CN207311826U - 一种模块化装配四轴植保无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机技术领域，具体公开了一种模块化装配四轴植保无人机，包括机架和电源控制中枢，所述电源控制中枢通过安装卡槽固定在机架中央，所述机架四个边角均分别连接有悬臂，悬臂端部连接有电机，电机输出轴连接有螺旋桨，所述机架包括X轴向模块、Y轴向模块，X轴向模块和Y轴向模块均为两端开口、内部中空的空腔结构，所述X轴向模块和Y轴向模块通过对插机构连接；所述Y轴向模块的四角均安装有转动连接件，所述悬臂通过对插机构与转动连接件连接。本实用新型装置能在保障无人机结构安全的同时，使无人机的机架、悬臂等集成模块化，便于无人机后期的组装维护，提高了无人机的使用寿命。

Description

一种模块化装配四轴植保无人机

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种模块化装配四轴植保无人机。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

与有人驾驶飞机相比，无人机往往更适合那些太“愚钝，肮脏或危险”的任务。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机和靶机。民用方面，无人机+行业应用，是无人机真正的刚需；目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，发达国家也在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

植保无人机，顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机，该型无人飞机由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或导航飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。

据宇辰网2016年出的《中国民用无人机市场分析及前景预测(2016试发行)》一书介绍，我国的农业植保无人机目前尚处于起步阶段，据统计，2014年我国植保无人机保有量为695架，总作业面积426万亩；2015年我国植保无人机保有量为2324架(31个省统计)，总作业面积1152.8万亩，增长幅度分别为234％、170.6％。虽然涨幅明显，但整体而言，我国的植保无人机体系尚未成熟。目前国内植保无人机技术和产品性能参差不齐，众多产品中绝少有能够满足大面积高强度植保喷洒要求。

植保无人机作为新兴技术产品,已经逐渐运用于农业、种植业、园林环保等领域，虽然技术已趋于成熟，但在现如今的植保无人机产品中，在制造、组装及使用过程中，依然存在一些问题或缺陷，比如：1、无人机在制造过程中，其主体与悬臂、螺旋桨等都是一体式结构，在加工和运输过程中极为不便，其次也不便于更换损坏的主体、悬臂或螺旋桨；2、无人机的主体基本都是采用一体式结构，即无人机的飞行控制系统、导航系统、电池、各类控制器和传感器以及药箱等都是集成内置在机壳内，装卸时极为不便，并且当单一电器件损坏时，需要拆卸整个机壳方可进行更换，极为麻烦，费时费力，且也不利于维修维护。3、无人机由于电器件较多，因此走线复杂，极易造成线路相互缠绕，极其混乱，不利于故障排查和检修，甚至会造成线路损坏引起的整体电器件故障。4、无人机在结构装配的过程中还需要同时实现电路的连接，给装配带来了不便，并且后续更换电器件、结构件的时候还要重新查找对应的线路，给装配、维修带来了不便。5、无人机主体大多都是注塑成型的整体式结构，其结构、尺寸制造完成后即唯一不便，针对不用的环境、喷洒需求，则需要采用不同容量、型号的机型，这无疑限制了无人机的使用范围和领域，无法满足无人机的大范围适用性要求。6、无人机主体上的机架在装配后无法折叠，导致运输过程中占据较大空间，浪费了运输材料，增加了运输成本。7、现有无人机的螺旋桨一般是通过电机直接安装在悬臂端部，无法根据需要选择其与主体的间距，从而在主体出现5的情况时，还需要更换相应的悬臂，以满足螺旋桨对其的升力作用。

基于以上技术问题分析，我们需要设计一种能解决以上技术问题的植保无人机。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的无人机骨架等结构均是采用注塑一体成型的，在结构装配的过程中还需要同时实现电路的连接，并且后续更换电器件、结构件的时候还要重新查找对应的线路，给装配、维修带来不便的问题，提供一种模块化装配四轴植保无人机，其机架、悬臂均为模块化结构，将线路等封装在每个管件的内部，管件两端设置对插结构，组装即完成线路的连接，线路坏了直接可以换整个管件，本装置能在保障无人机结构安全的同时，使无人机的机架、悬臂等集成模块化，便于无人机后期的组装维护，提高了无人机的使用寿命。

本发明采用的技术方案如下：

一种模块化装配四轴植保无人机，包括机架和电源控制中枢，所述电源控制中枢通过安装卡槽固定在机架中央，所述机架四个边角均分别连接有悬臂，悬臂端部连接有电机，电机输出轴连接有螺旋桨，

所述机架包括X轴向模块、Y轴向模块，X轴向模块和Y轴向模块均为两端开口、内部中空的空腔结构，所述X轴向模块和Y轴向模块通过对插机构连接；

所述Y轴向模块的四角均安装有转动连接件，所述悬臂通过对插机构与转动连接件连接。

作为优选，所述对插机构包括互相配合的插头和接口，以及用于锁紧连接的保险扣，所述保险扣通过螺纹连接在插头和接口的拼合处。

作为优选，还包括用于辅助停机的机脚，所述机脚通过转轴与机架的下端连接。

作为优选，还包括用于加强电机稳定性的电机连接件，所述电机连接件与悬臂的端部连接。

作为优选，所述电机连接件包括与悬臂套接的套环及与套环连接的电机连接板，所述套环包括两个相对设置的U型板，U型板的开口端向外延伸形成套环连接部，套环连接部通过螺栓连接并可收紧U型板，所述U型板内部为与悬臂外形匹配的通口结构，所述电机连接板设置有电机安装孔及环形设置在电机安装孔外侧的散热孔。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.由于传统的现无人机骨架等结构均是采用注塑一体成型的，在结构装配的过程中还需要同时实现电路的连接，并且后续更换电器件、结构件的时候还要重新查找对应的线路，给装配、维修带来不便；本发明的模块化装配四轴植保无人机，通过将无人机机架设计成模块化拼装的结构形式，X轴向模块和Y轴向模块均为两端开口、内部中空的空腔结构，使线路集成到空腔内部，只需保留端部的插接口，在安装无人机结构的同时就完成了线路的连接，从而实现无人机各个部件的模块化拼装，方便各个部件的检修与更换，同时，各个部件的模块化设计更是提高了无人机的生产速度。

2.在模块化拼装过程中，各个部件之间的连接是否牢靠，直接关系到无人机飞行的安全性，传统的端部连接采用简单的插头对接的方式，这种连接形式虽然能实现各个部件的安装连接，但由于植保无人机的工作状态较为多样，姿态调整变化时，各个部件的连接存在松脱的风险；为了进一步稳定连接关系，本装置在各个拼装节点增设了转动连接件，在二者对接后，使用转动连接件加强部件之间的相互作用力，使结构更加稳定牢靠，同时，转动连接件采用螺纹的方式连接，无需额外辅助，便能直接安装，拆卸方便快捷。

3.本实用新型的机脚可折叠，从而可以减少无人机运输空间，降低运输成本。

4.在使用过程中，电机不可避免的会产生机械震动，普通的螺接关系存在松脱的风险，本装置设计的电机连接件采用悬臂套接的套环及与套环连接的电机连接板互相配合，使电机与骨架的连接更加合理、牢靠，提高了本装置的运行稳定性。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明模块化装配四轴植保无人机的结构图；

图2是本发明模块化装配四轴植保无人机的俯视图；

图3是本发明机架结构图；

图4是本发明机架的拼装图；

图5是本发明对插机构的结构图；

图6是本发明对插机构的连接示意图；

图7是本发明悬臂的结构图；

图8是本发明电机连接件的第一结构示意图；

图9是本发明电机连接件的第二结构示意图；

1-机架；1.1-X轴向模块；1.2-Y轴向模块；2-电源控制中枢；3-悬臂；4-电机；5-螺旋桨；6-对插机构；6.1-插头；6.2-接口；6.3-保险扣；7-转动连接件；8-机脚；9-电机连接件；9.1-套环；9.1.1-U型板；9.1.2-套环连接部；9.2-电机连接板；9.2.1-电机安装孔；9.2.2-散热孔。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合图1-图9对本发明作详细说明。

实施例1，一种模块化装配四轴植保无人机，包括机架1和电源控制中枢2，所述电源控制中枢2通过安装卡槽固定在机架1中央，所述机架1四个边角均分别连接有悬臂3，悬臂3端部连接有电机4，电机4输出轴连接有螺旋桨5，进一步的，本实施例的电源控制中枢2内包括电池组、药箱，药箱的喷口转动连接在药箱底部，便于多角度喷药。

本实施例的机架1包括2个X轴向模块1.1、2个Y轴向模块1.2，X轴向模块1.1和Y轴向模块1.2均为两端开口、内部中空的空腔结构，所述X轴向模块1.1和Y轴向模块1.2通过对插机构6互相连接；进一步的，Y轴向模块1.2呈U型，两端预留有对接口。

所述Y轴向模块1.2的四角均安装有转动连接件7，所述悬臂3为两端开口、内部中空的空腔结构，所述悬臂3通过对插机构6与转动连接件7连接。转动连接件7相对机架1转动，可调整悬臂3的相对角度，从而改变输出做功方式，适应不同功率的无人机。

本实施例在拼装时，先拼装机架1，将两块Y轴向模块1.2相对放置，其U型口相向对应，再在两个U型口之间分别拼装X轴向模块1.1，再通过锁紧装置固定；接下来拼装电源控制中枢2，X轴向模块1.1相对应的位置预留有安装卡槽，将电源控制中枢2通过卡扣与卡槽配合安装在拼装好后的机架1上；最后拼装悬臂3部分，将悬臂3通过转动连接件7固定在机架1的四周，实现整个植保无人机的拼装作业。

本实施例在更换检修部件时，当某个部件损坏或者需要检修时，只需打开对插机构6的锁紧件，将需要更换的部件取下，而不需要整块拆卸，大大提高了检修维护效率。

由于传统的现无人机骨架等结构均是采用注塑一体成型的，在结构装配的过程中还需要同时实现电路的连接，并且后续更换电器件、结构件的时候还要重新查找对应的线路，给装配、维修带来不便；本实施例通过将无人机机架1设计成模块化拼装的结构形式，X轴向模块1.1和Y轴向模块1.2均为两端开口、内部中空的空腔结构，使线路集成到空腔内部，只需保留端部的插接口，在安装无人机结构的同时就完成了线路的连接，从而实现无人机各个部件的模块化拼装，方便各个部件的检修与更换，同时，各个部件的模块化设计更是提高了无人机的生产速度。

实施例2，本实施例在实施例1的基础上作了以下优化：本实施例的对插机构6包括互相配合的插头6.1和接口6.2，以及用于锁紧连接的保险扣6.3，所述保险扣6.3通过螺纹连接在插头6.1和接口6.2的拼合处。进一步的，本实施例的插头6.1和接口6.2采用梳齿状配合，插头6.1的梳齿为五根，接头6.1的插槽相对应的也是五个。本实施例的对插机构6在工作时，先将插头6.1和接口6.2的梳齿对应安装好，再滑动保险扣6.3到二者连接的中间薄弱位置处，最后通过保险扣6.3松紧旋钮将其固定，从而加强二者连接，使无人机在工作时更加稳定。

实施例3，本实施例在实施例1的基础上作了以下优化：本实施例还包括用于辅助停机的机脚8，所述机脚8通过转轴与机架1的下端连接。机脚8沿着转轴可折叠在机架1的正下方，节约飞行空间。

实施例4，本实施例在实施例1-3任一的基础上作了以下优化：本实施例还包括用于加强电机稳定性的电机连接件9，所述电机连接件9与悬臂3的端部连接。

进一步的，本实施例的电机连接件9包括与悬臂套接的套环9.1及与套环连接的电机连接板9.2，所述套环9.1包括两个相对设置的U型板9.1.1，U型板9.1.1的开口端向外延伸形成套环连接部9.1.2，套环连接部9.1.2通过螺栓连接并可收紧U型板9.1.1，所述U型板9.1.1内部为与悬臂3外形匹配的通口结构，所述电机连接板9.2设置有电机安装孔9.2.1及环形设置在电机安装孔外侧的散热孔9.2.2。

如上所述即为本实用新型的实施例。前文所述为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (5)

1.一种模块化装配四轴植保无人机，包括机架(1)和电源控制中枢(2)，所述电源控制中枢(2)通过安装卡槽固定在机架(1)中央，所述机架(1)四个边角均分别连接有悬臂(3)，悬臂(3)端部连接有电机(4)，电机(4)输出轴连接有螺旋桨(5)，其特征在于:

所述机架(1)包括X轴向模块(1.1)、Y轴向模块(1.2)，X轴向模块(1.1)和Y轴向模块(1.2)均为两端开口、内部中空的空腔结构，所述X轴向模块(1.1)和Y轴向模块(1.2)通过对插机构(6)连接；

所述Y轴向模块(1.2)的四角均安装有转动连接件(7)，所述悬臂(3)为两端开口、内部中空的空腔结构，所述悬臂(3)通过对插机构(6)与转动连接件(7)连接。

2.如权利要求1所述的模块化装配四轴植保无人机，其特征在于：所述对插机构(6)包括互相配合的插头(6.1)和接口(6.2)，以及用于锁紧连接的保险扣(6.3)，所述保险扣(6.3)通过螺纹连接在插头(6.1)和接口(6.2)的拼合处。

3.如权利要求1所述的模块化装配四轴植保无人机，其特征在于：还包括用于辅助停机的机脚(8)，所述机脚(8)通过转轴与机架(1)的下端连接。

4.如权利要求1-3任一所述的模块化装配四轴植保无人机，其特征在于：还包括用于加强电机稳定性的电机连接件(9)，所述电机连接件(9)与悬臂(3)的端部连接。

5.如权利要求4所述的模块化装配四轴植保无人机，其特征在于：所述电机连接件(9)包括与悬臂套接的套环(9.1)及与套环连接的电机连接板(9.2)，所述套环(9.1)包括两个相对设置的U型板(9.1.1)，U型板(9.1.1)的开口端向外延伸形成套环连接部(9.1.2)，套环连接部(9.1.2)通过螺栓连接并可收紧U型板(9.1.1)，所述U型板(9.1.1)内部为与悬臂(3)外形匹配的通口结构，所述电机连接板(9.2)设置有电机安装孔(9.2.1)及环形设置在电机安装孔外侧的散热孔(9.2.2)。