无人机的制作方法

本发明涉及无人机制造技术领域，尤其是涉及一种无人机。

背景技术：

相关技术中，无人机的机臂或脚架的收放机构通常通过手动或同步带驱动进行收放，所需结构体积大，成本高，传动效率低。而且，同步带后续调试困难，所承受强度低，且对于多向锁死时不能对单个机臂或脚架进行控制，使整个无人机的尺寸大，行程固定，安装复杂，整体性差，且成本高。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种无人机，所述无人机的结构紧凑。

根据本发明的无人机，包括：机体；舵机，所述舵机设在所述机体上，所述舵机具有机轴；脚架组件，所述脚架组件设在所述机体上，所述脚架组件可以在邻近所述机体中心的收起位置和远离所述机体中心的展开位置之间运动，所述脚架组件具有转轴；齿轮组，所述齿轮组设在所述机轴和所述转轴之间，以在所述舵机的作用下控制所述脚架组件的展开和回收。

根据本发明的无人机，通过采用舵机驱动齿轮组以带动脚架组件在收起位置和展开位置之间可运动的方式，使得整个无人机的结构紧凑，从而减小了整个无人机的占用空间。而且，通过舵机和齿轮组的传动，可以实现对脚架组件运动的精确控制，保证了脚架组件运动的准确性，从而使得整个无人机的结构简单可靠，操作方便，成本低廉。

根据本发明的一些实施例，所述舵机、所述脚架组件和所述齿轮组分别为多个，所述舵机通过对应的所述齿轮组驱动对应的所述脚架组件在所述收起位置和所述展开位置之间运动。

可选地，所述多个脚架组件同时收放或以预定顺序顺次收放。

进一步地，所述机体上设有驱动电路板，多个所述舵机均与所述驱动电路板电连接。

根据本发明的一些实施例，所述齿轮组包括：第一传动齿轮，所述第一传动齿轮与所述机轴相连；第二传动齿轮，所述第二传动齿轮与所述第一传动齿轮啮合，所述第二传动齿轮与所述转轴相连。

进一步地，所述脚架组件包括：固定支架，所述固定支架设在所述机体上，所述固定支架上间隔设置有两个固定臂，其中所述转轴穿设在所述两个固定臂上，所述转轴的一端伸出所述两个固定臂中的其中一个并与所述第二传动齿轮相连，所述舵机设在所述固定支架上；和收放件，所述收放件套设在所述转轴上且位于所述两个固定臂之间。

更进一步地，所述转轴上设有至少一个限位凸起，所述收放件上设有适于穿过转轴的安装孔部，所述安装孔部的内壁上形成有与所述限位凸起配合的限位槽。

可选地，所述限位凸起包括两组，每组所述限位凸起包括沿所述转轴的周向均匀间隔设置的多个所述限位凸起，两组所述限位凸起在所述转轴的轴向上彼此间隔开且分别邻近两个所述固定臂。

具体地，所述机体上设有固定托盘，所述固定支架设在所述固定托盘上，两个所述固定臂位于所述固定支架的远离所述固定托盘中心的一端，所述舵机设在所述固定支架上。

进一步地，所述固定托盘的边缘具有避让槽，所述固定支架倾斜地设在所述避让槽处。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的无人机的局部示意图，其中脚架组件位于展开位置；

图2是图1中所示的脚架的示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的无人机的局部示意图，其中脚架组件位于收起位置；

图4是图3中所示的无人机的另一个角度的局部示意图；

图5是图3中所示的无人机的局部示意图，其中脚架组件位于展开位置；

图6是图5中所示的无人机的另一个角度的局部示意图；

图7是图3中所示的无人机的爆炸图；

图8a是图7中所示的固定托盘的立体图；

图8b是图8a中所示的固定托盘的另一个角度的立体图；

图9a是图7中所示的舵机和脚架组件的装配示意图；

图9b是图9a中所示的舵机和脚架组件的另一个角度的装配示意图；

图10a是图7中所示的舵机和第一传动齿轮的装配示意图；

图10b是图10a中所示的舵机和第一传动齿轮的另一个角度的装配示意图；

图11a是图7中所示的固定支架的立体图；

图11b是图11a中所示的固定支架的另一个角度的立体图；

图12是图7中所示的固定支架和转轴的装配示意图；

图13是图7中所示的收放件的示意图；

图14是根据本发明另一个实施例的固定支架的立体图；

图15是图14中所示的固定支架的俯视图。

附图标记：

1：机体；

2：舵机；21：端子线；22：舵机安装部；221：安装孔；

31：固定支架；311：固定臂；312：铜轴套；

313：凸耳；314：舵机固定螺柱；

32：收放件；321：安装孔部；322：限位槽；

33：转轴；331：限位凸起；332：限位面；

4：齿轮组；41：第一传动齿轮；42：第二传动齿轮；

5：驱动电路板；6：固定托盘；

61：避让槽；62：固定支架螺柱；63：电路板固定螺柱。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

下面参考图1-图15描述根据本发明实施例的无人机。

如图1-图7所示，根据本发明实施例的无人机，包括机体1、舵机2、脚架组件以及齿轮组4。

舵机2设在机体1上，舵机2具有机轴。其中，“舵机2”英文叫servo，它可以是由直流电机、减速齿轮组、传感器和控制电路组成的一套自动控制系统，通过发送信号，指定输出轴(即机轴)旋转预定角度。舵机2一般而言都有最大旋转角度(如180度)。

脚架组件设在机体1上，脚架组件可以在邻近机体1中心的收起位置(如图3和图4所示)和远离机体1中心的展开位置(如图1、图5和图6所示)之间运动，脚架组件具有转轴33。转轴33旋转时，带动脚架组件在收起位置和展开位置之间转动。

齿轮组4设在舵机2的机轴和脚架组件的转轴33之间，以将舵机2的机轴的旋转运动通过齿轮组4传递给脚架组件的转轴33，从而带动脚架组件在收起位置和展开位置之间转动，即在舵机2的作用下通过齿轮组4控制脚架组件的伸展和回收。

由于舵机2的机轴在停止旋转时可以保持脚架组件的转轴33所处位置不变，从而使得脚架组件展开和回收角度的确定，由此利用舵机2和齿轮组4的传动可以实现对脚架组件伸展和回收的精准控制，而且，当舵机2的机轴停止旋转时确保了无人机的收放机构在受到一定外力作用时会受到舵机2的影响而不会强迫展开和回收。

由此，根据本发明实施例的无人机，通过采用舵机2驱动齿轮组4以带动脚架组件在收起位置和展开位置之间可运动的方式，使得整个无人机的结构紧凑，从而减小了整个无人机的占用空间。而且，通过舵机2和齿轮组4的传动，可以实现对脚架组件运动的精确控制，保证了脚架组件运动的准确性，从而使得整个无人机的结构简单可靠，操作方便，成本低廉。

根据本发明的一些实施例，如图3-图7所示，舵机2、脚架组件和齿轮组4分别为多个，舵机2通过对应的齿轮组4驱动对应的脚架组件在收起位置和展开位置之间运动。具体地，舵机2、脚架组件和齿轮组4可以分别一一对应，此时舵机2、脚架组件和齿轮组4的个数均相等，每个舵机2分别通过一个齿轮组4与对应的脚架组件配合，当舵机2的机轴旋转时，舵机2可以通过齿轮组4驱动对应的脚架组件绕转轴33的中心轴线在收起位置和展开位置之间转动。此时多个脚架组件的运动是彼此独立的。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

例如，如图3-图7所示，多个脚架组件可以在周向上彼此间隔设置。由此，可以实现两个或者更多方向上的脚架组件的收放效果，且脚架组件在运动时不会出现相互干涉的情况，保证了脚架组件运动的顺利进行。其中，多个脚架组件优选沿周向均匀间隔设置。

其中，图3-图6中显示了四个舵机2、四个脚架组件和四个齿轮组4用于示例说明的目的，但是普通技术人员在阅读了本申请的技术方案之后、显然可以理解将该方案应用到两个、三个或者更多个舵机2、脚架组件和齿轮组4的技术方案中，这也落入本发明的保护范围之内。

可选地，多个脚架组件同时收放，此时多个舵机2的机轴可以同步旋转以驱动多个脚架组件实现同步伸展和同步回收。当然，本发明不限于此，多个脚架组件还可以以预定顺序顺次收放，此时多个脚架组件为不同步收放，多个舵机2的机轴可以以一定的时间间隔顺次开始旋转，以使多个脚架组件以一定的顺序依次伸展或回收。这里，需要说明的是，“预定顺序”可以根据无人机的实际工作需求具体设置，例如，多个脚架组件可以沿图3中的顺时针或逆时针方向依次伸展或回收。

根据本发明的一些实施例，如图7所示，机体1上设有驱动电路板5，多个舵机2均与驱动电路板5电连接。例如，如图1、图3和图5所示，每个舵机2可以通过端子线21与驱动电路板5电连接，以分别接收驱动电路板5发出的舵机驱动信号。当舵机2接收到驱动电路板5发出的舵机驱动信号后，可以带动对应的脚架组件在收起位置和展开位置之间运动。

由此，通过设置驱动电路板5，当需要驱动对应的脚架组件伸展或回收时，只要给对应的舵机2发出相应的舵机驱动信号即可，且由于多个脚架组件由对应的单个舵机2驱动，从而多个脚架组件的运动是相互独立的，互不影响。而且，由于驱动电路板5的个数为一个，通过这一个驱动电路板5就可以分别驱动多个脚架组件在收起位置和展开位置之间运动，既保证了各个脚架组件的独立运动，又减少了无人机的零部件数量，简化了无人机的结构，降低了成本。

可选地，驱动电路板5发出的舵机驱动信号为脉冲信号，但不限于此。

其中，当调整驱动电路板5输出的舵机驱动信号时，可以改变脚架组件的收放顺序、快慢以及角度。例如，当驱动电路板5给出相同的舵机驱动信号(如脉冲信号)到不同的舵机2时，舵机2通过齿轮组4与对应的脚架组件的配合，可以实现多个脚架组件同步收放；而当驱动电路板5对多个舵机2发出的舵机驱动信号不同时，可以实现多个脚架组件以一定的顺序不同步收放。

根据本发明的一些具体实施例，如图1、图7和图9a所示，齿轮组4包括：第一传动齿轮41和第二传动齿轮42，第一传动齿轮41与舵机2的机轴相连，以随对应舵机2的机轴的旋转而旋转。第二传动齿轮42与第一传动齿轮41啮合，第二传动齿轮42与脚架组件的转轴33相连，从而在第一传动齿轮41旋转时带动第二传动齿轮42旋转，进而控制脚架组件的伸展和回收。由此，通过采用简单的两个齿轮(即第一传动齿轮41和第二传动齿轮42)的啮合传动，就可以顺利地驱动对应的脚架组件动作，传动效率高，承受强度大，且占用空间小。

其中，第一传动齿轮41和第二传动齿轮42可以以一定的传动比进行啮合。例如，可以通过调整第一传动齿轮41和第二传动齿轮42的齿数来调整传动比，由此，可以相应改变脚架组件转动的速度、角度和力矩。当然，调整输入舵机2的舵机驱动信号，也可以调整相应的旋转角度和速度。

参照图7并结合图9a-图9b和图11a-图11b，脚架组件包括：固定支架31和收放件32，固定支架31设在机体1上，例如，固定支架31可以固定连接在机体1上，此时固定支架31相对于机体1是固定不动的。

舵机2可以安装在固定支架31上，由此，可以进一步使得无人机的结构紧凑，进一步减小了占用空间。具体而言，例如，舵机2可以螺纹连接至固定支架31上，具体地，如图7、图9a-图11a所示，固定支架31上设有间隔设置的两个舵机固定螺柱314，舵机2上设有分别与两个舵机固定螺柱314对应的两个舵机安装部22，每个舵机安装部22上形成有贯通的安装孔221(例如u形孔)，安装时，可以将舵机2的两个u形孔与固定支架31上的两个舵机固定螺柱314大致对准后，采用螺钉穿过u形孔后与舵机固定螺柱314螺纹连接，以实现舵机2的安装。其中，通过在舵机安装部22上加工出u形孔，简化了舵机2的加工难度，提高了舵机2与固定之间的装配效率，方便了舵机2与固定支架31之间的连接，节约了成本。

其中，固定支架31上间隔设置有两个固定臂311，其中转轴33穿设在两个固定臂311上，收放件32套设在转轴33上，且收放件32位于两个固定臂311之间。例如，如图9a和图9b所示，转轴33的两端分别穿过两个固定臂311，收放件32的一端套设在转轴33上且位于两个固定臂311之间，收放件32绕转轴33的中心轴线没有相对转动，从而当转轴33旋转时收放件32可以随之一起转动。由此，通过设置彼此间隔开的两个固定臂311并使收放件32通过转轴33安装在两个固定臂311之间，保证了收放件32转动的可靠性，且结构也更加紧凑。

如图7、图9a-图9b和图12所示，转轴33的一端(例如，图12中的左端)伸出两个固定臂311中的其中一个并与第二传动齿轮42相连，此时第二传动齿轮42位于两个固定臂311的一侧，由此，第二传动齿轮42对收放件32的运动无干涉，保证了收放件32可以顺利运动，且第二传动齿轮42和第一传动齿轮41在固定支架31和舵机2的侧面啮合，从而进一步减小了整个无人机的占用空间。转轴33的另一端可以用螺母固定，以限定转轴33在其轴向上的移动，此时转轴33的上述另一端可以具有与螺母配合的外螺纹。此时第一传动齿轮41可以设在舵机2的一侧，以便于与第二传动齿轮42啮合。其中，如图7、图9a和图10a所示，第一传动齿轮41可以通过螺钉连接在舵机2上，由此，连接方便且可靠。

参照图2、图7和图12，转轴33上开设有限位面332，第二传动齿轮42通过限位面332以限制其与转轴33之间的相对转动，进而使得脚架能够随第二传动齿轮42的旋转而伸展和回收。此时，转轴33的上述一端的横截面为非圆形，第二传动齿轮42上具有与转轴33的上述一端配合的配合孔，配合孔的形状优选与转轴33的上述一端的形状相适配。由此，通过将转轴33的上述一端的横截面设置为非圆形，第二传动齿轮42与转轴33装配到位后，当第二传动齿轮42转动时可以带动转轴33同步旋转。例如在图2、图7和图12的示例中，上述限位面332为平面，加工简单且成本低，此时转轴33的上述一端的横截面形状大体为d形，相应地，配合孔也大体为d形孔。当然，本发明不限于此，限位面332还可以为波浪面、曲面例如弧面等，转轴33的上述一端的横截面也可以为椭圆面、长圆形面、多边形面等。

在装配时，可以将装好转轴33的收放件32置于固定支架31上，同时在转轴33的两端套好铜轴套312，然后在转轴33的与第一传动齿轮41啮合的一端装好第二传动齿轮42，转轴33的另一端用螺母固定。

根据本发明的进一步实施例，参照图7并结合图12和图13，转轴33上设有至少一个限位凸起331，限位凸起331设在转轴33的外周壁上，收放件32上设有适于穿过转轴33的安装孔部321，安装孔部321的内壁上形成有与限位凸起331配合的限位槽322，限位槽322的形状优选与限位凸起331的形状相适配。由此，通过设置相互配合的限位凸起331和限位槽322，可以限定收放件32与转轴33之间的相对转动，从而当第二传动齿轮42与第一传动齿轮41啮合带动转轴33旋转时，收放件32可以随转轴33一起转动。

可选地，如图12所示，限位凸起331包括两组，每组限位凸起331包括沿转轴33的周向均匀间隔设置的多个限位凸起331，两组限位凸起331在转轴33的轴向上彼此间隔开且分别邻近两个固定臂311。由此，通过在转轴33的两端均设置一组限位凸起331，并使每组中的多个限位凸起331沿转轴33的周向均匀间隔布置，保证了收放件32受力均匀，同时也保证了收放件32随转轴33运动的可靠性。例如在图12的示例中，每组限位凸起331包括沿转轴33的径向相对的两个限位凸起331，结构简单，用料少，成本低。当然，每组限位凸起331还可以包括沿转轴33的周向均匀间隔设置的三个或三个以上的限位凸起331，这样可以更好地保证收放件32随转轴33运动的跟随性及平稳性。

参照图12，两组限位凸起331中的两个限位凸起331沿转轴33的轴向一一对应，此时一组限位凸起331中的一个限位凸起331与另一组限位凸起331中的一个限位凸起331位于同一直线上。相应地，如图13所示，此时收放件32的安装孔部321上的限位槽322可以为两个，两个限位槽322沿安装孔部321的径向相对，且每个限位槽322沿安装孔部321的轴向延伸，此时每个限位槽322可以分别与两组限位凸起331中位于同一直线上的两个限位凸起331配合。由此，简化了收放件32的加工工艺，且方便了收放件32与转轴33的装配。当然，多个限位槽322还可以与多个限位凸起331一一对应，此时限位槽322的个数与限位凸起331的个数相同。

可以理解的是，限位凸起331和限位槽322的具体数量、形状以及排布方式等可以根据实际要求具体设置，以更好地满足实际要求。

根据本发明的一个具体实施例，机体1上设有固定托盘6，脚架组件的固定支架31设在固定托盘上，固定支架31的两个固定臂311位于固定支架31的远离固定托盘6中心的一端，由此，收放件32可以通过两个固定臂311连接在固定支架31的远离固定托盘6中心的一端，以便于收放件32自由收放，舵机2设在固定支架31上。进一步地，固定托盘6的边缘具有避让槽61，固定支架31倾斜地设在避让槽61处。由此，通过设置避让槽61，避让槽61对固定支架31起到避让的作用，这样可以使固定支架31相对于固定托盘6的中心更加集中，提高了无人机的紧凑性，且收放件32也可以更加自由地在收起位置和展开位置之间运动，提高了收放件32运动的灵活性。

参照图7并结合图8a-图8b，机体1上可以设有固定托盘6，固定托盘6大体为盘状结构，脚架组件可以安装在固定托盘6上。具体地，脚架组件的固定支架31设在固定托盘6上，多个固定支架31可以在固定托盘6上彼此间隔设置。优选地，多个固定支架31沿固定托盘6的周向均匀间隔设置。例如在图8a的示例中示出了沿固定托盘6的周向均匀间隔设置的四个避让槽61，此时固定支架31倾斜地设在避让槽61处，避让槽61对固定支架31起到避让的作用，由此，使得四个固定支架31相对于固定托盘6的中心更加集中，从而进一步提高了无人机的紧凑性。其中，每个避让槽61的两侧分别设有一个固定支架螺柱62，固定支架31上设有与固定支架螺柱62对应的凸耳313，螺钉可以穿过凸耳313与固定支架螺柱62螺纹连接以将固定支架31连接至固定托盘6上。此时舵机2通过固定托盘6固定于无人机的机体1上。

同样地，驱动电路板5也可以固定在固定托盘6上，此时驱动电路板5相对于固定托盘6是固定不动的。例如，驱动电路板5可以通过螺纹连接的方式固定连接在固定托盘6上。具体而言，参照图7并结合图8a-图8b，固定托盘6上可以设有间隔设置的多个电路板固定螺柱63，多个电路板固定螺柱63优选均匀间隔设置，多个螺钉穿过驱动电路板5后与电路板固定螺柱63螺纹连接，以实现对驱动电路板5的固定。

当然，本发明不限于此，如图14和图15所示，固定托盘6包括用于固定舵机2、齿轮组4和脚架组件的固定支架螺柱62，舵机固定于固定支架螺柱62。脚架组件的转轴33通过脚架组件转轴安装件安装于固定支架螺柱62。

由此，通过设置固定托盘6，脚架组件、舵机2、齿轮组4和驱动电路板5可以通过直接或间接的方式均安装在固定托盘6上，然后再将脚架组件、舵机2、齿轮组4、驱动电路板5和固定托盘6整体安装到机体1上，从而提高了无人机的集成性和安装便利性。

根据本发明实施例的无人机，通过采用舵机2和齿轮组4驱动的方式，具有传动效率高，承受强度大，结构空间小的优点。而且当脚架组件、舵机2和齿轮组4分别为多个时，可以根据实际需求对单个脚架组件进行控制，使得整个无人机的尺寸小，行程可以根据实际需求随时调整，安装简便，整体性好，且成本低。

根据本发明实施例的无人机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。