CN215155603U - 具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，机臂和起落架均可折叠，使无人机机身轮廓呈圆柱形，结构紧凑、适于筒装，满足储存、便携和发射需要。该无人机整体采用上中下三层结构，从上到下依次为起落架/机臂复合组件、动力及飞控仓组件和下挂载荷组件；飞控仓组件的上端面沿其周向均匀间隔分布有三个以上起落架/机臂复合组件；起落架/机臂复合组件包括：复合机臂；复合机臂的一端通过机臂折叠/展开机构与飞控仓组件相连，另一端的上端连接旋翼，下端通过起落架折叠/展开机构连接起落架；机臂折叠/展开机构用于实现复合机臂的纵向折叠和自动展开；起落架折叠/展开机构用于实现起落架的纵向折叠和自动展开。

Description

具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机

技术领域

本实用新型涉及一种折叠式旋翼无人机，具体涉及一种具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，属于无人机设计制造技术领域。

背景技术

折叠式旋翼无人机是指机臂采用可折叠结构的机种，其目的是为了减小非工作时段的占用空间，方便运输和存储，提高其在使用中的便携性。在许多需要快速施放或大面积部署的应用场景下，要求无人机便携的同时，还要求其折叠后的外形轮廓呈圆柱形，以便装入具有弹射功能的便携筒或载具内，在使用时快速发射和部署，并且在空中自动展开进入飞行状态；同时，为了防止无人机降落时的“摔机”、“打桨”等损坏，有效回收无人机，降低使用成本，同样要求无人机具有满足筒装、自动展开和适合复杂地面着陆的折叠式起落架。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，机臂和起落架均可折叠，使无人机机身轮廓呈圆柱形，结构紧凑、适于筒装，满足储存、便携和发射需要。

所述的具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机：从上到下依次为起落架/机臂复合组件、动力及飞控仓组件和下挂载荷组件；

所述飞控仓组件的上端面沿其周向均匀间隔分布有三个以上起落架/机臂复合组件，所述起落架/机臂复合组件具有纵向折叠的功能；当所有所述起落架/机臂复合组件处于折叠状态时，无人机整体外形呈圆柱形；

所述起落架/机臂复合组件包括：复合机臂、起落架折叠/展开机构、机臂折叠/展开机构、起落架以及旋翼；所述复合机臂的一端通过机臂折叠/展开机构与飞控仓组件相连，另一端的上端连接旋翼，下端通过起落架折叠/展开机构连接起落架；

所述机臂折叠/展开机构用于实现所述复合机臂的纵向折叠和自动展开；

所述起落架折叠/展开机构用于实现所述起落架的纵向折叠和自动展开。

优选的，所述起落架/机臂复合组件纵向向上折叠，即当所述起落架/机臂复合组件处于折叠状态时，竖直位于所述飞控仓组件上方。

优选的，所述起落架处于折叠状态时贴合在所述复合机臂的下表面。

优选的，所述机臂折叠/展开机构包括：机臂扭转弹簧、机臂铰接-弹簧底座以及展开限位机构；

所述机臂铰接-弹簧底座固定在所述飞控仓组件上，所述复合机臂与所述机臂铰接-弹簧底座上的铰接轴铰接，所述复合机臂能够绕机臂铰接-弹簧底座上的铰接轴转动；该铰接轴上套装有一个以上机臂扭转弹簧，所述机臂扭转弹簧的一端与所述机臂铰接-弹簧底座固接，另一端与所述复合机臂相连，当所述复合机臂处于折叠状态时，所述机臂扭转弹簧扭转蓄力；

所述展开限位机构用于所述复合机臂处于展开状态时的限位。

优选的，所述展开限位机构包括卡扣挡板和卡扣凸台；

所述复合机臂的上表面设置有卡扣凸台；所述卡扣挡板的一端与所述机臂铰接-弹簧底座上的铰接轴铰接，所述卡扣挡板能够绕该铰接轴转动；所述卡扣挡板的另一端处于自由状态；当所述复合机臂处于展开状态时，卡扣挡板处于自由状态的一端与所述卡扣凸台抵触。

优选的，所述起落架折叠/展开机构包括：扭转弹簧档条、起落架扭转弹簧以及起落架铰接-弹簧底座；

所述起落架铰接-弹簧底座固定在所述复合机臂末端，所述起落架为U形杆结构，其上端穿过所述起落架铰接-弹簧底座上对应的通孔后弯折形成扭转弹簧档条，所述扭转弹簧档条与所述起落架的U形面垂直；

所述起落架穿过起落架铰接-弹簧底座的部分与起落架铰接-弹簧底座铰接，使所述起落架能够绕起落架铰接-弹簧底座转动；

两个起落架扭转弹簧套装在起落架铰接-弹簧底座的连接轴上，所述起落架扭转弹簧的一端与所述起落架铰接-弹簧底座固接，另一端与对应侧的扭转弹簧档条相连；当所述起落架处于折叠状态时，所述扭转弹簧档条扭转蓄力。

优选的，所述起落架/机臂复合组件折叠后，整体外形呈圆柱形装入便携式发射筒内，由筒壁对折叠后的所述起落架/机臂复合组件进行约束；当无人机离开便携式发射筒(4)时，约束自然解除，所述起落架/机臂复合组件(1)自动展开进入飞行姿态。

优选的，所述飞控仓组件上设置有通讯模块，用于实现无人机和地面控制站的通讯。有益效果：

(1)本实用新型中起落架复合在机臂上，能够随机臂折叠，机臂和起落架折叠后使机身轮廓呈圆柱形，结构紧凑、适于筒装，满足储存、便携、发射和回收的需要；

(2)该无人机方便折叠、自动打开迅速，适合多场景快速部署，满足实战要求；

(3)该无人机机构简单、工作可靠、制造成本低、不需维护；

(4)向上折叠机臂和起落架，为不同载荷提供了挂载空间，使应用范围更广；

(5)由于起落架的布置靠近机臂末端，为无人机着陆时提供了最大的稳定性，将因“摔机”、“打桨”等造成的损坏概率降至最小。

附图说明

图1为本实用新型无人机折叠后的整机结构示意图；

图2为本实用新型无人机自动展开后的整机结构示意图；

图3为起落架/机臂复合组件1的结构示意图；

图4为机臂折叠/展开机构的结构示意图。

其中：1-起落架/机臂复合组件；2.-动力及飞控仓组件；3-下挂载荷组件；4-发射筒；5-通讯模块；6-复合机臂；7-起落架折叠/展开机构；7-1-扭转弹簧档条；7-2-起落架扭转弹簧；7-3-起落架铰接-弹簧底座；8-机臂折叠/展开机构；8-1-机臂扭转弹簧；8-2-卡扣挡板；8-3-卡扣凸台；8-4-机臂铰接-弹簧底座；9-起落架；10-旋翼。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实施例提供一种具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，将机臂和起落架复合成一体，可折叠和展开，折叠后机身轮廓呈圆柱形，结构紧凑、适于筒装，满足储存、便携、发射和回收的需要。

如图1所示，该无人机整体采用上中下三层结构，从上到下依次为起落架/机臂复合组件1、动力及飞控仓组件2和下挂载荷组件3，起落架/机臂复合组件1折叠后，无人机整体外形呈圆柱形，可装入便携式发射筒4内。

如图2所示，在飞控仓组件2的上端面的中心设置有通讯模块5，用于实现无人机和地面控制站的通讯；在飞控仓组件2的上端面沿其周向均匀间隔分布有四个起落架/机臂复合组件1，起落架/机臂复合组件1具有纵向折叠的功能，即起落架/机臂复合组件1具有水平展开和竖直折叠两种状态；本例中起落架/机臂复合组件1具有向上折叠的功能，当起落架/机臂复合组件1处于折叠状态时，垂直于飞控仓组件2上端面，且位于飞控仓组件2上方。

如图2和图3所示，其中起落架/机臂复合组件1由机臂和起落架9复合而成，即将起落架9安装在机臂上；因此起落架/机臂复合组件1包括：复合机臂6、起落架折叠/展开机构7、机臂折叠/展开机构8、起落架9以及旋翼10。复合机臂6的一端通过机臂折叠/展开机构8与飞控仓组件2相连，另一端的上端连接两个旋翼10，下端通过起落架折叠/展开机构7连接起落架9。机臂折叠/展开机构8用于实现复合机臂6的折叠和自动展开，起落架折叠/展开机构7用于实现起落架9的折叠和自动展开。

具体的：机臂折叠/展开机构8采用扭转弹簧-卡扣机构；起落架折叠/展开机构7采用扭转弹簧机构。

如图3所示，机臂折叠/展开机构8包括：机臂扭转弹簧8-1、卡扣挡板8-2、卡扣凸台8-3和机臂铰接-弹簧底座8-4；复合机臂6通过机臂铰接-弹簧底座8-4与机体(即飞控仓组件2)铰接，即机臂铰接-弹簧底座8-4固定在机体上，复合机臂6与机臂铰接-弹簧底座8-4上的铰接轴铰接，复合机臂6能够绕机臂铰接-弹簧底座8-4上的铰接轴转动。铰接轴上套装有两个机臂扭转弹簧8-1，机臂扭转弹簧8-1的一端与机臂铰接-弹簧底座8-4固接，另一端与复合机臂6相连，当将复合机臂6处于向上纵向折叠状态时，机臂扭转弹簧8-1旋紧，蓄积机臂展开动力；卡扣挡板8-2和卡扣凸台8-3配合用于实现复合机臂6处于展开状态时的限位，在复合机臂6上表面设置有卡扣凸台8-3；卡扣挡板8-2一端与机臂铰接-弹簧底座8-4上的铰接轴铰接，卡扣挡板8-2能够绕该铰接轴转动，当复合机臂6处于展开状态时，卡扣挡板8-2的另一端与卡扣凸台8-3抵触，避免无人机在飞行过程中，复合机臂6向上折叠。当需要折叠复合机臂6时，只需向上提起卡扣挡板8-2(此时卡扣挡板8-2能够绕机臂铰接-弹簧底座8-4上的铰接轴转动)，释放其与卡扣凸台8-3之间的约束即可。

起落架折叠/展开机构7包括：扭转弹簧档条7-1、起落架扭转弹簧7-2以及起落架铰接-弹簧底座7-3；起落架根部通过起落架铰接-弹簧底座7-3铰接在复合机臂末端6靠近旋翼9的电机处，具体的：起落架铰接-弹簧底座7-3固定在复合机臂6末端，起落架9为U形杆结构，其上端穿过起落架铰接-弹簧底座7-3上对应的通孔后弯折形成扭转弹簧档条7-1，扭转弹簧档条7-1与起落架9的U形面垂直；起落架9穿过起落架铰接-弹簧底座7-3的部分与起落架铰接-弹簧底座7-3铰接，起落架9能够绕起落架铰接-弹簧底座7-3转动；两个起落架扭转弹簧7-2套装在起落架铰接-弹簧底座7-3的连接轴上，起落架扭转弹簧7-2的一端与起落架铰接-弹簧底座7-3固接，另一端与对应侧的扭转弹簧档条7-1相连。起落架9具有向内折叠和向外展开两种状态，当其向内折叠时，贴合在复合机臂6的下表面，此时起落架扭转弹簧7-2在起落架根部扭转弹簧档条7-1配合作用下旋紧(此时扭转弹簧档条7-1处于竖直状态)，蓄积起落架9的展开动力。

折叠起落架/机臂复合组件1时，首先向上提起卡扣挡板8-2，释放其与卡扣凸台8-3之间的约束，将四个复合机臂6向上纵向折叠为圆柱形轮廓，此时机臂扭转弹簧8-1旋紧，蓄积机臂展开动力；折叠时起落架9随复合机臂6向内折叠，此时起落架扭转弹簧7-2在起落架根部扭转弹簧档条7-1配合作用下旋紧，蓄积起落架展开动力。起落架/机臂复合组件1折叠后与其它同是圆柱外形的两个组件(飞控仓组件2和下挂载荷组件3)形成一个整体装入便携式发射筒4内，并由筒壁对折叠后的起落架/机臂复合组件1予以约束，此时无人机处于收纳状态。

释放时，将无人机弹射至空中，同时约束解除，复合机臂6在机臂扭转弹簧8-1弹力作用下自动展开，起落架9在起落架扭转弹簧7-2弹力作用下自动展开；复合机臂6由卡扣挡板8-2和卡扣凸台8-3配合进行限位，起落架9由扭转弹簧档条7-1与复合机臂6自然锁定(此时扭转弹簧档条7-1紧贴在复合机臂6上表面，进而限制起落架继续转动)；然后启动飞控仓组件2中的飞控模块，无人机进入飞行状态，完成快速施放和部署。无人机降落时，由于起落架9的布置靠近复合机臂6的末端，使机体支点范围足够大，有利于复杂地面的着陆，有效地避免了无人机降落时的“摔机”、“打桨”等损坏。

上述无人机同时满足了无人机便携、快速部署和无损回收从而降低使用成本的需要，可以单人肩背携带和施放，也可以利用空投、火力发射等方式大面积部署，特别适合战场、警务处突、防灾救灾等时间紧、环境恶劣复杂、机动性较强的特殊应用场景。

综上，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，其特征在于：从上到下依次为起落架/机臂复合组件(1)、动力及飞控仓组件(2)和下挂载荷组件(3)；

所述飞控仓组件(2)的上端面沿其周向均匀间隔分布有三个以上起落架/机臂复合组件(1)，所述起落架/机臂复合组件(1)具有纵向折叠的功能；当所有所述起落架/机臂复合组件(1)处于折叠状态时，无人机整体外形呈圆柱形；

所述起落架/机臂复合组件(1)包括：复合机臂(6)、起落架折叠/展开机构(7)、机臂折叠/展开机构(8)、起落架(9)以及旋翼(10)；所述复合机臂(6)的一端通过机臂折叠/展开机构(8)与飞控仓组件(2)相连，另一端的上端连接旋翼(10)，下端通过起落架折叠/展开机构(7)连接起落架(9)；

所述机臂折叠/展开机构(8)用于实现所述复合机臂(6)的纵向折叠和自动展开；

所述起落架折叠/展开机构(7)用于实现所述起落架(9)的纵向折叠和自动展开。

2.如权利要求1所述的具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，其特征在于，所述起落架/机臂复合组件(1)纵向向上折叠，即当所述起落架/机臂复合组件(1)处于折叠状态时，竖直位于所述飞控仓组件(2)上方。

3.如权利要求1或2所述的具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，其特征在于，所述起落架(9)处于折叠状态时贴合在所述复合机臂(6)的下表面。

4.如权利要求1或2所述的具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，其特征在于，所述机臂折叠/展开机构(8)包括：机臂扭转弹簧(8-1)、机臂铰接-弹簧底座(8-4)以及展开限位机构；

所述机臂铰接-弹簧底座(8-4)固定在所述飞控仓组件(2)上，所述复合机臂(6)与所述机臂铰接-弹簧底座(8-4)上的铰接轴铰接，所述复合机臂(6)能够绕机臂铰接-弹簧底座(8-4)上的铰接轴转动；该铰接轴上套装有一个以上机臂扭转弹簧(8-1)，所述机臂扭转弹簧(8-1)的一端与所述机臂铰接-弹簧底座(8-4)固接，另一端与所述复合机臂(6)相连，当所述复合机臂(6)处于折叠状态时，所述机臂扭转弹簧(8-1)扭转蓄力；

所述展开限位机构用于所述复合机臂(6)处于展开状态时的限位。

5.如权利要求4所述的具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，其特征在于，所述展开限位机构包括卡扣挡板(8-2)和卡扣凸台(8-3)；

所述复合机臂(6)的上表面设置有卡扣凸台(8-3)；所述卡扣挡板(8-2)的一端与所述机臂铰接-弹簧底座(8-4)上的铰接轴铰接，所述卡扣挡板(8-2)能够绕该铰接轴转动；所述卡扣挡板(8-2)的另一端处于自由状态；当所述复合机臂(6)处于展开状态时，卡扣挡板(8-2)处于自由状态的一端与所述卡扣凸台(8-3)抵触。

6.如权利要求3所述的具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，其特征在于，所述起落架折叠/展开机构(7)包括：扭转弹簧档条(7-1)、起落架扭转弹簧(7-2)以及起落架铰接-弹簧底座(7-3)；

所述起落架铰接-弹簧底座(7-3)固定在所述复合机臂(6)末端，所述起落架(9)为U形杆结构，其上端穿过所述起落架铰接-弹簧底座(7-3)上对应的通孔后弯折形成扭转弹簧档条(7-1)，所述扭转弹簧档条(7-1)与所述起落架(9)的U形面垂直；

所述起落架(9)穿过起落架铰接-弹簧底座(7-3)的部分与起落架铰接-弹簧底座(7-3)铰接，使所述起落架(9)能够绕起落架铰接-弹簧底座(7-3)转动；

两个起落架扭转弹簧(7-2)套装在起落架铰接-弹簧底座(7-3)的连接轴上，所述起落架扭转弹簧(7-2)的一端与所述起落架铰接-弹簧底座(7-3)固接，另一端与对应侧的扭转弹簧档条(7-1)相连；当所述起落架(9)处于折叠状态时，所述扭转弹簧档条(7-1)扭转蓄力。

7.如权利要求1或2所述的具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，其特征在于，所述起落架/机臂复合组件(1)折叠后，整体外形呈圆柱形装入便携式发射筒(4)内，由筒壁对折叠后的所述起落架/机臂复合组件(1)进行约束；当无人机离开便携式发射筒(4)时，约束自然解除，所述起落架/机臂复合组件(1)自动展开进入飞行姿态。

8.如权利要求1或2所述的具有复合折叠起落架/机臂的筒装自动展开无人机，其特征在于，所述飞控仓组件(2)上设置有通讯模块(5)，用于实现无人机和地面控制站的通讯。

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