一种位置调节设备和飞行器的制作方法

本实用新型涉及航空航天技术领域，特别是涉及一种位置调节设备和飞行器。

背景技术：

现在，无人飞机不仅应用于军事领域，还在民用行业得到广泛应用，如，用于航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域。

在无人机进行野外搜救、电力巡线等作业时，无人机会在下方增设吊舱装备搭载高速相机和摄像机，但吊舱设备与机身硬连接在一起，外露在机体外部，在无人机起降时容易损坏；且外置设备不仅影响无人机的气动外形，降低飞行安全性，还不利于无人机的结构布局。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于，提供一种可调节飞行器外部设备的位置的位置调节设备以及使用该位置调节设备的飞行器，通过该位置调节设备，解决机体的外部设备容易损坏、影响无人机气动外形、降低飞行安全性等问题。

本实用新型的提供一种位置调节设备，用于飞行器中外部设备的位置调节；包括:第一驱动部和与所述第一驱动部连接的连杆机构，所述连杆机构与外部设备连接，在所述第一驱动部的驱动下调节所述外部设备的位置。

优选的，前述位置调节设备包括支撑架，连接所述外部设备；所述支撑架与所述连杆机构同步伸缩，支撑架与连杆机构连接在所述外部设备的同一侧，用于支撑所述外部设备。

优选的，所述连杆机构包括可转动连接的第一连杆和第二连杆，所述第一连杆与所述第一驱动部传动连接，所述第二连杆连接所述外部设备。

优选的，所述第一驱动部为双轴同步电机，所述连杆机构为两套，所述双轴同步电机的输出轴分别连接一套所述连杆机构。

优选的，前述位置调节设备进一步包括第一安装板，位于连杆机构和所述支撑架的底部，所述连杆机构和所述支撑架通过所述第一安装板与所述外部设备连接。

优选的，前述位置调节设备进一步包括第二安装板，连接在所述连杆机构和所述支撑架的顶部；所述第一驱动部设置在所述第二安装板上，第一连杆和第二连杆连接在第一驱动部和第一安装板之间，所述第二连杆可转动地连接所述第一安装板。

优选的，所述支撑架包括n个由交叉可转动连接的第一支杆和第二支杆构成的支杆组，n≥1，n为整数；

当n＝1时，所述第一支杆的第一端与所述第二安装板可转动地连接，所述第一支杆的第二端与所述第一安装板可滑动地连接，所述第二支杆的第一端与所述第二安装板可滑动地连接，所述第二支杆的第二端与所述第一安装板可转动地连接；

当n≥2时，

第一个支杆组的第一支杆的第一端与所述第二安装板可转动地连接，第一个支杆组的第二支杆的第一端与所述第二安装板可滑动地连接；

第n个支杆组的第一支杆的第二端与所述第一安装板可滑动地连接，第n个支杆组的第二支杆的第二端与所述第一安装板可转动地连接；

第i个支杆组的第一支杆的第二端与第i+1个支杆组的第二支杆的第一端可转动地连接，第i个支杆组的第二支杆的第二端与第i+1个支杆组的第一支杆的第一端可转动地连接，1≤i≤n-1，i为整数。

优选的，前述位置调节设备进一步包括：缓冲机构，连接在所述连杆机构与所述外部设备之间，用于缓冲所述连杆机构和所述外部设备之间的冲击。

优选的，所述缓冲机构包括第一固定板和第二固定板；在所述第一固定板和所述第二固定板之间设有若干个弹性件。

优选的，前述位置调节设备进一步包括：第一方向旋转机构，连接在所述连杆机构与所述外部设备之间，用于带动外部设备沿第一方向旋转。

优选的，前述位置调节设备进一步包括：第二方向旋转机构，连接在所述第一方向旋转机构与所述外部设备之间，用于带动外部设备沿第二方向旋转。

优选的，所述第一方向旋转机构包括第二驱动部和连接在所述第二驱动部的旋转轴上的第一连接架；所述第一连接架在第二驱动部的驱动下带动第二方向旋转机构沿第一方向旋转。

优选的，所述第二方向旋转机构包括第三驱动部和连接在所述第三驱动部的旋转轴上的第二连接架；所述第二连接架在第三驱动部的驱动下带动外部设备沿第二方向旋转。

本实用新型的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本实用新型提出的一种飞行器，包括：机体以及安装在机体上的外部设备，还包括上述结构的位置调节设备，所述位置调节设备用于调节所述外部设备与所述机体的相对位置。

借由上述技术方案，本实用新型位置调节设备和飞行器至少具有下列优点：

调节装置的伸缩通过连杆机构完成，杆件折叠缩回后占用空间小，使得整个调节装置与外部设备所需的舱室空间减小，利于优化结构布局。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的位置调节设备展开状态的立体图；

图2是本实用新型的实施例的位置调节设备收缩状态的立体图；

图3是本实用新型的实施例的调节装置的立体图；

图4是本实用新型的实施例的连接装置的立体图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的位置调节设备和飞行器，该飞行器为无人机，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1和2所示，本实用新型的一个实施例提出的一种位置调节设备，用于飞行器中外部设备的位置调节，其包括:第一驱动部11和与所述第一驱动部11连接的至少一连杆机构12，所述至少一连杆机构12与外部设备3连接，在所述第一驱动部11的驱动下调节所述外部设备3的位置。

所述第一驱动部11和连杆机构12作为一个能够实现升降/伸缩功能的调节装置1，作为整体或可拆分的结构部件，连杆机构12通过相应的连接装置2与外部设备3相连，通过调节装置调节连接装置的伸缩，可以使得外部设备可以在无人机的内外部随意伸缩。

作为优选方式，如图1、2和3所示，所述至少一连杆机构12包括可转动连接的第一连杆121和第二连杆122，所述第一连杆121与所述第一驱动部11的传动连接。

用于调节连接装置的连杆机构可以采用多种形式，通过第一连杆和第二连杆铰接，第一连杆由第一驱动部带动转动，从而改变第一连杆和第二连杆的角度，实现第一驱动部和第一安装板之间距离的改变。

作为优选方式，如图1、2和3所示，所述第一驱动部11为双轴同步电机，所述双轴同步电机的两根轴分别连接一套所述连杆机构。

通过双轴同步驱动部的两端分别连接一套连杆机构，使得伸缩装置在两侧同步伸缩，实现第一驱动部两端带动外部设备3的伸缩受力达到平衡。

作为优选方式，如图1、2和3所示，位置调节设备包括支撑架15，连接所述外部设备3；所述支撑架15与所述连杆机构12同步伸缩，支撑架15与连杆机构12连接在所述外部设备的同一侧，，用于支撑所述外部设备3；该支撑架15与连杆机构12可设置在外部设备3的两侧，优选设置在外部设备3的同一侧，该支撑架15可采用连杆、液压或弹簧等结构，产生与所述外部设备重力相反的力，具有与所述连杆机构同步伸缩，支撑所述外部设备的力。

作为优选方式，上述位置调节设备进一步包括第一安装板14，位于连杆机构12和所述支撑架15的底部，所述连杆机构12和所述支撑架15通过所述第一安装板14与所述外部设备3连接，所述第一安装板14还用于固定所述连接装置2。

作为优选方式，，位置调节设备进一步包括第二安装板13，连接在所述连杆机构12和所述支撑架15的顶部；所述第一驱动部11设置在所述第二安装板13上，第一连杆121和第二连杆122连接在第一驱动部11和第一安装板14之间，所述第二连杆122可转动地连接所述第一安装板14。

所述第一驱动部11固定于所述第二安装板13，所述支撑架15可伸缩地连接所述第二安装板13和所述第一安装板14；

可选的，第一安装板14、第二安装板13、支撑架15、连杆机构12和第一驱动部11组成一个整体，作为功能独立的调节装置1工作。

在安装时，将第一驱动部固定于第二安装板上，第二安装板固定于外部的框架、平板等固定件上，可以使得第一驱动部稳固地设置，通过连杆机构伸缩调节连接装置的位置时，不改变第一驱动部的位置，改善了外部设备位置调节的效果。在第二安装板与第一安装板之间设置支撑架增强了调节装置的强度，安装外部设备后，有效地分担了连杆机构担负的外部设备的重量。通过连杆机构调节外部设备的位置时，由于需要改变第二安装板和第一安装板之间的距离，因此支撑装置必须为可伸缩的机构，如气缸、油缸和活塞的配合等的装置，但是，气缸和油缸结构复杂，成本高，同时其结构本身重量较大，行程较长，增加了第二安装板承受的作用力和体积，因此在本实施例中，优选采用以下方式的支撑架。

作为优选方式，如图1、2和3所示，所述支撑架包括n个由交叉可转动连接的第一支杆151和第二支杆152构成的支杆组15，n≥1，n为整数；

当n＝1时，所述第一支杆151的第一端与所述第二安装板13可转动地连接，所述第一支杆151的第二端与所述第一安装板14可滑动地连接，所述第二支杆152的第一端与所述第二安装板13可滑动地连接，所述第二支杆152的第二端与所述第一安装板14可转动地连接；

当n≥2时，第一个支杆组的第一支杆151的第一端与所述第二安装板13可转动地连接，第一个支杆组的第二支杆152的第一端与所述第二安装板13可滑动地连接；

第n个支杆组的第一支杆151的第二端与所述第一安装板14可滑动地连接，第n个支杆组的第二支杆152的第二端与所述第一安装板14可转动地连接；

第i个支杆组的第一支杆151的第二端与第i+1个支杆组的第二支杆152的第一端可转动地连接，第i个支杆组的第二支杆152的第二端与第i+1个支杆组的第一支杆151的第一端可转动地连接，1≤i≤n-1，i为整数。

每个支杆组的第一支杆和第二支杆在中部铰接，形成交叉可转动地结构，第一个支杆组的第一支杆第一端与第二安装板铰接，第二支杆的第一端作为滑块在第二安装板上设置的滑槽内可滑动地连接；第n个支杆组与第一安装板的连接方式同样，一个支杆与第一安装板铰接，另一个支杆与第一安装板可滑动地连接；中间的各支杆组均为前一个支杆组的第一支杆的第二端与下一个支杆组的第二支杆的第一端铰接，前一个支杆组的第二支杆的第二端与下一个支杆组的第一支杆的第一端铰接，如此形成了可伸缩的支撑架结构。

在本实施例中，优选支撑架的支杆组为两组，因此，第一个支杆组的第一支杆的第一端与第二安装板铰接，第二支杆与第二安装板可滑动地连接；第二个支杆组的第一支杆与第一安装板可滑动的连接，第二支杆与第一安装板铰接；第一个支杆组的第一支杆的第二端与第二个支杆组的第二支杆的第一端铰接，第一个支杆组的第二支杆的第二端与第二个支杆组的第一支杆的第一端铰接。

如图1、2和3所示，为了方便支杆组与第二安装板和第一安装板的连接，进一步的，在第二安装板和第一安装板的相对的两个边缘各设置一个侧板，在侧板上设置一个圆形通孔和一个长型通孔，用于与支杆的铰接和可滑动地连接。优选第二安装板和第一安装板的圆孔和长型通孔按照相同的顺序排列，使得第二安装板和第一安装板实现在相同侧的支撑，增强了第二安装板和第一安装板之间的支撑力。为了增强支杆组对第二安装板和第一安装板的支撑力，同时节省调节装置占用的空间，缩小整体尺寸，优选第二安装板和第一安装板的侧板紧贴支杆组的外侧设置，但是导致了调节装置在收缩状态时，各支杆之间的铰接部位与侧板发生干涉，以至于调节装置不能完全收缩，因此，优选在第二安装板和第一安装板的同侧的侧板的相对的边缘处，对应于支杆组的铰接部位设置凹槽，以防止侧板与铰接轴之间的干涉。并且，为了减小应力集中，优选凹槽呈弧形。

作为优选方式，如图4所示，所述连接装置2设置有缓冲机构21，缓冲机构21包括第一固定板211和第二固定板212；在所述第一固定板211和所述第二固定板212之间设有若干个弹性件213。缓冲机构21与所述第一安装板14连接，还设有连接架22，其第一端与所述缓冲机构21连接，第二端设有连接部，用于连接所述外部设备3。

通过缓冲机构21将连接装置固定在第一安装板上，通过连接部固定外部设备，如摄像机等。连接架可以通过螺栓连接等方式与固定机构连接，优选连接架与缓冲机构21一体成型，增加连接装置的强度。

作为优选方式，如图4所示，第一方向旋转机构222，连接在所述连杆机构12与所述外部设备3之间，用于带动外部设备3沿第一方向旋转；所述第一方向旋转机构222包括第二驱动部2221和连接在所述第二驱动部2221的旋转轴上的第一连接架2222；

所述第一连接架2222在第二驱动部2221的驱动下带动第二方向旋转机构223沿第一方向旋转，所述第二驱动部2221固定于所述连接架22的第二端；第一连接架2222，包括固定于所述第二驱动部2221的主轴的第一板和与所述第一板呈指定角度连接的第二板，该指定角度可选为90度。

第二方向旋转机构223，连接在所述第一方向旋转机构222与所述外部设备3之间，用于带动外部设备3沿第二方向旋转；所述第二方向旋转机构包括第三驱动部2231和连接在所述第三驱动部2231的旋转轴上的第二连接架2232；所述第二连接架2232在第三驱动部2231的驱动下带动外部设备3沿第二方向旋转。第三驱动部2231，固定于所述第二板；第二连接架2232，包括固定于所述第三驱动部2231的主轴的第三板和用于连接所述外部设备的第四板。

在位置调节设备安装和工作时，所述连接部通过连接板221与所述缓冲机构21连接，在所述连接部设有第一方向旋转机构222和第二方向旋转机构223；设置两个方向的旋转机构，并通过第四板固定外部设备，可以在两个方向上调节外部设备的角度。例如，通过第四板固定摄像机时，可以在两个方向上调节摄像机镜头的角度，从而实现在两个方向如绕x轴和y轴旋转上旋转进行拍摄，同时配合无人机在第三方向如绕z轴旋转上旋转进行拍摄，实现了摄像机全方位的拍摄，极大的方便了外部设备的工作。

作为优选方式，如图4所示，所述缓冲机构21包括第一固定板211和第二固定板212，所述第一固定板211和所述第二固定板212之间通过弹性件213连接。

连接架22通过缓冲机构21固定于第一安装板，在本实施例中，如上所述设置了三个驱动部，同时在无人机飞行的过程中，难免发生振动，对外部设备，如摄像机有所损害，甚至报废；另外，在使用摄像机拍摄时，振动会影响图像的稳定性。因此，缓冲机构21优选在两个固定板之间设置减震用的弹性件213。

作为优选方式，如图4所示，所述弹性件213为至少一个橡胶球体。

弹性件可以采用任何形式的减震装置，如弹簧或者在两个固定板之间夹持橡胶垫等。在本实施例中，如图4所示，在两个大致呈四边形的固定板之间，在四个角上各设置一个橡胶球体，相对于夹持在固定板之间的同样大小的橡胶垫，节省了材料，降低了成本，同时，橡胶球体比橡胶垫具有更好的弹性，更有效地降低了振动对摄像机的影响，改善了拍摄效果。根据具体情况，为了进一步改善减震效果，在强度允许的情况下，橡胶球体可以采用空心结构，能够增加弹性件的弹性。

在本实施例中，外部设备可以是利用无人机进行各种操作的设备，如，通过摄像机或照相机进行微型自拍、航拍、灾难救援、观察野生动物和影视拍摄等。采用该位置调节设备具有伸缩体积小和安全防护的效果；连杆机构12折叠后，其厚度取决于连杆的规格尺寸，其折叠后能够植入较小的空间中，利于结构布局；以外部设备采用摄像机为例，在无人机的底部固定摄像机，当摄像机不工作时，由于摄像机突出到机体的下部，很容易因碰撞到障碍物而损坏。在无人机降落时，摄像机首先着地，因无人机降落时的冲击力也容易导致摄像机的损毁。因此，通过实用新型的位置调节设备，在摄像机不工作，或者无人机降落等情况下，将摄像机通过伸缩装置收回到无人机的机舱内。当需要摄像机工作时，通过调节装置将摄像机伸出到机舱外部进行摄像工作。有效地保护了摄像机不会被损坏。

较佳的，本实用新型的另一实施例提出一种飞行器，包括：机体以及安装在机体上的外部设备，还包括上述结构的位置调节设备，所述位置调节设备用于调节所述外部设备与所述机体的相对位置。飞行器为无人飞机，它包括机体，机体具有机舱，所述机舱在所述机体的底部设有开口，第二安装板固定在所述机舱顶部的内表面，连接装置通过调节装置的调节可通过所述开口在所述机舱的内部和外部伸缩。

将上述位置调节设备通过第二安装板固定于机舱内部，通过调节装置调节外部设备，如摄像机在机舱内部和外部之间的移动，使得摄像机可以在无人机的内外部随意伸缩，一方面避免了起飞降落过程中的安全隐患，另一方面，所述位置调节设备纵向升降采用连杆机构和支撑架同步伸缩控制，折叠压缩后体积较小，降低机舱安装所需的空间，利于无人机结构的优化布置。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。