/第二拨杆拨动桨叶相对机臂转动，从而将桨叶折叠收拢于靠近机臂的位置，全程无需人工参与，可实现自动化收桨；收拢折叠桨叶后第一拨杆和第二拨杆固定不动，从而限制在包装、运输过程中桨叶相对机臂运动而造成磕碰甚至损坏桨叶的问题。

Description

自动收桨装置、旋翼无人机、停机坪及收桨方法

技术领域

本发明涉及旋翼无人机技术领域，尤其涉及自动收桨装置、旋翼无人机、停机坪及收桨方法。

背景技术

旋翼飞行器由于存储运输问题需要把桨叶折叠来节省空间，飞行时由动力电机旋转桨叶离心力自动打开，目前的桨叶折叠多为人工参与手动折叠，无法实现全自动化。

发明内容

为达到上述目的，本发明提供自动收桨装置，其特征在于，包括：

第一连杆，其第一端设置有第一拨杆，所述第一拨杆可相对所述第一连杆运动至桨叶的旋转路径上；

第二连杆，其第一端设置有第二拨杆，所述第二拨杆可相对所述第二连杆运动至桨叶的旋转路径上；

驱动源，用于驱使所述第一连杆和所述第二连杆同步运动，以使所述第一拨杆和所述第二拨杆分别拨动两个桨叶转动折叠至靠近机臂的位置，并阻挡桨叶相对机臂转动。

在一些可能实现的方式中，所述第一连杆的第二端设置有第一蜗轮，所述第二连杆的第二端设置有第二蜗轮，所述驱动源的输出端连接有蜗杆，所述第一蜗轮和所述第二蜗轮分设在所述蜗杆相对的两侧且均与所述蜗杆啮合传动，所述驱动源通过所述蜗杆驱使所述第一蜗轮和所述第二蜗轮转动，以带动所述第一连杆和所述第二连杆同步反向转动。

在一些可能实现的方式中，还包括固定座，所述固定座设置在电机安装架的下端，所述驱动源、所述第一蜗轮和所述第二蜗轮均安装于所述固定座，并且所述驱动源的输出轴线与机臂同向设置，所述第一连杆的第二端固定连接于所述第一蜗轮，所述第二连杆的第二端固定连接于所述第二蜗轮。

在一些可能实现的方式中，所述第一拨杆铰接于所述第一连杆的第一端，并通过第一动力源驱使其相对所述第一连杆转动；所述第二拨杆铰接于所述第二连杆的第一端，并通过第二动力源驱使其相对所述第二连杆转动。

在一些可能实现的方式中，所述第一动力源固定安装于所述第一连杆的第一端，所述第一动力源用于驱使所述第一拨杆转动至所述第一拨杆与所述第一连杆平行或垂直；所述第二动力源固定安装于所述第二连杆的第一端，所述第二动力源用于驱使所述第二拨杆转动至所述第二拨杆与所述第二连杆平行或垂直。

在一些可能实现的方式中，所述第一拨杆为伸缩杆并且其一端与所述第一连杆固定连接，所述第二拨杆为伸缩杆并且其一端与所述第二连杆固定连接。

在一些可能实现的方式中，所述第一连杆的第二端连接有第一齿轮，所述第二连杆的第二端连接有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮同模数齿数并且相啮合连接，所述第一齿轮或所述第二齿轮与所述驱动源的输出端驱动连接。

本发明还提供一种旋翼无人机，其包括机体以及自所述机体延伸出的若干个机臂，所述机臂远离所述机体的一端设置有至少两个桨叶，如上述实施例的自动收桨装置安装于所述机臂上。

本发明还提供一种停机坪，其包括水平工作台，如上述实施例的自动收桨装置安装于所述水平工作台上。

本发明还提供一种旋翼无人机自动收桨方法，该方法可在如上述实施例的自动收桨装置上实现，其包括如下步骤：

驱动源驱使第一连杆和第二连杆同步运动至第一拨杆/第二拨杆远离机臂的位置；

第一拨杆相对第一连杆运动至其一端位于桨叶旋转的路径上，第二拨杆相对第二连杆运动至其一端位于桨叶旋转的路径上；

驱动源驱使第一连杆和第二连杆同步运动复位，使得第一拨杆和第二拨杆分别抵接桨叶并驱使桨叶相对机臂转动，以将桨叶折叠收拢至靠近机臂的位置；

第一拨杆和第二拨杆均固定在靠近机臂的位置以限制桨叶相对机臂运动。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明的自动收桨装置在不使用时第一拨杆相对第一连杆运动以远离桨叶的旋转路径，第二拨杆也相对第二连杆运动以远离桨叶的旋转路径，避免干涉桨叶旋转飞行，使用时第一连杆和第二连杆同步运动以驱使第一拨杆/第二拨杆至远离机臂的位置，第一拨杆/第二拨杆再对应相对第一连杆/第二连杆运动至桨叶的旋转路径，第一连杆和第二连杆同步运动复位以驱使第一拨杆/第二拨杆拨动桨叶相对机臂转动，从而将桨叶折叠收拢于靠近机臂的位置，全程无需人工参与，可实现自动化收桨；收拢折叠桨叶后第一拨杆和第二拨杆固定不动，从而限制在包装、运输过程中桨叶相对机臂运动而造成磕碰甚至损坏桨叶的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的桨叶折叠收拢状态的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的桨叶折叠收拢状态的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的自动收桨装置与机臂部分的装配示意图；

图4为本发明实施例提供的自动收桨装置拨杆收拢状态的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的自动收桨装置展开预备折叠收拢桨叶的结构示意图。

附图标记：

机臂10；桨叶11；电机安装架12；

第一连杆100；第一拨杆101；第一蜗轮102；第一动力源103；第二连杆200；第二拨杆201；第二蜗轮202；第二动力源203；驱动源300；蜗杆301；固定座400。

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。以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

参照图1至图5所示的自动收桨装置，其可以安装在旋翼无人机的机臂10上，也可以安装在用于存储无人机的机箱或停机坪上，具体的该自动收桨装置包括第一连杆100、第二连杆200和驱动源300，第一连杆100的第一端设置有第一拨杆101，第一连杆100的第二端与驱动源300驱动连接，第一拨杆101可相对第一连杆100运动至桨叶11的旋转路径上，第二连杆200的第一端设置有第二拨杆201，第二连杆200的第二端与驱动源300驱动连接，第二拨杆201可相对第二连杆200运动至桨叶11的旋转运动路径上，驱动源300可以驱使第一连杆100和第二连杆200同步运动，并且第一拨杆101随第一连杆100运动的路径与第二拨杆201随第二连杆200运动的路径不重合不干涉。

收桨时，驱动源300驱使第一连杆100和第二连杆200同步运动，第一拨杆101随第一连杆100运动/第二拨杆201随第二连杆200运动至可远离机臂10的位置，第一拨杆101再相对第一连杆100运动至桨叶11的旋转运动路径上，第二拨杆201再相对第二连杆200运动至桨叶11的旋转运动路径上，驱动源300驱使第一连杆100和第二连杆200同步运动复位，第一拨杆101随第一连杆100运动/第二拨杆201随第二连杆200运动以分别抵接并拨动两个桨叶11相对机臂10运动，以使得桨叶11折叠收拢至靠近机臂10的位置，在后续的收储、包装、运输无人机过程中，第一拨杆101和第二拨杆201始终抵接桨叶11以将桨叶11限制在靠近机臂10的区域并阻挡桨叶11相对机臂10转动，以避免磕碰甚至损坏桨叶11的位置；在启动飞行前，第一拨杆101相对第一连杆100运动并远离桨叶11的旋转运动路径，第二拨杆201相对第二连杆200运动并远离桨叶11的旋转运动路径，以使得第一拨杆101和第二拨杆201均接触对桨叶11的限制，电机驱使桨叶11转动以将桨叶11展开，即可执行飞行操作。本发明的的方案可通过第一拨杆101和第二拨杆201运动实现折叠收拢桨叶11，折叠收拢过程中无需人手辅助或触碰桨叶11，可实现全自动收桨，并且折叠收拢桨叶11后还可对桨叶11起到限位固定作用，防止桨叶11磕碰损坏。

在一些可能实现的方式中，第一连杆100的第二端设置有第一蜗轮102，第二连杆200的第二端设置有第二蜗轮202，驱动源300的输出端连接有蜗杆301，第一蜗轮102和第二蜗轮202分设在蜗杆301相对的两侧，进而蜗杆301可驱使第一蜗轮102和第二蜗轮202同步反向转动，即实现第一连杆100和第二连杆200同步反向转动；本实施例的驱动源300通过蜗杆301带动第一蜗轮102和第二蜗轮202同步转动，进而实现第一连杆100和第二连杆200同步反向转动，第一拨杆101随第一连杆100/第二拨杆201随第二连杆200运动至远离机臂10的位置，第一拨杆101相对第一连杆100运动/第二拨杆201相对第二连杆200运动至桨叶11的旋转路径上并且不与桨叶11发生触碰或干涉，进而在驱动源300通过蜗杆301驱使第一蜗轮102/第二蜗轮202同步反向转动进行复位时，第一拨杆101和第二拨杆201可分别拨动两个桨叶11折叠收拢于靠近机臂10的位置。

在一些可能实现的方式中，电机安装架12的下端设置有固定座400，驱动源300、蜗杆301、第一蜗轮102和第二蜗轮202均安装在固定座400上，具体的，驱动源300以其轴线与机臂10的轴线同向的方式安装在固定座400上，第一蜗轮102和第二蜗轮202转动连接于固定座400，第一连杆100的第二端与第一蜗轮102固定连接，进而第一连杆100可随第一蜗轮102转动，第二连杆200的第二端与第二蜗轮202固定连接，进而第二连杆200可随第二蜗轮202转动，驱动源300驱使蜗杆301转动即可通过第一蜗轮102/第二蜗轮202带动第一连杆100和第二连杆200同步反向转动，进而第一拨杆101随第一连杆100转动同时第二拨杆201随第二连杆200转动，以折叠收拢桨叶11。

在一些可能实现的方式中，第一拨杆101铰接于第一连杆100的第一端，并通过第一动力源103驱使其相对第一连杆100转动，第二拨杆201铰接于第二连杆200的第一端，并通过第二动力源203驱使其相对第二连杆200转动，本实施例的其中一个具体情形是：第一动力源103固定安装在第一连杆100的第一端，第一拨杆101与第一动力源103的输出端固定连接并籍由第一动力源103驱使而相对第一连杆100转动，使得第一拨杆101可收拢至靠近第一连杆100的位置或第一拨杆101收拢至与第一连杆100平行，以避免第一拨杆101干涉桨叶11转动，或者是第一拨杆101伸展其与第一连杆100垂直，使得第一拨杆101的另一端位于桨叶11的旋转运动路径上，第一拨杆101得带动桨叶11转动收拢，本实施例中第一拨杆101通过第一动力源103驱使而使其一端在第一连杆100的第一端转动，即第一拨杆101是通过第一动力源103与第一连杆100形成铰接结构；本实施例的第二拨杆201与第二连杆200的连接结构和第一拨杆101与第一连杆100的连接结构相同，因此不做赘述；需要说明的是，本实施例的第一动力源103和第二动力源203均可以是常规的舵机。

而在另外一个情形中，第一拨杆101的一端与第一连杆100的第一端铰接，第一动力源103的两端分别与第一拨杆101和第一连杆100铰接，第一动力源103可以是做直线伸缩的动力元件，在本实施例中，第一动力源103做伸缩动作即可驱使第一拨杆101相对第一连杆100转动，以使得第一拨杆101的另一端运动至桨叶11的旋转运动路径上。

在一些可能实现的方式中，第一拨杆101为伸缩杆并且其一端与第一连杆100的第一端固定连接，第二拨杆201为伸缩杆并且其一端与第二连杆200的第一端固定连接；具体的，第一拨杆101/第二拨杆201均可以是伸缩动力源的输出端，通过伸缩动力源驱使第一拨杆101/第二拨杆201沿靠近或远离桨叶11的旋转运动路径移动，以使得第一拨杆101/第二拨杆201的一端可抵接并驱使桨叶11转动收拢或避免第一拨杆101/第二拨杆201干涉桨叶11转动飞行。

在一些可能实现的方式中，第一连杆100的第二端连接有第一齿轮，第二连杆200的第二端连接有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮相啮合传动并且第一齿轮与第二齿轮同模数同齿数，第一齿轮或第二齿轮与驱动源300的输出端驱动连接，驱动源300驱使第一齿轮/第二齿轮转动时，对应的第二齿轮/第一齿轮也同步反向转动，进而带动第一连杆100和第二连杆200同步反向转动。

本发明还提供一种旋翼无人机，其包括机体以及自机体延伸出的若干个机臂10，机臂10远离机体的一端设置有至少两个桨叶11，该两个桨叶11通过电机驱动实现同步转动，每一个机臂10远离机体的一端安装如上述实施例的自动收桨装置，即自动收桨装置与旋翼无人机为一体式结构，自动收桨装置位于桨叶11的下方，执行飞行操作时，第一拨杆101/第二拨杆201收拢于靠近第一连杆100/第二连杆200的位置，不干涉桨叶11旋转；执行收桨操作时，第一拨杆101/第二拨杆201可以自桨叶11的下方伸出至一端位于桨叶11的旋转运动路径上，以拨动桨叶11折叠收拢于靠近机臂10的位置。

本发明还提供一种停机坪，该停机坪可以是独立的部件也可以是集成在用于存储无人机的机箱上，该停机坪包括水平工作台，自动收桨装置设置在水平工作台上，无人机可停靠并通过磁吸或卡接的方式固定在水平工作台时，第一拨杆101/第二拨杆201可以自桨叶11的下方伸出至一端位于桨叶11的旋转运动路径上，以拨动桨叶11折叠收拢于靠近机臂10的位置，并且第一拨杆101和第二拨杆201始终限制桨叶11相转动，以避免在包装、运输过程中桨叶11转动而造成磕碰损坏的问题。

本发明还提供一种旋翼无人机自动收桨方法，本发明的自动收桨方法可在上述实施例的自动收桨装置上实现，本发明的方法包括如下步骤：

驱动源300通过蜗轮蜗杆301结构或齿轮啮合传动结构驱使第一连杆100和第二连杆200同步运动，第一拨杆101随第一连杆100转动至远离机臂10的位置同时第二拨杆201也随第二连杆200转动至远离机臂10的位置；

第一拨杆101相对第一连杆100运动至其一端位于桨叶11旋转的路径上，第二拨杆201相对第二连杆200运动至其一端位于桨叶11旋转的路径上，具体的，第一拨杆101可以是其另一端与第一连杆100的第一端铰接转动，使得第一拨杆101的一端朝靠近桨叶11的旋转运动路径方向移动，第一拨杆101也可以通过伸缩结构实现其一端伸展至桨叶11的旋转运动路径上，使得第一拨杆101随第一连杆100转动时其一端可以抵接并带动桨叶11转动并收拢折叠至靠近机臂10的位置；在本实施例中，第一拨杆101相对第一连杆100运动和第二拨杆201相对第二连杆200运动可以是不同步进行，并且为了确保第一拨杆101/第二拨杆201运动过程中不与桨叶11的下端面接触或干涉，无人机在停机时需使桨叶11停止与特定位置或角度；

驱动源300驱使第一连杆100和第二连杆200同步运动复位，第一拨杆101随第一连杆100转动同时第二拨杆201随第二连杆200转动，第一拨杆101和

第二拨杆201分别抵接桨叶11并驱使桨叶11相对机臂10转动，以将桨叶11折叠收拢至靠近机臂10的位置，在本实施例中一个机臂10上桨叶11的数量大于等于2，并且第一拨杆101/第二拨杆201可驱使1片或2片或3片桨叶11折叠收拢；

第一拨杆101/第二拨杆201将桨叶11收拢折叠后，第一拨杆101的一端和第二拨杆201的一端始终位于桨叶11的旋转运动路径上，以限制桨叶11相对机臂10运动，即所有的桨叶11均被限制在第一拨杆101和第二拨杆201之间的区域，该区域靠近机臂10的位置，进而可以方便收纳包装无人机，也可以避免在收纳包装、运输的过程中桨叶11转动而发生磕碰损坏的问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.自动收桨装置，其特征在于，包括：

第一连杆(100)，其第一端设置有第一拨杆(101)，所述第一拨杆(101)可相对所述第一连杆(100)运动至桨叶(11)的旋转路径上；

第二连杆(200)，其第一端设置有第二拨杆(201)，所述第二拨杆(201)可相对所述第二连杆(200)运动至桨叶(11)的旋转路径上；

驱动源(300)，用于驱使所述第一连杆(100)和所述第二连杆(200)同步运动，以使所述第一拨杆(101)和所述第二拨杆(201)分别拨动两个桨叶(11)转动折叠至靠近机臂(10)的位置，并阻挡桨叶(11)相对机臂(10)转动。

2.根据权利要求1所述的自动收桨装置，其特征在于，所述第一连杆(100)的第二端设置有第一蜗轮(102)，所述第二连杆(200)的第二端设置有第二蜗轮(202)，所述驱动源(300)的输出端连接有蜗杆(301)，所述第一蜗轮(102)和所述第二蜗轮(202)分设在所述蜗杆(301)相对的两侧且均与所述蜗杆(301)啮合传动，所述驱动源(300)通过所述蜗杆(301)驱使所述第一蜗轮(102)和所述第二蜗轮(202)转动，以带动所述第一连杆(100)和所述第二连杆(200)同步反向转动。

3.根据权利要求2所述的自动收桨装置，其特征在于，还包括固定座(400)，所述固定座(400)设置在电机安装架(12)的下端，所述驱动源(300)、所述第一蜗轮(102)和所述第二蜗轮(202)均安装于所述固定座(400)，并且所述驱动源(300)的输出轴线与机臂(10)同向设置，所述第一连杆(100)的第二端固定连接于所述第一蜗轮(102)，所述第二连杆(200)的第二端固定连接于所述第二蜗轮(202)。

4.根据权利要求1所述的自动收桨装置，其特征在于，所述第一拨杆(101)铰接于所述第一连杆(100)的第一端，并通过第一动力源(103)驱使其相对所述第一连杆(100)转动；所述第二拨杆(201)铰接于所述第二连杆(200)的第一端，并通过第二动力源(203)驱使其相对所述第二连杆(200)转动。

5.根据权利要求4所述的自动收桨装置，其特征在于，所述第一动力源(103)固定安装于所述第一连杆(100)的第一端，所述第一动力源(103)用于驱使所述第一拨杆(101)转动至所述第一拨杆(101)与所述第一连杆(100)平行或垂直；所述第二动力源(203)固定安装于所述第二连杆(200)的第一端，所述第二动力源(203)用于驱使所述第二拨杆(201)转动至所述第二拨杆(201)与所述第二连杆(200)平行或垂直。

6.根据权利要求1所述的自动收桨装置，其特征在于，所述第一拨杆(101)为伸缩杆并且其一端与所述第一连杆(100)固定连接，所述第二拨杆(201)为伸缩杆并且其一端与所述第二连杆(200)固定连接。

7.根据权利要求1所述的自动收桨装置，其特征在于，所述第一连杆(100)的第二端连接有第一齿轮，所述第二连杆(200)的第二端连接有第二齿轮，所述第一齿轮和所述第二齿轮同模数齿数并且相啮合连接，所述第一齿轮或所述第二齿轮与所述驱动源(300)的输出端驱动连接。

8.旋翼无人机，其特征在于，包括机体以及自所述机体延伸出的若干个机臂(10)，所述机臂(10)远离所述机体的一端设置有至少两个桨叶(11)，如权利要求1至7任一项所述的自动收桨装置安装于所述机臂(10)上。

9.停机坪，其特征在于，包括水平工作台，如权利要求1至7任一项所述的自动收桨装置安装于所述水平工作台上。

10.旋翼无人机自动收桨方法，该方法可在如权利要求1至7任一项所述的自动收桨装置上实现，其特征在于，包括如下步骤：

驱动源(300)驱使第一连杆(100)和第二连杆(200)同步运动至第一拨杆(101)/第二拨杆(201)远离机臂(10)的位置；

第一拨杆(101)相对第一连杆(100)运动至其一端位于桨叶(11)旋转的路径上，第二拨杆(201)相对第二连杆(200)运动至其一端位于桨叶(11)旋转的路径上；

驱动源(300)驱使第一连杆(100)和第二连杆(200)同步运动复位，使得第一拨杆(101)和第二拨杆(201)分别抵接桨叶(11)并驱使桨叶(11)相对机臂(10)转动，以将桨叶(11)折叠收拢至靠近机臂(10)的位置；

第一拨杆(101)和第二拨杆(201)均固定在靠近机臂(10)的位置以限制桨叶(11)相对机臂(10)运动。