WO2018196298A1

WO2018196298A1 - 机臂、动力组件及无人机

Info

Publication number: WO2018196298A1
Application number: PCT/CN2017/106917
Authority: WO
Inventors: 倪枫
Original assignee: 深圳市道通智能航空技术有限公司
Priority date: 2017-04-26
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-11-01
Also published as: EP3431384A1; CN206885330U; EP3431384A4

Abstract

一种机臂(11，11a)、动力组件(10)及无人机(100)，所述机臂(11，11a)包括：主机臂(111，111a)和副机臂(112，112a)，所述主机臂(111，111a)安装于所述机身(20，20a)并且所述主机臂(111，111a)可相对于所述机身(20，20a)转动；所述副机臂(112，112a)的一端与所述主机臂(111，111a)连接；所述副机臂(112，112a)可相对于所述主机臂(111，111a)旋转。具有此机臂(11，11a)的无人机(100)经折叠后，结构紧凑、体积小、易携带。

Description

机臂、动力组件及无人机

申请要求于2017年04月27日申请的、申请号为201720454856.5、发明名称为“机臂、动力组件及无人机”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

【技术领域】

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种机臂、具有此机臂的动力组件及具有此动力组件的无人机。

【背景技术】

无人驾驶飞机，简称无人机(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。无人机通过搭载多类传感器或摄像设备，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。目前。无人机的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。

在实现本申请的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：目前的旋翼无人机普遍存在不易携带的问题。虽然有一些消费级的小型无人机能做到折叠并收纳在一定的空间内，但对于大型的专业级的无人机，其折叠的结构仍然不够紧凑；很多无人机的折叠仅仅是将旋翼臂作简单的弯折，并没有在长宽高的维度全面降低无人机的尺寸。

【发明内容】

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种结构紧凑并且可折叠的机臂、具有此机臂的动力组件及具有此动力组件的无人机。

为解决上述技术问题，本申请实施例提供以下技术方案：

一种机臂，其用于无人机，所述无人机包括机身，所述机臂包括：

主机臂，所述主机臂安装于所述机身并且所述主机臂可相对于所述机身转动；以及副机臂，所述副机臂的一端与所述主机臂连接；所述副机臂可相对于所述主机臂旋转。

在一些实施例中，所述副机臂的另一端用于安装驱动装置。

在一些实施例中，所述主机臂与所述机身的连接处设置有限位结构以及弹性部件。

在一些实施例中，所述主机臂和副机臂的连接处设置有限位结构以及弹性部件。

在一些实施例中，所述主机臂和副机臂的连接处设置有弹簧锁。

在一些实施例中，所述主机臂和所述机身连接处设置有弹簧锁。

在一些实施例中，所述机臂包括一个主机臂和四个副机臂，其中所述主机臂的中部设置有用于与所述机身连接的安装部。

在一些实施例中，所述安装部可相对于所述机身转动。

在一些实施例中，所述主机臂的两端，分别设置有一连接件，每个连接件分别与两个所述副机臂铰接。

在一些实施例中，所述主机臂的两端分别设置有一连接件，每个连接件分别与两个所述副机臂可拆卸连接。

在一些实施例中，所述连接件为三通管件，每个连接件的其中两端分别与一个副机臂的一端连接，每个连接件的另一端与主机臂连接。

在一些实施例中，所述四个副机臂的长度相等，并且两个副机臂的长度之和小于或等于所述主机臂的长度。

在一些实施例中，所述四个副机臂的长度不相等，两个所述副机臂位于所述主机臂的一侧，另两个所述副机臂位于所述主机臂的另一侧，位于同一侧的两个所述副机臂的长度之和小于或等于所述主机臂的长度。

在一些实施例中，在所述机臂展开时，位于同一侧的两个副机臂位于同一直线上，并且与所述主机臂垂直。

在一些实施例中，在所述机臂展开时，位于同一侧的两个副机臂与所述主机臂呈钝角。

在一些实施例中，所述机臂的数量为两个，每个机臂包括一个主机臂、两个副机臂和一个连接件，其中，两个所述主机臂的一端分别安装于所述机身的两相对侧，并且所述主机臂可相对于所述机身转动；所述主机臂的另一端与所述连接件的铰接。

在一些实施例中，两个副机臂分别与所述连接件的两端连接；在所述机臂折叠时，所述主机臂与所述机身贴合，其中一个副机臂经旋转一百八十度后与另一个副机臂重叠，并且两个副机臂与所述主机臂重叠。

在一些实施例中，位于同一侧的两个副机臂，其中一个副机臂的一端与所述连接件铰接连接，另一个副机臂的一端与所述连接件固定连接。

为解决上述技术问题，本申请实施例还提供以下技术方案：

一种动力组件，包括以上所述机臂，驱动装置，所述驱动装置安装于所述副机臂上；以及螺旋桨，所述螺旋桨安装于所述驱动装置以在所述驱动装置的驱动下产生升力或者推力。

为解决上述技术问题，本申请实施例还提供以下技术方案：

一种无人机，包括机身；上述机臂；驱动装置，所述驱动装置安装于所述副机臂上；以及螺旋桨，所述螺旋桨安装于所述驱动装置以在所述驱动装置(12，12a)的驱动下产生升力或者推力。

与现有技术相比较，本申请实施例的机臂包括主机臂和副机臂，所述主机臂安装于所述机身并且所述主机臂可相对于所述机身转动，所述副机臂的一端与所述主机臂连接，所述副机臂可相对于所述主机臂旋转以实现折叠。此种结构设计使得具有此机臂的无人机经折叠后，具有结构紧凑、体积小、易携带的优点。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，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为简化示出的本申请的实施例1提供的一种无人机的结构示意立体图，其中无人机的机臂处于展开状态；

图2为图1所示的无人机的结构示意俯视图；

图3为本申请的实施例1提供的无人机的结构示意俯视图，其中无人机的机臂处于折叠状态；

图4为本申请的实施例2提供的一种无人机的结构示意立体图，其中无人机的机臂处于展开状态；

图5为本申请的实施例2提供的无人机的结构示意立体图，其中无人机的机臂处于折叠状态。

【具体实施方式】

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。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“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请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，不是用于限制本申请。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，下面所描述的本申请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。

实施例1

请一并参阅图1-3，本申请实施例提供一种无人机100，包括动力组件10和机身20。所述动力组件10安装于所述机身20，用于为所述无人机100提供动力，并带动所述无人机100飞行。所述动力组件10还可以用于飞行类玩具等。

所述述机身20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，用于控制无人机飞行姿态的飞行控制模块、用于导航无人机的北斗模块、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。

所述动力组件10包括机臂11、驱动装置12和螺旋桨(图未示)。所述机臂11包括主机臂111和副机臂112，所述主机臂111安装于所述机身20并且所述主机臂111可相对于所述机身20转动；所述副机臂112的一端与所述主机臂111连接，另一端用于安装所述驱动装置12；所述驱动装置12用于驱动所述螺旋桨转动。可以理解，在其他实施例中，副机臂112的另一端并不是一定用于安装驱动装置12，如驱动装置12也有可能安装在机臂11的其他部位，这里不作严格限制。

在本实施例中，所述动力组件10包括一个机臂11、四个驱动装置12和四个螺旋桨。所述机臂11包括一个主机臂111和四个副机臂112。所述主机臂111的中部设置有安装部1111，用于与所述机身20连接，所述主机臂111安装于所述机身20的上方。具体地，所述安装部(1111)可相对于所述机身(20)转动，以使得所述主机臂(111，111a)可相对于所述机身(20，20a)转动。

可以理解，在其他实施例中，主机臂111的个数不限一个，可适应性地调节，如主机臂111可为两个，安装部1111还可作为连接件，通过安装部1111使两个主机臂111连接起来，并安装在机身20上。

所述主机臂111的两端，分别设置有一连接件1112，每个连接件1112的两端分别与一个副机臂112的一端铰接。每个副机臂112的另一端与一个驱动装置12固定连接，并且所述副机臂112可相对于所述主机臂111旋转以进行折叠。所述主机臂111与所述机身20的连接处设置有限位结构以及弹性部件，并且所述弹性部件可以提升操作的便利性以及手感。所述主机臂111和副机臂112的连接处设置有限位结构以及弹性部件，在其它一些实施例中，也可用弹簧锁之类的结构锁死。在其他实施例中，每个连接件1112的两端还可以分别与一个副机臂112的一端进行可拆卸连接，以实现副机臂112的拆卸。

可以理解的是，在其它一些实施例中，所述主机臂111和所述机身20连接处设置有弹簧锁，代替所述限位结构以及弹性部件。

可以理解的是，在其它一些实施例中，所述连接件1112为三通管件，每个连接件1112的其中两端分别与一个副机臂112的一端铰接，每个连接件1112的另一端与主机臂111连接。

可以理解的是，在其它一些实施例中，所述连接件1112可以省略，而直接将所述副机臂112的一端与所述主机臂111铰接。

所述驱动装置12包括马达。所述四个螺旋桨分别安装于四个驱动装置12。所述四个副机臂112的长度相等，并且两个副机臂112的长度之和小于或等于所述主机臂111的长度。所述主机臂111和副机臂112的截面形状为圆形。

可以理解的是，在其它一些实施例中，所述四个副机臂112的长度可以不相等，只要满足位于同一侧的两个副机臂112的长度之和小于或等于所述主机臂111的长度即可。

可以理解的是，在其它一些实施例中，所述主机臂111和副机臂112的截面形状并不限于圆形，其可以根据实际需求设置，如正方形、三角形或者其它不规则形状等。

可以理解的是，在其它一些实施例中，所述主机臂111除安装于所述机身20的上方，其还可以根据实际需求设置，如安装于机身20的下方。

飞行时，所述机臂11处于展开状态，所述主机臂111与所述无人机100的航向方向垂直。两个副机臂112位于所述机身20的一侧，另外两个副机臂112位于所述机身20的另一侧。位于同一侧的两个副机臂112位于同一直线上，并且与所述主机臂111垂直。可以理解的是，在其它一些实施例中，位于同一侧的两个副机臂112还可以根据实际需求设置，如，位于同一侧的两个副机臂112形成第一夹角，该第一夹角可以是钝角或锐角；所述副机臂112与所述主机臂111形成第二夹角，该第二夹角可以使钝角或锐角(即在所述机臂11展开时，位于同一侧的两个副机臂112可向外稍稍张开，并且与所述主机臂111呈钝角或锐角)。

在飞行结束后，由于所述副机臂112可相对于所述主机臂111旋转以进行折叠。因此，先转动所述副机臂112，使得四个副机臂112均与所述主机臂111平行，此时所述动力组件10经折叠后，其结构变得非常紧凑，形成一个矩形框架。然后将所述主机臂111连同四个副机臂112一起相对于机身20旋转九十度，使得整个无人机100经折叠后，其结构变得非常紧凑，便于携带，同时也可以有效的防止所述无人机100在携带时，因碰撞而发生损坏。

所述动力组件10经折叠后，其形状和大小与所述机身20相对应。在本实施例中，所述动力组件10经折叠后，其形状为矩形，所述机身20的形状也为矩形。

可以理解的是，所述机身20的形状可以根据实际需求设计为圆形或椭圆形等；对应的，所述动力组件10经折叠后，其形状为圆形或椭圆形。

在其它一些实施例中，所述副机臂112、驱动装置12和螺旋桨的个数不限于四个，其可以根据实际需求而设计，如两个、三个或者四个以上。

实施例2

请一并参阅图4-5，在本实施例中，无人机200包括动力组件10a和机身20a，所述机身20a与实施例1中所述的机身20在结构和功能上可以基本相同，在此不再赘述。

所述动力组件10a包括两个机臂11a、四个驱动装置12a和四个螺旋桨。所述机臂11a包括一个主机臂111a和两个副机臂112a和一个连接件113a。两个所述主机臂111a的一端分别安装于所述机身20的两相对侧，并且所述主机臂111a可相对于所述机身20转动。所述主机臂111a的另一端与所述连接件113a的侧面铰接。两个副机臂112a的一端分别与所述连接件113a的两端铰接。每个副机臂112a的另一端与一个驱动装置12a固定连接，并且所述副机臂112a可相对于所述主机臂111a旋转以实现折叠。所述主机臂111a与所述机身20的连接处设置有限位结构以及弹性部件，并且所述弹性部件可以提升操作的便利性以及手感。所述主机臂111a和副机臂112a的连接处设置有限位结构以及弹性部件，在其它一些实施例中，也可用弹簧锁之类的结构锁死。

可以理解的是，在其它一些实施例中，所述主机臂111a和所述机身20a连接处设置有弹簧锁。

可以理解的是，所述连接件113a可以省略，而直接将所述副机臂112a的一端与所述主机臂111a铰接，并且另一副机臂112a的一端与所述副机臂112a的一端铰接。

四个螺旋桨分别安装于四个驱动装置12a。所述四个副机臂112a的长度相等，并且两个副机臂112a的长度与所述主机臂111a的长度大体相等。所述主机臂111a和副机臂112a的截面形状为矩形。

可以理解的是，所述主机臂111a和副机臂112a的截面形状并不限于矩形，其可以根据实际需求设置，如圆形、三角形或者其它不规则形状等。

飞行时，所述机臂11a处于展开状态，所述主机臂111a与所述无人机200的航向方向垂直。两个副机臂112a位于所述机身20的一侧，另外两个副机臂112a位于所述机身20的另一侧。位于同一侧的两个副机臂112a位于同一直线上，并且与所述主机臂111a垂直。可以理解的是，在其它一些实施例中，位于同一侧的两个副机臂112a还可以根据实际需求设置，如，位于同一侧的两个副机臂112a形成第一夹角，该第一夹角可以是钝角或锐角；所述副机臂112a与所述主机臂111a形成第二夹角，该第二夹角可以使钝角或锐角。

在飞行结束后，先转动位于同一侧的两个副机臂112a中的一个，另一个副机臂112a不动，使得位于同一侧的两个副机臂112a相互重叠；然后，将主机臂111a相对于所述机身20转动九十度；最后转动所述连接件113a，使得位于同一侧的两个副机臂112a与所述主机臂111a重叠。基于以上结构设计，使得整个无人机200经折叠后，其结构变得非常紧凑，便于携带，同时也可以有效的防止所述无人机200在携带时，因碰撞而发生损坏。

可以理解的是，在其它一些实施例中，位于同一侧的两个副机臂112a(即同一个机臂上的两个副机臂)，其中一个副机臂112a的一端与所述连接件113a铰接，另一个副机臂112a的一端与所述连接件113a固定连接。在所述无人机200飞行时，位于同一侧的两个副机臂112a位于同一直线上，并且与所述主机臂111a垂直；在飞行结束后，将与所述主机臂111a铰接的副机臂112a旋转一百八十度，使得位于同一侧的两个副机臂112a相互重叠；然后，将主机臂111a相对于所述机身20转动九十度；最后转动所述连接件113a，使得位于同一侧的两个副机臂112a与所述主机臂111a重叠在一起。基于以上结构设计，使得整个无人机200经折叠后，其结构变得非常紧凑，便于携带，同时也可以有效的防止所述无人机200在携带时，因碰撞而发生损坏。

上述各实施中，铰接(即铰链连接)只是一种连接方式的举例。可以理解，在其他实施例中，还可以用其他非刚接的连接方式代替铰接的方式，只要能使副机臂(112，112a)可相对于主机臂(111，111a)旋转以实现折叠即可，这里不作严格限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，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申请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申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims

一种机臂(11，11a)，其用于无人机(100，200)，所述无人机(100，200)包括机身(20，20a)，其特征在于，所述机臂(11，11a)包括：

主机臂(111，111a)，所述主机臂(111，111a)安装于所述机身(20，20a)并且所述主机臂(111，111a)可相对于所述机身(20，20a)转动；以及

副机臂(112，112a)，所述副机臂(112，112a)的一端与所述主机臂(111，111a)连接；所述副机臂(112，112a)可相对于所述主机臂(111，111a)旋转。
根据权利要求1所述的机臂(11，11a)，其特征在于，所述副机臂(112，112a)的另一端用于安装驱动装置(12，12a)。
根据权利要求1或2所述的机臂(11，11a)，其特征在于，所述主机臂(111，111a)与所述机身(20，20a)的连接处设置有限位结构以及弹性部件。
根据权利要求1或2所述的机臂(11，11a)，其特征在于，所述主机臂(111，111a)和副机臂(112，112a)的连接处设置有限位结构以及弹性部件。
根据权利要求1或2所述的机臂(11，11a)，其特征在于，所述主机臂(111，111a)和副机臂(112，112a)的连接处设置有弹簧锁。
根据权利要求1或2所述的机臂(11，11a)，其特征在于，所述主机臂(111，111a)和所述机身(20，20a)的连接处设置有弹簧锁。
根据权利要求1或2所述的机臂(11)，其特征在于，所述机臂(11)包括一个主机臂(111)和四个副机臂(112)，其中所述主机臂(111)的中部设置有用于与所述机身(20)连接的安装部(1111)。
根据权利要求7所述的机臂(11)，其特征在于，所述安装部(1111)可相对于所述机身(20)转动。
根据权利要求7所述的机臂(11)，其特征在于，所述主机臂(111)的两端分别设置有一连接件(1112)，每个连接件(1112)分别与两个所述副机臂(112)铰接。
根据权利要求7所述的机臂(11)，其特征在于，所述主机臂(111)的两端分别设置有一连接件(1112)，每个连接件(1112)分别与两个所述副机臂(112)可拆卸连接。
根据权利要求9或10所述的机臂(11)，其特征在于，所述连接件(1112)为三通管件，每个连接件(1112)的其中两端分别与一个副机臂(112)的一端连接，每个连接件(1112)的另一端与主机臂(111)连接。
根据权利要求7所述的机臂(11)，其特征在于，所述四个副机臂(112)的长度相等，并且两个副机臂(112)的长度之和小于或等于所述主机臂(111)的长度。
根据权利要求7所述的机臂(11)，其特征在于，所述四个副机臂(112)的长度不相等，两个所述副机臂(112)位于所述主机臂(111)的一侧，另两个所述副机臂(112)位于所述主机臂(111)的另一侧，位于同一侧的两个所述副机臂(112)的长度之和小于或等于所述主机臂(111)的长度。
根据权利要求7所述的机臂(11)，其特征在于，在所述机臂(11)展开时，位于同一侧的两个副机臂(112)位于同一直线上，并且与所述主机臂(111)垂直。
根据权利要求7所述的机臂(11)，其特征在于，在所述机臂(11)展开时，位于同一侧的两个副机臂(112)与所述主机臂(111)呈钝角。
根据权利要求1所述的机臂(11a)，其特征在于，所述机臂(11a)的数量为两个，每个机臂(11a)包括一个主机臂(111a)、两个副机臂(112a)和一个连接件(113a)，两个所述主机臂(111a)的一端分别安装于所述机身(20a)的两相对侧，并且所述主机臂(111a)可相对于所述机身(20a)转动；所述主机臂(111a)的另一端与所述连接件(113a)铰接。
根据权利要求16所述的机臂(11a)，其特征在于，所述两个副机臂(112a)分别与所述连接件(113a)的两端连接；在所述机臂(11a)折叠时，所述主机臂(111a)与所述机身(20a)贴合，其中一个副机臂(112a)经旋转一百八十度后与另一个副机臂(112a)重叠，并且两个副机臂(112a)与所述主机臂(111a)重叠。
根据权利要求16所述的机臂(11a)，其特征在于，位于同一侧的两个副机臂(112a)，其中一个副机臂(112a)的一端与所述连接件(113a)铰接，另一个副机臂(112a)的一端与所述连接件(113a)固定连接。
根据权利要求18所述的机臂(11a)，其特征在于，在所述机臂(11a)展开时，位于同一侧的两个副机臂(112a)位于同一直线上，并且与所述主机臂(111a)垂直。
一种动力组件(10，10a)，其特征在于，包括：

机臂(11，11a)，所述机臂(11，11a)包括主机臂(111，111a)以及与所述主机臂(111，111a)连接的副机臂(112，112a)；

驱动装置(12，12a)，所述驱动装置(12，12a)安装于所述副机臂(112，112a)上；以及

螺旋桨，所述螺旋桨安装于所述驱动装置(12，12a)以在所述驱动装置(12，12a)的驱动下产生升力或者推力；

其中，所述机臂(11，11a)为权利要求1-19中任一所述的机臂。
一种无人机(100，200)，其特征在于，包括：

机身(20，20a)；

机臂(11，11a)，所述机臂(11，11a)包括与所述机身(20，20a)连接的主机臂(111，111a)以及与所述主机臂(111，111a)连接的副机臂(112，112a)；

驱动装置(12，12a)，所述驱动装置(12，12a)安装于所述副机臂(112，112a)上；以及

螺旋桨，所述螺旋桨安装于所述驱动装置(12，12a)以在所述驱动装置(12，12a)的驱动下产生升力或者推力；

其中，所述机臂为权利要求1-19中任一所述的机臂。