CN206691364U - 无人飞行器及其控制系统 - Google Patents

Abstract

一种无人飞行器的控制系统，包括：控制器以及锁紧装置；所述控制器与所述锁紧装置通信连接，用于控制所述锁紧装置在所述螺旋桨与所述推进电机锁紧的配合位置和不同于配合位置的分离位置之间移动；其中，当所述控制器接收到将螺旋桨联接到所述推进电机的请求时，控制所述锁紧装置移动到所述配合位置；当所述控制器接收到将所述螺旋桨从所述推进电机释放的请求时，控制所述锁紧装置移动到所述分离位置。本实用新型的控制系统，提高了无人飞行器的安全性。本实用新型还提供了一种无人飞行器。

Description

无人飞行器及其控制系统

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器及其控制系统，属于无人飞行器制造及控制技术领域。

背景技术

无人飞行器(UAV)可以具有联接到一个或多个相应的推进电机的一个或多个旋转叶片或转子(例如螺旋桨)。现有的推进系统和螺旋桨结构需要用户在安装螺旋桨时，手动将螺旋桨与推进电机锁定。例如，传统的螺旋桨结构需要用户扭转螺旋桨以将螺旋桨旋转到推进电机的相应螺纹部分上。但是，在实际使用过程中，通过螺纹连接的螺旋桨和推进电机在飞行之前或者飞行期间容易出现松脱的情况，从而出现安全事故。而随着社会的发展，客户对UAV安全性的要求变得更加苛刻，将螺旋桨连接到推进电机的传统方式无法满足这种安全需求。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述或其他潜在问题，本实用新型实施例提供一种无人飞行器及其控制系统。

根据本实用新型的一些实施例，提供一种无人飞行器的控制系统，包括：控制器以及锁紧装置；所述控制器与所述锁紧装置通信连接，用于控制所述锁紧装置在所述螺旋桨与所述推进电机锁紧的配合位置和不同于配合位置的分离位置之间移动；其中，当所述控制器接收到将螺旋桨联接到所述推进电机的请求时，控制所述锁紧装置移动到所述配合位置；当所述控制器接收到将所述螺旋桨从所述推进电机释放的请求时，控制所述锁紧装置移动到所述分离位置。

上述控制系统的进一步改进，还包括与所述控制器通信连接的传感器组件，用于感测所述锁紧装置的配合部件是否处于所述螺旋桨与推进电机锁紧的配合位置。

上述控制系统的进一步改进，所述传感器组件包括如下至少一种：触碰式开关，接近式感应开关。

上述控制系统的进一步改进，当所述传感器组件的感测信号指示所述配合部件未处于所述配合位置时，所述控制器发出阻止所述推进电机继续工作的指令。

上述控制系统的进一步改进，还包括报警装置，所述报警装置与所述控制器通信连接；当所述控制器接收到所述锁紧装置未将所述螺旋桨联接到所述推进电机的检测信号时，将报警信号传输到所述报警装置。

上述控制系统的进一步改进，所述报警装置包括发光装置或发声装置。

上述控制系统的进一步改进，还包括与所述控制器通信连接的远程终端；

当所述控制器接收到所述锁紧装置未将所述螺旋桨联接到所述推进电机的检测信号时，将报警信号发射到所述远程终端。

上述控制系统的进一步改进，所述远程终端包括远程控制设备或显示设备。

上述控制系统的进一步改进，所述锁紧装置包括配合部件，所述配合部件的一部分能够沿着所述推进电机的旋转轴线方向相对于所述推进电机和/或所述螺旋桨运动，以使所述配合部件的其中至少一部分在所述配合位置和分离位置之间移动。

上述控制系统的进一步改进，还包括驱动机构，所述驱动机构与所述配合部件传动连接，以使所述配合部件的其中至少一部分在所述配合位置和所述分离位置之间移动。

上述控制系统的进一步改进，所述驱动机构包括用于提供驱动力的驱动电机。

上述控制系统的进一步改进，还包括：传动链路；所述传动链路用于传动连接所述配合部件和驱动机构，以驱动所述配合部件的其中至少一部分移动。

上述控制系统的进一步改进，所述配合部件包括第一卡合元件，所述第一卡合元件与所述推进电机转动连接。

上述控制系统的进一步改进，还包括锁定结构，其中，当所述配合部件位于配合位置时，所述控制器控制所述锁定结构锁定所述锁紧装置；当所述配合部件位于分离位置时，所述控制器控制所述锁定结构释放所述锁紧装置。

根据本实用新型的一些实施例，提供一种无人飞行器，包括：螺旋桨；推进电机，用于驱动所述螺旋桨旋转；以及上述控制系统；所述控制系统中的控制装置与锁紧装置通信连接，用于控制所述锁紧装置将螺旋桨联接到推进电机以及从所述推进电机释放所述螺旋桨。

根据本实用新型实施例的技术方案，通过控制装置控制锁紧装置在配合位置和分离位置之间移动，无需人工操作就可以方便的将螺旋桨和推进电机锁紧，从而提高了无人飞行器的安全性能。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本发明实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本发明的多个实施例进行说明，其中：

图1为本发明实施例提供的无人飞行器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种具有可释放的锁紧装置的无人飞行器的机身结构示意图；

图3为图2中可释放的锁紧装置处于分离位置时的局部结构示意图；

图4为图3中可释放的锁紧装置处于配合位置时的示意图；

图5为图2的剖视图，其示出了一种用于操作可释放的锁紧装置的驱动机构，其中可释放的锁紧装置处于分离位置；

图6为图5中可释放的锁紧装置处于配合位置时的示意图；

图7本图2的俯视图，其示出了另一种用于操作可释放的锁紧装置的驱动机构，其中可释放的锁紧装置处于分离位置；

图8为图7中可释放的锁紧装置处于配合位置时的示意图；

图9为用于操作可释放锁紧装置的驱动机构的另一种实施方式的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的另一种具有可释放的锁紧装置的无人飞行器机身的剖视图，其中可释放的锁紧装置处于分离位置；

图11为图10中可释放的锁紧装置处于配合位置时的示意图；

图12为图10和11中可释放的锁紧装置与锁定结构配合时的示意图，其中可释放的锁紧装置处于分离位置并且锁定结构处于释放位置；

图13示为图12中可释放的锁紧装置处于配合位置并且锁定结构处于锁紧位置时的示意图；

图14为图10中机身的结构示意图，其中可释放的锁紧装置处于分离位置；

图15为图14的俯视图，其中可释放锁紧装置处于配合位置。

图中：

100、UAV； 110、机身； 111、中心部分；

112、外部部分； 113、机臂； 114、起落架；

120、推进系统； 121、推进电机； 122、螺旋桨；

130、负载； 131、成像设备； 140、控制系统；

141、控制器； 142、控制器； 143a、可存储介质；

143b、可存储介质； 144、显示器； 145、控制设备；

148、输入/输出设备； 150、云台； 160、通信链路；

201、桨叶； 202、桨毂； 203、锁紧装置；

301、配合部件； 302、旋转轴线； 303、活塞元件；

304、连接元件； 305a、第一销接头； 305b、第二销接头；

305c、第三销接头； 306、卡合元件； 307、驱动机构；

308、凹部； 309、杆元件； 310、轴承；

311、连杆机构； 312、第一传动连杆； 313、第二传动连杆；

314、弹性元件； 315、壁； 316、肩部；

601、传感器组件； 701、凸轮元件； 702、凸角；

703、端部； 901、驱动机构； 902、螺杆；

903、螺纹孔； 904、锥齿轮传动装置； 905、第一锥齿轮；

906、第二锥齿轮； 907、驱动轴； 908、锥齿轮传动装置；

1000、锁紧装置； 1010、螺旋桨； 1012、桨叶；

1015、桨毂； 1020、配合部件； 1025、盘元件；

1026、棘爪； 1027、凹口； 1030、杆元件；

1035、凸缘； 1036、凹部； 1037、翻边；

1040、弹性元件； 1050、致动器； 1055、联接表面；

1056、联接表面； 1070、锁定结构； 1075、锁紧臂；

1076、轴环； 1077、槽； 1078、线性致动器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本发明实施例提供的无人飞行器的结构示意图。UAV100可以包括机身110，该机身110又可以包括中心部分111和一个或多个外部部分112。在图1所示的具体实施例中，机身110包括四个外部部分112(例如，机臂113)，它们远离中心部分111延伸，且彼此间隔开。在其他一些实施例中，机身110可以包括其他数量的外部部分112。在任意一个实施例中，单独的外部部分112可以支撑推进系统120的部件，例如，单独的机臂113可以支撑用来驱动螺旋桨122的推进电机121。各个外部部分112(例如，机臂113)和中心部分111还可以支撑可释放的锁紧装置，并且螺旋桨122可使用包括配合部件的锁紧装置可释放地联接到推进电机121，本文将在下面进行详细描述。

机身110可以携带负载130，例如成像设备131。在一些实施例中，成像设备131可以包括相机，例如可以用来捕捉视频数据、静态图像数据或者这二者。在另外一些实施例中，负载130可以包括其他类型的传感器，其他类型的装载物(例如，包装物或其他可交付物)或这二者。在这些实施例中，负载130由机身110支撑，云台150配置在负载130和机身110之间，以允许负载130相对于机身110独立运动以及定位。如图1所示，当UAV100降落或者放置在地面等支撑物上时，可选的起落架114可以将UAV100支撑到一个合适的高度，以保护负载130和UAV100上的其他部件。

在一些实施例中，UAV100可以包括控制系统140，控制系统140包括安装在UAV100上的一些部件，并且可选地包括设置在UAV100之外的一些部件。例如，控制系统140可以包括安装在UAV100上的控制器141；以及远离UAV100设置的控制器142(例如，设置在地面上由人进行操控的地面控制站)，其通过通信链路160(例如，无线链路)连接到控制器141。控制器141可以包括可存储介质143a，其存储有可供计算机读取的可执行程序，用于执行指导UAV100的动作的指令，包括但不限于推进系统120、负载131和可释放锁紧装置的操作(将在后面进行进一步描述)。控制器142也可以包括可供计算机读取的可存储介质143b以及一个或多个输入/输出设备148，例如显示器144和控制设备145。在一些实施例中，用户可以操纵控制设备145来远程控制UAV100，并且用户还可以通过显示器144或其他设备接收UAV100对各项操作的反馈。在其它一些实施例中，UAV100也可以进行自主控制，在这种情况下，可以移除控制器142，或者可以仅用于用户对无人飞行器飞行状态的监控。可存储介质143a可选的能够从UAV100上移除。同理的，可存储介质143b也可选的能从控制器142移除，例如，可由用户自由地插入一个或多个输入/输出设备148，或者从其上取下，以便对可执行程序进行更新或者更换，使得控制器能够对UAV100进行更多或者更精准的操作。当然，这种对可执行程序的更新或者更换操作也可以通过在线的方式进行，例如，通过UAV100和服务器的信息交互来实现。

UAV100可以包括用于将螺旋桨122可释放地联接到与该螺旋桨122相对应的推进电机121的锁紧装置。可释放的锁紧装置可以包括由控制器141或另一合适的控制器操作的可释放的配合部件。可选地，在一些实施例中，控制器141或另一合适的控制器中可包括开关电路或者可编程门阵列，这样，当控制器接收到操作可释放的锁紧装置的请求时，例如是将锁紧装置移动到配合位置的请求，则可以响应该请求，并通过控制开关电路中的开关元件，或者通过可编程门阵列中的元件将锁紧装置移动到配合位置。又例如是将锁紧装置移动到不同于配合位置的分离位置时，同样可以通过控制开关电路中的开关元件或者可编程门阵列中的元件来实现上述操作。

在另一些实施例中,控制器141或另一合适的控制器中的可储存介质还可以包括用指令编程的可执行程序，以接收操作可释放的锁紧装置的请求，例如响应该请求，操作可释放的锁紧装置以将螺旋桨联接到推进电机，或者从推进电机释放螺旋桨。例如，在一些实施例中，控制器或控制系统被编程为操作与锁紧装置传动连接的驱动机构。

图2为本发明实施例提供的一种具有可释放的锁紧装置的无人飞行器的机身结构示意图。在由图2所代表的一些实施例中，推进系统120包括一个或多个推进电机121，以驱动与上述一个或多个推进电机121相对应的一个或多个螺旋桨122。每个螺旋桨122可以包括连接到桨毂202的至少一个桨叶201。例如，每个螺旋桨122可以包括两个桨叶201或任何其它合适数量的桨叶201。可释放的锁紧装置203可以通过与相应的桨毂202配合和分离可释放地将每个螺旋桨122联接到每个对应的推进电机121上。

为了更好的对可释放的锁紧装置203以及其与桨毂202的配合关系进行说明和解释，图2示出了三个螺旋桨122，并省略了第四螺旋桨122，以露出可释放的锁紧装置203的至少一部分，以帮助理解本发明的技术方案。在图2中，可释放的锁紧装置203处于分离或解锁的位置，使得螺旋桨122可以放置在其相应的推进电机121上，或者可以从相应的推进电机121上移除。换句话说，图2示出了示出了用户已经将三个螺旋桨122放置在推进电机121上的部分组装的形态。为了进一步组装UAV100，用户可以将另一个螺旋桨122放置在推进电机121上，并且使得可释放的锁紧装置203移动到配合或者分离位置(以下将进行进一步的描述)，以便无人飞行器可以进行飞行或者其他操作。

图3为图2中可释放的锁紧装置处于分离位置时的局部结构示意图；图4为图3中可释放的锁紧装置处于配合位置时的示意图。如图3和图4所示，可释放的锁紧装置203可以包括配合部件301，其可以相对于推进电机121和桨毂202在分离位置(图3所示)和配合位置(图4所示)之间移动，其中，配合部件301的至少一部分可释放的联接到桨毂202上，以将螺旋桨122可释放地联接到推进电机121。通过将可释放的锁紧装置203的配合部件301在配合位置和分离位置之间移动，从而可以将螺旋桨122的桨毂202与推进电机121锁紧，或者将螺旋桨122的桨毂202从推进电机201上释放，以便用户将其自由的取下或者将螺旋桨122安装到推进电机201上。这种通过配合部件301与桨毂202之间配合的锁紧方式，提高了螺旋桨122和推进电机121的联接强度，从而提高了无人飞行器的安全性。

在一些实施例中，配合部件301的一部分穿过推进电机121，并且能够沿着推进电机121的旋转轴线302在配合位置和分离位置之间移动。当可释放的锁紧装置203的配合部件301位于配合位置时，螺旋桨122联接并锁定到推进电机121。当可释放的锁紧装置203的配合部件301位于分离位置时，活塞元件303被朝向推进电机121向下拉入桨毂202的空腔中，这使得一个或多个连接元件304拉动一对卡合元件306(第一卡合元件和第二卡合元件)，此时，螺旋桨122不受推进电机121的约束。因此，通过桨毂202与推进电机121联接的螺旋桨122就可以由用户自由地组装或者拆卸或者用于其它操作。卡合元件306与桨毂202的上述配合方式，结构简单，操作方便。

连接元件304可以包括连杆、曲柄、凸轮、齿轮组等结构，具体在图示的实施例中，连接元件304为连杆，其一端与卡合元件306可转动连接，另外一端与活塞元件303可转动连接，从而使得活塞元件303通过连杆带动所述卡合元件306活动。

继续参阅图4，其中配合部件301的活塞元件303被向上推动经过桨毂202以远离推进电机121。活塞元件303使连接元件304向外推动以旋转卡合元件306。卡合元件306与桨毂202中的凹部308配合。此时，螺旋桨122被联接到推进电机121。推进电机121由此可以带动螺旋桨122旋转以实现无人飞行器的飞行。凹部308可以是桨毂202的一个或多个表面上形成的凹口，例如内表面或上表面。举例来说，在一些实施例中，桨毂202包括基部以及连接在基部侧面的侧部，在侧部的内表面形成有与卡合元件306配合的凹口，整个凹口形成凹部308，或者形成凹部308的一部分。又例如，在另外一些实施例中，桨毂202包括靠近推进电机121设置的下基部以及设置在下基部上方的上基部，在上基部的内表面形成有与卡合元件306配合的凹口，整个凹口形成凹部308，或者形成凹部308的一部分。再例如，在其他一些实施例中，在桨毂侧部的内表面延伸形成有唇边，凹部308形成在该唇边中。此外，桨毂202可选地为圆柱形或者其他合适的形状。

图5为图2的剖视图，其示出了一种用于操作可释放的锁紧装置的驱动机构，其中可释放的锁紧装置处于分离位置。需要说明的是，为了使图5显得更加清晰，在图5中未示出螺旋桨122的桨叶201，而是仅示出了桨毂202，但是应当理解，桨毂202连接桨叶201。

可释放的锁紧装置203的配合部件被设置成能够沿着推进电机121的旋转轴线302相对于推进电机121和桨毂202在分离位置(图3和图5所示)，以及配合位置(图4所示)之间移动，其中，配合位置是指配合部件30的至少一部分将螺旋桨122的桨毂202联接到推进电机121的位置。

根据一些实施例，机身110可以安装与配合部件301连接的活塞元件303。可选地，活塞元件303可以通过第一销接头305a或其他合适转动连接方式与一个或多个连接元件304转动连接。然后，每个连接元件304可选地可以通过第二销接头305b或者其他合适的转动连接方式与相应的卡合元件306转动连接。每个卡合元件306还可以可选地通过另一个相应的第三销接头305c或者其他合适地转动连接方式与推进电机转动连接。

在实际操作时，活塞元件303沿着旋转轴线302移动。当活塞元件303移动时，其推动或拉动每个连接元件304，进而又推动或拉动每个相应的卡合元件306，使得每个卡合元件306围绕其连接到推进电机121的第三销接头305c转动。当每个卡合元件306转动时，其与桨毂202中的相应凹部308配合或分离。图5示出了处于分离位置的卡合元件306，此时，螺旋桨122可以自由地放置在推进电机121上或从推进电机121移除。图4示出了处于配合位置的卡合元件306，此时，螺旋桨122被联接到推进电动机121。

杆元件309可以连接到活塞元件303并且可以沿着推进电机121的旋转轴线302移动以移动活塞元件303。在这些实施例中，活塞元件303可以可旋转地连接到杆元件309。活塞元件303和杆元件309之间的这种可旋转连接可以使用轴承310或另一合适的转动连接装置。额外的轴承310可以被安装在杆元件309和推进电机121之间，以使得推进电机121能够在操作期间相对于杆元件309旋转。需要注意的是，当推进电机121处于操作(旋转)时，活塞元件303、连接元件304和卡合元件306相对于杆元件309与推进电机121一起旋转。在一些实施例中，用户可以手动或直接地操纵杆元件309以配合和分离可释放的锁紧装置203。

需要说明的是，杆元件309可以是能够满足要求的任意长度和直径的杆元件，例如细长杆元件、伸缩气缸、伸缩杆、直线电机等结构。具体在图示的实施例中，杆元件为连杆。

在另一些实施例中，可以设置与杆元件309传动连接的驱动机构307来驱动可释放的锁紧装置203。可选地，还可以设置传动链路，该传动链路用于与杆元件309和驱动机构307传动连接，以将驱动机构307的驱动力传递给杆元件309，从而驱动杆元件309移动。例如，所述传动链路包括与杆元件309的传动连接的连杆机构311，该连杆机构311可以包括一个或多个传动连杆。驱动机构307可以包括电机、气缸、磁铁组件等动力装置。

应当理解，可以使用任何合适数量的传动连杆来与杆元件309传动连接，例如，在一些实施例中可以使用两个传动连杆。在某些实施例中，第一传动连杆312的一端与杆元件309转动连接，其另一端与第二传动连杆313转动连接。第二传动连杆313与驱动机构307传动连接，以沿着大致平行于第二传动连杆313的长度(例如，沿着箭头A)的方向移动。在以下实施例中，驱动机构307包括用于带动连杆机构311运动的驱动电机，或者在另外一些实施例中，驱动机构307可以由手动实现。下面参照图7和图8详细介绍驱动机构307的某些可实现形式。

连杆机构311可以通过弹性元件314将可释放的锁紧装置预先保持在分离位置(如图5所示)。例如，第二传动连杆313可以穿过一对壁315，弹性元件314可以穿过第二传动连杆313位于一对壁315之间的部分。第二传动连杆313上设置有肩部316，其在第二传动连杆313移动时压缩弹性元件314。第二传动连杆313受到弹性元件314施加到肩部316的预设弹性作用力(简称弹力)。尽管图5中示出的是通过弹性元件314来偏置第二传动连杆313以将可释放的锁紧装置203预先保持到分离位置，例如，保持在第一卡合元件306与凹部308脱离的位置。但是在其他一些实施例中，也可以通过弹性元件314与第二传动连杆313的配合将可释放的锁紧装置302预先保持在配合位置，例如，保持在第一卡合元件306与凹部308配合的位置。在另外的实施例中，可释放的锁紧装置302也可以通过一个或多个弹簧或者其他元件以将预设的弹力施加到机构中或者机构上，从而实现将可释放的锁紧装置302预先保持在分离位置或者配合位置。

图6为图5中可释放的锁紧装置处于配合位置时的示意图，其中可释放的锁紧装置203已经被移动到配合位置。在配合位置时，卡合元件306与凹部308配合，以将螺旋桨122的桨毂202联接到推进电机121(图中仅示出了螺旋桨的桨毂)。

在一些实施例中，传感器组件601可连接在UAV，以检测可释放的锁紧装置203的位置状态(例如，配合或分离)。在其中一些实施例中，传感器组件601可以连接到一个或多个机臂113，以检测诸如与杆元件309传动连接的传动连杆311的位置。在一个实施例中，例如类似于图1如图6所示，传感器组件601布置成检测第二传动连杆313的端部的位置。在一些实施例中，传感器组件可以包括接近式感应开关、触碰式开关，例如红外(IR)发射器-检测器对，或者也可以使用其他合适的传感器组件来检测第二传动连杆313或者驱动机构的其他元件或者可释放的锁紧装置203的元件的位置。可选地，可以包括一个或多个传感器组件601。在一些实施例中，可存储介质143a或143b中的可执行程序被执行时，接收传感器组件601的感测信号。在具体的实施例中，可执行程序被执行时，可根据接收到的传感器组件601的感测信号来监测配合部件301与桨毂202的凹部308的耦合状态，或者螺旋桨122与推进电机201的耦合状态，或者这二者。

具体在进行控制时，传感器组件601可以检测配合部件301的位置，其可以位于文中所述的配合位置或者分离位置。控制器141或者142可以从传感器组件601接收指示配合部件301位置的信号。例如，控制器141或者142可以接收指示配合部件301的一部分是否处于配合位置或传动连杆(例如传动连杆313)是否处于使配合部件301处于配合位置的信号。控制器可以发送对应于配合部件301位置信号的可释放锁紧装置或推进系统的状态。例如，状态可以被发送到遥控器或另一控制器或在可存储介质的可执行程序。

在一些实施例中，如果可释放的锁紧装置302被确定为处于分离状态，则控制器141或142可以阻止推进电机201工作。在其它实施例中，控制器141或142可以基于可释放的锁紧装置302是否已将螺旋桨122耦合到推进电机121来向远程终端发送报警信号或使报警装置(例如发光装置或发声装置)工作。在一些实施例中，报警信号可以在UAV100飞行期间(例如，如果可释放的锁紧装置302在飞行期间分离)进行传送。在一些实施例中，用户可以请求传感器组件601对可释放地锁紧装置302的状态进行检查，以确认螺旋桨122与推进电机201是否联接。

图7为图2的俯视图，其示出了另一种用于操作可释放的锁紧装置的驱动机构，其中可释放的锁紧装置处于分离位置。驱动机构可包括具有至少一个凸角702(例如，4个凸角)的凸轮元件701。凸轮元件701可以由驱动电机旋转或由用户手动旋转。当凸轮元件701旋转时，一个或多个凸角702与第二传动连杆313的端部703接触，以使第二传动连杆313经由第一传动连杆312(图5和图6所示)操作杆元件309和可释放的锁紧装置203(图5和图6)。第二传动连杆313的每个端部703可以包括滚轮，轴承(例如滚柱轴承)或其它装置，以减小对凸轮元件701表面的摩擦。在图7中，可选地包括弹性元件314，第二传动连杆313通过弹性元件314将可释放的锁紧装置203预设为与凸轮元件701在相邻两个凸角702之间的凹陷处配合，以使可释放的锁紧装置203处于分离位置(如图5所示)。

弹性元件314可以为弹簧、金属弹片、橡胶筒、橡皮绳等弹性结构，具体在图示的实施例中，弹性元件314为压缩弹簧。

图8为图7中可释放的锁紧装置处于配合位置时的示意图，其中凸轮元件701已经被旋转以将第二传动连杆313沿着箭头A向外推动。此时，可释放的锁紧装置203处于配合位置，并且螺旋桨122被联接到推进电机121，以使无人飞行器飞行或者进行其他操作(如图4和图6所示)。应当理解，虽然本实施例中，凸轮元件701被描述为用于操作连杆机构311，但是在其它实施例中，也可以包括用于操作连杆机构311的其他合适的驱动机构，例如,线性致动器。线性致动器可以是任意能够实现直线运动的机构，其可以包括旋转电机、直线电机、伸缩气缸。例如，在一些实施例中，线性致动器可以包括旋转电机以及与旋转电机的驱动轴相连接的丝杠机构。

以上参照图2至图8描述的若干实施例中，第二传动连杆313可被设置为大致平行于UAV100的机臂113。在一些实施例中，第二传动连杆313或另一传动连杆可安装在机臂113的内部区域内，而在其它实施例中，一个或多个传动连杆311可安装在机臂113的外部区域或表面。

图9为用于操作可释放锁紧装置的驱动机构的另一种实施方式的结构示意图。在一些实施例中，图9所示的驱动机构901可以使用与上述实施例中相同的杆元件309以及与该杆元件309配合的活塞元件303。在另一些实施例中，驱动机构901可以包括设置的在推进电机121的螺纹孔903内并沿着该螺纹孔903移动的螺杆902。可选地，可以通过锥齿轮传动装置904驱动杆元件902使其向上和向下移动，锥齿轮传动装置904可以包括传动连接到杆元件902的第一锥齿轮905，与第一锥齿轮905传动连接的第二锥齿轮906，以及驱动第二锥齿轮906的驱动轴907。驱动轴907可以由合适的驱动电机直接驱动或通过第二组锥齿轮传动装置908。经过以上设置，驱动电机可以提供将扭矩经由锥齿轮和驱动轴传递到杆元件902，以使杆元件902上下移动，进而驱动活塞元件303与上述可释放的锁紧装置锁紧(配合)和释放(分离)螺旋桨。应当理解，图9中尽管示出了与第二锥齿轮906相对设置的外锥齿轮，但是这样的外锥齿轮是可选的，并且在一些实施例中可以去除。

图10为本发明实施例提供的另一种具有可释放的锁紧装置的无人飞行器机身的剖视图，其中可释放的锁紧装置处于分离位置。图10中示出了用于无人飞行器(例如上述的机身110和UAV100)的机身的外部部分112(例如机臂113)的部分，并具有可释放的锁紧装置1000。在图10中，可释放的锁紧装置1000的配合部件1020处于分离位置，其中螺旋桨1010可与推进电机121分离或放置在推进电机121上，用户可自由地将螺旋桨1010组装或拆卸。螺旋桨1010可包括桨毂1015和连接到桨毂1015的一个或多个桨叶1012(例如，两个桨叶)。

配合部件1020包括盘部分或盘元件1025和支承盘元件1025的杆部分或杆元件1030。正如下文将进一步描述的，盘元件1025具有一个或多个凸缘1035，其设置成与桨毂1015中的一个或多个相应的凹部1036配合(卡合)，以便当配合部件1020或盘元件1025处于配合位置时，螺旋桨1010被联接到推进电机121(例如，如下所述的图11和图13所示)。这种凹部1036可选地形成在从桨毂1015的内表面延伸的一个或多个翻边1037中。

配合部件1020的盘元件1025被设置成能够沿着推进马达121的旋转轴线302移动，并且绕轴线302旋转，以使凸缘1035与凹部1036配合(卡合)或分离(释放)。可选地，弹性元件1040设置成将配合部件1020预设到配合位置。例如，弹性元件1040穿过杆元件1030穿过推进电机121的部分，并使得配合部件1020朝向机臂113的下方偏移。也就是说，弹性元件1040至少有一部分位于推进电机121的内部。在一些实施例中，为了将配合部件1020移动到分离位置，诸如致动器1050的驱动机构可以设置在机臂113中或其上，并且被设置成为使配合部件1020平移或轴向(向上和向下)移动并在配合位置和分离位置之间旋转。图10大致示出了致动器1050驱动配合部件1020到分离位置的状态。

致动器1050可以为气缸、电机、磁铁组件等，具体在图示的实施例中，致动器1050为旋转电机。在其他实施例中，致动器1050也可以为旋转气缸。

图11为图10中可释放的锁紧装置处于配合位置时的示意图。致动器1050可以沿着旋转轴线302向下移动并且围绕轴线302旋转，以将凸缘1035移动并配合到桨毂1015的凹部1036中。由于致动器1050向下移动，弹性元件1040可以使配合部件1020沿着旋转轴线302向下移动，以便保持配合部件1020和致动器1050之间的传动连接。

当UAV100处于飞行状态，或者当螺旋桨1010联接到推进电机121并且推进电机121旋转螺旋桨1010的其它状态中，配合部件1020与推进电机121以及螺旋桨1010一起旋转。因此，对于使用致动器1050来移动配合部件1020的实施例，当配合部件1020处于配合位置时，致动器1050可以沿旋转轴线302进一步向下移动，以便如图12所示的使其与配合部件1020分离并最终间隔一段距离。

图12为图10和11中可释放的锁紧装置与锁定结构配合时的示意图，其中可释放的锁紧装置处于分离位置并且锁定结构处于释放位置。为了在推进马达121旋转螺旋桨1010的同时，允许配合部件1020自由地旋转，致动器1050已经轴向(向下)移动一段距离，以远离杆元件1030的端部。

锁定结构1070可设置为将配合部件1020保持在配合位置。例如，锁定结构1070可以包括具有轴环1076的锁紧臂1075，该轴环1076与杆元件1030上形成的槽1077配合。在图12中，锁定结构1070与槽1077间隔开，以允许配合部件1020以沿着旋转轴线302移动。

图13示为图12中可释放的锁紧装置处于配合位置并且锁定结构处于锁紧位置时的示意图。在锁定位置，具有轴环1076的锁紧臂1075与杆元件1030中的槽1077配合，以防止或至少阻止杆元件1030沿着轴线302移动。因此，锁定结构1070防止配合部件1020移动到螺旋桨可以从推进电机121释放的分离位置。

在一些实施例中，锁定结构1070还可以包括线性致动器1078，其被设置为在锁紧臂1075与槽1077配合和与槽1077的脱离位置之间锁紧臂1075。线性致动器1078可以包括旋转电机、直线电机、伸缩气缸。例如，线性致动器可以包括旋转电机以及与旋转电机的驱动轴连接的丝杠机构。

可选地，在一些实施例中，杆元件1030的端部可以包括凹口或凸起的联接表面1055，当其与致动器1050上包括凸起或凹口的联接表面1056配合时，该致动器1050移动并旋转杆元件1030。

在一些实施例中，盘元件1025具有从盘元件1025的表面突出的棘爪1026，以与推进电机121中的凹口1027配合，以在无人飞行器工作时，铺助将来自推进电机121的旋转力传递到桨毂1015。

在一些实施例中，锁定结构1070还可以包括线性致动器1078，其被设置为在锁紧臂1075与槽1077配合和与槽1077的脱离位置之间锁紧臂1075。

可选地，在一些实施例中，杆元件1030的端部可以包括凹口或凸起的联接表面1055，当其与致动器1050上包括凸起或凹口的联接表面1056配合时，该致动器1050移动并旋转杆元件1030。

在一些实施例中，盘元件1025具有从盘元件1025的表面突出的棘爪1026，以与推进电机121中的凹口1027配合，以在无人飞行器工作时，铺助将来自推进电机121的旋转力传递到桨毂1015。

图14示出了可释放的锁紧装置处于分离位置时机身的结构示意图；图15为示出了可释放锁紧装置处于配合位置时机身的俯视图。

还需要说明的是，上述若干实施例的UAV可以由多个部件的套件组装。在一些实施例中，这样的部件套件可以包括机身，一个或多个推进电机，一个或多个螺旋桨和多个可释放的锁紧装置，用于组装本文中参照图2-15描述的可释放的锁紧装置或推进系统或无人飞行器。可选地，本实施例的套件还可以包括具有用于将组件组装到推进系统或UAV中的可执行程序。

本文所述的若干实施例，通过锁紧装置中的配合部件相对于推进电机旋转轴线的移动来将螺旋桨联接到推进电机，提高了推进电机和螺旋桨的联接强度，从而提高了无人飞行器的安全性。进一步，在一些实施例中，还能够通过传感器组件的感测信号确定螺旋桨与推进电机是否锁紧，提高了UAV的安全性。

从前述内容，应当理解，本文中出于说明的目的描述了本发明的具体实施例，但是可以在不偏离本发明实质的情况下进行各种修改。例如，例如上文参照图5和图6描述了描述的杆元件309的特定实施例。在另一实施例中，杆元件可以包括两个或更多个伸缩气缸。在另外的实施例中，配合部件或配合部件的部分可以由例如一个或多个带，链条，齿轮或其它元件的其它传动部件操作，以使本文公开的配合部件移动。

一般来说，根据本技术的实施例编程的控制器或其他计算设备可以被定位在UAV上，在遥控设备(例如上述控制器142)中或者在另一合适的位置，能够通过有线或无线传输操作可释放的锁紧装置。根据当前公开的技术的各种实施例的部件的可以增加部件或者在不影响功能的基础上减少部件。用于检测各种元件的位置的传感器组件可以如本文所公开的那样用于确定可释放的锁紧装置的状态或其他信息。

以上以具有一个或多个机臂或外部部分的UAV详细描述了本发明的技术方案。但是，本文所公开的技术可以在其他类型的UAV或者车辆中实现，例如没有从中心部分延伸的机臂的UAV，或不具有从中心部分延伸的机臂的机器人，无人驾驶或用户自主操作的车辆。在特定实施例中描述的每一个技术特征在不矛盾的情况下均可以自由进行组合或者删除。例如，传感器组件601还可以在其他一些经过简单变形的实施例中实现。

此外，尽管已经在这些实施例的上下文中描述了与本技术的某些实施例相关联的优点，但是其他实施例也可以包括这样的优点，并且并非所有实施例都详细描述了本发明的所有优点，由实施例中的技术特征所客观带来的优点均应视为本发明区别于现有技术的优点，均属于本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种无人飞行器的控制系统，所述无人飞行器包括：螺旋桨和推进电机，其特征在于，包括：控制器以及锁紧装置；

所述控制器与所述锁紧装置通信连接，用于控制所述锁紧装置在所述螺旋桨与所述推进电机锁紧的配合位置和不同于配合位置的分离位置之间移动；

其中，当所述控制器接收到将螺旋桨联接到所述推进电机的请求时，控制所述锁紧装置移动到所述配合位置；

当所述控制器接收到将所述螺旋桨从所述推进电机释放的请求时，控制所述锁紧装置移动到所述分离位置。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括与所述控制器通信连接的传感器组件，用于感测所述锁紧装置的配合部件是否处于所述螺旋桨与推进电机锁紧的配合位置。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述传感器组件包括如下至少一种：触碰式开关，接近式感应开关。

4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，当所述传感器组件的感测信号指示所述配合部件未处于所述配合位置时，所述控制器发出阻止所述推进电机继续工作的指令。

5.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置与所述控制器通信连接；

当所述控制器接收到所述锁紧装置未将所述螺旋桨联接到所述推进电机的检测信号时，将报警信号传输到所述报警装置。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述报警装置包括发光装置或发声装置。

7.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，还包括与所述控制器通信连接的远程终端；

当所述控制器接收到所述锁紧装置未将所述螺旋桨联接到所述推进电机的检测信号时，将报警信号发射到所述远程终端。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述远程终端包括远程控制设备或显示设备。

9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述锁紧装置包括配合部件，所述配合部件的一部分能够沿着所述推进电机的旋转轴线方向相对于所述推进电机和/或所述螺旋桨运动，以使所述配合部件的其中至少一部分在所述配合位置和分离位置之间移动。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，还包括驱动机构，所述驱动机构与所述配合部件传动连接，以使所述配合部件的其中至少一部分在所述配合位置和所述分离位置之间移动。

11.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述驱动机构包括用于提供驱动力的驱动电机。

12.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，还包括：传动链路；

所述传动链路用于传动连接所述配合部件和驱动机构，以驱动所述配合部件的其中至少一部分移动。

13.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述配合部件包括第一卡合元件，所述第一卡合元件与所述推进电机转动连接。

14.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，还包括锁定结构，

其中，当所述配合部件位于配合位置时，所述控制器控制所述锁定结构锁定所述锁紧装置；

当所述配合部件位于分离位置时，所述控制器控制所述锁定结构释放所述锁紧装置。

15.一种无人飞行器，其特征在于，包括：

螺旋桨；

推进电机，用于驱动所述螺旋桨旋转；以及，

权利要求1至14中任一项所述的控制系统；

所述控制系统中的控制器与锁紧装置通信连接，用于控制所述锁紧装置将螺旋桨联接到推进电机以及从所述推进电机释放所述螺旋桨。