一种多旋翼飞行器的折叠机臂结构的制作方法

本发明属于飞行器技术领域，尤其涉及到中大型多旋翼飞行器。

背景技术：

多旋翼飞行器在各个行业中的应用越来越广泛，一些作业人员不能到达，或难以到达的高危工作环境，或者是交通问题不能迅速到达的工作场所，需要由飞行器来完成做业。而当前很多行业中的户外高危作业仍然是由人工来完成，不仅是安全保障成本太高，且作业效果不理想。

在智能技术越来越发达，以及安全生产要求更为严格的当下，一些户外高危作业逐渐由人工智能设备取代，在这种大趋势下运用多旋翼飞行器执行相应的工作越来越普遍。多旋翼飞行器的大量运用，其包装运输及存放一直是困扰厂家的一大难题，为了使得飞行器在包装运输中尽量少占用空间，节省包装成本，已及便于搬运，将机臂设计成可折叠结构，这是多旋翼飞行器设计的一个普遍趋势。

本实用新型提供了一种折叠机臂的结构技术方案以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种多旋翼飞行器的可折叠机臂结构，旨在解决飞行器体积大，包装，运输，存放成本高，操作不便的问题。要求折叠结构简单，精度高，有足够强度，能完全满足飞行器的设计性能要求。

本实用新型的机臂在与机舱连接位置可向下折叠，机臂折叠后飞行器占用的空间比机臂没折叠前缩小一半以上，从而将飞行器的外包装尺寸也缩小了二分之一以上的体积，这不仅很大程度的降低了包装成本，也节省了运输成本，同时无论在运输过程中，还是作业的过程中都更易于搬运。折叠机臂的结构完全不同于不可折叠机臂的结构，折叠机臂由于多出一套折叠系统，其复杂程度远大于不可折叠机臂。折叠机臂在设计，加工，及装配的过程中精度要求会更高，这样才能保证飞行器最终的飞行性能要求。

本实用新型的技术方案是：

设置一种多旋翼飞行器的折叠机臂结构，包括机臂座，机臂连接头，转轴，轴套；

所述机臂座包括螺孔、轴向定位台阶面、径向定位圆柱面、外螺纹、转轴孔，机臂座通过螺孔与机舱底盘固定，机臂座通过轴向定位台阶面与轴套连接配合，机臂座通过径向定位圆柱面与轴套配合，机臂座通过外螺纹与轴套连接；

所述机臂连接头包括转轴孔、径向定位圆柱面、轴向定位台阶 面、连接头与碳管及内衬固定的铆接孔，机臂连接头通过转轴孔与转轴及机臂座配合，机臂连接头通过径向定位圆柱面与轴套配合，机臂连接头通过轴向定位台阶面与轴套配合，O型密封圈装配槽，机臂连接头通过铆接孔与碳管及内衬固定；

所述轴套包括轴向定位端面、径向定位圆柱面、内螺纹、轴向定位台阶面，轴套通过轴向定位端面与机臂座配合，轴套通过径向定位圆柱面与机臂座配合，轴套通过内螺纹与机臂座连接，轴套通过轴向定位台阶面与机臂连接头配合，轴套通过径向圆柱面与机臂连接头配合；

所述机臂座通过转轴孔与转轴及机臂连接头配合。

折叠机臂前端通过机臂座固定在机舱底盘上，中间通过碳管一端连接机臂内侧的折叠结构，一端连接外侧末端的电机座。末端的电机座内安装有电调，电机座顶面安装有无刷电机，然后将螺旋桨固定在电机上。折叠机臂要求机臂在与机舱的连接位置可向下折叠约75度，因此在折叠位置将机臂分离开来，然后通过转轴和轴套连接。当飞行器处于包装，转运及存放的状态时，外侧机臂绕转轴向下折叠约75度，所有机臂处于收起状态。当飞行器需要执行飞行任务时则将机臂展开，通过可滑动轴套将外侧机臂和固定在机舱侧的机臂座连接起来。轴套是套在外侧机臂上的，当机臂需展开时，轴套向机臂座侧滑动，轴套上靠机臂座侧的内螺纹向机臂座上的外螺纹旋进，当轴套端面抵 达机臂座上的轴向定位台阶面后，轴套旋转到位，机臂处于可工作状态。这个状态下，机臂座和外侧机臂的连接头上各有一段光面与轴套径向配合，保证外侧机臂和机臂座的同轴度。

多旋翼飞行器的折叠机臂结构包括O型密封圈，机臂座包括O型密封圈装配槽，机臂连接头包括O型密封圈装配槽。

O型密封圈有3方面的作用：1、利用O型密封圈的阻尼特性，防止飞行过程中轴套向外侧松退，与螺纹的轴向连接一起形成双重保障；2、利用O型密封圈的弹性体特性，填充轴套与机臂座和机臂连接头之间的配合间隙，消除配合间隙对飞行性能的影响；3、利用O型圈的密封特性，防止在恶劣的工作环境下，杂质或粉尘进入折叠机构内，影响折叠机构的使用寿命及精度。

多旋翼飞行器的折叠机臂结构包括碳管及碳管内衬，碳管及碳管内衬上设置有铆接孔，碳管通过铆接孔与机臂连接头、及机臂座铆接固定，碳管及碳管内衬通过铆接孔铆接固定。

多旋翼飞行器的折叠机臂结构包括电机座，电机座上的无刷电机固定孔，电机座上的机臂灯罩固定螺柱，电机座与碳管固定的铆接孔。

多旋翼飞行器的折叠机臂结构包括机臂灯罩，灯罩上与电机座固定的螺孔。

本实用新型中，为实现折叠机臂高精度，高强度的折叠功能，起主要作用的零部件是：

1、机臂座1，机臂座与机舱底盘固定的螺孔2，机臂座与轴套连接配合的轴向定位台阶面3，机臂座与轴套配合的径向定位圆柱面4，O型密封圈装配槽5，机臂座与轴套连接的外螺纹6，机臂座与转轴及机臂连接头配合转轴孔7；如图1

2、机臂连接头8，机臂连接头与转轴及机臂座配合的转轴孔9，机臂连接头与轴套配合的径向定位圆柱面10，机臂连接头与轴套配合的轴向定位台阶面11，O型密封圈装配槽12，连接头与碳管及内衬固定的铆接孔13；如图2

3、转轴14，转轴上的卡簧槽15；如图3

4、E型卡簧16；

5、O型密封圈17；

6、轴套18，轴套与机臂座配合的轴向定位端面19，轴套与机臂座配合的径向定位圆柱面20，轴套与机臂座连接的内螺纹21，轴套与机臂连接头配合的轴向定位台阶面22，轴套与机臂连接头配合的径向圆柱面23；如图4-图6

7、碳管24，碳管与机臂连接头，内衬已及机臂座铆接固定的铆接孔25；如图7

8、碳管内衬26，内衬与碳管铆接固定的铆接孔27；如图8

9、电机座：固定飞行器的电机28，电机座上的无刷电机固定孔29，电机座上的机臂灯罩固定螺柱30，电机座与碳管固定的铆接孔31；如图9

10、机臂灯罩32，灯罩上与电机座固定的螺孔33。如图10

本实用新型用简单的原理实现了较为复杂的功能。为了实现机臂的折叠功能，同时保证机臂的精度和强度，我们灵活运用了将刚性机臂拆分成两部分的思路，中间通过转轴和轴套的连接，已及在其它零件的共同作用下，完美的实现了我们所需要的折叠功能。

附图说明

图1是本发明实施例提供的机臂座结构图；

图2是本发明实施例提供的机臂连接头结构图；

图3是本发明实施例提供的转轴结构图；

图4是本发明实施例提供的轴套结构图1；

图5是本发明实施例提供的轴套结构图2；

图6是本发明实施例提供的轴套结构图3；

图7是本发明实施例提供的碳管结构图；

图8是本发明实施例提供的碳管内衬结构图；

图9是本发明实施例提供的电机座结构图；

图10是本发明实施例提供的灯罩结构图；

图11是本发明实施例提供的机臂折叠状态的剖面示意图；

图12是本发明实施例提供的机臂折叠状态的剖面示意图局部放大图；

图13是本发明实施例提供的E型卡簧图1；

图14是本发明实施例提供的E型卡簧图2；

图15是本发明实施例提供的机臂展开状态的剖面示意图；

图16是本发明实施例提供的机臂展开状态的剖面示意图具体放大图；

图17是本发明实施例提供的机臂展开状态的整体示意图；

图18是本发明实施例提供的机臂折叠状态的整体示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实用新型提供的技术方案中，如图11-图14所示，首先将机臂座1通过固定螺孔2将其固定在多旋翼飞行器的机舱底盘上，然后将机臂折叠部分的连接头8通过转轴14连接到机臂座1上，而后在转轴的卡簧槽15上装上E型卡簧16，防止转轴从机臂座和机臂连接头的转轴孔7，9中退出。其中转轴14是本实施例的一个发明点，转轴14起到了一个旋转连接的作用，机臂折叠部分可延旋转关节按我们设定的角度旋转收放。

机臂连接头8上套有轴套18，当机臂需要展开进行飞行作业时，轴套18向机臂座1的方向推近，然后转动轴套18，轴套上的内螺纹21向机臂座上的外螺纹6旋进，直到轴套上的轴向定位端面19顶到电机座上的轴向定位台阶面3，此时轴套把机臂折叠部分同机臂座牢固的连接在一起，形成一个刚性体，机臂完全展开进入飞行作业状态。进入飞行作业状态时轴套18的紧固连接取代转轴14的旋转连接功能，这也是本实施例的一个发明点。

为保证折叠机臂的装配精度，已及飞行状态下的可靠性和稳定性，轴套18的径向定位圆柱面20、23分别与机臂座1的径向定位圆柱面4和机臂连接头8的径向定位圆柱面10精密配合，以保证机臂座1，机臂连接头8，轴套18的同轴度和配合间隙。另外因轴套18需要经常松退和拧紧，来切换机臂的折叠和展开状态，因此轴套的径向定位圆柱面与机臂座和连接头的径向定位圆柱面的配合又不能过紧和过松，它们之间始终有一个间隙值，这样就会加剧飞行中机臂振动的问题。在本实施例中我们在轴套与机臂座和连接头之间各安装了一个O型密封圈17，2个O型密封圈分别安装在机臂座1和机臂连接头8的密封圈安装槽5，12中。在这里O型密封圈有3方面的作用：1、利用O型密封圈的弹性体特性，填充轴套与机臂座和机臂连接头之间的配合间隙，消除配合间隙加剧的机臂振动问题；2、利用O型密封圈的阻尼特性，防止飞行过程中轴套向外侧松退，与螺纹的轴向连接一起形成双重保障3、利用O型圈的密封特性，防止在恶劣的工作环境下，杂质或粉尘进入折叠机构内，影响折叠机构的使用寿命及精 度。以上阐述的径向圆柱面配合设计，已及O型密封圈巧妙运用，也是本实施例另外的发明点。

机臂可折叠部分由连接头8，O型密封圈17，轴套18，碳管24，碳管内衬26，电机座28，机臂灯罩32等结构件组成。

如上所述，如图15-图16所示，通过机臂座与机臂可折叠部分在转轴的旋转连接和轴套的紧固连接两种连接状态之间切换，实现机臂的折叠和展开功能。同时在这个过程中需要很好的保证各功能零部件的加工精度和装配精度，以达到机臂的可靠性和稳定性，从而实现整个飞行器的设计性能要求。本实施例中，机臂座，转轴，E型卡簧，机臂折叠部分组成的机臂组件为一整体发明点，实现了以上所述的功能和性能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。