CN116767534A - 一种无人机及其折叠方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机及其折叠方法，属于无人机技术领域。无人机包括机身和机臂模块，机臂模块包括机臂管、折叠组件和设于机臂管上的电机组，折叠组件包括锁紧件、连接于机臂管第一端的第一连接件和连接于机身的第二连接件，第一连接件和第二连接件相互连接且能够相对转动，锁紧件能够锁紧第一连接件和第二连接件；机臂管收纳状态时，锁紧件、第一连接件和第二连接件相分离，机臂管伸展状态时，锁紧件锁紧合拢的第一连接件和第二连接件，以使机臂管夹紧于第一连接件和第二连接件之间。本发明的无人机及其折叠方法，方便折叠，且结构牢固，解决了无人机执飞中机臂被折叠的风险，提高了可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机及其折叠方法。
背景技术
垂直起降固定翼飞机通常带有四个机臂，机臂用于安装起降电机与螺旋桨。无人机在工作飞行状态下，整体均处于伸展状态，占用空间比较大，导致运输与存储不便。现有技术中，一种方式是机臂能够拆卸，然而由于机臂上安装有起降电机，电机与无人机机身通过线缆连接以实现供电及控制等，需要同时拆卸接线结构及线缆等，拆装不便，影响作业效率。另一种方式是机臂能够折叠，无需拆装因此可以提高作业效率，然而折叠结构连接可靠性较差，当无人机执飞中遇到较大风阻时，机臂会有被折叠的风险，影响了无人机飞行。
因此，亟需一种无人机及其折叠方法，以解决上述为问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机及其折叠方法，方便折叠，且结构牢固，解决了无人机执飞中机臂被折叠的风险，无人机回收后机臂折叠以减小无人机尺寸，提高了可靠性。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一方面，提供一种无人机，包括机身和机臂模块，所述机臂模块包括机臂管、折叠组件和设于所述机臂管上的电机组，所述折叠组件包括锁紧件、连接于所述机臂管第一端的第一连接件和连接于所述机身的第二连接件，所述第一连接件和所述第二连接件相互连接且能够相对转动，所述锁紧件能够锁紧所述第一连接件和所述第二连接件；
所述机臂管收纳状态时，所述锁紧件、所述第一连接件和所述第二连接件相分离，所述机臂管伸展状态时，所述锁紧件锁紧合拢的所述第一连接件和所述第二连接件，以使所述机臂管夹紧于所述第一连接件和所述第二连接件之间。
在一些可能的实施方式中，所述第一连接件包括第一连接部，所述第二连接件包括第二连接部，合拢状态时，所述第一连接部和所述第二连接部形成圆筒，所述机臂管为圆管，所述圆筒的外周设有外螺纹，所述锁紧件为锁紧螺母，所述外螺纹和所述锁紧件的内螺纹螺纹连接，以使所述锁紧件连接于所述圆筒。
在一些可能的实施方式中，所述锁紧件套设于所述机臂管且能够活动于所述电机组和所述机臂管第一端之间。
在一些可能的实施方式中，所述机身设有方形凸台，所述第二连接件包括连接于所述第二连接部端部设有安装台，所述安装台开设有与所述凸台相适配的方槽，所述凸台连接于所述方槽内，使所述安装台连接于所述机身，所述电机组通过线缆与机身电连接，所述线缆穿设于所述机臂管、所述安装台和所述方形凸台上的孔以进入所述机身。
在一些可能的实施方式中，所述折叠组件还包括销轴螺钉和与所述销轴螺钉配合的防松螺母，所述销轴螺钉穿设于所述第一连接件和所述第二连接件，并与所述防松螺母连接。
在一些可能的实施方式中，所述机臂模块还包括两个垫块，所述机臂管和所述第一连接件通过两个螺丝连接，所述垫块垫设于所述机臂管和所述螺丝之间，两个螺丝分别穿设于两个所述垫块，所述垫块的两侧分别与螺丝的端帽和所述机臂管内壁贴合。
在一些可能的实施方式中，所述第一连接件设有凸起，所述垫块朝向所述第一连接件的一侧设有凹槽，所述凸起位于所述凹槽内。
在一些可能的实施方式中，所述机臂管的第一端沿所述机臂管的长度方向延伸开设有开槽。
另一方面，提供一种如上述的无人机的折叠方法，包括：
机臂模块收纳：
松开锁紧件，使第一连接件和第二连接件处于解锁状态；
转动所述第一连接件，使所述第一连接件和所述第二连接件分离，所述第一连接件及所述第一连接件上的机臂管处于折叠状态；
机臂模块伸展：
转动第一连接件，使所述第一连接件和第二连接件合拢，所述第一连接件及所述第一连接件上的机臂管处于伸展状态；
锁紧锁紧件，使所述第一连接件和所述第二连接件处于锁定状态。
在一些可能的实施方式中，折叠组件包括销轴螺钉和与所述销轴螺钉配合的防松螺母，所述销轴螺钉穿设于所述第一连接件和所述第二连接件，并与所述防松螺母连接；
机臂模块收纳时，在松开锁紧件，以及转动所述第一连接件，使所述第一连接件和所述第二连接件分离之间，还包括：
锁紧所述防松螺母；
机臂模块伸展时，在转动第一连接件，使所述第一连接件和第二连接件合拢，以及锁紧锁紧件，使所述第一连接件和所述第二连接件处于锁定状态之间，还包括：
松开所述防松螺母。
本发明的有益效果：
本发明提供的一种无人机及其折叠方法，通过第一连接件和机臂管连接，第二连接件和机身连接，第一连接件和第二连接件连接，从而实现了机臂管连接在机身上。松开锁紧件后，机臂管随第一连接件相对于第二连接件转动，从而实现机臂管收纳，无需拆卸，使用方便，提高了作业效率。第一连接件和第二连接件合拢后，机臂管位于第一连接件和第二连接件之间，通过锁紧锁紧件，使第一连接件和第二连接件之间牢固连接，避免二者分离，机臂管连接在第一连接件和第二连接件之间，进而提高了机臂管与折叠组件之间的连接可靠性，提高了机臂管与机身之间的连接可靠性，降低了机臂管处于伸缩状态下被意外强行折叠的风险，提高了无人机飞行效果。通过锁紧和松开锁紧件，以及转动第一连接件，即可实现执飞时锁紧机臂管，运输时可折叠机臂管及连接在机臂管上的电机组，操作方便且可靠。
附图说明
图1是本发明的具体实施方式提供的无人机的爆炸图；
图2是图1的A处放大图；
图3是本发明的具体实施方式提供的折叠组件的示意图；
图4是本发明的具体实施方式提供的收纳状态下折叠组件与机臂管的爆炸图。
图中：
2、机臂模块；
21、机臂管；211、开槽；
22、折叠组件；221、锁紧件；222、第一连接件；2221、第一连接部；2222、外螺纹；2223、凸起；223、第二连接件；2231、第二连接部；2232、安装台；2233、方槽；224、销轴螺钉；225、防松螺母；
23、电机组；
24、垫块；25、螺丝；
3、机身；31、凸台。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
本实施例提供了一种无人机，如图1-图4所示，包括机身3和机臂模块2，机臂模块2包括机臂管21、折叠组件22和设于机臂管21上的电机组23，电机组23用于提供动力，折叠组件22包括锁紧件221、连接于机臂管21第一端的第一连接件222和连接于机身3的第二连接件223，第一连接件222和第二连接件223相互连接且能够相对转动，锁紧件221能够锁紧第一连接件222和第二连接件223；机臂管21收纳状态时，锁紧件221、第一连接件222和第二连接件223相分离，机臂管21伸展状态时，锁紧件221锁紧合拢的第一连接件222和第二连接件223，以使机臂管21夹紧于第一连接件222和第二连接件223之间。
通过第一连接件222和机臂管21连接，第二连接件223和机身3连接，第一连接件222和第二连接件223连接，从而实现了机臂管21连接在机身3上。松开锁紧件221后，机臂管21随第一连接件222相对于第二连接件223转动，从而实现机臂管21收纳，无需拆卸，使用方便，提高了作业效率。第一连接件222和第二连接件223合拢后，机臂管21位于第一连接件222和第二连接件223之间，通过锁紧锁紧件221，使第一连接件222和第二连接件223之间牢固连接，避免二者分离，机臂管21连接在第一连接件222和第二连接件223之间，进而提高了机臂管21与折叠组件22之间的连接可靠性，提高了机臂管21与机身3之间的连接可靠性，降低了机臂管21处于伸缩状态下被意外强行折叠的风险，提高了无人机飞行效果。通过锁紧和松开锁紧件221，以及转动第一连接件222，即可实现执飞时锁紧机臂管21，运输时可折叠机臂管21及连接在机臂管21上的电机组23，操作方便且可靠。
进一步地，如图1所示，无人机包括连接在机身3上的四个机臂模块2，机身3参照现有技术，不再赘述。
在一种实施例中，如图3和图4所示，第一连接件222包括第一连接部2221，第二连接件223包括第二连接部2231，合拢状态时，第一连接部2221和第二连接部2231形成圆筒，机臂管21为圆管，圆筒的外周设有外螺纹2222，锁紧件221为锁紧螺母，外螺纹2222和锁紧件221的内螺纹螺纹连接，以使锁紧件221连接于圆筒。圆管与圆管之间的接触面积大，增大了摩擦力，进一步提高了连接可靠性，圆筒和锁紧件221螺纹连接，连接可靠性高，便于快速拆卸，进一步提高了折叠作业效率。
在一种实施例中，如图1、图2和图4所示，锁紧件221套设于机臂管21且能够活动于电机组23和机臂管21第一端之间，松开锁紧件221后，锁紧件221仍位于机臂管21上，防止丢失，并且锁紧锁紧件221时可直接锁紧，操作便利。进一步地，电机组23为外购标准件，可根据不同载重、续航及电池匹配情况进行选用，不再赘述。
在一种实施例中，如图1-图3所示，机身3设有方形凸台31，第二连接件223包括连接于第二连接部2231端部设有安装台2232，安装台2232开设有与凸台31相适配的方槽2233，凸台31设于方槽2233内，凸台31和方槽2233配合，起到周向限位作用，防止发生相对转动。紧固件穿设于方槽2233的侧壁并与凸台31上的孔连接，以使安装台2232连接于机身3，折叠组件22和机身3不发生相对位移。具体可以在凸台31相对两侧及方槽2233的两个侧壁分别对应开设用于与紧固件连接的孔，每侧孔的数量可以是两个或三个以上，不作限定。电机组23通过线缆与机身3电连接，线缆穿设于机臂管21、安装台2232和方形凸台31上的孔以进入机身3。保证线缆在机臂管21、折叠组件22内部走线并进入机身3内，起到保护线缆，美观性好等作用。机臂管21的结构强度较高，其连接电机组23和折叠组件22，保障了电机组23力矩稳定传导至无人机。
在一种实施例中，如图2和图4所示，折叠组件22还包括销轴螺钉224和与销轴螺钉224配合的防松螺母225，销轴螺钉224穿设于第一连接件222和第二连接件223，并与防松螺母225连接。具体第一连接件222和第二连接件223分别设有穿轴孔，M3×45的销轴螺钉224穿过第一连接件222的穿轴孔和第二连接件223的穿轴孔后与防松螺母225锁紧，锁紧防松螺母225时可以防止第一连接件222和第二连接件223转动，提高了机臂管21伸展时的可靠性。松开防松螺母225时，第一连接件222和第二连接件223可以自由转动，第一连接件222带动机臂管21绕销轴螺钉224发生折叠旋转，以达到折叠目的。进一步地，第一连接件222还包括连接于第一连接部2221的第三连接部，第二连接部2231和安装台2232之间还设有第四连接部，销轴螺钉224穿设于第三连接部和第四连接部并与防松螺母225连接。
在一种实施例中，如图4所示，机臂模块2还包括两个垫块24，机臂管21和第一连接件222通过两个螺丝25连接，垫块24垫设于机臂管21和螺丝25之间，两个螺丝25分别穿设于两个垫块24，垫块24的两侧分别与螺丝25的端帽和机臂管21内壁贴合。通过螺丝25将机臂管21和第一连接件222紧固，不会发生相对位移。通过设置垫块24，朝向第一连接件222的一端为与第一连接件222形状适配的弧面，朝向螺丝25端帽的一端为与螺丝25端帽适配的平面，从而防止螺丝25松动，提高了连接可靠性。
在一种实施例中，如图4所示，第一连接件222设有凸起2223，垫块24朝向第一连接件222的一侧设有凹槽，凸起2223位于凹槽内，避免因为凸起2223而影响垫块24与第一连接件222和螺丝25抵接，通过设置凸起2223增加第一连接件222的厚度，增加螺丝25旋入第一连接件222的高度。
在一种实施例中，如图4所示，机臂管21的第一端从端部开始沿机臂管21的长度方向延伸开设有开槽211，开槽211给机臂管21容许变形空间，当锁定锁紧件221时，第一连接件222和第二连接件223会挤压机臂管21，使机臂管21发生变形，进而提高了机臂管21与第一连接件222和第二连接件223之间的连接紧密性，防止松动。
可选地，机臂管21、折叠组件22的材质均可选但不限于PC塑料(聚碳酸酯)，玻璃纤维增强PA聚酰胺材料(PA+30％GF)，3K碳纤维等非金属材料。垫块24的材质可选但不限于6061铝合金、7075铝合金及钛合金等金属材料。
本实施例还提供了一种如上述的无人机的折叠方法，包括对机臂模块2进行收纳和伸展。
机臂模块2收纳时，包括以下步骤：
S110、松开锁紧件221，使第一连接件222和第二连接件223处于解锁状态；
S130、转动第一连接件222，使第一连接件222和第二连接件223分离，第一连接件222及第一连接件222上的机臂管21处于折叠状态；
机臂模块2伸展时包括以下步骤：
S210、转动第一连接件222，使第一连接件222和第二连接件223合拢，第一连接件222及第一连接件222上的机臂管21处于伸展状态；
S230、锁紧锁紧件221，使第一连接件222和第二连接件223处于锁定状态。
通过锁紧和松开锁紧件221，以及转动第一连接件222，即可实现执飞时锁紧机臂管21，运输时可折叠机臂管21及连接在机臂管21上的电机组23，操作方便。
在一种实施方式中，折叠组件22包括销轴螺钉224和与销轴螺钉224配合的防松螺母225，销轴螺钉224穿设于第一连接件222和第二连接件223，并与防松螺母225连接；
机臂模块2收纳时，在松开锁紧件221，以及转动第一连接件222，使第一连接件222和第二连接件223分离之间，还包括：
S120、锁紧防松螺母225；
机臂模块2伸展时，在转动第一连接件222，使第一连接件222和第二连接件223合拢，以及锁紧锁紧件221，使第一连接件222和第二连接件223处于锁定状态之间，还包括：
S220、松开防松螺母225。
通过锁紧和松开防松螺母225，实现了第一连接件222在需要的情况下发生转动，进一步提高了结构可靠性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种无人机，其特征在于，包括机身(3)和机臂模块(2)，所述机臂模块(2)包括机臂管(21)、折叠组件(22)和设于所述机臂管(21)上的电机组(23)，所述折叠组件(22)包括锁紧件(221)、连接于所述机臂管(21)第一端的第一连接件(222)和连接于所述机身(3)的第二连接件(223)，所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)相互连接且能够相对转动，所述锁紧件(221)能够锁紧所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)；
所述机臂管(21)收纳状态时，所述锁紧件(221)、所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)相分离，所述机臂管(21)伸展状态时，所述锁紧件(221)锁紧合拢的所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)，以使所述机臂管(21)夹紧于所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)之间。
2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述第一连接件(222)包括第一连接部(2221)，所述第二连接件(223)包括第二连接部(2231)，合拢状态时，所述第一连接部(2221)和所述第二连接部(2231)形成圆筒，所述机臂管(21)为圆管，所述圆筒的外周设有外螺纹(2222)，所述锁紧件(221)为锁紧螺母，所述外螺纹(2222)和所述锁紧件(221)的内螺纹螺纹连接，以使所述锁紧件(221)连接于所述圆筒。
3.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述锁紧件(221)套设于所述机臂管(21)且能够活动于所述电机组(23)和所述机臂管(21)第一端之间。
4.根据权利要求2所述的无人机，其特征在于，所述机身(3)设有方形凸台(31)，所述第二连接件(223)包括连接于所述第二连接部(2231)端部设有安装台(2232)，所述安装台(2232)开设有与所述凸台(31)相适配的方槽(2233)，所述凸台(31)连接于所述方槽(2233)内，使所述安装台(2232)连接于所述机身(3)，所述电机组(23)通过线缆与所述机身(3)电连接，所述线缆穿设于所述机臂管(21)、所述安装台(2232)和所述方形凸台(31)上的孔以进入所述机身(3)。
5.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于，所述折叠组件(22)还包括销轴螺钉(224)和与所述销轴螺钉(224)配合的防松螺母(225)，所述销轴螺钉(224)穿设于所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)，并与所述防松螺母(225)连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的无人机，其特征在于，所述机臂模块(2)还包括两个垫块(24)，所述机臂管(21)和所述第一连接件(222)通过两个螺丝(25)连接，所述垫块(24)垫设于所述机臂管(21)和所述螺丝(25)之间，两个螺丝(25)分别穿设于两个所述垫块(24)，所述垫块(24)的两侧分别与螺丝(25)的端帽和所述机臂管(21)内壁贴合。
7.根据权利要求6所述的无人机，其特征在于，所述第一连接件(222)设有凸起(2223)，所述垫块(24)朝向所述第一连接件(222)的一侧设有凹槽，所述凸起(2223)位于所述凹槽内。
8.根据权利要求1-5任一项所述的无人机，其特征在于，所述机臂管(21)的第一端沿所述机臂管(21)的长度方向延伸开设有开槽(211)。
9.一种如权利要求1-8任一项所述的无人机的折叠方法，其特征在于，包括：
机臂模块(2)收纳：
松开锁紧件(221)，使第一连接件(222)和第二连接件(223)处于解锁状态；
转动所述第一连接件(222)，使所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)分离，所述第一连接件(222)及所述第一连接件(222)上的机臂管(21)处于折叠状态；
机臂模块(2)伸展：
转动第一连接件(222)，使所述第一连接件(222)和第二连接件(223)合拢，所述第一连接件(222)及所述第一连接件(222)上的机臂管(21)处于伸展状态；
锁紧锁紧件(221)，使所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)处于锁定状态。
10.根据权利要求9所述的无人机的折叠方法，其特征在于，折叠组件(22)包括销轴螺钉(224)和与所述销轴螺钉(224)配合的防松螺母(225)，所述销轴螺钉(224)穿设于所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)，并与所述防松螺母(225)连接；
机臂模块(2)收纳时，在松开锁紧件(221)，以及转动所述第一连接件(222)，使所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)分离之间，还包括：
锁紧所述防松螺母(225)；
机臂模块(2)伸展时，在转动第一连接件(222)，使所述第一连接件(222)和第二连接件(223)合拢，以及锁紧锁紧件(221)，使所述第一连接件(222)和所述第二连接件(223)处于锁定状态之间，还包括：
松开所述防松螺母(225)。
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