CN108177774A - 一种折叠机臂及多旋翼无人飞行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种折叠机臂及多旋翼无人飞行器，包括主机臂、第一折叠机臂、第二折叠机臂和折叠组件，折叠组件包括壳体以及由上到下依次设于壳体内的按钮轴、齿轮盘和压簧，压簧设于齿轮盘与壳体之间，按钮轴的顶部向上延伸至壳体外，其底部与齿轮盘固定连接；主机臂的一端固定连接于壳体内，第一折叠机臂、第二折叠机臂的一端分别转动连接于壳体内且通过设于第一折叠机臂该端的第一传动齿、第二折叠机臂该端的第二传动齿与齿轮盘啮合。本发明所提供的折叠机臂，折叠方便，在实际作业中可有效提高工作效率，减小了多旋翼无人飞行器的整体体积，便于多旋翼无人飞行器的运输和存放。

Description

一种折叠机臂及多旋翼无人飞行器

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种折叠机臂及多旋翼无人飞行器。

背景技术

多旋翼无人飞行器又叫多轴飞行器，由三个或三个以上的独立动力系统来进行控制各种装置，结构简单，协调电机之间的转速即可实现控制，飞行器姿态保持能力较高，具有非常广阔的使用领域和研究价值。

多旋翼无人飞行器的机臂具有固定式和折叠式，固定式机臂所占用空间较大，导致无人机的几何尺寸较大，不便于多旋翼无人飞行器的运输和存放；折叠式机臂可以减小无人机整体尺寸，但是，现有折叠机臂的折叠结构较为复杂，操作较为繁琐，在一定程度上影响了工作效率。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种折叠机臂及多旋翼无人飞行器，能够有效且快速地实现机臂折叠，操作简单且方便。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：一种折叠机臂，包括主机臂、第一折叠机臂、第二折叠机臂和折叠组件，所述折叠组件包括壳体以及由上到下依次设于壳体内的按钮轴、齿轮盘和压簧，所述压簧设于齿轮盘与壳体之间，所述按钮轴的顶部向上延伸至壳体外，其底部与齿轮盘固定连接；所述主机臂的一端固定连接于所述壳体内，所述第一折叠机臂、第二折叠机臂的一端分别转动连接于所述壳体内且通过设于第一折叠机臂该端的第一传动齿、第二折叠机臂该端的第二传动齿与齿轮盘啮合。

本发明所提供的折叠机臂，能够实现第一折叠机臂、第二折叠机臂与主机臂的快速折叠，只需向下按动按钮轴，即可通过按钮轴带动齿轮盘向下运动，使得齿轮盘与第一折叠机臂、第二折叠机臂脱离啮合状态，从而使得第一折叠机臂、第二折叠机臂围绕所述按钮轴转动，进而实现折叠，折叠后松开按钮，齿轮盘与第一折叠机臂、第二折叠机臂上的传动齿再次啮合，第一折叠机臂、第二折叠再次被锁紧，避免折叠状态下出现晃动现象，操作简单且方便，无需额外使用锁紧件即可实现机臂的折叠与固定，提高了工作效率，保证了折叠状态下结构的稳定性。

另外，本发明还提供了一种多旋翼无人飞行器，包括机身和上述的折叠机臂，所述折叠机臂有多个且环绕所述机身设置，所述折叠机臂的主机臂的一端与所述机身连接。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明所提供的折叠机臂，结构简单，折叠方便，需要折叠时，只需按下按钮轴即可实现机臂折叠，操作方便且快捷，在实际作业中可有效提高工作效率，收拢效果好，减小了多旋翼无人飞行器的整体体积，便于多旋翼无人飞行器的运输和存放。

附图说明

图1为本发明所提供折叠机臂的分离式结构示意图；

图2为本发明所提供折叠机臂的整体结构示意图；

图3为图2中A-A方向剖视图；

图4为本发明所提供折叠机臂处于折叠状态下的结构示意图；

图5为本发明所提供第二折叠机臂的局部示意图。

图中，

1、主机臂；

2、第一折叠机臂；2.1、第一折叠接头；2.2、第一传动齿；

3、第二折叠机臂；3.1、第二折叠接头；3.2、第二传动齿；

4、折叠组件；

4.1、按钮轴；4.11、按压部；4.12、连接柱；4.13、旋紧部；

4.2、上盖；4.21、固定压台；

4.3、下盖；4.31、限位块；4.32、定位轴；

4.4、齿轮盘；4.41、圆盘形齿轮；4.42、圆盘底座；4.43、限位槽；4.44、轴孔；

4.5、压簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实 施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：

本实施例提供了一种折叠机臂，参阅图1、2、3和5，包括主机臂1、第一折叠机臂2、第二折叠机臂3和折叠组件4，折叠组件4包括壳体以及由上到下依次设于壳体内的按钮轴4.1、齿轮盘4.4和压簧4.5，压簧4.5设于齿轮盘4.4与壳体之间，按钮轴4.1的顶部向上延伸至壳体外，其底部与齿轮盘4.4固定连接，按钮轴4.1在外力作用下向下运动，从而可以带动齿轮盘4.4上下运动；主机臂1的一端固定连接于壳体内，第一折叠机臂2、第二折叠机臂3的一端分别转动连接于所述壳体内且通过设于第一折叠机臂2该端的第一传动齿2.2、第二折叠机臂3该端的第二传动齿3.2与齿轮盘4.4啮合。非折叠状态下，主机臂1、第一折叠机臂2以及第二折叠机臂3为“Y”型，第一折叠机臂2和第二折叠机臂3以主机臂1的轴线为中心对称设置。

壳体上开设有承接所述主机臂1的固定开口以及供第一折叠机臂2、第二折叠机臂3插入且为其提供旋转空间的第一旋转开口、第二旋转开口，所述主机臂1的一端紧固于所述固定开口内，可选地，所述主机臂1可以通过连接件与壳体固定连接，连接件可以为螺丝、螺栓等；第一折叠机臂、第二折叠机臂分别转动设于所述第一旋转开口、第二旋转开口内，第一折叠机臂2、第二折叠机臂3能够分别沿着第一旋转开口、第二旋转开口水平转动。

具体地，机臂处于非折叠状态下时，压簧4.5处于自然状态，齿轮盘4.4分别与第一折叠机臂2、第二折叠机臂3上的第一传动齿2.2、第二传动齿3.2啮合，由此将第一折叠机臂2、第二折叠机臂3固定锁紧，当需要折叠机臂时，向下按动按钮轴4.1，按钮轴4.1带动齿轮盘4.4向下运动，齿轮盘4.4施加压力于压簧4.5，压簧4.5压缩变形，同时第一折叠机臂2、第二折叠机臂3的第一传动齿2.2、第二传动齿3.2分别与齿轮盘4.4脱离啮合状态，从而使得第一折叠机臂2、第二折叠机臂3可在第一旋转开口、第二旋转开口内向主机臂方向转动，可参阅图4，当折叠至一定位置后，松开按钮轴4.1，处于压缩状态下的压簧4.5向上反弹恢复至初始状态，同时将齿轮盘4.4向上推动至初始位置并分别与折叠状态下的第一折叠机臂2、第二折叠机臂3上的第一传动齿2.2、第二传动齿3.2啮合，从而将折叠状态下的第一折叠机臂2、第二折叠机臂3与齿轮盘4.4锁紧固定，由此实现了第一折叠机臂2、第二折叠机臂3与主机臂1的快速折叠，操作简单且方便，提高了工作效率。

实施例2：

在上述实施例1的基础上，本实施例中，折叠组件的壳体由上下扣接的上盖4.2和下盖4.3组成，上盖4.2和下盖4.3间通过连接件连接，所述主机臂1通过连接件分别与上盖4.2、下盖4.3固定连接。可选地，连接件可以为螺栓、螺丝等，只要是能实现上盖4.2与下盖4.3间的连接即可，此处不做限定。

齿轮盘为圆盘状，包括圆盘底座4.42和位于其上的圆盘形齿轮4.41，所述齿轮盘4.4中部设有贯穿的轴孔4.44，所述轴孔4.44上端设有内螺纹，所述按钮轴4.1与轴孔4.44螺纹连接。所述按钮轴4.1由一体连接的按压部4.11、连接柱4.12以及旋紧部4.13组成，所述旋紧部4.13外表面设有与轴孔4.44内螺纹相匹配的外螺纹；所述连接柱4.12与旋紧部4.13连接处形成台阶过渡段，所述台阶过渡段抵压在所述齿轮盘4.4顶面。按钮轴4.1通过旋紧部4.13与轴孔4.44螺纹连接，安装方便，连接柱4.12与旋紧部4.13连接处的台阶过渡段抵压在齿轮盘4.4顶面，有利于将外力传递至齿轮盘，通过按压按钮轴4.1带动齿轮盘向下运动。

所述插入第一旋转开口内的第一折叠机臂2的该端连接有第一折叠接头2.1，所述插入第二旋转开口内的第二折叠机臂3的该端连接有第二折叠接头3.1，本实施例中，可选地，主机臂1、第一折叠机臂2以及第二折叠机臂3皆为中空圆管，第一折叠接头2.1和第二折叠接头3.1皆为扁平状且分别开设有供按钮轴穿设的通孔。

优选地，第一旋转开口、第二旋转开口皆为弧形状开口且两者之间以主机臂轴线为中心对称设置。第一旋转开口的宽度略大于第一折叠机臂的直径，第二旋转开口的宽度略大于第二折叠机臂的直径，第一折叠机臂、第二折叠机臂分别可围绕按钮轴在第一旋转开口、第二旋转开口内水平转动。

第一折叠接头、第二折叠接头由上到下依次转动连接于所述按钮轴上；所述第一折叠接头底部内侧、第二折叠接头底部内侧分别设有弧形部，所述弧形部上设有与圆盘形齿轮4.41啮合的第一传动齿2.2、第二传动齿3.2。

在某些优选实施例中，为了使得齿轮盘4.4只能沿着轴向运动，避免其沿周向转动，所述圆盘底座4.42的周向间隔设有多个限位槽4.43，所述下盖4.3底面对应位置处设有与多个限位槽4.43相匹配的限位块4.31，所述下盖4.3中部设有与轴孔4.44相对应的定位轴4.32。限位块4.31对应卡设于圆盘底座4.42的限位槽4.43内，从而齿轮盘4.4沿周向运动，下盖4.3中部的定位轴4.32对齿轮盘起到竖向定位作用，有利于齿轮盘4.4沿着定位轴4.32上下运动，限位块4.31以及定位轴4.32的设置提高了齿轮盘4.4与第一折叠接头2.1、第二折叠接头3.1上第一传动齿2.2、第二传动齿3.2的啮合效果，避免出现错位现象。

在本实施例中，进一步地，所述顶盖4.2中部向内凹陷形成固定压台4.21，所述固定压台4.21上设有供按钮轴4.1插入的通孔；所述第一折叠接头2.1、第二折叠接头3.1由上到下依次设于所述固定压台4.21底部，所述齿轮盘4.4在第二折叠接头3.1与下盖4.3间所形成的空间内上下运动，且在上下运动过程中所述限位块4.31处于限位槽4.43的限位空间内，即，齿轮盘4.4向上运动至上限第二折叠接头3.1处时，限位块4.31不会脱离限位槽4.43，限位槽4.43对限位块始终起到周向限位的作用，从而避免齿轮盘在上下运动的过程中出现周向运动现象。

实施例3：

在上述实施例1和2的基础上，本实施例提供了一种多旋翼无人飞行器，所述多旋翼无人飞行器可以为八旋翼，包括机身和四个环绕所述机身设置的折叠机臂，所述折叠机臂的主机臂的一端与所述机身连接，另一端分别与第一折叠机臂和第二折叠机臂连接。

本实施例所提供的多旋翼无人飞行器，能够将机臂收拢，从而实现折叠，尽可能地减小了体积，节省了占用空间，有利于运输和存放。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种折叠机臂，其特征在于，包括主机臂（1）、第一折叠机臂（2）、第二折叠机臂（3）和折叠组件（4），所述折叠组件（4）包括壳体以及由上到下依次设于壳体内的按钮轴（4.1）、齿轮盘（4.4）和压簧（4.5），所述压簧（4.5）设于齿轮盘（4.4）与壳体之间，所述按钮轴（4.1）的顶部向上延伸至壳体外，底部与齿轮盘（4.4）固定连接；所述主机臂（1）的一端固定连接于所述壳体内，所述第一折叠机臂（2）、第二折叠机臂（3）的一端分别转动连接于所述壳体内且通过设于第一折叠机臂（2）该端的第一传动齿（2.2）、第二折叠机臂（3）该端的第二传动齿（3.2）与齿轮盘（4.4）啮合。

2.根据权利要求1所述的折叠机臂，其特征在于，所述壳体上开设有承接所述主机臂（1）的固定开口以及供第一折叠机臂（2）、第二折叠机臂（3）插入且为其提供旋转空间的第一旋转开口、第二旋转开口，所述主机臂（1）的一端紧固于所述固定开口内，所述第一折叠机臂（2）、第二折叠机臂（3）分别转动设于所述第一旋转开口、第二旋转开口内。

3.根据权利要求2所述的折叠机臂，其特征在于，所述壳体由上下扣接的上盖（4.2）和下盖（4.3）组成，所述上盖（4.2）和下盖（4.3）间通过连接件连接。

4.根据权利要求3所述的折叠机臂，其特征在于，所述主机臂（1）通过连接件分别与上盖（4.2）、下盖（4.3）固定连接。

5.根据权利要求1或4所述的折叠机臂，其特征在于，所述齿轮盘（4.4）为圆盘状，包括圆盘底座（4.42）和位于其上的圆盘形齿轮（4.41），所述齿轮盘（4.4）中部设有贯穿的轴孔（4.44），所述轴孔（4.44）上端设有内螺纹，所述按钮轴（4.1）与轴孔（4.44）螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的折叠机臂，其特征在于，所述按钮轴（4.1）由一体连接的按压部（4.11）、连接柱（4.12）以及旋紧部（4.13）组成，所述旋紧部（4.13）外表面设有与轴孔（4.44）内螺纹相匹配的外螺纹；所述连接柱（4.12）与旋紧部（4.13）连接处形成台阶过渡段，所述台阶过渡段抵压在所述齿轮盘（4.4）顶面。

7.根据权利要求6所述的折叠机臂，其特征在于，所述插入第一旋转开口内的第一折叠机臂（2）的该端连接有第一折叠接头（2.1），所述插入第二旋转开口内的第二折叠机臂（3）的该端连接有第二折叠接头（3.1），所述第一折叠接头（2.1）、第二折叠接头（3.1）由上到下依次转动连接于所述按钮轴（4.1）上；所述第一折叠接头（2.1）底部内侧、第二折叠接头（3.1）底部内侧分别设有弧形部，所述弧形部上设有与圆盘形齿轮（4.41）啮合的第一传动齿（2.2）、第二传动齿（3.2）。

8.根据权利要求7所述的折叠机臂，其特征在于，所述圆盘底座（4.42）的周向间隔设有多个限位槽（4.43），所述下盖（4.3）底面对应位置处设有与多个限位槽（4.43）相匹配的限位块（4.31），所述下盖（4.3）中部设有与轴孔（4.44）相对应的定位轴（4.32）。

9.根据权利要求8所述的折叠机臂，其特征在于，所述顶盖（4.2）中部向内凹陷形成固定压台（4.21），所述固定压台（4.21）上设有供按钮轴（4.1）插入的通孔；所述第一折叠接头（2.1）、第二折叠接头（3.1）由上到下依次设于所述固定压台（4.21）底部，所述齿轮盘（4.4）在第二折叠接头（3.1）与下盖（4.3）间所形成的空间内上下运动，且在上下运动过程中所述限位块（4.31）处于限位槽（4.43）的限位空间内。

10.一种多旋翼无人飞行器，其特征在于，包括机身和权利要求1～9任意一项中所述的折叠机臂，所述折叠机臂有多个且环绕所述机身设置，所述折叠机臂的主机臂的一端与所述机身连接。