CN203461110U - 异形折叠三点降落式多轴无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种异形折叠三点降落式多轴无人飞行器，包括飞行器机身，在飞行器机身的前、后端两侧分别设有多个前机臂和多个后机臂，前机臂和后机臂均为框架式镂空型结构，且前机臂和后机臂均通过转轴与飞行器机身连接，飞行器机身由多层隔板通过机身主轴自上而下依次串接而构成，在隔板之间安装有各个飞行器控制组件，在飞行器机身中的最下层隔板处安装有用于信号接收与发送的飞行器总控系统。本实用新型将飞行器机身设计为分层隔板式构造，大大加强了机身强度，从而大大降低了对材料本身的强度要求，飞行器整体受力均匀，安全稳定性能高，采用多轴即多个机臂，增大了升力，从而提高了载重，可以携带较大型设备。

Description

异形折叠三点降落式多轴无人飞行器

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器的技术领域，尤其是一种异形折叠三点降落式多轴无人飞行器。

背景技术

在公知的技术领域，无人飞行器在大型群体活动的录制、电视电影广告的拍摄、电力巡线、城市安防巡视、土地监测、森林防火、农业灾情巡视、农田喷洒农药以及航模娱乐等领域已有相当程度的应用。目前的无人飞行器为保证足够强度不受外力影响其工作性能，往往选用高强度的稀有复合材料，然而这些材料昂贵且稀有，使得无人飞行器的制造成本居高不下，难以在市场上大面积推广。

传统的无人飞行器为减轻机身重量和保证飞行过程中的平衡，往往只会设计一到两个机臂，机臂上各带一个桨翼。这样一方面桨翼较少，给飞行器提供的升力不够大，飞行器难以再携带其他设备；另一方面，万一其中某个机臂上的电机驱动系统出现故障而无法带动桨翼时，飞行器将失去平衡而坠落，可靠性低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服上述问题，提供一种结构稳固、飞行可靠性高、制造成本低廉、可携带大重量设备、可折叠收纳的异形折叠三点降落式多轴无人飞行器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种异形折叠三点降落式多轴无人飞行器，包括飞行器机身，在所述飞行器机身的前、后端两侧分别设有多个前机臂和多个后机臂，所述前机臂和后机臂均为框架式镂空型结构，且所述前机臂的长度大于后机臂的长度，且所述前机臂和后机臂均通过转轴与飞行器机身连接，在所述前机臂和后机臂的上端部一侧均设有螺旋桨叶，在所述前机臂和飞行器机身的下部均设有起落脚支架，所述飞行器机身由多层隔板通过机身主轴自上而下依次串接而构成，在所述隔板之间安装有各个飞行器控制组件，在所述飞行器机身中的最下层隔板处安装有用于信号接收与发送的飞行器总控系统。

进一步的，为了方便收纳折叠，本实用新型在所述前机臂和后机臂与飞行器机身的连接处均设有机臂限位器，所述机臂限位器具有限位滑块和蝶形螺母。

进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型在所述飞行器机身的前、后端两侧分别设有2个前机臂和2个后机臂。

进一步的，作为一种具体的结构形式，本实用新型所述起落脚支架呈向外翻转的“L”型结构，在所述“L”型结构的起落脚支架的末端设有起降滚轮，所述起落脚支架由电机驱动升、降动作，且位于所述前机臂处的起落脚支架中的电机安装在呈框架式镂空型结构的前机臂中。

进一步的，考虑到整体结构的支撑性，本实用新型在位于所述飞行器机身下部的起落脚支架的中部设有可自容式折叠转轴。

进一步的，为了方便人们观察、提高可视性，本实用新型在所述飞行器机身中的最下层隔板处设有信号指示灯。

本实用新型的有益效果是：本实用新型将飞行器机身设计为分层隔板式构造，大大加强了机身强度，从而大大降低了对材料本身的强度要求，飞行器的机臂采用高强度的框架式镂空型结构，极大地减轻了整体重量，同时也大大的降低了风阻，飞行器整体受力均匀，安全稳定性能高，采用多轴即多个机臂，增大了升力，从而提高了载重，同时，多个机臂为安全可靠飞行提供了冗余保证，防止在某个机臂上的电机驱动系统出现问题时而机毁物亡，将机臂设计为可折叠，使得飞行器所占总体积变小，方便携带与使用，将脚架设计为可自动折叠，使得折叠后的飞行器变得更加圆滑，可以减轻外力对机身的冲击，提高安全性能，机臂采用前长后短的“异形不对称式”设计，具有一定美感，而且前机臂展开后，空间较大，可以携带较大型设备。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的局部结构示意图一；

图3是本实用新型的局部结构示意图二；

图4是本实用新型的局部结构示意图三；

图5是本实用新型的局部结构示意图四；

图6是本实用新型折叠收纳后的结构示意图；

图中：1.飞行器机身，2前机臂，3.后机臂，4.螺旋桨叶，5.起落脚支架，51.可自容式折叠转轴，6.飞行器总控系统，7.机臂限位器，8.电机。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1～图6所示的本实用新型异形折叠三点降落式多轴无人飞行器的优选实施例，包括飞行器机身1，在所述飞行器机身1的前、后端两侧分别设有2个前机臂2和2个后机臂3，也可根据具体情况选择数量，所述前机臂2和后机臂3均为框架式镂空型结构，且所述前机臂2的长度大于后机臂3的长度，且所述前机臂2和后机臂3均通过转轴与飞行器机身1连接，在所述前机臂2和后机臂3与飞行器机身1的连接处均设有机臂限位器7，所述机臂限位器7具有限位滑块和蝶形螺母，在所述前机臂2和后机臂3的上端部一侧均设有螺旋桨叶4，在所述前机臂2和飞行器机身1的下部均设有起落脚支架5，所述飞行器机身1由多层隔板通过机身主轴自上而下依次串接而构成，在所述隔板之间安装有各个飞行器控制组件，在所述飞行器机身1中的最下层隔板处安装有用于信号接收与发送的飞行器总控系统6和信号指示灯。

所述起落脚支架5呈向外翻转的“L”型结构，在所述“L”型结构的起落脚支架5的末端设有起降滚轮，所述起落脚支架5由电机8驱动升、降动作，且位于所述前机臂2处的起落脚支架5中的电机8安装在呈框架式镂空型结构的前机臂2中，在位于所述飞行器机身1下部的起落脚支架5的中部设有可自容式折叠转轴51。

具体图示如下：

(1)如图1所示，飞行器机身1、前机臂2、后机臂3的组成板件都采用打孔镂空的形式，从而减轻了整体重量，减少了空气阻力。机臂采用高强度的框架式镂空结构，其中，框架式的结构增强了机臂的强度，使得只需要便宜的铝合金材料而不需要高强度的昂贵材料就可以实现飞行器飞行的高可靠性。同时，将各种导线、装置、配件与升降器安装在机臂的组成框架中，大大保全了这些电路系统及其他系统。飞行器设计成多轴式即安装多个机臂(图中为4个)，增大了升力，从而提高了载重，同时，多个机臂为安全可靠飞行提供了冗余保证，防止在某个机臂上的电机驱动系统出现问题时而机毁物亡。飞行器采用三点降落式原理，设计了三个脚架，两个脚架在机臂上，承载附属设备的重量，剩余的一个脚架在机身上，承载机身自身设备的重量，用于在降落后的稳定着陆而不损害飞行器中的各个部件和系统。飞行器机臂采用“前长后短”的设计，即两个前机臂要比两个后机臂长，在前面两臂展开后，空间较大，可以携带较大型设备。后面的两臂空间较小，可携带自身的系统性组件与控件。虽然前后轴距不等长，但重心依旧在中心部位，使得飞行变得平稳简单。

(2)如图2所示，飞行器机身1采用分层隔板式构造，机身的隔板由机身主轴自上而下串起，不仅起到强有力的连接作用，同时承担并分解自身在飞行中的切力和扭力，减轻了飞行器其他部分的压力。飞行器相关的各个组件依次放在上中下三个隔板之间，各类组件分类精细明确，其中每个组件都有各自放置的位置与空间，防止了其相互间的干扰。其中，核心部分的飞行器总控系统6，安置在主机身底板下方，其设计最大程度上的接受电磁地波，提高了飞行器的安全性和可控性，方便操作人员在维修检测或日常保养中进行信息与数据的采纳与分析。同时，在新手的试飞过程中，由于主机身的设计与其他组合系统的共同作用，最大程度的减轻危险紧急状况下主机身与总控系统的伤害，保证其在紧急状态下可以正常运作。

(3)如图3所示，所述前机臂2和后机臂3均通过转轴与飞行器机身1连接，机臂与机身的连结处设有机臂限位器7，通过限位块的上下移动和蝶形螺母的旋塞固定机身与机臂，其构造简单，牢固，成本低，使机臂与机身达到硬性连接的目的。此设计很好地解决了机身与机臂之间在飞行过程中所产生的扭力切力的问题，同时，使得飞行器载重更大、无虚位、定向更为准确。

(4)如图6所示，前机臂2和后机臂3均为折叠的鸟翼式上翻曲线形状，有着自然的抗风稳定性。飞行器在降落后，其机臂可实现自动折叠，两个前机臂2往飞行器机身1的中心线回收，飞行器机身1前面中心处特制的机臂限位器，而且可限制折叠机臂的位置，使其准确的折叠在中心点上，两个后机臂3往飞行器的前面回收，分别与两个前臂成一平行直线，这样大大减小了飞行器的放置空间，使得大型飞行器的运输携带小型化成为现实。飞行器起飞前，前机臂2和后机臂3处于折叠状态，起飞过程中机臂的动作为：①机臂展开；②机臂机身固定；③飞行系统检测；④地面运行系统自动转为飞行模式，并向地面传输相关数据；⑤落地后，飞行器进入地面运动状态，关闭飞行模式，收臂锁臂，机载其他系统继续工作。

(5)如图4和图5所示，在前机臂2与起落脚支架5连接处的镂空框架中安装驱动脚架收回的电机8，采用电动式自动收放系统，在飞行器起飞时，在操纵者的遥控下，三个起落脚支架5自动收回。当飞行器即将着陆时，起落脚支架5又自动放开，平稳着陆。起落架采用“L”形设计(角度朝外)，独特的利用了杠杆原理，将着陆时所承受的巨大冲击力先分解到机臂，然后由前机臂1传到强度最大的飞行器机身1，后而分解，减小了机臂的受力，使得飞行器飞行更为稳定。起落脚支架5上有三个主要的系统：收降系统、主脚架系统、中枢控制系统，其中收降系统负责接受并执行机臂上起降执行系统的指令，主脚架系统，支撑飞行器的总重量，在着陆时，由其与机臂承受合力并进行缓冲，使得对升降器与其他设备的冲击为0(升降器失灵是也无大碍，不影响其安全)。在位于所述飞行器机身1下部的起落脚支架5的中部设有可自容式折叠转轴51，可在操纵下进行自容式折叠，成为一个最有力的支点，承载机身与其他设备的重量。

飞行器应用了综合保障系统，可以随时监测电流，电压，电机的转速，温度，电池的电流电压和剩余电量，主控器的各种姿态和参数，机臂遥控系统。这些都可以及时的被反映到地面图传系统上，达到了可知性，也提高了安全性。就是起飞之前，不检测完毕不会起飞，遥控设备和控制器的档位开关不正确，都会及时显示并告知在空中正常飞行时，受控信号因某种原因中断，飞行器会自行返回到起飞点。

飞行器控制系器统采用了32位ARM处理器以及现有最先进的传感器，包括超声波，气压计，三轴地磁传感器，GPS等完美的实现了定点定高，自动起降，自动巡航等功能。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种异形折叠三点降落式多轴无人飞行器，包括飞行器机身(1)，其特征在于：在所述飞行器机身(1)的前、后端两侧分别设有多个前机臂(2)和多个后机臂(3)，所述前机臂(2)和后机臂(3)均为框架式镂空型结构，且所述前机臂(2)的长度大于后机臂(3)的长度，且所述前机臂(2)和后机臂(3)均通过转轴与飞行器机身(1)连接，在所述前机臂(2)和后机臂(3)的上端部一侧均设有螺旋桨叶(4)，在所述前机臂(2)和飞行器机身(1)的下部均设有起落脚支架(5)，所述飞行器机身(1)由多层隔板通过机身主轴自上而下依次串接而构成，在所述隔板之间安装有各个飞行器控制组件，在所述飞行器机身(1)中的最下层隔板处安装有用于信号接收与发送的飞行器总控系统(6)。

2.如权利要求1所述的异形折叠三点降落式多轴无人飞行器，其特征在于：在所述前机臂(2)和后机臂(3)与飞行器机身(1)的连接处均设有机臂限位器(7)，所述机臂限位器(7)具有限位滑块和蝶形螺母。

3.如权利要求1所述的异形折叠三点降落式多轴无人飞行器，其特征在于：在所述飞行器机身(1)的前、后端两侧分别设有2个前机臂(2)和2个后机臂(3)。

4.如权利要求1所述的异形折叠三点降落式多轴无人飞行器，其特征在于：所述起落脚支架(5)呈向外翻转的“L”型结构，在所述“L”型结构的起落脚支架(5)的末端设有起降滚轮，所述起落脚支架(5)由电机(8)驱动升、降动作，且位于所述前机臂(2)处的起落脚支架(5)中的电机(8)安装在呈框架式镂空型结构的前机臂(2)中。

5.如权利要求1或4所述的异形折叠三点降落式多轴无人飞行器，其特征在于：在位于所述飞行器机身(1)下部的起落脚支架(5)的中部设有可自容式折叠转轴(51)。

6.如权利要求1所述的异形折叠三点降落式多轴无人飞行器，其特征在于：在所述飞行器机身(1)中的最下层隔板处设有信号指示灯。

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