无人机的制作方法

[0001]
本发明涉及无人机技术领域，尤其是涉及一种无人机。


背景技术：

[0002]
随着无人机技术的发展，人们可以利用无人机完成很多的工作，例如：森林火灾中灭火液的喷洒、航拍摄影、电力巡检、环境监测和灾情巡查等诸多工作。相关技术中的无人机，包括机身、机臂、螺旋桨和驱动器，螺旋桨设置在机臂的外端，螺旋桨包括旋转轴线，螺旋桨绕旋转轴线可旋转，驱动器驱动螺旋桨的旋转轴线、相对机臂的中心轴线、绕与中心轴线相垂直的枢转轴线转动，以修正机身的角度、适应不同的飞行状态需求。然而，由于枢转轴线与机臂的中心轴线垂直，从而无法灵活且有效地改变无人机的飞行姿态。


技术实现要素：

[0003]
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，本发明在于提出一种无人机，有利于调节无人机的飞行姿态，且有利于提高无人机的模块化设计。
[0004]
根据本发明实施例的无人机，包括：机身总成；机臂装置，所述机臂装置的长度两端分别为内端和外端，所述机臂装置的所述内端安装于所述机身总成；动力装置，所述动力装置安装于所述机臂装置的所述外端，且所述动力装置包括动力单元，所述动力单元包括动力电机和安装于所述动力电机的螺旋桨；以及驱动装置，所述驱动装置安装于所述机臂装置的所述外端，且驱动所述动力单元相对所述机臂装置绕预设轴线转动，所述预设轴线与所述机臂装置的外端的中轴线平行或重合。
[0005]
根据本发明实施例的无人机，通过驱动动力单元绕与机臂装置的外端的中轴线重合或平行的预设轴线转动，可以灵活且有效地调节无人机的飞行姿态，并且通过将驱动装置安装于机臂装置，使得生产时模块化强，提高整体装配效率，而且使得驱动装置与动力单元的连接更加方便。
[0006]
在一些实施例中，所述驱动装置位于所述动力装置的下方或侧方。
[0007]
在一些实施例中，所述机臂装置包括：机臂本体，所述机臂本体的一端与所述机身总成相连；机臂端座，所述机臂端座安装于所述机臂本体的另一端，所述机臂端座包括第一段和第二段，所述第一段套设于所述机臂本体的所述另一端外，所述第二段延伸方向上的两端中的一端与所述第一段相连、另一端用于安装所述动力装置，所述第二段作为所述机臂装置的外端，所述第二段的中轴线为所述机臂装置的外端的中轴线，且与所述机臂本体的中轴线重合或相交钝角。
[0008]
在一些实施例中，所述第二段包括主体部和延伸部，所述主体部的一端与所述第一段相连，所述主体部的中轴线为所述第二段的中轴线，所述延伸部的中轴线与所述主体部的中轴线平行，且所述延伸部连接于所述主体部的远离所述第一段的一端，所述动力装置安装于所述延伸部的远离所述主体部的一端，所述驱动装置位于所述动力装置的下方且通过连接框架安装于所述延伸部，所述驱动装置的一部分位于所述延伸部的下方。
[0009]
在一些实施例中，所述动力装置还包括：安装组件，所述安装组件包括安装柱和连接套环，所述安装柱与所述机臂装置的外端相连，所述动力电机与所述连接套环相连，所述连接套环可转动地套设于所述安装柱外，所述驱动装置与所述连接套环相连，以驱动所述连接套环绕所述安装柱的中轴线转动，所述安装柱的中轴线为所述预设轴线。
[0010]
在一些实施例中，所述连接套环的外周壁上具有位于所述连接套环两侧的驱动臂，所述驱动装置包括：舵机、转接件和连杆，所述转接件包括中心柱和设于所述中心柱的外周壁上且位于所述中心柱两侧的转动臂，所述转动臂通过所述连杆与相应侧的所述驱动臂连接，且所述连杆的两端分别与所述转动臂和所述驱动臂转动连接，所述舵机驱动所述中心柱转动，以使两侧的所述连杆相对反向运动，从而驱动所述连接套环转动。
[0011]
在一些实施例中，所述连接套环的外周壁上具有两个所述驱动臂，且两个所述驱动臂位于所述连接套环的直径两侧，所述中心柱的外周壁上具有两个所述转动臂，且两个所述转动臂分别位于所述中心柱的直径两侧。
[0012]
在一些实施例中，所述驱动装置还包括：传动组件，所述传动组件包括：安装壳体、齿轮组和输出轴，所述安装壳体安装于所述机臂装置的外端，所述舵机安装于所述安装壳体外，所述齿轮组收纳于所述安装壳体内，所述舵机的驱动轴伸入所述安装壳体内且与所述齿轮组的一级齿轮相连，所述输出轴的一端伸入所述安装壳体内且与所述齿轮组的末级齿轮相连，所述输出轴的另一端伸出到所述安装壳体外且与所述中心柱相连。
[0013]
在一些实施例中，所述中心柱内具有中心轴孔，所述中心柱的侧壁上具有定位孔，所述输出轴的所述另一端插配于所述中心轴孔内，且所述输出轴的所述另一端的外周壁上具有定位柱，所述定位柱插配于所述定位孔，以使所述输出轴带动所述中心柱转动。
[0014]
在一些实施例中，所述无人机包括两个所述机臂装置、两个所述动力装置和两个所述驱动装置，每个所述机臂装置的外端分别安装有一个所述动力装置和一个所述驱动装置。
[0015]
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
[0016]
图1是根据本发明一个实施例的无人机的立体图；
[0017]
图2是图1中所示的无人机的另一个角度的立体图，图为示出螺旋桨；
[0018]
图3是根据本发明另一个实施例的无人机的俯视图；
[0019]
图4是图1中所示的无人机的局部爆炸图；
[0020]
图5是图4中所示的连接套环的立体图；
[0021]
图6是图4中所示的转接件的立体图；
[0022]
图7是图4中所示的传动组件的立体图；
[0023]
图8是图3中所示的第一安装框、第二安装框和隔离板的主视图。
[0024]
附图标记：
[0025]
无人机100：
[0026]
机身总成1；
[0027]
储料装置11；供电装置12；机芯装置13；起落架14；
[0028]
总成本体15；顶板151；底板152；
[0029]
第一安装框16；固定板161；第一连接板162；第一安装空间160；
[0030]
第二安装框17；第二连接板171；第三连接板172；第二安装空间170；
[0031]
隔离板18；
[0032]
机臂装置2；
[0033]
机臂本体21；机臂端座22；
[0034]
第一段221；第二段222；主体部2221；延伸部2222；
[0035]
动力装置3；
[0036]
动力单元31；动力电机311；螺旋桨312；支座件313；固定架314；
[0037]
安装组件32；安装柱321；驱动臂323；轴承件324；
[0038]
驱动装置4；
[0039]
驱动机构41；
[0040]
转接件411；中心柱4111；中心轴孔41111；定位孔41112；转动臂4112；舵机412；
[0041]
传动组件413；
[0042]
安装壳体4131；齿轮组4132；一级齿轮41321；末级齿轮41322；
[0043]
输出轴4133；定位柱41331；
[0044]
连杆414；
[0045]
连接框架42。
具体实施方式
[0046]
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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0047]
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
[0048]
下面，参照附图，描述根据本发明实施例的无人机100。
[0049]
如图1所示，根据本发明实施例的无人机100，可以包括：机身总成1、机臂装置2、动力装置3和驱动装置4，机臂装置2的长度两端分别为内端和外端，机臂装置2的内端安装于机身总成1，动力装置3安装于机臂装置2的外端，且动力装置3包括动力单元31，动力单元31包括动力电机311和安装于动力电机311的螺旋桨312。由此，当动力装置3工作时，动力电机311能够驱动螺旋桨312转动，从而为无人机100的飞行提供动力。
[0050]
如图2所示，驱动装置4安装于机臂装置2的外端，且驱动动力单元31相对机臂装置2绕预设轴线l转动，预设轴线l与机臂装置2的外端的中轴线l5平行或重合。由此，安装在机臂装置2的外端的驱动装置4可以驱动，位于机臂装置2的外端的动力单元31绕预设轴线l转动，以使得螺旋桨312相对机臂装置2绕预设轴线l转动，从而可以灵活且有效地调节无人机
100的飞行姿态，例如改变飞行方向等。
[0051]
需要说明的是，在通过驱动装置4控制无人机100的飞行方向时，例如，当无人机100沿竖直方向飞起时，螺旋桨312为无人机100提供了竖直向上的升力，而且无人机100所受合力的方向为竖直向上的方向(需要解释的是，此时无人机100的主要受力可以为竖直向上的升力和无人机100自身所受的重力，且该升力大于该重力)，当无人机100飞起到一定高度后，可以通过驱动装置4驱动螺旋桨312相对机臂装置2绕预设轴线l转动至倾斜一定的角度，此时螺旋桨312提供的力的方向就会相应改变，无人机100所受的合力方向也会相应改变，例如，螺旋桨312前倾转动，则合力向前倾斜，无人机100向前飞行；同理，螺旋桨312后倾转动，则合力向后倾斜，无人机100向后飞行等等，此外，通过分别调节两个机臂装置2上的螺旋桨312的转速，无人机100还可以实现左右转弯等动作，在此不作赘述。
[0052]
此外，通过将驱动装置4设置在机臂装置2外端时，驱动装置4的安装方便、生产模块化强，提高整体装配效率，且可以不必占用机身总成1上的空间，同时，由于驱动装置4可以靠近动力单元31，因此，使得在驱动装置4驱动动力单元31相对机臂装置2绕预设轴线l转动时，驱动距离较短，从而能够提高驱动装置4的工作有效性与工作可靠性，并且，驱动装置4与动力单元31的连接方便，从而可以提高无人机100的组装效率，以及驱动装置4驱动动力单元31的可靠性，从而可以提高驱动装置4的工作有效性，进而可以提高无人机100的可控性。
[0053]
并且，由于可以通过驱动动力单元31绕预设轴线l转动，从而仅需设置两个机臂装置2，同时配合调节螺旋桨312的转速，即可调节无人机100的飞行姿态，因而无需再设置4个、6个、8个等更多的机臂装置，以通过调节不同机臂装置上的螺旋桨的转速的方式来改变飞行方向，由此，可以减少机臂装置2的使用数量，从而可以提高无人机100的结构小巧和紧凑性，并且可以降低无人机100的成本。
[0054]
在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，驱动装置4可以位于动力装置3的下方。由此，驱动装置4可以在动力装置3的下方驱动动力装置3绕预设轴线l转动，从而可以避免驱动装置4对动力装置3的安装及工作造成影响，并且避免动力装置3对驱动装置4的安装及工作造成影响，从而保证驱动装置4和动力装置3的工作可靠性，以及驱动装置4驱动动力单元31转动的可靠性。
[0055]
但本发明不限于此，例如驱动装置4也可以设置在动力装置3的侧方等、即驱动装置4与动力装置3持平或大体持平，也能够避免动力装置3对驱动装置4的安装及工作造成影响。
[0056]
需要说明的是，驱动装置4位于动力装置3的下方时，既可以是驱动装置4位于动力装置3的正下方，也可以是驱动装置4位于动力装置3的斜下方，而且驱动装置4既可以是全部位于动力装置3的下方，也可以是部分位于动力装置3的下方，只要驱动装置4的大部分位于动力装置3的下方即可，在此不作赘述。
[0057]
在本发明的一些实施例中，如图3所示，机臂装置2可以包括：机臂本体21和机臂端座22，机臂本体21的一端与机身总成1相连，机臂端座22安装于机臂本体21的另一端，机臂端座22包括第一段221和第二段222，第一段221套设于机臂本体21的另一端外，第二段222延伸方向上的两端中的一端与第一段221相连、另一端用于安装动力装置3，第二段222作为机臂装置2的外端，由此，机臂装置2的结构简单，加工难度较低，且机臂本体21与机臂端座
22可以分别加工成型，从而提高生产效率，满足不同的实际要求，例如，可以根据需要加工不同长度的机臂本体21，同时根据需要加工不同形状的机臂端座22，而且，第一段221套设于机臂本体21的另一端时，还能够提高连接处的结构强度。
[0058]
如图3所示，第二段222的中轴线(即为机臂装置2的外端的中轴线l5)与机臂本体21的中轴线l6重合或相交钝角。当重合时，方便加工和制造，当相交钝角时，可以调节机臂装置2所受合力方向，使得无人机100更容易实现向前飞行。
[0059]
在本发明的一些实施例中，如图4所示，第二段222可以包括主体部2221和延伸部2222，主体部2221的一端与第一段221相连，主体部2221的中轴线为第二段222的中轴线，即为机臂装置2的外端的中轴线l5，延伸部2222的中轴线与主体部2221的中轴线平行，且延伸部2222连接于主体部2221的远离第一段221的一端，动力装置3安装于延伸部2222的远离主体部2221的一端，驱动装置4位于动力装置3的下方且通过连接框架42安装于延伸部2222，驱动装置4的一部分位于延伸部2222的下方。
[0060]
由此，机臂端座22的结构简单，便于加工成型，从而提高生产效率，此外，驱动装置4的安装方便，且可以简单有效地保证动力单元31相对机臂装置2绕与中轴线l5重合或平行的预设轴线l转动。此外，需要说明的是，连接框架42的具体组成不限，可以为一个或者多个，只要能够实现将驱动装置4快速、有效且可靠地安装至延伸部2222即可，这里不作赘述。
[0061]
在本发明的一些实施例中，如图4所示，动力装置3还可以包括：安装组件32，安装组件32可以包括安装柱321和连接套环322，安装柱321与机臂装置2的外端相连，动力电机311与连接套环322相连，连接套环322可转动地套设于安装柱321外，驱动装置4与连接套环322相连，以驱动连接套环322绕安装柱321的中轴线转动，安装柱321的中轴线为预设轴线l。也就是说，驱动装置4可以通过驱动连接套环322绕安装柱321的中轴线转动，连接套环322就可带动动力电机311转动，动力电机311转动时能够带动螺旋桨312转动，从而实现改变无人机100的飞行方向，而且，安装组件32的结构简单，安装方便。
[0062]
需要说明的是，在一些具体实施例中，如图4所示，动力装置3还可以包括轴承件324，连接套环322通过轴承件324可转动地套设于安装柱321外，由此，当连接套环322绕安装柱321的中轴线转动时，可以利用轴承件324来避免连接套环322与安装柱321之间直接接触转动时摩擦力过大问题，以及连接套环322与安装柱321直接接触转动的磨损问题，而且，还能够提高连接套环322绕安装柱321的中轴线转动时的灵活性与可靠性。但本发明不限于此，例如还可以采用耐磨材料制作安装柱321和连接套环322。
[0063]
在本发明的一些实施例中，如图4-图6所示，连接套环322的外周壁上具有位于连接套环322两侧(此处两侧指的是过连接套环322的轴线的平面的两侧)的驱动臂323，驱动装置4包括：舵机412、转接件411和连杆414，转接件411包括中心柱4111和设于中心柱4111的外周壁上且位于中心柱4111两侧(此处两侧指的是过中心柱4111的轴线的平面的两侧)的转动臂4112，转动臂4112通过连杆414与相应侧的驱动臂323连接，且连杆414的两端分别与转动臂4112和驱动臂323转动连接，舵机412驱动中心柱4111转动，以使两侧的连杆414相对反向运动，例如在图4所示的示例中，一个连杆414向上运动，另一个连杆414向下运动，从而驱动连接套环322转动。由此，舵机412可以简单且有效地通过连杆414拉动连接套环322转动。
[0064]
在本发明的一些实施例中，如图4-图6所示，驱动臂323为两个且位于连接套环322
的两侧，也就是说，连接套环322的外周壁上具有沿连接套环322的周向间隔开设置的两个驱动臂323，转动臂4112为两个且位于中心柱4111的两侧，也就是说，两个转动臂4112设于中心柱4111的外周壁上且沿中心柱4111的周向间隔开设置，连杆414为两个，以使每个转动臂4112分别通过一个连杆414与一个驱动臂323对应连接，舵机412驱动中心柱4111转动，以使两个连杆414相对反向运动，从而驱动连接套环322转动。
[0065]
例如，舵机412能够驱动转接件411转动，转接件411的转动会带动两个连杆414移动，连杆414能够拉动两个驱动臂323转动，两个驱动臂323的转动能够带连接套环322转动，从而在连接套环322转动时能够带动，动力电机311转动，动力电机311转动时能够带动螺旋桨312转动，进而实现改变无人机100飞行方向，由此，连杆414可以简单且有效地拉动连接套环322转动，且方便连接套环322与连杆414的连接。
[0066]
需要说明的是，在动力电机311与连接套环322相连时，可以是设置动力电机311与连接套环322直接相连，也可以是间接相连，例如图4所示的具体实施例中，动力单元31还包括支座件313和固定架314，动力电机311在支座件313与固定架314的共同作用下，与连接套环322相连(例如支座件313位于连接套环322的上方且固定在动力电机311的底部，固定架314环绕在连接套环322的底部且与连接套环322、支座件313固定相连)，从而使得动力电机311的安装更为牢固，从而进一步提高动力单元31转动时的稳定性与可靠性。
[0067]
在本发明的一些实施例中，如图4-图6所示，两个驱动臂323位于连接环套的直径两侧，两个转动臂4112分别位于中心柱4111的直径两侧。由此，可以使得连接套环322的转动更容易。需要说明的是，驱动臂323、转动臂4112、以及连杆414的数量均不限于2个，例如还可以是四个、六个、八个等等。
[0068]
在本发明的一些实施例中，如图7所示，驱动装置4还可以包括：传动组件413，传动组件413包括：安装壳体4131、齿轮组4132和输出轴4133，安装壳体4131安装于机臂装置2的外端，舵机412安装于安装壳体4131外，齿轮组4132收纳于安装壳体4131内，舵机412的驱动轴伸入安装壳体4131内且与齿轮组4132的一级齿轮41321相连，输出轴4133的一端伸入安装壳体4131内且与齿轮组4132的末级齿轮41322相连，输出轴4133的另一端伸出到安装壳体4131外且与中心柱4111相连。
[0069]
由此，舵机412与转接件411不直接相连，从而可以利用齿轮组4132产生减速或增速的效果，进而可以根据不同的情况设置不同功率的舵机412，例如，齿轮组4132为减速齿轮组4132时，可以利用减速齿轮组4132的特性，在驱动装置4驱动动力装置3时，实现微调螺旋桨312倾斜角度的微调，从而可以提高无人机100的飞行方向的可控性，同时，还可以利用齿轮组4132中各级齿轮之间啮合转动的特性，实现在舵机412停止工作时，使动力单元31能够保持在该位置，从而进一步提高无人机100的可控性与飞行的稳定性。
[0070]
在本发明的一些实施例中，如图6所示，中心柱4111内具有中心轴孔41111，中心柱4111的侧壁上具有定位孔41112，结合图7所示，输出轴4133的另一端插配于中心轴孔41111内，且输出轴4133的另一端的外周壁上具有定位柱41331，定位柱41331插配于定位孔41112，以使输出轴4133带动中心柱4111转动。由此，转接件411与输出轴4133的组装方便，同时还可以利用定位柱41331与定位孔41112的配合，避免输出轴4133与中心柱4111发生相对转动，使得在舵机412驱动转接件411绕中心柱4111的中轴线转动时的可靠性。此外，转接件411的结构简单，加工方便，生产成本较低。
[0071]
在本发明的一些实施例中，如图1-图3所示，无人机100可以包括两个机臂装置2、两个动力装置3和两个驱动装置4，每个机臂装置2的外端分别安装有一个动力装置3，每个动力装置3中的动力单元31分别由一个驱动装置4驱动转动。由此，通过设置两个机臂装置2，可以减小无人机100的体积，从而减少无人机100的占用空间。此外，在无人机100飞行时，可以通过控制两个驱动装置4分别驱动位于两个机臂装置2外端的动力单元31转动相同或不同的倾斜角度，以及调节动力单元31的转速，以实现无人机100完成前进、倒退、转弯等动作等，操作较为简单。
[0072]
此外，在本发明的一些具体实施例中，如图1-图3所示，机身总成1还可以包括：储料装置11、供电装置12、机芯装置13和起落架14等。起落架14固定于机身总成1下方以保证无人机100起飞和着陆的稳定性，储料装置11搭载于机身总成1用于盛装待喷洒或者待运输的物品，供电装置12固定于机身总成1上以为无人机100提供电力，机芯装置13固定于机身总成1，用于控制无人机100的飞行。
[0073]
如图1和图8所示，机身总成1还包括总成本体15、第一安装框16、第二安装框17和隔离板18，总成本体15可以包括顶板151和底板152，以用于承载机芯装置13。由此，使得机身总成1的结构紧凑。
[0074]
如图3和图8所示，机身总成1可以具有中心线l8，在中心线l8的延伸方向上，总成本体15、第一安装框16以及第二安装框17依次相连，其中，储料装置11和供电装置12分别设置于第一安装框16和第二安装框17内，从而使得机身总成1的结构紧凑，而且储料装置11和供电装置12分别设置在第一安装框16和第二安装框17内的拆装方便，例如，便于用户将储料装置11取下进行加料等操作，以及便于用户将供电装置12取下进行充电等操作，而且安装方便。
[0075]
当然，本发明不限于此，储料装置11和供电装置12的位置也可以互换，例如，储料装置11安装于第二安装框17，供电装置12安装于第一安装框16等等，这里不作赘述，但是，考虑到无人机100在工作的过程中，储料装置11的重量可能减轻，从而可以将储料装置11设置在整机中部、但不要求中心的位置，这样可以使得整机更容易保持平衡，有利于飞行的平稳性。
[0076]
如图8所示，第一安装框16可以包括与总成本体15固定连接的固定板161以及连接于固定板两端的两个第一连接板162，两个第一连接板162关于中心线l8对称设置，第二安装框17可以包括两个第二连接板171和两个第三连接板172，两个第二连接板171关于中心线l8对称设置，两个第三连接板172关于中心线l8对称设置，两个第二连接板171的一端分别与两个第一连接板162的远离固定板161的一端相连，两个第三连接板172分别连接在两个第二连接板171的另一端，隔离板18位于第一安装框16与第二安装框17之间，且隔离板18连接在两个第二连接板171的靠近第一连接板161的一侧，以使第一安装框16和第二安装框17分别限定出第一安装空间160和第二安装空间170，储料装置11可以安装于第一安装空间160，供电装置12可以安装于第二安装空间170。由此，第一安装框16与第二安装框17的结构简单，便于加工，从而可以进一步降低无人机100的生产成本。
[0077]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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
必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0078]
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。