一种旋翼无人机的制作方法

本发明涉及飞行器技术领域，尤其涉及一种旋翼无人机。

背景技术：

旋翼无人机在灾情调查和救援、空中监控、输电线路巡检、航拍、航测以及军事领域有着广泛的应用前景。目前的旋翼无人机产品多为固定桨臂无人机，或可折叠桨臂无人机。

然而，在实际应用中发现，无论旋翼无人机的桨臂采用何种方式，也仅能起到非运行状态的压缩尺寸作用，而旋翼无人机实际运行状态的桨距、桨叶则还是固定的规格。当使用环境或使用者的要求有较大改变时，旋翼无人机产品并不能做到适当的匹配。比如需要在狭小空间特殊飞行时，桨距过大的产品并不适合；或者需要超长续航任务时，桨叶力效比不够高的旋翼无人机并不适合；或者需要大幅增加额外载重的情况下，输出升力不够的旋翼无人机并不能胜任。因此，目前采用固定规格桨臂、桨叶和动力电机组件的旋翼无人机无法同时满足不同使用场合的需求。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种能够根据不同的使用需求或环境而更换桨臂、电机和桨叶的旋翼无人机。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

一种旋翼无人机，包括：机身和至少两套规格不同的桨臂组件；所述至少两套规格不同的桨臂组件可替换地与机身连接；每套桨臂组件包括至少一个桨臂，设置于桨臂一端的电机以及与电机连接的桨叶；每套桨臂组件设置于机身的外侧，且与机身可拆卸连接。

进一步地，所述旋翼无人机包括至少一个机身连接件，其安装于机身；每套桨臂组件包括至少一个桨臂连接件，桨臂的另一端安装于桨臂连接件，桨臂连接件与机身连接件可拆卸连接。

进一步地，桨臂连接件和机身连接件中的一个包括第一管体和紧固螺环，所述紧固螺环套设于第一管体，其内表面具有内螺纹；桨臂连接件和机身连接件中的另一个包括第二管体，第二管体的外表面设置有外螺纹；当第一管体插入到第二管体内时，内螺纹与外螺纹相互咬合使第一管体与第二管体连接。

进一步地，第一管体外表面设置有限位凸起，所述紧固螺环具有一环状的锁紧部，锁紧部背离第二管体的一端设有压盖；内螺纹与外螺纹相互咬合，压盖抵紧限位凸起。

进一步地，所述限位凸起为环形，沿第一管体的外表面周向设置。

进一步地，所述限位凸起的外径大于所述压盖的内径，且所述限位凸起的外径小于所述锁紧部的内径。

进一步地，所述第一管体的外表面设置定位键，定位键沿第一管体的轴向延伸；第二管体的内表面设置定位槽，定位槽沿第二管体的轴向延伸；定位键与定位槽相互配合使第一管体和第二管体定位连接。

进一步地，所述第一管体的外表面设置定位槽，定位槽沿第一管体的轴向延伸；第二管体的内表面设置定位键，定位键沿第二管体的轴向延伸；定位槽与定位键相互配合使第一管体和第二管体定位连接。

进一步地，所述第一管体内设置有第一线路芯体，第一线路芯体的两端分别设置有线路插孔和第一线路，线路插孔与第一线路电性连接；所述第二管体内设置有第二线路芯体，第二线路芯体的两端分别设置有线路插针和第二线路，第二线路与线路插针电性连接；当线路插针插入线路插孔时，线路插针与线路插孔电性连接，使得第一线路与第二线路导通。

进一步地，所述第一管体内设置有第一线路芯体，第一线路芯体的两端分别设置有线路插针和第一线路，线路插针与第一线路电性连接；所述第二管体内设置有第二线路芯体，第二线路芯体的两端分别设置有线路插孔和第二线路，第二线路与线路插孔电性连接；当线路插针插入线路插孔时，线路插针与线路插孔电性连接，使得第一线路与第二线路导通。

进一步地，所述至少两套桨臂组件中的任何一套的桨臂的尺寸、电机的功率以及桨叶的尺寸与其余套桨臂组件的不相同。

与现有技术相比较，本发明实施例的旋翼无人机包括至少两套规格不同的桨臂组件，其可替换地与机身连接，用户可根据需求或使用环境，安装可满足需求或使用环境的桨臂组件。

【附图说明】

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本发明实施例提供的旋翼无人机的立体图；

图2为图1所示的旋翼无人机的桨臂组件的分解图；

图3为本发明实施例提供的旋翼无人机的机身连接件和桨臂连接件的分解图；

图4为图3中的机身连接件和桨臂连接件的剖视图；

图5为图4的机身连接件和桨臂连接件的装配图。

【具体实施方式】

为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，为本发明实施例提供的一种旋翼无人机100，包括机身10和至少两套规格不同的桨臂组件30。所述至少两套规格不同的桨臂组件30可替换地与机身10连接。

请一并参阅图2，每套桨臂组件30包括至少一个桨臂连接件300，至少一个桨臂310，至少一个电机320和至少一个桨叶330。桨臂310包括电机安装座312，其设置于桨臂310的一端，桨臂310的另一端可拆卸地安装于桨臂连接件300。电机320可拆卸地安装于电机安装座312，桨叶330安装于电机320。

桨臂310为管状结构，在与电机安装座312相对的一端具有至少两个第一安装孔3102，第一安装孔3102沿桨臂310的周向均匀分布。

在一些实施例中，每套桨臂组件30包括四个桨臂连接件300，四个桨臂310，四个电机320和四个桨叶330，四个桨臂连接件300可均匀分布于机身10的外围。在其他一些实施例中，桨臂连接件300，桨臂310，电机320和桨叶330的数量可根据情况增加或减少，例如，减少至1个，2个或者增加至6个。

每套桨臂组件30的桨臂310，电机320和桨叶330的规格与其他套桨臂组件30的桨臂310，电机320和桨叶330的规格不同，例如，不同尺寸的桨臂310，不同功率的电机320，不同尺寸的桨叶330。

在一些实施例中，所述至少两套桨臂组件30包括，例如，3套桨臂组件30，分别具有三种不同的规格：轻载小规格等级、轻载中规格等级、重载大规格等级。轻载小规格等级桨臂组件30包括短型桨臂310、小功率电机320、小尺寸桨叶330，其桨叶小、力效比较低、整机重量较轻，用以执行正常轻载飞行任务。轻载中规格等级桨臂组件30包括中型桨臂310、低速中等功率电机320、较大尺寸桨叶330，其力效比高、整机重量较轻、电机输出功率较低，用以执行超长续航要求的轻载飞行任务。重载大规格等级桨臂组件30包括长型桨臂310、中速大功率电机320、大尺寸桨叶330，其力效比较高、整机重量大(中速大功率电机320体积较大，且机身10需负载重物)、电机320输出功率高，用以执行重载需求的飞行任务，或环境较恶劣的飞行任务(如起风或其它阻力气流的环境)。

请参阅图3和图4，桨臂连接件300为管状结构，包括第一管体302和紧固螺环304。第一管体302的一端具有至少两个第二安装孔3022，外表面设置有限位凸起3024。限位凸起3024为环形，沿外表面的圆周而设置。紧固螺环304套设于第一管体302，其包括环状的锁紧部3042和压盖3044。锁紧部3042内表面具有内螺纹3040，一端延伸出压盖3044。压盖3044设置于限位凸起3024与第二安装孔3022之间。限位凸起3024的外径大于压盖3044的内径，且限位凸起3024的外径小于所述锁紧部3042的内径。在其他一些实施例中，限位凸起3024可为凸起块，数量可为一个或多个，用于限制压盖3044向远离第二安装孔3022的方向移动。

第一管体302的外表面设置有定位键3026，其为沿第一管体302的轴向设置的条状凸起。

桨臂连接件300还包括一第一线路芯体306，其设置于第一管体302内。在第一线路芯体306的两端分别设置有线路插孔3062和第一线路3064，线路插孔3062和第一线路3064电性连接。第一线路3064比线路插孔3062更靠近第二安装孔3022，用于电性连接电机320。线路插孔3062沿第一管体302的轴向设置。

桨臂310安装于桨臂连接件300时，第一安装孔3102与第二安装孔3022位置相对应，螺钉穿过第一安装孔3102和第二安装孔3022，将桨臂310和桨臂连接件300固定在一起。

在一些实施例中，桨臂310和桨臂连接件300之间也可采用其他的可拆卸安装方式进行安装，如桨臂310和桨臂连接件300中的一个的外表面具有外螺纹，另一个的内表面具有内螺纹，通过内、表螺纹的咬合将桨臂310和桨臂连接件300固定在一起。

在一些实施例中，桨臂310和桨臂连接件300之间也可采用一些不可拆卸的安装方式进行安装，例如，将桨臂310直接焊接于桨臂连接件300。

所述旋翼无人机100还包括至少一个机身连接件20，机身连接件20亦为管状结构，包括第二管体202和机身安装部204。第二管体202的内径略大于第一管体302的外径，第一管体302可插入第二管体202内。第二管体202外表面的一端设置有外螺纹2020，用于与紧固螺环304的内螺纹3040配合。机身安装部204设置于第二管体202的另一端，其包括至少两个第三安装孔2040，用于将机身连接件20安装于机身10。第二管体202的内表面还设置有一定位槽2026，其沿第二管体202的轴向设置，用于与第一管体302的定位键3026配合。在本实施例中，定位槽2026为沿第二管体302的轴向设置的条状凹槽。

每个机身连接件20还包括第二线路芯体206，其设置于第二管体202内。在第二线路芯体206的两端分别设置有线路插针2062和第二线路2064，线路插针2062和第二线路2064电性连接。线路插针2062比第二线路2064更靠近外螺纹2020，第二线路2064用于电性连接机身10中的电子元器件，线路插针2062沿第二管体202的轴向设置，其位置与线路插孔3062相对应，用于插入线路插孔3062，实现电机320与机身10中的电子元器件的电性连接。

上述机身10内包括由MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)等电子元器件组成的控制电路组件，该控制电路组件包括多个控制模块，如用于控制无人机飞行姿态的飞行控制模块、用于导航无人机的北斗模块、以及用于处理相关机载设备所获取的环境信息的数据处理模块等。

请复参阅图1，机身10包括安装槽104，机身安装部204收容于安装槽104，通过螺钉安装于第三安装孔2040将机身连接件20安装于机身10。

在一些实施例中，机身连接件20可通过其他实施方式安装于机身10，例如，卡扣连接或螺纹连接等，还可以直接焊接于机身10。

本发明实施例的旋翼无人机100还包括电池40和起落架50。起落架50安装于机身10的底部。机身10包括一收容腔102，电池40可拆卸地安装于收容腔102内。

请参阅图5，安装一套桨臂组件30于机身10时，将定位键3026对准定位槽2026，在定位键3026和定位槽2026的引导下，第一管体302插入第二管体202内，同时线路插针2062对准线路插孔3062插入。在紧固螺环304的内螺纹3040与外螺纹2020接触时，转动紧固螺环304，使得紧固螺环304的内螺纹3040与外螺纹2020咬合，在压盖3044抵紧限位凸起3024时，线路插针2062完全插入线路插孔3062，此时，桨臂连接件300固定于机身连接件20，实现了桨臂组件30安装于机身10。

需要更换其他规格的桨臂组件30时，转动紧固螺环304，松开紧固螺环304的内螺纹3040与外螺纹2020之间的咬合，将第一管体302从第二管体202拔出，将原来的桨臂组件30从机身10拆下。按照上述的安装过程，将其他规格的桨臂组件30的第一管体302安装于机身连接件20的第二管体202，即可完成其他规格的桨臂组件30的更换。

在本发明实施例中，不同规格的桨臂组件30包括各自的桨臂连接件300、桨臂310，电机320、桨叶330；不同规格的桨臂组件30的桨臂连接件300是完全相同的，与同样的机身连接件20匹配。当使用环境和需求变化，可根据需要灵活更换符合使用要求的桨臂组件30。

而且，借助紧固螺环304的内螺纹3040和第二管体302的外螺纹2020的配合，以及压盖3044和限位凸起3024的配合，可实现桨臂组件30快速安装于机身10，或快速从机身10拆卸下来。

另外，借助定位键3026和定位槽2026的配合，可实现第一管体302和第二管体202的定位连接，还可防止第一管体302和第二管体202沿其周向松动。

在本实施例中，第一管体302和第二管体202的横截面皆为圆形，在其他一些实施例中，第一管体302和第二管体202的横截面也可为椭圆形，正方形或长方形等。

在本实施例中，线路插孔3062设置于第一管体302，线路插针2062设置于第二管体202，而在其他一些实施例中，线路插孔3062和线路插针2062的位置可以交换，也即线路插孔3062设置于第二管体202，线路插针3062设置于第二管体302；线路插孔3062和线路插针2062也可由其他可插拔结构代替，如线路插孔3062和线路插针2062分别替换成插座和插头。

在本实施例中，紧固螺环304和限位凸起3024设置于第一管体302，外螺纹2020设置于第二管体202，而在其他一些实施例中，紧固螺环304和限位凸起3024与外螺纹2020的位置可以交换，也即紧固螺环304和限位凸起3024可设置于第二管体202，外螺纹2020设置于第一管体302，第二管体202的外径略小于第一管体302的内径，第二管体202可插入第一管体302内。

在本实施例中，定位键3026设置于第一管体302，定位槽2026设置于第二管体202，而在其他一些实施例中，定位键3026和定位槽2026的位置可以交换，也即定位键3026设置于第二管体202的内表面，而定位槽2026设置于第一管体302的外表面。

本领域的技术人员应明白，桨臂组件30也可采用其他的可拆卸方式安装于机身10，例如，机身连接件20和机臂连接件300可省略，机身10上设置有卡槽，桨臂310设置有卡接部，卡接部可拆卸地收容并固定于卡槽内，将桨臂310安装于机身10。使用环境变化时，可将桨臂310从机身10拆下，安装上其他规格的桨臂组件30的桨臂310。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。