一种多旋翼飞行器及其机架的制作方法

本实用新型涉及一种机器人及其配件，特别涉及一种多旋翼飞行器及其机架。

背景技术：

多旋翼飞行器是近年来兴起的一种机器人，由于其操控方便，简单实用，价格便宜，广泛应用在航拍、娱乐、监测领域。

四旋翼飞行器采用四个旋翼作为飞行的直接动力源，旋翼对称分布在机体的前后、左右四个方向，四个旋翼处于同一高度平面，且四个旋翼的结构和半径都相同，旋翼1和旋翼3逆时针旋转，旋翼2和旋翼4顺时针旋转，四个电机对称的安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。

中国申请号为“201510110861.X”的专利申请公开了一种多旋翼飞行器机架，其利用了空气流体原理设计了一种机架，降低了飞行阻力，提高了飞行效率和能源利用率，跟大多多旋翼飞行器情况类似，但是样式单一。

中国申请号为“200820222484.4”的专利申请公开了一种可折叠的四轴多旋翼飞行器，利用双面螺旋桨和轴向可折叠设计，使得支撑臂可收拢于主机体下方,呈类似柱状体,结构紧凑,体积小巧,便于携带运输。该折叠机构较为复杂，且支撑臂折叠处成为结构最脆弱的部分。

中国申请号为“201510081637.2”的专利申请公开了一种插拔式模块化多旋翼飞行器机架，实现了机架的模块化组装，该申请涉及的飞行器机架结构复杂，拆装不便。

中国申请号为“201510996198”的专利申请公开了一种可拼装多旋翼飞行器，其采用乐高式的零部件实现拼接，其拼装过程繁琐，拆装不便，而且强度不高，小零件容易散落。

因此，需要对现有的多旋翼飞行器进行改进，在可玩性和简化之间实现平衡。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种模块化的多旋翼飞行器机架。

本实用新型采用的技术方案是这样的：一种多旋翼飞行器机架，包括至少两个分体，每一分体上设有可相互串接的扩展连接部，分体之间可通过扩展连接部串接并层叠。模块化的机架，可扩展性好，形态丰富，可复用性高。

进一步，所述连接为沿竖直方向连接。竖直方向具有更大的扩展空间，扩展之后对 飞行器的平衡的影响小。

进一步，所述分体上设有中心架，所述扩展连接部位于中心架上。从中心架扩展机架，对机架平衡性的影响更小，而且相对更为美观。所述扩展部上还设有电性扩展连接端。

更进一步，所述扩展连接部包括可相互插接的扩展连接口和扩展连接头。可形成扩展链，扩展性更好。

更进一步，所述扩展连接口为凹形，所述扩展连接头为凸形。插接效果更好。

更进一步，所述扩展连接口的内轮廓和扩展连接头的外轮廓的横截面均为圆形。圆形没有方向性，插接更方便。

更进一步，所述相互连接的扩展连接口与扩展连接头之间可相对转动。可实现对分体之间相位角的调整，实现更为丰富的机架类型；而且，也可以用于折叠，提高便携性。

更进一步，该机架上还包括琐止装置，分体之间通过锁止装置琐定。锁定分体之间的相互位置关系，使用过程中不变形，稳定可靠。

进一步，所述分体上设有至少一个用以安装旋翼的悬臂。

更进一步，所述机架上的悬臂呈辐射状分布。对称性好，降低了车架平衡的调节难度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：通过扩展连接部实现了一种模块化的机架，配置灵活、安装方便，可复用性强，实现的机架形态丰富，类型多样。

本实用新型还公开了一种利用上述机架设计的多旋翼飞行器。丰富了多旋翼飞行器的结构和形态，模块化的结构提高了装卸效率和可复用性，保护现有投资，降低了生产和学习成本。

附图说明

图1是本实用新型多旋翼飞行器示意图。

图2是本实用新型多旋翼飞行器分解示意图图。

图3是本实用新型机架分解示意图。

图4是本实用新型机架折叠后的示意图。

图5是本实用新型分体分解示意图。

图6是本实用新型中心扩展架图5所示A-A剖视示意图。

图7是本实用新型机架及旋翼组件的水平投影示意图。

图8是本实用新型机架图6所示左侧示意图。

图中标记：1为机架，11为分体，111为扩展架，1111为扩展连接头，1112为扩展连接口，112为悬臂，2为旋翼组件，21为马达，22为螺旋桨，31为雷达，32为起落架，33为电动云台。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、2所示，一种多旋翼飞行器，包括机架1、旋翼组件2、控制器、供电装置和扩展模块，旋翼组件2、控制器和供电装置之间通过导线电性连接并被共同安装于机架1上，扩展模块包括但不限于电动云台33、雷达31和起落架32，起落架32安装于机架1的下面，电动云台33安装于起落架32的下面，雷达31安装于机架1的上面。采用模块化的扩展方式，提高了扩展性，解耦了模块之间的复杂连接关系，简化了连接方式，提高了装配效率。

如图3所示，上述机架1包括多个沿竖直方向首尾连接的模块化的分体11，模块化装配方便灵活，分体11之间可绕连接处相对转动，方便折叠和调节相位角，如图4所示，机架折叠后，机架呈上下层叠的一字形，占用空间大大降低。本实施例中分体11的数量包括但不限于两个、三个、四个等，更多的分体首尾连接成更多样化的机架1，模块化的分体11的扩展方式，保护了现有投资，增减分体的数量即可变换出多种类型的机架。

如图5所述，上述分体11包括悬臂112和中心扩展架111，悬臂112呈辐射状安装于中心扩展架111上，旋翼组件2安装于悬臂112的外端。相连的两个分体11上的悬臂112在离中心扩展架111等距的竖直方向上存在间隙，避免相连两个分体在旋转折叠时发生干涉；不同分体11上的悬臂112的长度可以不等，丰富了机架的结构和造型。本实施例的中心扩展架111上悬臂112的数量包括但不限于两个、三个、四个等，相互之间可组合成形态丰富的机架，甚至单个分体也可作为机架使用，简单方便。本实施例中悬臂112呈辐射状安装于中心扩展架111上，在其他实施例中也可以是H型机架；中心扩展架111用于扩展外部扩展模块和或机架，分体11的重心位于中心扩展架111所在的轴向空间内，使得扩展后的多旋翼飞行器受扩展模块的重力不对称的影响更小。本实施例中机架1上的悬臂112呈辐射状分布，平衡性好而且美观，在其他实施例中也可以是其他具有基本中心对称的结构即可。

如图6所示，上述中心扩展架111上设有扩展连接装置，中心扩展架通过扩展装置扩展外部扩展模块和或机架，增强了飞行器的扩展性；该扩展连接装置为扩展连接部，使用方便快捷，扩展连接部包括一对可相互插接配合的扩展连接头1111和扩展连接口1112。扩展连接头1111和扩展连接口1112分别位于中心扩展架111的上下两端并且同轴。分体11之间通过扩展连接头1111与扩展连接口1112插接，形成扩展链，即插即用，扩展性强；本实施例中的扩展连接头1111位于中心扩展架111的上端，扩展连接扣1112位于中心扩展架111的下端，在其他实施例中扩展连接头1111与扩展连接口1112的位置可以互换，效果等同。扩展连接头1111为凸形，扩展连接口1112为凹形，插接方便。扩展连接头1111的外轮廓和扩展连接口1112的内轮廓为圆形，插接更方便，而且可相对转动,因而机架可以相对转动，因而可折叠或调节相位角，折叠后可减小机架体积。中心扩展架111上下轴向导通，可用于安装电子器件，如控制器、电池等，既保护了电子器件，又美观。扩展连接口1112内和扩展连接头1111上沿周向设有环状电性扩展连接端，电性扩展连接端与控制器电性连接，电性扩展连接端采用标准总线，该标准总线包括但不限于USB、I2C、CAN总线标准，标准化的扩展，兼容性更好，产业协作成本更低。本实施例中的电性扩展连接端为环状，可在扩展连接头与扩展连接口相对旋转时保持接触良好，在其他实施例中，也可以是其他形状，只要能实现电性连接即可。扩展连接口1112与扩展连接头1111上可设有倒角，方便插接安装。中心扩展架111上设有锁止装置，以便琐定相连的分体或外部扩展模块，琐止装置设置在扩展架上不易散落，使用方便。本实施例中扩展连接口1112和扩展连接头1111为圆形，方便插接，利于转动，在其他实施例中，扩展连接口1112内表面和扩展连接头1111外表面的横截面可以为多边形或其他形状，只要能够相互插接即可。多个中心扩展架111之间可通过扩展连接口1112和扩展连接头1111首尾扩展连接成扩展链，既扩展了功能，又保留了继续扩展的空间。

上述锁止装置包括但不限于销固定、螺纹固定、卡扣固定、磁连接或者扩展连接头1111与扩展连接口1112之间过盈配合，只要能锁定分体和扩展模块即可，以便在使用时形成稳定的机架。

再参考图7、图8所示，旋翼组件2包括动力装置21和螺旋桨22，动力装置21竖直安装于悬臂112的外端，螺旋桨22安装于动力装置21上，相连两个分体11上的螺旋桨22的半径可以不等，丰富了多旋翼飞行器的造型；相连两个分体11上的螺旋桨22在竖直方向上存在间隙；更进一步，相连上下两个分体11中，下面分体11上的螺旋桨22的转动轨迹与上面分体11上的悬臂112在竖直方向存在间隙，避免使用和折叠时发生干涉；不同 分体11上的螺旋桨22的转动轨迹在水平面上的投影可存在交叉，充分利用立体空间，提高空间利用率，丰富了多旋翼飞行器的造型。本实施例中的动力装置21包括但不限于内燃机、马达，只要能提供动力即可。

再参考图1、2，雷达31上设有与机架上的扩展连接头1111配合的连接口，雷达31通过连接口与机架1上的扩展连接头1111机械连接和电性连接，扩展了飞行器的雷达功能。起落架32的上下沿轴向分别设有扩展连接头1111和扩展连接口1112，起落架32通过其上的扩展连接头1111与机架1上的扩展连接口1112连接，起落架32上的扩展连接口1112可用于扩展其他外部扩展模块。电动云台33上设有与机架1上的扩展连接口1112配合的连接头，该连接头与起落架32上的扩展连接口1112机械连接和电性连接，从而实现控制器对电动云台33的控制，实现了扩展。扩展模块的重心优选为位于扩展连接口所在的轴向空间内，减小扩展后重力不对称对飞行器平衡负载的影响。

本实施例的有益效果在于：

通过扩展连接装置增强了多旋翼飞行器的扩展性；进一步地，利用扩展部简化了扩展方式；更进一步地，通过可相互连接的扩展连接头和扩展连接口实现了连续扩展；圆形的扩展连接口和扩展连接头插接更为方便，并且可相互转动方便调整相位角，丰富了结构与造型，并且可折叠收合，减小了展开时的空间，便于包装运输；在扩展部上设有电性扩展连接端可同时实现机械扩展和电性扩展。模块化扩展方式，使用灵活，可复用性强,学习成本低，易于普及。

通过带有标准接口的扩展模块扩展飞行器，方便快捷，可组合性高，可复用性强；在扩展模块上设置扩展连接部可方便连续扩展。

通过若干带扩展连接部的分体扩展成机架，提高了分体的可复用性，丰富了机架结构和造型，统一的扩展连接部具有标准化的特点，保护了已有投资，并对后续的扩展模块的设计具有指导意义，标准化的扩展接口能大大降低了产业协作成本，其经济效益无可限量。

相连的上下两个分体上的悬臂在竖直方向留有间隙，下方的螺旋桨与上方的悬臂在竖直方向留有间隙，既可以避免在使用和折叠中发生干涉。不同直径的螺旋桨和不同长度的悬臂丰富了机架的结构；立体化的螺旋桨的位置布局，充分利用了空间，而且丰富了机架的结构和造型。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。