CN207956048U - 无人飞行器及其机架 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及飞行器领域，提供一种无人飞行器及其机架，所述机架包括机身、机身驱动组件以及机臂组件。所述机身驱动组件安装于所述机身。所述机臂组件连接于所述机身驱动组件，所述机身驱动组件可驱动所述机身相对于所述机臂组件360度转动。在本实用新型中，所述机身驱动组件可驱动所述机身相对于所述机臂组件360度转动，从而可带动所述无人飞行器所搭载的摄像组件360度转动，使得所述摄像组件可根据需要调整工作位置和角度，从而实现多角度拍摄。

Description

无人飞行器及其机架

【技术领域】

本实用新型涉及飞行器领域，尤其涉及一种具有拍摄功能的无人飞行器及其机架。

【背景技术】

无人驾驶飞机，简称无人飞行器(UAV)，是一种处在迅速发展中的新概念装备，其具有机动灵活、反应快速、无人驾驶、操作要求低的优点。无人飞行器通过云台搭载多类传感器或摄像装置，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。

发明人在实现本实用新型的过程中发现，云台通常安装于无人飞行器机身的下方，云台的工作角度会受到限制，云台所搭载的摄像装置只能用于水平或者斜向下拍摄，使得摄像装置的拍摄角度受到限制。

【实用新型内容】

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种机身可转动的无人飞行器及其机架，使得所述无人飞行器所搭载的拍摄组件可实现多角度拍摄。

本实用新型实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

一种机架，其特征在于，包括：机身、机身驱动组件以及机臂组件。所述机身驱动组件安装于所述机身。所述机臂组件连接于所述机身驱动组件，所述机身驱动组件可驱动所述机身相对于所述机臂组件360度转动。

可选地，所述机身驱动组件包括马达，蜗杆，蜗轮以及驱动轴；

所述马达固定安装于所述机身；

所述蜗杆与所述马达的转动轴连接，所述蜗杆的中轴线与所述马达的转动轴的转动轴线重合；

所述蜗轮套设于所述驱动轴，所述蜗轮与所述蜗杆啮合；

所述驱动轴的两端分别活动安装于所述机身，所述驱动轴可相对于所述机身转动，所述机臂组件固定连接于所述驱动轴；

所述马达工作时，所述马达和所述蜗杆可一同绕所述蜗轮和所述驱动轴转动，从而带动所述机身绕所述驱动轴相对于所述机臂组件转动。

可选地，所述蜗杆的外表面具有第一斜齿牙；

所述蜗轮的外表面具有第二斜齿牙，所述第一斜齿牙与所述第二斜齿牙啮合。

可选地，所述蜗轮为中空圆柱形，其中轴线与所述转动轴线垂直但不相交。

可选地，所述驱动轴的中轴线与所述转动轴线垂直但不相交。

可选地，所述机身驱动组件包括马达，第一斜齿轮，第二斜齿轮以及驱动轴；

所述马达固定安装于所述机身；

所述第一斜齿轮固定安装于所述马达的转动轴；

所述第二斜齿轮套设于所述驱动轴，所述第一斜齿轮与所述第二斜齿轮啮合；

所述驱动轴的两端分别活动安装于所述机身，所述驱动轴可相对于所述机身转动，所述机臂组件固定连接于所述驱动轴；

所述马达工作时，所述马达和所述第一斜齿轮可一同绕所述驱动轴转动，从而带动所述机身绕所述驱动轴相对于所述机臂组件转动。

可选地，所述驱动轴的中轴线与所述马达的转动轴的转动轴线垂直并相交。

可选地，所述第一斜齿轮包括第一圆锥面，所述第一圆锥面与所述马达的转动轴的转动轴线的夹角为45度，所述第一圆锥面设有齿牙；

所述第二斜齿轮包括第二圆锥面，所述第二圆锥面与所述驱动轴的中轴线的夹角为45度，所述第二圆锥面设有齿牙，所述第一圆锥面的齿牙与所述第二圆锥面的齿牙啮合。

可选地，所述机身驱动组件包括马达，第一直齿轮，第二直齿轮以及驱动轴；

所述马达固定安装于所述机身；

所述第一直齿轮固定安装于所述马达的转动轴；

所述第二直齿轮套设于所述驱动轴，所述第一直齿轮与所述第二直齿轮啮合；

所述驱动轴与所述马达的转动轴平行设置，所述驱动轴的两端分别活动安装于所述机身，所述驱动轴可相对于所述机身转动，所述机臂组件固定连接于所述驱动轴；

所述马达工作时，所述马达和所述第一直齿轮可一同绕所述驱动轴转动，从而带动所述机身绕所述驱动轴相对于所述机臂组件转动。

可选地，所述机身驱动组件包括轴承座，两个所述轴承座固定安装于所述机身，所述驱动轴的两端分别活动安装于两个所述轴承座，所述驱动轴可相对于所述轴承座转动。

可选地，每个所述轴承座内设有一个轴承，所述轴承套设于所述驱动轴。

本实用新型实施例解决其技术问题还采用以下技术方案：

一种无人飞行器，包括：电机，螺旋桨，摄像组件以及以上所述的机架，所述电机安装于所述机臂组件，所述螺旋桨安装于所述电机，所述摄像组件安装于所述机身。

可选地，两个所述机臂组件分别对称设置于所述机身的相对两侧，并分别固定安装于所述机身驱动组件的两端。

可选地，每个所述机臂组件包括主机臂和连接臂，在每个所述机臂组件中，所述主机臂的一端固定安装于所述机身驱动组件的一端，两个所述连接臂共同连接于所述主机臂远离所述机身驱动组件的另一端，所述主机臂和两个所述连接臂组成“Y”形；

每个所述连接臂远离所述主机臂的一端安装一个所述电机。

可选地，每个所述机臂组件包括主机臂，所述主机臂安装有一个所述电机。

与现有技术相比较，在本实用新型实施例的无人飞行器及其机架中，所述机身驱动组件安装于所述机身，所述机身驱动组件与所述机臂组件连接，可驱动所述机身相对于所述机臂组件360度转动，从而可带动所述无人飞行器所搭载的摄像组件360度转动，使得所述摄像组件可根据需要调整工作位置和角度，从而实现多角度拍摄。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型其中一实施例提供的一种无人飞行器的立体图；

图2为图1所示的无人飞行器的另一角度的立体图；

图3和图4分别为图1所示的无人飞行器的又一角度的立体图，其中所述无人飞行器的机身的一部分被省略；

图5为图4中A部分的局部放大图；

图6为图1所示的无人飞行器的机身驱动组件的装配示意图；

图7为本实用新型一些实施例中所述机身驱动组件的装配示意图；

图8为本实用新型另一些实施例中所述机身驱动组件的装配示意图。

【具体实施方式】

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1至图3，本实用新型其中一实施例提供的一种无人飞行器100，包括机身10，机身驱动组件20，机臂组件30，电机40，螺旋桨50以及摄像组件60。所述机身驱动组件20安装于所述机身10内，所述机身驱动组件20 与所述机臂组件30连接，用于驱动所述机身10相对于所述机臂组件30做360 度转动。所述电机40安装于所述机臂组件30，所述螺旋桨50安装于所述电机40，所述电机40用于驱动所述螺旋桨50旋转，为所述无人飞行器100提供动力。所述摄像组件60安装于所述机身10，用于拍摄图像。

所述机身10内包括由MCU等电子元器件组成的控制电路组件，该控制电路组件包括多个控制模块，如，用于控制所述机身驱动组件20驱动所述机身10相对于所述机臂组件30转动的控制模块，用于控制所述电机40工作以控制所述无人飞行器100飞行姿态的飞行控制模块，用于导航所述无人飞行器100的定位模块，以及用于处理相关机载设备所获取的环境信息的数据处理模块等。为了便于说明本实用新型实施例，附图仅示出与本实用新型实施例相关的部件。

请一并参阅图4至图6，所述机身驱动组件20包括马达202，蜗杆203，蜗轮204，驱动轴205以及轴承座206。

所述马达202固定安装于所述机身10，其转动轴与所述蜗杆203连接，并且所述马达202的转动轴的转动轴线O与所述蜗杆203的中轴线重合。所述马达202用于驱动所述蜗杆203绕所述转动轴线O转动。

所述蜗杆203为圆柱形，其外表面具有第一斜齿牙2032，用于与所述蜗轮204配合。

所述蜗轮204为中空圆柱形，其中轴线与所述转动轴线O垂直但不相交。所述蜗轮204的外表面具有第二斜齿牙2042，所述第一斜齿牙2032与所述第二斜齿牙2042啮合。所述蜗轮204套设于所述驱动轴205。

所述驱动轴205穿过所述蜗轮204，其中轴线与所述蜗轮204的中轴线重合，所述驱动轴205的中轴线也与所述转动轴线O垂直但不相交。

所述轴承座206的数量为两个，分别固定安装于所述机身10的相对两侧。每个所述轴承座206内设有一个轴承2062，所述驱动轴205的两端分别穿过与其对应的所述轴承2062，并露于所述机身10的外部，用于连接所述机臂组件30。所述驱动轴205可相对于所述轴承2062转动。

可以理解的是，在一些其它实施例中，所述轴承座206可以省略，所述驱动轴205的两端直接活动安装于所述机身10，所述驱动轴205的两端与所述机身10之间可添加润滑油，以使得所述驱动轴205可顺畅地相对于所述机身10转动。

所述机臂组件30的数量为两个，两个所述机臂组件30分别安装于所述驱动轴205的两端。每个所述机臂组件30包括主机臂302和连接臂304，在每个所述机臂组件30中，所述主机臂302的一端固定安装于所述驱动轴205 的一端，两个所述连接臂304共同连接于所述主机臂302远离所述驱动轴205 的另一端，所述主机臂302和两个所述连接臂304组成“Y”形。对称分布于所述机身10相对两侧的两个所述机臂组件30共有四个所述连接臂304，其中两个所述连接臂304位于所述机身10的一侧，另两个所述连接臂304位于所述机身10的另一侧。每个所述连接臂304远离所述主机臂302的一端安装所述电机40。

在本实施例中，所述机臂组件30的数量为两个，分别对称设置于所述机身10的相对两侧，并分别固定安装于所述驱动轴205的两端。所述电机40 的数量为四个，四个所述电机40位于同一平面，并分别位于一个正方形的四个顶角。

可以理解的是，在一些其它实施例中，所述机臂组件30的数量也可为一个，所述驱动轴205的一端固定连接所述机臂组件30，另一端穿过与其对应的所述轴承2062。

每个所述电机40对应安装有一个所述螺旋桨50。在本实施例中，每个所述机臂组件30包括两个所述连接臂304，每个所述连接臂304安装有一个所述电机40和一个所述螺旋桨50，也即本实施例提供的无人飞行器100包括四个螺旋桨50，为四旋翼无人飞行器。

可以理解的是，在一些其它实施例中，所述连接臂304可以省略，每个所述主机臂302直接安装有一个所述电机40和一个所述螺旋桨50，也即所述无人飞行器100包括两个所述螺旋桨50。

请复参阅图1和图2，所述拍摄组件60安装于所述机身10，其包括云台 602和拍摄装置604。

所述云台602搭载所述拍摄装置604。所述云台602为三轴增稳云台，所述三轴增稳云台在三个轴上对飞行中的所述摄像装置604进行增稳：航向轴 (Yaw)，俯仰轴(Pitch)和翻滚轴(Roll)。所述俯仰轴垂直于翻滚轴，航向轴垂直于俯仰轴和翻滚轴。

所述云台602包括：第一电机、第二电机以及第三电机。第一电机的转子的中心轴与翻滚轴同轴。第二电机的转子的中心轴与俯仰轴同轴，而第三电机的转子的中心轴与航向轴同轴。第三电机的定子通过固定座可拆卸地安装于所述机身10，第三电机的转子连接第二电机的定子，而第二电机的转子连接第一电机的定子。

可以理解的是，在一些其它实施例中，所述第三电机可以省略，第二电机的定子通过固定座可拆卸地安装于所述机身10。

所述云台602通过固定座可拆卸地安装于所述机身10，可方便所述摄像组件60的更换。所述云台602可通过卡扣，螺纹等结构可拆卸地安装于所述机身10。

在本实施例中，在所述无人飞行器100飞行时，所述云台602位于所述机身10的下方，可以理解的是，在一些其它实施中，所述云台602可以根据实际需求安装在所述机身10的任意位置。

所述摄像装置604固定安装于所述云台602的第一电机的转子。所述摄像装置604可以为相机、摄影机、摄像头等，其可以包括至少一个镜头，例如每个所述摄像装置604包括两个背向设置的镜头。

可以理解的是，在一些其它实施例中，所述云台602也可为单轴云台；或者，所述云台602省略，所述摄像装置604直接安装于所述机身10。

在所述无人飞行器100使用时，所述电机40工作，驱动所述螺旋桨50 旋转，为所述无人飞行器100提供飞行动力。在所述无人飞行器100飞行时，所述摄像组件60可以位于所述机身10的下方，对水平或斜向下方向进行拍摄。当需要对机身10的上方进行拍摄时，所述无人飞行器100控制所述马达 202工作，所述马达202的转动轴驱动所述蜗杆203，为所述蜗轮204和驱动轴205提供旋转动力。由于所述机臂组件30固定连接于所述驱动轴205，所述螺旋桨50为所述机臂组件30提供与所述驱动轴205的旋转方向相反的推力，使得所述驱动轴205和蜗轮204保持不动。在所述驱动轴205和蜗轮204 保持不动的情况下，所述第一斜齿牙2032与所述第二斜齿牙2042啮合，所述马达202提供的旋转动力使得所述蜗杆203和马达202绕所述蜗轮204和驱动轴205转动，从而使得所述机身10可做180度转动，所述摄像组件60 位于所述机身10的上方，可对向上方向拍摄，而不会被所述机身10遮挡。同样地，所述机身10可做360度转动，可以任意调整所述摄像组件60的工作位置和角度。

请参阅图7，在一些实施例中，所述机身驱动组件20中的蜗杆203可被替换成第一斜齿轮203a，所述蜗轮204可被替换成第二斜齿轮204a。所述第一斜齿轮203a固定安装于所述马达202的转动轴，所述第一斜齿轮203a包括第一圆锥面2032a，所述第一圆锥面2032a与所述马达202的转动轴的转动轴线O的夹角为45度，所述第一圆锥面2032a设有齿牙。所述第二斜齿轮204a 套设于所述驱动轴205，所述第二斜齿轮204a包括第二圆锥面2042a，所述第二圆锥面2042a与所述驱动轴205的中轴线的夹角为45度，所述第二圆锥面2042a设有齿牙，所述第一圆锥面2032a的齿牙与所述第二圆锥面2042a的齿牙啮合。所述驱动轴205的中轴线与所述转动轴线O垂直并相交，所述第一斜齿轮203a与所述第二斜齿轮204a啮合。所述马达202工作时，所述驱动轴 205和所述第二斜齿轮204a保持不动，所述马达202和所述第一斜齿轮203a 绕所述驱动轴205转动，带动所述机身10绕所述驱动轴205转动。

请参阅图8，在另一些实施例中，所述机身驱动组件20中的蜗杆203可被替换成第一直齿轮203b，所述蜗轮204可被替换成第二直齿轮204b。所述马达202的转动轴可与所述驱动轴205平行设置，所述第一直齿轮203b固定安装于所述马达202的转动轴，所述第二直齿轮204b套设于所述驱动轴205，所述第一直齿轮203b与所述第二直齿轮204b啮合，所述马达202工作时，所述驱动轴205和所述第二直齿轮204b保持不动，所述马达202和所述第一直齿轮203b绕所述驱动轴205转动，带动所述机身10绕所述驱动轴205转动。

可以理解的是，在一些其它实施例中，所述机身驱动组件20也可为皮带传动，即所述马达202的转动轴与所述驱动轴205平行设置，所述马达202 的转动轴通过皮带与所述驱动轴205连接；或者，所述机身驱动组件20也可以采用其它的传动方式，只要能驱动所述机身10相对于所述驱动轴205和所述机臂组件30转动360度即可。

在本实施例中，所述机身驱动组件20安装于所述机身10，所述机身驱动组件20与所述机臂组件30连接，可驱动所述机身10相对于所述机臂组件30 做360度转动，从而可带动所述摄像组件60做360度转动，使得所述摄像组件60可根据需要调整工作位置和角度，从而实现多角度拍摄。

本实用新型另一实施例还提供一种机架，包括上述实施例的所述机身10、所述机身驱动组件20以及机臂组件30。所述机身驱动组件20安装于所述机身10内，所述机身驱动组件20与所述机臂组件30连接，用于驱动所述机身 10相对于所述机臂组件30做360度转动。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种机架，其特征在于，包括：

机身(10)；

机身驱动组件(20)，其安装于所述机身(10)；

机臂组件(30)，其连接于所述机身驱动组件(20)，所述机身驱动组件(20)可驱动所述机身(10)相对于所述机臂组件(30)360度转动。

2.根据权利要求1所述的机架，其特征在于，所述机身驱动组件(20)包括马达(202)，蜗杆(203)，蜗轮(204)以及驱动轴(205)；

所述马达(202)固定安装于所述机身(10)；

所述蜗杆(203)与所述马达(202)的转动轴连接，所述蜗杆(203)的中轴线与所述马达(202)的转动轴的转动轴线(O)重合；

所述蜗轮(204)套设于所述驱动轴(205)，所述蜗轮(204)与所述蜗杆(203)啮合；

所述驱动轴(205)的两端分别活动安装于所述机身(10)，所述驱动轴(205)可相对于所述机身(10)转动，所述机臂组件(30)固定连接于所述驱动轴(205)；

所述马达(202)工作时，所述马达(202)和所述蜗杆(203)可一同绕所述蜗轮(204)和所述驱动轴(205)转动，从而带动所述机身(10)绕所述驱动轴(205)相对于所述机臂组件(30)转动。

3.根据权利要求2所述的机架，其特征在于，所述蜗杆(203)的外表面具有第一斜齿牙(2032)；

所述蜗轮(204)的外表面具有第二斜齿牙(2042)，所述第一斜齿牙(2032)与所述第二斜齿牙(2042)啮合。

4.根据权利要求2所述的机架，其特征在于，所述蜗轮(204)为中空圆柱形，其中轴线与所述转动轴线(O)垂直但不相交。

5.根据权利要求2所述的机架，其特征在于，所述驱动轴(205)的中轴线与所述转动轴线(O)垂直但不相交。

6.根据权利要求1所述的机架，其特征在于，所述机身驱动组件(20)包括马达(202)，第一斜齿轮(203a)，第二斜齿轮(204a)以及驱动轴(205)；

所述马达(202)固定安装于所述机身(10)；

所述第一斜齿轮(203a)固定安装于所述马达(202)的转动轴；

所述第二斜齿轮(204a)套设于所述驱动轴(205)，所述第一斜齿轮(203a)与所述第二斜齿轮(204a)啮合；

所述驱动轴(205)的两端分别活动安装于所述机身(10)，所述驱动轴(205)可相对于所述机身(10)转动，所述机臂组件(30)固定连接于所述驱动轴(205)；

所述马达(202)工作时，所述马达(202)和所述第一斜齿轮(203a)可一同绕所述驱动轴(205)转动，从而带动所述机身(10)绕所述驱动轴(205)相对于所述机臂组件(30)转动。

7.根据权利要求6所述的机架，其特征在于，所述驱动轴(205)的中轴线与所述马达(202)的转动轴的转动轴线(O)垂直并相交。

8.根据权利要求6所述的机架，其特征在于，所述第一斜齿轮(203a)包括第一圆锥面(2032a)，所述第一圆锥面(2032a)与所述马达(202)的转动轴的转动轴线(O)的夹角为45度，所述第一圆锥面(2032a)设有齿牙；

所述第二斜齿轮(204a)包括第二圆锥面(2042a)，所述第二圆锥面(2042a)与所述驱动轴(205)的中轴线的夹角为45度，所述第二圆锥面(2042a)设有齿牙，所述第一圆锥面(2032a)的齿牙与所述第二圆锥面(2042a)的齿牙啮合。

9.根据权利要求1所述的机架，其特征在于，所述机身驱动组件(20)包括马达(202)，第一直齿轮(203b)，第二直齿轮(204b)以及驱动轴(205)；

所述马达(202)固定安装于所述机身(10)；

所述第一直齿轮(203b)固定安装于所述马达(202)的转动轴；

所述第二直齿轮(204b)套设于所述驱动轴(205)，所述第一直齿轮(203b)与所述第二直齿轮(204b)啮合；

所述驱动轴(205)与所述马达(202)的转动轴平行设置，所述驱动轴(205)的两端分别活动安装于所述机身(10)，所述驱动轴(205)可相对于所述机身(10)转动，所述机臂组件(30)固定连接于所述驱动轴(205)；

所述马达(202)工作时，所述马达(202)和所述第一直齿轮(203b)可一同绕所述驱动轴(205)转动，从而带动所述机身(10)绕所述驱动轴(205)相对于所述机臂组件(30)转动。

10.根据权利要求2至9任一项所述的机架，其特征在于，所述机身驱动组件(20)包括轴承座(206)，两个所述轴承座(206)固定安装于所述机身(10)，所述驱动轴(205)的两端分别活动安装于两个所述轴承座(206)，所述驱动轴(205)可相对于所述轴承座(206)转动。

11.根据权利要求10所述的机架，其特征在于，每个所述轴承座(206)内设有一个轴承(2062)，所述轴承(2062)套设于所述驱动轴(205)。

12.一种无人飞行器(100)，其特征在于，包括：电机(40)，螺旋桨(50)，摄像组件(60)以及如权利要求1至11任一项所述的机架，所述电机(40)安装于所述机臂组件(30)，所述螺旋桨(50)安装于所述电机(40)，所述摄像组件(60)安装于所述机身(10)。

13.根据权利要求12所述的无人飞行器(100)，其特征在于，两个所述机臂组件(30)分别对称设置于所述机身(10)的相对两侧，并分别固定安装于所述机身驱动组件(20)的两端。

14.根据权利要求13所述的无人飞行器(100)，其特征在于，每个所述机臂组件(30)包括主机臂(302)和连接臂(304)，在每个所述机臂组件(30)中，所述主机臂(302)的一端固定安装于所述机身驱动组件(20)的一端，两个所述连接臂(304)共同连接于所述主机臂(302)远离所述机身驱动组件(20)的另一端，所述主机臂(302)和两个所述连接臂(304)组成“Y”形；

每个所述连接臂(304)远离所述主机臂(302)的一端安装一个所述电机(40)。

15.根据权利要求13所述的无人飞行器(100)，其特征在于，每个所述机臂组件(30)包括主机臂(302)，所述主机臂(302)安装有一个所述电机(40)。