实用新型内容
本实用新型的实施例提供了一种折叠装置及无人机,能够提高折叠装置的连接强度。
为实现上述目的,本实用新型的实施例一方面提供了一种折叠装置,包括第一连接件、第二连接件和固定件,所述第一连接件和第二连接件可转动地连接,以使所述折叠装置具有展开状态和闭合状态,所述固定件的第一端设在第一连接件和第二连接件其中一个的侧壁外端,第二端能够在所述闭合状态下固定在第一连接件和第二连接件中另一个的侧壁外端,以使所述固定件搭接于第一连接件和第二连接件的外壁上,在需要转换为所述展开状态时所述固定件能够脱离第一连接件和第二连接件的展开位置。
进一步地,还包括第一转轴,所述第一连接件和第二连接件通过所述第一转轴可转动地连接,所述固定件在所述闭合状态下位于所述第一转轴的对侧。
进一步地,所述第一连接件和第二连接件在长度方向上实现展开和闭合,且各自的外壁上沿长度方向设有支撑台,在所述闭合状态下所述固定件的两端分别位于第一连接件和第二连接件沿长度方向相对的外端,所述固定件沿长度方向搭接在所述支撑台上。
进一步地,所述固定件的第一端可转动地设在所述第一连接件和第二连接件其中一个的侧壁外端,第二端能够通过转动使所述固定件脱离所述第一连接件和第二连接件的展开位置。
进一步地,所述固定件的第一端固定设在所述第一连接件和第二连接件其中一个的侧壁外端,所述固定件为可伸缩结构,所述固定件的第二端能够通过伸缩使所述固定件脱离所述第一连接件和第二连接件的展开位置。
进一步地,所述第一连接件用于连接固定部件,所述第二连接件用于连接待折叠部件,所述固定件的第一端设在所述第一连接件的侧壁外端。
进一步地,所述固定件包括连接板和至少两个固定臂,至少两个所述固定臂各自的第一端设在所述第一连接件和第二连接件其中一个的侧壁外端,各自的第二端通过所述连接板连接,所述连接板通过紧固件与所述第一连接件和第二连接件中的另一个连接。
进一步地,还包括卡合结构,所述卡合结构设在所述固定件与所述第一连接件和第二连接件中的另一个之间,用于在所述闭合状态下实现卡紧,并在所述展开状态下脱离卡紧。
进一步地,所述卡合结构沿着所述固定件的长度方向位于固定件第二端的内侧。
进一步地,所述固定件的第一端可转动地设在所述第一连接件和第二连接件其中一个的侧壁外端,所述卡合结构包括卡合件和限位件,所述卡合件可转动地设在所述固定件上,所述限位件设在所述第一连接件和第二连接件中另一个的侧壁上,所述卡合件能够在所述闭合状态下卡入所述限位件中。
进一步地,所述卡合件包括转轴部,所述限位件上设有与转轴部相适配的限位槽,所述转轴部可转动地悬挂在所述固定件的内侧,能够在所述固定件转动至接触所述第一连接件和第二连接件外壁的过程中滑入所述限位槽内实现卡合。
进一步地,所述第一连接件和第二连接件沿长度方向分别具有第一安装孔和第二安装孔,且在所述固定件一侧的壁面上沿长度方向分割形成间隙,所述第一连接件和第二连接件在间隙的两侧相对设置凸耳,用于在将两个需要相对折叠的部件分别装入所述第一安装孔和第二安装孔后,通过紧固件穿设间隙两侧的凸耳进行固定。
为实现上述目的,本实用新型的实施例另一方面提供了一种无人机,包括上述实施例所述的折叠装置。
进一步地,所述折叠装置设在机身与机臂之间,所述第一连接件用于连接机身,所述第二连接件用于连接机臂;或者
所述折叠装置设在机臂的固定段与活动段之间,所述第一连接件用于连接机臂的固定段,所述第二连接件用于连接机臂的活动段。
基于上述技术方案,本实用新型一个实施例的折叠装置,通过将固定件的第一端设在第一连接件和第二连接件其中一个的侧壁外端,第二端能够在折叠装置闭合的状态下固定在第一连接件和第二连接件中另一个的侧壁外端,以使固定件搭接于第一连接件和第二连接件的外壁上。此种结构的折叠装置能够增大固定件与两个连接件在闭合状态下的接触面积,从而提高折叠装置的连接强度,不容易在两个连接体之间产生间隙,进而使两个需要相对折叠的部件之间的连接更加可靠,提高使用安全性。
具体实施方式
以下详细说明本实用新型。在以下段落中,更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合,除非明确指出不可组合。尤其是,被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。
本实用新型中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述,以区分具有相同名称的不同组成部件,并不表示先后或主次关系。
在本实用新型的描述中,采用了“上”、“下”、“左”、“右”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型,而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
为了能够提高折叠装置的连接强度,本实用新型提供了一种改进的折叠装置,设置于任意两个需要相对折叠的部件之间,包括以下情形:两个部件均可运动以实现折叠;或者其中一个部件为固定部件,另一个部件为待折叠部件。
为了方便描述,下述以无人机为例,来描述本实用新型折叠装置的结构和安装方式。在一种使用方式中,两个需要相对折叠的部件分别为机身和机臂,机身为固定部件,机臂为待折叠部件,折叠装置设在机身与机臂之间。在另一种使用形式中,两个需要相对折叠的部件分别为机臂的固定段和活动段,机臂的固定段为固定部件,机臂的活动段为待折叠件。下面的实施例以折叠装置用在机身和机臂之间为例进行说明,折叠装置在其它场合中的应用可借鉴下面的各实施例。
如图1至图5所示,在一个示意性的实施例中,本实用新型的折叠装置包括第一连接件1、第二连接件2和固定件5,第一连接件1和第二连接件2可转动地连接,以使折叠装置具有展开状态和闭合状态,在展开状态下无人机的机臂收回,在闭合状态下机臂伸展,可减小无人机的整体体积。
固定件5的第一端设在第一连接件1和第二连接件2其中一个的侧壁外端,第二端能够在折叠装置的闭合状态下固定在第一连接件1和第二连接件2中另一个的侧壁外端,以使固定件5搭接于第一连接件1和第二连接件2的外壁上。此处的侧壁外端是指连接件外壁上远离展开位置一端的区域。在折叠装置需要转换为展开状态时,固定件5能够通过整体或局部运动脱离第一连接件1和第二连接件2的展开位置。展开位置是指在闭合状态下两个连接件相接触的面最先开始分离的位置。
该实施例的折叠装置中的固定件5搭接在第一连接件1和第二连接件2的外端,并将可活动的第二端固定在连接件上,能够形成阻碍两个连接件相互展开的力。固定件5通过增大连接跨度的方式增加了固定件5与两个连接件在闭合状态下的接触面积,从而提高折叠装置的连接强度,不容易产生间隙和松动现象。该折叠装置用于无人机时,能够使机臂的连接更加可靠,在飞行过程中受到振动或外力时使机臂尽量保持在固有位置,防止各机臂之间出现受力不平衡的现象,保障飞行安全。可见,该折叠装置可适用于载重较大的工业级无人机。
优选地,如图1所示,若第一连接件1用于连接固定部件,例如机身,第二连接件2用于连接待折叠部件,例如机臂,将固定件5的第一端设在第一连接件1的侧壁外端,固定件5的第二端作为活动端实现与第二连接件2侧壁外端的连接与固定。这种设置方式可使操作折叠装置展开或闭合的位置更靠近外侧,能够使操作者有更充裕的空间对折叠装置进行操作,提高机臂伸展与收回的快捷性;而且,将固定件5的第一端连接在固定的第一连接件1上,可提高折叠装置在展开状态下的结构稳定性。
如图3所示,本实用新型实施例的折叠装置还包括第一转轴3,第一连接件1和第二连接件2通过第一转轴3可转动地连接,固定件5在闭合状态下位于第一转轴3的对侧。这样第一转轴3和固定件5在两个连接件上的约束位置较为对称,受力均衡,达到较优的连接强度。可替代地,将固定件5偏离第一转轴3正对区域设置也是可行的方案。
优选地,第一连接件1和第二连接件2呈柱形结构,且沿长度方向分别具有第一安装孔11和第二安装孔21,机身和机臂各自的连接部分可分别插入第一安装孔11和第二安装孔21进行安装。第一转轴3垂直于连接件的长度方向穿设在两个连接件的侧壁上,以使两个连接件在长度方向上实现展开和闭合。
在闭合状态下,两个连接件沿长度方向相互靠近的端面相接触,且固定件5的两端分别位于第一连接件1和第二连接件2沿长度方向相对的外端,这样固定件5基本覆盖了两个连接件的整个长度,可实现较大的接触面积,以提高连接强度。在展开状态下,两个连接件沿长度方向相互靠近的端面相对于第一转轴3呈预设角度展开,该预设角度对应于机臂相对于机身能够收回的最大角度。可替代地,两个连接件也可以在长度以外的方向上实现展开和闭合。
为了安装第一转轴3,第一连接件1上设有第一加厚部13,第二连接件2上设有第二加厚部23,第一加厚部13和第二加厚部23从第一转轴3至连接件外端厚度递减,而且在第一加厚部13和第二加厚部23的端面上可设置减重槽14,以实现折叠装置的减重。而且,为了限制第二连接件2相对于第一连接件1转动的预设角度,在第一加厚部13上设置限位面,当第二连接件2转动至第二加厚部23的外轮廓与限位面接触,将不能继续转动。
为了提高折叠装置固定的牢固性,参考图2,将第一连接件1和第二连接件2各自与第一转轴3相对的外壁设置出平面,且在平面的两侧沿连接件的长度方向设有支撑台12,例如,支撑台12的横截面呈台阶状,在折叠装置处于闭合状态时固定件5沿长度方向搭接在支撑台12上。支撑台12不仅能够将固定件5稳定地与两个连接件接触,提高连接稳定性,而且通过局部表面接触容易保证固定件5与接触件的配合精度,尽量减小两个连接件在闭合状态下的配合间隙,提高机臂相对于机身伸展后的位置精度。
前面提到折叠装置在需要转换为展开状态时固定件5能够脱离第一连接件1和第二连接件2的展开位置,以保证两个连接件顺利展开。下面给出两种实现形式。
在一种实现形式中,固定件5的第一端固定设在第一连接件1和第二连接件2其中一个的侧壁外端,固定件5为可伸缩结构,固定件5的第二端能够通过伸缩使固定件5脱离第一连接件1和第二连接件2的展开位置。此种结构能够节约固定件5所占用的运动空间。
在另一种实现形式中,如图1和图2所示,固定件5的第一端可转动地设在第一连接件1和第二连接件2其中一个的侧壁外端,第二端能够通过转动使固定件5脱离第一连接件1和第二连接件2的展开位置。具体地,固定件5通过第二转轴4连接在第一连接件1侧壁的外端,当折叠装置需要转换为闭合状态时,使固定件5转动至与支撑台12接触,当折叠装置需要转换为展开状态时,使固定件5转动至与第一连接件1和第二连接件2的展开位置脱离。此种形式结构简单,也便于在固定件5与连接件之间设置其它固定和卡合结构,而且可使固定件5的脱离更加快捷。
上述实施例中的固定件5可采用整体式结构,也可以采用分体式结构。如图2所示,给出了分体式结构的示意图,固定件5包括连接板52和至少两个固定臂51,至少两个固定臂51各自的第一端设在第一连接件1和第二连接件2其中一个的侧壁外端,各自的第二端通过连接板52连接,连接板52通过紧固件6与第一连接件1和第二连接件2中的另一个连接。
在一种具体的结构形式中,如图2所示,设有两个固定臂51,两个固定臂51各自的第一端可转动地连接在第一连接件1沿长度方向的侧壁外端,第一连接件1的侧壁外端设有凸出部分,凸出部分中设有供第二转轴4穿过的孔,两个固定臂51的第一端分别连接在第二转轴4的两端,能够使固定件5绕第二转轴4相对于第一连接件1转动。从减重的角度考虑,固定臂51的侧面可设置减重槽。
另外,两个固定臂51各自的第二端通过连接板52连接,连接板52设在固定臂51远离连接件的一侧。具体地,参考图5,连接板52为矩形板,在连接板52上靠近第二连接件2外端的位置设有第一孔523,相应地,在第二连接件2侧壁的平面上沿长度方向的外端对应设置凸台24,凸台24上设置螺纹孔,通过穿设第一孔523和凸台24上螺纹孔的紧固件6,就能固定件5与第二连接件2固定。优选地,紧固件6可选用螺钉,为了方便操作,省去使用工具,螺钉头具有适用于旋拧的操作部。另外,在连接板52上四个角的位置设有第二孔524,用于通过紧固件将连接板52固定在固定臂51的第二端。
此种结构的固定件5具有中空结构,只通过位于两侧外缘处的固定臂51与连接件相接触,能够在减轻重量的同时,保证固定件5对两个连接件的固定强度。
在上述各实施例的基础上,参考图1,本实用新型实施例的折叠装置还包括卡合结构,卡合结构设在固定件5与第一连接件1和第二连接件2中的另一个之间,用于在闭合状态下实现卡紧,并在展开状态下脱离卡紧。图1中的卡合结构设在固定件5与第二连接件2之间。
通过设置卡合结构能够在紧固件6固定的基础上,进一步增加连接强度,防止在使用过程中螺钉等紧固件6在经过长期振动后发生松动,可避免两个连接件之间产生间隙造成折叠部件磨损和机臂晃动,从而保证无人机在飞行过程中的安全性。
优选地,如图1所示,卡合结构沿着固定件5的长度方向位于固定件5第二端的内侧。由于紧固件6起到将固定件5与第二连接件2固定的作用,为主要承力部位,卡合结构虽然与紧固件6一起承载,但主要起到卡紧的作用,因而将紧固件6设在卡合结构外端能够具备更高的连接强度,保证连接可靠性。
对于图1所示将固定件5的第一端可转动地设在第一连接件1侧壁外端的实施例,卡合结构包括卡合件7和限位件22,卡合件7可转动地设在固定件5上靠近连接件的一侧,且靠近固定件5的第二端设置,限位件22设在第二连接件2侧壁的平面上,卡合件7能够在闭合状态下卡入限位件22中。
具体地,对于固定件5包括固定臂51和连接板52的结构,如图5所示,连接板52包括板状结构521和安装凸台522,两个安装凸台522沿固定件5的宽度方向间隔设在板状结构521靠近连接件一侧的面上。卡合件7包括顺次相连的转轴部71、主体部72和连接部73,连接部73通过转轴可转动地设在两个安装凸台522之间,转轴部71通过主体部72悬挂设在固定件5的连接板52下方。进一步地,参考图2,在第二连接件2侧壁的平面上靠近第一连接件1的一端间隔设置两个限位件22,两个限位件22位于支撑台12的内侧,限位件22上设有与转轴部71相适配的限位槽,限位槽的开口朝向远离第一连接件1的一侧。
在折叠装置需要闭合时,先使两个连接件相互靠近的端面接触,再转动固定件5使其逐渐靠近两个连接件,在转动至接触两个连接件的过程中,转轴部71的两端滑入限位槽中实现卡合。由于转轴部71与限位槽的接触面为圆柱面,运动的自由度低,卡合后不容易发生松动。
而且,由于固定件5的中部具有空缺位置,在折叠装置展开或闭合的过程中,能够清楚地观察到卡合结构的运动和配合情况,一旦发生卡合件7无法顺利卡入限位件22或难以脱离的情况,操作者便于稍施加外力辅助卡合件7与限位件22进行卡合或脱离,进一步提高了操作的便捷性。
在图2中,卡合结构沿着固定件5的长度方向设在紧固件6的内侧,可替代地,卡合结构也可设在紧固件6的外侧,相应地,限位件22上限位槽的开口朝向第一连接件1设置。
为了实现折叠装置与两个需要相对折叠部件的固定,此处给出两个连接件与这两个需要相对折叠部件的连接接口。两个连接件整体呈圆柱形结构,第一连接件1和第二连接件2沿长度方向分别具有第一安装孔11和第二安装孔21,机身和机臂各自的连接部分可分别插入第一安装孔11和第二安装孔21进行安装。第二连接件2可相对于第一连接件1向下倾斜展开,以实现机臂的收回,固定件5设在两个连接件的顶面上。
进一步地,如图4所示,第一连接件1和第二连接件2在固定件5一侧的壁面上沿长度方向分割形成贯通的间隙K,在间隙的上下两侧相对设置凸耳15,凸耳15上设置固定孔16,设于上方凸耳15的固定孔可以是沉孔。将机身和机臂各自的连接部分分别插入第一安装孔11和第二安装孔21后,将螺栓等紧固件穿设在固定孔16中以对间隙两侧的凸耳15进行预紧,在间隙K减小或者消除后,就实现了对机身或机臂的固定。此种固定形式通过设置间隙,能够保证对机身和机臂的预紧力,并且可以方便自由调节预紧力,固定方便可靠。
为了使本领域技术人员更清楚地了解本实用新型折叠装置的使用方法,下面结合图2和图3进行详细阐述。
无人机在飞行过程中,机臂相对于机身处于伸展状态,相应地折叠装置应处于闭合状态。如图3所示,第一连接件1和第二连接件2沿长度方向相邻的面接触,固定件5与两个连接件上的支撑台12接触限位,紧固件6将连接板52固定在第二连接件2侧壁上沿长度方向靠近外端的位置,卡合件7卡入限位件22中。
无人机在降落后不需要工作时,为了减小无人机的体积,机臂相对于机身处于收回状态,相应地折叠装置应处于展开状态。如图2所示,先将紧固件6拧至与第二连接件2中凸台24上的螺纹孔脱离,再将固定件5整体上提转动,卡合件7中的转轴部71就从限位件22中的限位槽中脱出,使固定件5可自由转动至脱离两个连接件,这时机臂在重力作用下带动第二连接件2向下收回,两个连接件在闭合状态下相互接触的面脱离,固定件5可自由搭在第一连接件1上。在折叠装置展开的过程中,只需要对紧固件6操作即可,操作简单,而且紧固件6不用完全旋出,不容易丢失。由此可见,该折叠装置结构简单,可操作性强。
待无人机再次飞行需要伸展机臂时,相应地折叠装置应转换为图3所示的闭合状态。先将机臂转动抬起直至第二连接件2绕第一转轴3转动至与第一连接件1在长度方向上靠近的端面接触,接着将固定件5绕着第二转轴4转动放下,在这个过程中固定件5下方的卡合件7会转动至卡入第二连接件2上的限位件22中,此时固定臂51搭接在支撑台12上,再将例如螺钉等紧固件6拧入第二连接件2上凸台24中的螺纹孔内。
此外,本实用新型的实施例还提供了一种无人机,包括上述实施例所述的折叠装置。
优选地,折叠装置设在机身与机臂之间,第一连接件1用于连接机身,第二连接件2用于连接机臂。或者折叠装置设在机臂的固定段与活动段之间,第一连接件1用于连接机臂的固定段,第二连接件2用于连接机臂的活动段。这两种方式均能够实现机臂的伸展与收回。另外,此种折叠装置还可设在无人机上其它需要折叠的部位。
由于本实用新型的折叠装置具有较高的连接强度,不容易产生间隙和松动现象,因而可适用于载重量较大的工业级无人机,例如物流无人机和植保无人机等。该折叠装置用于无人机时至少具有以下几方面的优点之一:
(1)折叠装置结构简单可提高无人机结构的可靠性;而且由于折叠装置在展开和闭合状态转换时可操作性较好,因而机臂在伸展和收回状态切换时操作简单,更加快捷;
(2)折叠装置通过固定件5搭接在两个连接件上实现固定,能够使机臂的连接更加可靠,在飞行过程中受到振动或外力时使机臂尽量保持在固有位置,防止各机臂之间出现受力不平衡的现象,保障飞行安全。
(3)折叠装置通过卡合结构和紧固件6双重固定,可防止无人机在工作过程中受到振动和外力而使折叠装置发生松动,避免产生间隙,确保机臂连接的可靠性,使无人机飞行更平稳。
以上对本实用新型所提供的一种折叠装置及无人机进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。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的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。