CN205819538U - 无人机 - Google Patents

Abstract

为克服现有无人机的收放系统零部件过多，结构复杂，占用体积大的问题，本实用新型提供了一种无人机，包括机体、若干固定设置于所述机体上的支撑座、若干通过转轴铰接于各支撑座上的折叠机构、及若干驱动各折叠机构转动的收放机构；折叠机构包括机臂和/或脚架；其中，收放机构包括驱动电路板及若干与支撑座和折叠机构数量对应的驱动机械组件；每个驱动机械组件包括舵机、蜗杆和蜗轮；舵机与驱动电路板电连接；蜗杆固定安装在舵机的输出轴上，蜗杆与蜗轮对应啮合；蜗轮与折叠机构固定连接，且与所述转轴同轴心，使得蜗杆可带动蜗轮与所述折叠机构绕转轴的轴心转动。本实用新型提供的无人机，其结构简单可靠，占用空间小，承受强度大，传动效率高。

Description

无人机

技术领域

本实用新型涉及一种无人机领域，尤其指机臂或脚架可收放的无人机领域。

背景技术

现有无人机除最早用于军用用途外，现在已越来越多的用于民用。其结构一般包括机体(包括骨架及覆盖在骨架外器装饰的外壳)、机臂和脚架等。当无人机的体积较大时，不方便运输和携带，因此，常常将机臂和脚架等设置为可折叠的结构，其机臂和脚架可展开和收回(统称为收放)。现有的机臂和脚架的展开和折叠通常采用手动方式进行，同时，通过锁止机构进行锁止和解除锁止，是机臂和脚架处于展开或锁止状态；为方便描述起见，将可折叠的机臂和脚架统称为折叠机构。

然而，现有无人机的折叠机构必须设置锁止机构，且锁止机构一般较为复杂，尺寸偏大，方向单一，且反向不能自行锁死，行程固定，且安装复杂，成本高。所需结构体积大，成本高，传动效率低，同步带后续调试困难，所承受强度低，对于多向锁死时且不能对单个机臂脚架进行控制，使整个产品结构尺寸大，安装复杂，整体性差，反向时不能自我保护，成本高。

为此，现有某些军用无人机上设置有可反向自锁的收放系统，其可以解决上述现有无人机的大部分问题；其收放系统采用蜗轮、蜗杆、摇臂、减震杆等结构；摇臂的一端与蜗轮固连，另一端与减震杆的一端连接，减震杆的另一端与起落架臂上部通过销轴连接，蜗杆的一端与驱动部分连接。如此，蜗杆驱动蜗轮旋转，蜗轮带动摇臂旋转，摇臂带动减震杆，减震杆将运动传递给起落架臂，使起落架臂转动。

然而，该种收放系统仍然显得零部件过多，结构复杂，占用体积大，需要进一步简化设计。

实用新型内容

为克服现有技术中无人机的收放系统仍然显得零部件过多，结构复杂，占用体积大，需要进一步简化设计的问题，本实用新型提供了一种无人机。

本实用新型提供的无人机，包括机体、若干固定设置于所述机体上的支撑座、若干通过转轴铰接于各支撑座上的折叠机构、及若干驱动各折叠机构转动的收放机构；所述折叠机构包括机臂和/或脚架；

其中，所述收放机构包括驱动电路板及若干与支撑座和折叠机构数量对应的驱动机械组件；所述驱动电路板安装于所述机体上；

每个驱动机械组件包括舵机、蜗杆和蜗轮；舵机与所述驱动电路板电连接；蜗杆固定安装在舵机的输出轴上，蜗杆与蜗轮对应啮合；

蜗轮与折叠机构固定连接，且与所述转轴同轴心，使得蜗杆可带动蜗轮与所述折叠机构绕转轴的轴心转动。

进一步地，所述机体上设有支架安装柱；所述支撑座上对应设有与所述支架安装柱配合的安装凸台；所述安装凸台通过螺丝安装在所述支架安装柱上。

进一步地，所述支撑座包括两个铰接臂；每个铰接臂上设有一铰接轴孔；

所述折叠机构包括铰接端和自由端；所述折叠机构的铰接端上设有转轴孔；所述铰接端安装于两个铰接臂之间；所述转轴穿过所述铰接臂上的铰接轴孔和铰接端上的转轴孔。

进一步地，所述转轴的中间段的横截面为非圆形，两端的横截面为圆形；

所述铰接轴孔的横截面为圆形，转轴的两端与所述铰接轴孔配合，使得转轴可在所述铰接轴孔内旋转；

所述折叠机构上的转轴孔横截面为非圆形；所述转轴的中间段与与所述转轴孔配合；使得所述转轴与所述折叠机构同轴旋转；

所述蜗轮固定安装于所述转轴上，使所述蜗轮能同所述转轴和折叠机构同轴旋转。

进一步地，所述折叠机构的铰接端上与转轴孔垂直的方向上设有一蜗轮安装槽；所述蜗轮安装入所述蜗轮安装槽内；

所述转轴穿过所述铰接臂上的铰接轴孔、所述折叠机构上的转轴孔和蜗轮；所述蜗轮安装于所述转轴的中间段上。

进一步地，所述铰接轴孔内安装有轴套；所述转轴的两端与所述轴套配合，使得转轴可在所述轴套内旋转。

进一步地，所述舵机安装于所述机体上，或者安装于所述支撑座上。

进一步地，所述舵机安装在支撑座上，所述蜗轮固定安装于所述转轴上；所述支撑座上设有蜗杆避位孔，所述蜗杆从所述支撑座上的蜗杆避位孔中穿过，与所述蜗轮啮合以使蜗轮同所述转轴和折叠机构同轴旋转。

进一步地，所述舵机上设有安装部；所述支撑座上设有舵机安装柱；所述安装部通过螺丝安装在所述舵机安装柱上。

进一步地，所述舵机的输出轴上设有螺丝孔；所述蜗杆的轴心设有蜗杆孔，螺丝穿过所述蜗杆孔安装入所述舵机输出轴上的螺丝孔中。

进一步地，所述舵机上引出有端子线，所述端子线的末端接有接线端子；所述接线端子插接在所述驱动电路板上。

本实用新型提供的无人机，其收放机构采用简单的蜗轮蜗杆啮合传动，蜗轮带动折叠机构转动的方式，即实现了其折叠机构的自动展开或收回，并且利用蜗轮蜗杆的原理实现反向安全自锁的功能，其结构简单可靠，占用空间小，承受强度大，传动效率高，操作方便，成本低廉。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中提供的无人机爆炸示意图；

图2是图1中A处放大示意图；

图3是本实用新型具体实施方式中提供的无人机在展开状态下的立体示意图；

图4本实用新型具体实施方式中提供的无人机在收回折叠状态下的立体示意图；

图5、图6是本实用新型具体实施方式中提供的骨架立体示意图；

图7、图8是本实用新型具体实施方式中提供的支撑架立体示意图；

图9、图10是本实用新型具体实施方式中提供的蜗杆与舵机组装后的立体示意图；

图11、图12是本实用新型具体实施方式中提供的收放组件立体示意图；

其中，1、机体；2、折叠机构；3、支撑座；4、蜗杆；5、舵机；6、转轴；7、蜗轮；8、驱动电路板；9、螺丝；10、避让槽；11、支架安装柱；12、电路板安装柱；2a、铰接端；2b、自由端；21、转轴孔；22、蜗轮安装槽；31、蜗杆避位孔；32、舵机安装柱；33、铰接臂；34、安装凸台；330、铰接轴孔；41、蜗杆孔；51、接线端子；52、安装部；53、输出轴；61、螺母；62、轴套。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

本例将对本实用新型公开的无人机进行具体解释说明，如图1-图4中所示，包括机体1、若干固定设置于所述机体1上的支撑座3、若干通过转轴6铰接于各支撑座3上的折叠机构2、及若干驱动各折叠机构2转动的收放机构；所述折叠机构2包括机臂和/或脚架；

所述收放机构包括驱动电路板8及若干与支撑座3和折叠机构2数量对应的驱动机械组件；所述驱动电路板8安装于所述机体1上；本例中，以设有4个折叠机构2为例，对应的，设有4个支撑座3和4个驱动机械组件。驱动电路板8可以只有一块，也可为多块。调整固定在机体1是的折叠机构2的数量和位置，从而可以实现不同数量和方向上的展开、收回效果；

每个驱动机械组件包括舵机5、蜗杆4和蜗轮7；其中，舵机5与所述驱动电路板8电连接，以接收驱动电路板8发出的舵机5驱动信号；蜗杆4固定安装在舵机5的输出轴53上，蜗杆4与蜗轮7对应啮合；蜗杆4与蜗轮7之间设置合适的传动比，就可以通过该传动比调节出折叠组件展开或者收回的快慢。调整输入舵机5的脉冲信号，即可调整相应的旋转角度和速度，同时，也可以调整各折叠机构2收放的顺序；更进一步的，蜗杆4与蜗轮7的齿数，来调整其传动比，则可以相应改变折叠机构2转动的速度、角度和力矩。

蜗轮7与折叠机构2固定连接，且与所述转轴6同轴心，使得蜗杆4可带动蜗轮7与所述折叠机构2绕转轴6的轴心转动。

所谓的折叠机构2指其可以为机臂或者脚架，或者机臂和脚架，其含义为：可以在任意机臂和/或者脚架上采用本例中公开的收放机构驱动驱动其展开或者收回(折叠)；比如，其可以为仅机臂采用本例中改进的收放机构驱动，而脚架不采用本例中改进的收放机构或者采用其他方式的收放机构驱动；或者，仅脚架采用本例中改进的收放机构驱动，而机臂不采用本例中改进的收放机构或者采用其他方式的收放机构驱动；或者机臂和脚架均采用而脚架不采用本例中改进的收放机构或者采用其他方式的收放机构驱动。都是可以的。

已知舵机5驱动蜗杆4旋转，蜗杆4旋转带动蜗轮7旋转，而我们的最终目的是实现蜗杆4最终驱动折叠机构2旋转；因此，必须将蜗轮7与折叠机构2固定连接，且蜗轮7须与转轴6的轴心同轴；并绕轴心旋转；注意，此处的蜗轮7绕轴心旋转并非指蜗轮7必须相对于转轴6旋转；蜗轮7可以相对于转轴6旋转，此时，需将转轴6与支撑座3固定连接；这样，蜗轮7就可以在蜗杆4的驱动下，带动折叠机构2绕转轴6旋转；或者，也可以将蜗轮7与转轴6固定，同时，蜗轮7也必须与折叠机构2相对固定(也即转轴6与折叠机构2也相对固定，不能转动)。如此，蜗轮7可以驱动转轴6转动，转轴6可在支撑座3上安装该转轴6的铰接轴孔330(具体描述见后续段落)内转动(铰接轴孔330的轴心即为转轴6的轴心)；也即转轴6、蜗轮7和折叠机构2绕转轴6的轴心转动。如此，即可实现本申请方案通过收放机构驱动折叠机构2展开或者收回的目的。

为使附图能看清更多关于改进点的细节，图1、图3、图4中仅示出了部分机体1，而隐去了其余与收放机构、折叠机构2基本无关联的其余部分。

具体的，本例中，如图5、图6所示，机体1上设有若干电路板安装柱12和支架安装柱11；该机体1的周缘设有与折叠机构2数量对应的避让槽10，该避让槽10主要用来避让折叠机构2，防止折叠机构2转动时阻碍折叠机构2的转动；每个避让槽10旁边对应设有2个支架安装柱11。

如图1、图3所示，所述驱动电路板8通过螺丝9锁紧在所述电路板安装柱12上。其中，本例中的驱动电路板8为中心成孔的印制电路板，当然，该驱动电路板8也可以设置成多块，比如设置与驱动机械组件数量相等的印制电路板，每个印制电路板对应电连接一驱动机械组件。

如图5-图8所示，所述支撑座3上对应设有与所述机体1上支架安装柱11配合的安装凸台34；所述支撑座3包括两个铰接臂33；每个铰接臂33上设有一铰接轴孔330；所述支撑座3上设有蜗杆避位孔31；同时，所述支撑座3上设有舵机安装柱32；

如图3、图4所示，所述安装凸台34通过螺丝9安装在所述支架安装柱11上，如此，即实现了将支撑座3安装在机体1上的目的。

如图1中所示，所述折叠机构2包括铰接端2a和自由端2b；所述折叠机构2的铰接端2a上设有转轴孔21；所述铰接端2a安装于两个铰接臂33之间；所述转轴6穿过所述铰接臂33上的铰接轴孔330和铰接端2a上的转轴孔21。具体的，该转轴6的一端设有螺帽，另一端上设有螺纹连接部，该螺纹连接部通过一螺母61拧紧，防止转轴6从铰接臂33上的铰接轴孔330中脱出。

本例中，舵机5和蜗杆4的安装具体如图1、图2所示。所述舵机5的输出轴53上设有螺丝孔；所述蜗杆4的轴心设有蜗杆孔41，螺丝9穿过所述蜗杆孔41安装入所述舵机5输出轴53上的螺丝孔中，且所述蜗杆4从所述支撑座3上的蜗杆避位孔31中穿过，与所述蜗轮7啮合。如此，将所述蜗杆4固定安装于所述舵机5的输出轴53上，将舵机5输出轴53的转动传递给蜗杆4。其结果如图9、图10所示。

同时，具体的，如图1、图3、图9、图10所示，所述舵机5上引出有端子线，所述端子线的末端接有接线端子51；所述接线端子51插接在所述驱动电路板8上。

本例中，所述舵机5安装于所述支撑座3上。具体的，如图2、图9、图10所示，所述舵机5上设有安装部52；所述安装部52通过螺丝9安装在所述舵机安装柱32上，也即将舵机5固定安装在了所述支撑座3上。当然，舵机5直接安装在所述机体1上也是可以的。

上面已经具体论述了要实现收放机构驱动折叠机构2的基本原理，下面再结合附图给出一种具体的实施方式。

其中，本例中，所述转轴6的中间段的横截面为非圆形，比如本例中为方形(当然，其他三角形、长方向、其他任意规则或者不规则的多边形都是可以的)；两端的横截面为圆形；

所述铰接轴孔330的横截面为圆形，转轴6的两端与所述铰接轴孔330配合，使得转轴6可在所述铰接轴孔330内旋转；

所述折叠机构2上的转轴孔21横截面为非圆形，该转轴孔21的横截面与转轴6的中间段相对应；本例中对应为方形。所述转轴6的中间段与与所述转轴孔21配合；使得所述转轴6与所述折叠机构2同轴旋转；如此，实现了转轴6与折叠机构2在径向上的限位，防止折叠机构2在转轴6上转动。

所述蜗轮7固定安装于所述转轴6上，使所述蜗轮7能同所述转轴6和折叠机构2同轴旋转。转轴6在蜗轮7的带动下在铰接轴孔330内旋转；而转轴6则带动折叠机构2旋转，也即实现了蜗轮7带动折叠机构2绕转轴6的轴心旋转的目的。具体的，如图1所示，在折叠机构2的铰接端2a上与转轴孔21垂直的方向上切削出一蜗轮安装槽22；该蜗轮7安装入该蜗轮安装槽22内，所述转轴6穿过所述铰接臂33上的铰接轴孔330、所述折叠机构2上的转轴孔21和蜗轮7；所述蜗轮7安装于所述转轴6的中间段上，该涡轮7上的轴孔(图中未标记)也为对应的方形。转轴6在穿过该折叠机构2上的转轴孔21时，将同时穿过该涡轮7，由于该涡轮安装槽22宽度与蜗轮7宽度基本相当，因此，其可以避免蜗轮7在轴向上的窜动。

当然，作为替代的方案：也可以将转轴6与铰接臂33固定，使转轴6与铰接臂33之间不能相对转动(同样可以是转轴6与铰接臂33之间安装处横截面呈非圆形的方式配合)，使转轴6相对于折叠机构2转动；并使涡轮7与折叠机构2固定；涡轮7和折叠机构2可绕该转轴6转动，也是可以的。如此，也能通过蜗杆4驱动涡轮7转动，涡轮7带动折叠机构2转动。

作为进一步优选的方式，在所述铰接轴孔330内安装有轴套62；该轴套62的材质可以选用金属材料或者各类耐磨、表面光滑的塑料制成；本例中，优选采用铜轴套62，所述转轴6的两端插入所述轴套62内，与所述轴套62配合，使得转轴6可在所述轴套62内旋转。

其安装过程描述如下：首先，将蜗杆4安装于所述舵机5的输出轴53上，其结果如图9、图10所示；然后，将安装有蜗杆4的舵机5安装在支撑座3上，并使蜗杆4从支撑座3上的蜗杆避位孔31中穿过；且将折叠机构2的铰接端2a伸入两铰接臂33之间，在两铰接臂33上的铰接轴孔内套上轴套62，并将涡轮7也置于折叠机构2的缺口处；然后将转轴6依次穿过一侧铰接臂33上的轴套62、折叠机构2上的转轴孔21和涡轮7后从另一侧铰接臂33上的轴套62穿出，然后末端用螺母61锁紧；并使蜗杆4和涡轮7啮合；如此，形成如图11、12所示的组件。然后将图11、图12中所示的组件安装在机体1上，并在机体1上安装驱动电路板8，且将舵机5的接线端子51插接在所述驱动电路板8上。

本例提供的无人机其折叠机构2展开或者收回的过程描述如下：舵机5接收到驱动电路板8发出的驱动信号(脉冲信号)后，舵机5带动蜗杆4旋转；蜗杆4带动涡轮7转动；涡轮7最终驱动折叠机构2转动，如此，以实现折叠机构2的展开或者收回。

采用本例提供的收放机构，当舵机5停止转动后，即使折叠机构2受到外力，比如正反向转动折叠机构2时，此时由涡轮7变为主动驱动蜗杆4，由于蜗轮蜗杆的传动原理，反向时传动比不能驱动蜗杆4，达到自动锁死保护舵机5的作用。当蜗杆4的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆4带动涡轮7，而不能由涡轮7带动蜗杆4。如在起重机械中使用的自锁蜗杆4机构，其反向自锁性可起安全保护作用。

本例提供的无人机，其收放机构采用简单的蜗轮蜗杆啮合传动，涡轮7带动折叠机构2转动的方式，即实现了其折叠机构2的自动展开或收回，并且利用蜗轮蜗杆的原理实现反向安全自锁的功能，其结构简单可靠，占用空间小，承受强度大，传动效率高，操作方便，成本低廉。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种无人机，包括机体、若干固定设置于所述机体上的支撑座、若干通过转轴铰接于各支撑座上的折叠机构、及若干驱动各折叠机构转动的收放机构；所述折叠机构包括机臂和/或脚架；

其特征在于，所述收放机构包括驱动电路板及若干与支撑座和折叠机构数量对应的驱动机械组件；所述驱动电路板安装于所述机体上；

每个驱动机械组件包括舵机、蜗杆和蜗轮；舵机与所述驱动电路板电连接；蜗杆固定安装在舵机的输出轴上，蜗杆与蜗轮对应啮合；

蜗轮与折叠机构固定连接，且与所述转轴同轴心，使得蜗杆可带动蜗轮与所述折叠机构绕转轴的轴心转动。

2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述机体上设有支架安装柱；所述支撑座上对应设有与所述支架安装柱配合的安装凸台；所述安装凸台通过螺丝安装在所述支架安装柱上。

3.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述支撑座包括两个铰接臂；每个铰接臂上设有一铰接轴孔；

所述折叠机构包括铰接端和自由端；所述折叠机构的铰接端上设有转轴孔；所述铰接端安装于两个铰接臂之间；所述转轴穿过所述铰接臂上的铰接轴孔和铰接端上的转轴孔。

4.根据权利要求3所述的无人机，其特征在于，所述转轴的中间段的横截面为非圆形，两端的横截面为圆形；

所述铰接轴孔的横截面为圆形，转轴的两端与所述铰接轴孔配合，使得转轴可在所述铰接轴孔内旋转；

所述折叠机构上的转轴孔横截面为非圆形；所述转轴的中间段与与所述转轴孔配合；使得所述转轴与所述折叠机构同轴旋转；

所述蜗轮固定安装于所述转轴上，使所述蜗轮能同所述转轴和折叠机构同轴旋转。

5.根据权利要求4所述的无人机，其特征在于，所述折叠机构的铰接端上与转轴孔垂直的方向上设有一蜗轮安装槽；所述蜗轮安装入所述蜗轮安装槽内；

所述转轴穿过所述铰接臂上的铰接轴孔、所述折叠机构上的转轴孔和蜗轮；所述蜗轮安装于所述转轴的中间段上。

6.根据权利要求5所述的无人机，其特征在于，所述铰接轴孔内安装有轴套；所述转轴的两端与所述轴套配合，使得转轴可在所述轴套内旋转。

7.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述舵机安装于所述机体上，或者安装于所述支撑座上。

8.根据权利要求7所述的无人机，其特征在于，所述舵机安装在支撑座上，所述蜗轮固定安装于所述转轴上；所述支撑座上设有蜗杆避位孔，所述蜗杆从所述支撑座上的蜗杆避位孔中穿过，与所述蜗轮啮合以使蜗轮同所述转轴和折叠机构同轴旋转。

9.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于，所述舵机上设有安装部；所述支撑座上设有舵机安装柱；所述安装部通过螺丝安装在所述舵机安装柱上。

10.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述舵机的输出轴上设有螺丝孔；所述蜗杆的轴心设有蜗杆孔，螺丝穿过所述蜗杆孔安装入所述舵机输出轴上的螺丝孔中。

11.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述舵机上引出有端子线，所述端子线的末端接有接线端子；所述接线端子插接在所述驱动电路板上。