CN205131639U - 一种多旋翼无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多旋翼无人机，包括机壳、旋翼收折组件、电池组件以及三个以上的旋翼组件，每个所述旋翼组件包括机臂以及位于机臂上的螺旋桨总成，在非工作状态时所述旋翼收折组件驱动三个以上的旋翼组件完全收折于机壳内，在工作状态时所述旋翼收折组件驱动将三个以上的旋翼组件伸出机壳完成打开。本实用新型具有结构更加紧凑、体积更小、更加便于携带等优点。

Description

一种多旋翼无人机

技术领域

本实用新型主要涉及到无人机领域，特指一种多旋翼无人机。

背景技术

目前，在无人机领域，多轴飞行器（多旋翼无人机）由于其结构简单、造价低、操控能力较好、可悬停，适合个人使用的优点，吸引了大批航模爱好者和发烧友。而随着人们生活方式的多样性和丰富性，如今普通大众也对该种飞行器产生了浓厚的兴趣，故多旋翼飞行器市场需求庞大，尤其是消费级航拍无人机。

消费级航拍无人机主要特点是功能全面、小巧便携、操作简单、操控性好等。而在这其中，便携性是消费级航拍无人机最为显著的特点之一。即便携性越好，用户群体越大，用户的体验也将越好。对于便携性而言，主要体现在几个方面：整体体积和重量、非工作状态时的体积、是否真正能够便于携带（如：口袋化）。现有技术中无人机都尽可能是如何从做的更小上做文章，并没有从多个角度上来综合考虑便携性，因此均无法给用户带来完美便携的感受。例如，在非工作状态下，现有无人机的桨叶均无法全部收拢在一起，在携带或运输过程中就很容易对其造成损坏，而且外露的桨叶也会对人员带来危险。

现有多旋翼飞行器的壳体一般为一个完整的壳体，该壳体只有一个空腔，所有的部件均安装于同一个空腔内，相互之间在安装上存在一定干涉，进而使得整个体积变得更大。有从业者者提出分体壳体的设计，但是这种分体壳体在连接时一般仅仅采用螺钉连接或者胶接，由于小型多旋翼飞行器承载力有限，壳体采用螺钉连接的势必会增加飞行器的负担，而胶接的方式也很不稳定，且无法拆卸重复使用。

另外，传统的自拍无人机上镜头大多都设置于机身上，且镜头位于机身前端，采用固定方式安装。如：Parrot公司生产的BebopDrone3.0，故其镜头的灵活性较差，且拍摄时需要以飞行器的飞行姿态来实现多角度的拍摄，而这必然要求操作员对飞行器具有较高的操控技术，不利于市场化。有从业者提出另一种解决方案，在机身的下方设置一个图像采集装置的支架，将一个较为复杂的图像采集装置直接固定于该支架上，以满足图像采集的需要。但是，这种方案直接造成整个无人机的体积增大，增加了成本，且极大削弱了其便携性，不利于自拍无人机的平民化和大范围推广。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构更加紧凑、体积更小、更加便于携带的多旋翼无人机。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种多旋翼无人机，包括机壳、旋翼收折组件、电池组件以及三个以上的旋翼组件，每个所述旋翼组件包括机臂以及位于机臂上的螺旋桨总成，在非工作状态时所述旋翼收折组件驱动三个以上的旋翼组件完全收折于机壳内，在工作状态时所述旋翼收折组件驱动将三个以上的旋翼组件伸出机壳完成打开。

作为本实用新型的进一步改进：所述旋翼收折组件包括底板、中心环以及驱动部件，多个所述机臂沿着圆周方向依次布置于底板上的空间内，所述机臂的一端通过旋转轴安装于机壳的底部，所述机臂与旋转轴铰接并可绕铰接点转动，所述机臂的另一端用来安装螺旋桨总成；所述中心环位于底板的中部，每个所述机臂与中心环之间设置有连杆，所述驱动部件用来驱动中心环进行转动并通过连杆带着机臂运动。

作为本实用新型的进一步改进：所述驱动部件包括舵机组件，所述舵机组件包括拉杆及安装于底板上的舵机，所述拉杆的一端通过轴承与中心环形成铰接，所述拉杆的另一端与舵机的输出端相连。

作为本实用新型的进一步改进：所述驱动部件包括电机和齿轮传动部件，所述齿轮传动部件安装于中心环的周侧，所述中心环上设置有用来与齿轮传动部件配合的传动齿，所述电机通过齿轮传动部件转动使中心环转动。

作为本实用新型的进一步改进：所述驱动部件包括电机和带轮传动部件，所述中心环上设有同步带齿，所述电机通过带轮传动部件、同步带驱动中心环转动。

作为本实用新型的进一步改进：所述驱动部件为两套，呈对称状安装于中心环的周侧以同步驱动中心环。

作为本实用新型的进一步改进：所述底板上中心环与底板外边缘之间的区域设有能够容纳所有机臂的空间。

作为本实用新型的进一步改进：所述机壳包括相互配合的上机壳和下机壳，所述上机壳与下机壳之间形成空腔；所述空腔内通过上隔板和下隔板由上至下依次分隔成上腔、中腔和下腔，所述电池组件安装于空腔的中部位置处；所述旋翼组件安装于上腔中，所述旋翼收折组件安装于中腔中并位于旋翼组件的下方；各种辅助部件均安装于下腔内。所述上机壳和下机壳之间通过卡扣组件相连。

作为本实用新型的进一步改进：所述上机壳的内壁面设置有一个以上的上顶柱，所述下机壳上设置有用来与上顶柱配合的下顶柱；所述上顶柱和下顶柱可以用来与旋翼组件的旋转轴配合。

作为本实用新型的进一步改进：所述上机壳上于与旋翼组件中每个机臂对应的位置处分别设置一延伸臂，所述延伸臂具有一用来与机臂配合的切口。

作为本实用新型的进一步改进：所述切口的上部设置有凹形槽，用来与机臂上的凸起部相配合；所述切口的下部设置有凸块，用来与机臂上的固定块配合，所述凸块与固定块相接触的一面为斜面。

作为本实用新型的进一步改进：所述上机壳的通孔处设置有凹槽，所述电池组件的相应位置处设置有用来与凹槽配合的凸槽，通过凸槽与凹槽的配合实现扣合。

作为本实用新型的进一步改进：还包括镜头组件，所述镜头组件直接安装于机壳的下方，通过镜头舵机进行镜头转角的控制。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的多旋翼无人机，结构简单紧凑、体积小、收拢效果好，所有机臂的运动为转动，在进行收折时每个机臂会完全转动至底板的区域内，这样所有的机臂将不会外露，以保证最佳的便携性。也就是说，本实用新型将使得该类型的消费级无人机最大限度上的实现收放，在不牺牲稳定性和基本功能的情况下，实现了真正的便携性。

2、本实用新型的多旋翼无人机，转动角度可以通过软件实现自主控制，可以达到理想的收拢展开状态，从而实现整个机构的收放，并且保证稳定性。

3、本实用新型的多旋翼无人机，中心环的设计是在只有两个驱动源的情况下，保证四个动力输出同步性的设计，这将使得四个机臂受力均匀并且动作协调同步。

4、本实用新型的多旋翼无人机，通过对壳体内部空腔进行合理优化，能够对无人机的各个组成部件进行合理分区、优化布置，最大可能的在不影响各自功能效果的前提下保证整个机壳的体积最小。

5、本实用新型的多旋翼无人机，在上壳体与下壳体之间设置有顶柱，可以用来与旋翼组件的旋转轴配合，从而起到支撑和固定旋翼组件中机臂的作用。

6、本实用新型的多旋翼无人机，通过延伸臂的设计增加了机壳与机臂的接触面积，保证了飞行的稳定性，同时保护内部各组件免受外力损伤。

7、本实用新型的多旋翼无人机，可实现镜头的可转动拍摄，且角度更加精确、操作也更加便捷；另外，该装置重量轻，不仅能达到省电效果，还能在拍摄时不会因为相机太重，在转动相机时让飞行器产生晃动。

附图说明

图1是本实用新型在具体应用实例中处于工作状态时结构示意图。

图2是本实用新型在具体应用实例中处于非工作状态时结构示意图。

图3是本实用新型在具体应用实例中的立体分解示意图。

图4是本实用新型在具体应用实例中采用舵机组件时处于打开状态的示意图。

图5是本实用新型在具体应用实例中采用舵机组件时处于收拢状态的示意图。

图6是本实用新型在具体应用实例中采用电机和齿轮传动部件时处于打开状态的示意图。

图7是本实用新型在具体应用实例中采用电机和齿轮传动部件时处于收拢状态的示意图。

图8是本实用新型在具体应用实例中采用电机和带轮传动部件时处于打开状态的示意图。

图9是本实用新型在具体应用实例中采用电机和带轮传动部件时处于收拢状态的示意图。

图10是本实用新型在具体应用实例中机壳的结构示意图。

图11是本实用新型在具体应用实例中打开局部外壳后的结构示意图。

图12是本实用新型在具体应用实例中上机壳于一个视角的结构示意图。

图13是本实用新型在具体应用实例中机壳于另一个视角的结构示意图。

图14是本实用新型在具体应用实例中镜头组件与镜头舵机配合的示意图。

图15是本实用新型在具体应用实例中上机壳通孔凹槽的局部放大视图。

图例说明：

1、旋翼组件；2、机壳；3、旋翼收折组件；4、电池组件；5、超声波传感器；6、安装孔；7、镜头组件；8、镜头舵机；9、角柱；101、机臂；1011、固定块；201、上机壳；202、下机壳；204、下隔板；205、卡扣组件；2051、卡合部；2052、扣合部；214、延伸臂；211、上腔；212、中腔；213、下腔；2101、上顶柱；2201、下顶柱；2141、切口；2142、凹形槽；2143、凸块；2144、凹槽；301、底板；302、中心环；303、连杆；304、导向柱；305、拉杆；306、舵机；307、连接片；308、带轮传动部件；309、齿轮传动部件；310、同步带；701、摆臂；702、传动轴；801、输出轴。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1～图9所示，本实用新型的多旋翼无人机，包括三个以上的旋翼组件1、机壳2、旋翼收折组件3以及电池组件4，在非工作状态时三个以上的旋翼组件1会由旋翼收折组件3驱动，以完全收折于机壳2内；在工作状态时，又由旋翼收折组件3驱动将三个以上的旋翼组件1伸出机壳2完成打开。本实用新型中旋翼收折组件3包括底板301、中心环302以及驱动部件，每个旋翼组件1包括机臂101以及位于机臂101上的螺旋桨总成，多个机臂101沿着圆周方向依次布置于底板301上的空间内，所述机臂101的一端通过旋转轴安装于机壳2的底部，所述机臂101与旋转轴铰接并可绕铰接点转动。机臂101的另一端用来安装螺旋桨总成。中心环302位于底板301的中部，驱动部件用来驱动中心环302进行转动。在底板301上中心环302与底板301外边缘之间的区域设有能够容纳所有机臂101的空间。每个机臂101与中心环302之间设置有连杆303，即连杆303的一端铰接于机臂101上，连杆303的另一端铰接于中心环302上。在驱动部件的驱动下，中心环302转动，就会带动连杆303运动，从而通过连杆303带动机臂101实现同步运动，达到机臂101收入或伸出机壳2的目的。由于机臂101的运动为转动，在进行收折时每个机臂101会完全转动至底板301的区域内，这样所有的机臂101将不会外露，以保证最佳的便携性。

本实施例中，中心环302处设置有若干个导向柱304（本实例为四个），导向柱304包括止推轴承和中心轴，中心环302由外围的若干个止推轴承夹住，使中心环302只能够有平行转动的自由度。

本实施例中，使用了类似方形的底板301，并采用了四个机臂101，这样每个机臂101均布置在方形底板301的角上，方形底板301外周缘的每条边处能够容纳一个机臂101的长度。这样，就能够保证整体的体积尽可能的小。同理可知，底板301可以采用三角形、五角形或其他多边形，以适应不同数量的机臂101需要，这也应在本实用新型的保护范围内。

参见图4和图5所示，驱动部件可以为舵机组件，通过舵机组件来驱动中心环302进行转动。舵机组件包括拉杆305、连接片307及安装于下机壳202上的舵机306，拉杆305的一端通过轴与中心环302形成铰接，拉杆305的另一端通过轴与连接片307的一端连接，连接片307（异形片）的另一端与舵机306的输出端相连。作为较佳的实施例，舵机组件可以为一个以上，本实例中舵机组件为两个，呈对称状安装于中心环302的周侧。动作时，两个舵机306同步运动，由于舵机306可以精确控制转动角度，所以可以实现理想的机臂101打开和收拢效果。

参见图6和图7所示，驱动部件可以包括电机和齿轮传动部件309，齿轮传动部件309安装于中心环302的周侧，中心环302上设置有用来与齿轮传动部件309配合的传动齿，电机通过齿轮传动部件309转动使中心环302转动。本实施例中，中心环302为一个不完齿的齿轮结构，齿轮传动部件309为与中心环302啮合的传动齿轮。本实例中传动齿轮为两个，呈对称状安装于中心环302的周侧，并固定于底板301上。动作时，两个传动齿轮同步运动，由于电机精确控制转动角度，结合传动齿轮可以精确传动的优点，实现机臂101精确控制下打开收放。另外当机臂101打开后，可以利用电机的锁死，保证机臂101打开后能够稳定使用。

参见图8和图9所示，驱动部件可以包括电机和带轮传动部件308，中心环302上设有同步带齿，电机通过带轮传动部件308、同步带310驱动中心环302转动。本实施例中，中心环302是一个定制的同步带轮，在下方有一圈同步带齿，带轮传动部件308为安装于底板301上的同步驱动轮，同步驱动轮与下方的电机相连，电机固定在底板301上与同步驱动轮相对应的位置处。在较佳的实施例中，带轮传动部件308为两个同步带轮，呈对称状安装于中心环302的周侧，并固定于底板301上。电机也对应设置为两个。动作时，两个电机同步运动，由于同步带轮传动兼具齿轮和V带传动的优点，因此可以精确控制转动角度，可以实现理想的机臂101打开和收拢效果。

如图10～图13所示，本实施例中，机壳2包括相互配合的上机壳201和下机壳202，上机壳201与下机壳202之间形成空腔；该空腔内通过底板301和下隔板204由上至下依次分隔成上腔211、中腔212和下腔213，无人机的电池组件4安装于空腔的中部位置处，底板301和下隔板204上均开设有为电池组件4提供空间的通孔。若干个旋翼组件1安装于上腔211中，旋翼收折组件3安装于中腔212中并位于旋翼组件1的下方，以完成对旋翼组件1打开或收折动作的驱动。各种辅助部件均安装于下腔213内，辅助部件可以根据实际需要包括USB、机臂舵机、拍摄装置控制板、GPS、光流中的一种或多种。通过上述的空腔结构，能够对无人机的各个组成部件进行合理分区、优化布置，最大可能的在不影响各自功能效果的前提下保证整个机壳2的体积最小。

本实施例中，上机壳201和下机壳202之间通过卡扣组件205相连，即通过卡合部2051和扣合部2052配合实现上机壳201和下机壳202的扣合，不仅保证了连接的可靠性，还能够方便快捷的进行操作。

本实施例中，上机壳201的内壁面设置有一个以上的上顶柱2101，下机壳202上设置有用来与上顶柱2101配合的下顶柱2201；同时，上顶柱2101和下顶柱2201可以用来与旋翼组件1的旋转轴配合，从而起到支撑和固定旋翼组件1中机臂101的作用。

在具体应用实例中，上顶柱2101可根据实际需要采用实心或空腔式结构。当采用实心结构时，可以进一步在上顶柱2101外套设有弹簧；当采用空腔结构时，可以进一步在上顶柱2101的内部设有弹簧或者也可在上顶柱2101外套设有弹簧。上述弹簧的长度大于上顶柱2101的高度。可以理解，下顶柱2201也可以采用如上顶柱2101一样的结构，即在下顶柱2201外部套设弹簧。

在具体应用实例中，上机壳201上于与旋翼组件1中每个机臂101对应的位置处分别设置一延伸臂214，延伸臂214具有一用来与机臂101配合的切口2141，切口2141的形状和尺寸与机臂101的横截面相同。切口2141的上部设置有凹形槽2142，用来与机臂101上的凸起部相配合；切口2141的下部设置有凸块2143，用来与机臂101上的固定块1011配合，且凸块2143与固定块1011相接触的一面为斜面。延伸臂214的设计增加了机壳2与机臂101的接触面积，保证了飞行的稳定性，同时保护内部各组件免受外力损伤。

当机臂101处于展开状态时，上机壳201往下盖住，机臂101的凸起部卡在凹形槽2142里面，同时上机壳201通过卡扣组件205卡住下机壳202，两者共同起到固定机臂101和机壳2的作用。凹形槽2142与机臂101上的凸起部之间之间的相互作用力，使上机壳201能够和牢固的把机臂101固定住。

在一实施例中，当处于机臂101收拢状态时，上机壳201往下盖，延伸臂214下部的凸块2143和机臂101一端的固定块1011相扣合，两者共同起到扣合的作用。打开时，轻轻将上机壳201向上提起，由于延伸壁14的凸块2143为斜面，故壳体能够轻松取出，进而将机臂101展开。收拢时，机壳2可保护机臂101及内部各组件免受外力损伤。

参见图15，在另一实施例中，当处于机臂101收拢状态时，上机壳201往下盖，上机壳201通孔上的凹槽2144和电池组件4外侧面上的凸起相扣合，两者共同起到扣合的作用。打开时，轻轻将上机壳201向上提起，由于电池组件4外侧面上的凸起为斜面，故壳体能够轻松取出，进而将机臂101展开。收拢时，机壳2可保护机臂101及内部各组件免受外力损伤。

在具体应用实例中，下机壳202底部的四角还可设有用来安装超声波传感器5的安装孔6。

在具体应用实例中，下机壳202底部的四角还可设有角柱9，用来保护下机壳202底部四角，还可起到减震的作用。

如图14所示，在具体应用实例中，本实用新型还包括镜头组件7，镜头组件7直接安装于机壳2的下方（在下机壳202上），通过镜头舵机8进行镜头转角的控制，这将大大减小无人机整体的体积。本实例中，镜头组件7的两端通过铰接方式连接于无人机的机壳2上，镜头组件7与一摆臂701相连，该摆臂701通过传动轴702与镜头舵机8的输出轴801相连，通过镜头舵机8驱动输出轴801及传动轴702转动，可以带着摆臂701运动，从而令镜头组件7绕铰接点转动，完成镜头组件7位置的实时调整。由此可见，本实用新型运用杠杆原理，用一根轴来精确调节相机镜头，在拍摄时可自由调节相机的上下转动。本实用新型可以应用于飞行器拍照或摄像，镜头组件7可实现多角度转动，通过轴来精确调节相机镜头。

在具体应用实例中，摆臂701包括摆动杆，摆动杆的一端套设于传动轴702上，可随传动轴702的转动进行摆动。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (13)

1.一种多旋翼无人机，其特征在于，包括机壳（2）、旋翼收折组件（3）、电池组件（4）以及三个以上的旋翼组件（1），每个所述旋翼组件（1）包括机臂（101）以及位于机臂（101）上的螺旋桨总成，在非工作状态时所述旋翼收折组件（3）驱动三个以上的旋翼组件（1）完全收折于机壳（2）内，在工作状态时所述旋翼收折组件（3）驱动将三个以上的旋翼组件（1）伸出机壳（2）完成打开。

2.根据权利要求1所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述旋翼收折组件（3）包括底板（301）、中心环（302）以及驱动部件，多个所述机臂（101）沿着圆周方向依次布置于底板（301）上的空间内，所述机臂（101）的一端通过旋转轴安装于机壳（2）的底部，所述机臂（101）与旋转轴铰接并可绕铰接点转动，所述机臂（101）的另一端用来安装螺旋桨总成；所述中心环（302）位于底板（301）的中部，每个所述机臂（101）与中心环（302）之间设置有连杆（303），所述驱动部件用来驱动中心环（302）进行转动并通过连杆（303）带着机臂（101）运动。

3.根据权利要求2所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述驱动部件包括舵机组件，所述舵机组件包括拉杆（305）及安装于机壳（2）底部的舵机（306），所述拉杆（305）的一端通过轴与中心环（302）形成铰接，所述拉杆（305）的另一端与舵机（306）的输出端相连。

4.根据权利要求2所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述驱动部件包括电机和齿轮传动部件（309），所述齿轮传动部件（309）安装于中心环（302）的周侧，所述中心环（302）上设置有用来与齿轮传动部件（309）配合的传动齿，所述电机通过齿轮传动部件（309）转动使中心环（302）转动。

5.根据权利要求2所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述驱动部件包括电机和带轮传动部件（308），所述中心环（302）上设有同步带齿，所述电机通过带轮传动部件（308）、同步带（310）驱动中心环（302）转动。

6.根据权利要求2～5中任意一项所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述驱动部件为两套，呈对称状安装于中心环（302）的周侧以同步驱动中心环（302）。

7.根据权利要求2～5中任意一项所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述底板（301）上中心环（302）与底板（301）外边缘之间的区域设有能够容纳所有机臂（101）的空间。

8.根据权利要求2～5中任意一项所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述机壳（2）包括相互配合的上机壳（201）和下机壳（202），所述上机壳（201）与下机壳（202）之间形成空腔；所述空腔内通过所述底板（301）和下隔板（204）由上至下依次分隔成上腔（211）、中腔（212）和下腔（213），所述电池组件（4）安装于空腔的中部位置处；所述旋翼组件（1）安装于上腔（211）中，所述旋翼收折组件（3）安装于中腔（212）中并位于旋翼组件（1）的下方；各种辅助部件均安装于下腔（213）内；所述上机壳（201）和下机壳（202）之间通过卡扣组件（205）相连。

9.根据权利要求8所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述上机壳（201）的内壁面设置有一个以上的上顶柱（2101），所述下机壳（202）上设置有用来与上顶柱（2101）配合的下顶柱（2201）；所述上顶柱（2101）和下顶柱（2201）可以用来与旋翼组件（1）的旋转轴配合。

10.根据权利要求8所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述上机壳（201）上与旋翼组件（1）中每个机臂（101）对应的位置处分别设置一延伸臂（214），所述延伸臂（214）具有一用来与机臂（101）配合的切口（2141）。

11.根据权利要求10所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述切口（2141）的上部设置有凹形槽（2142），用来与机臂（101）上的凸起部相配合；所述切口（2141）的下部设置有凸块（2143），用来与机臂（101）上的固定块配合，所述凸块（2143）与固定块相接触的一面为斜面。

12.根据权利要求10所述的多旋翼无人机，其特征在于，所述上机壳（201）的通孔处设置有凹槽（2144），所述电池组件（4）的相应位置处设置有用来与凹槽（2144）配合的凸槽，通过凸槽与凹槽（2144）的配合实现扣合。

13.根据权利要求1～5中任意一项所述的多旋翼无人机，其特征在于，还包括镜头组件（7），所述镜头组件（7）直接安装于机壳（2）的下方，通过镜头舵机（8）进行镜头转角的控制。