折叠式无人飞行器及其机臂的制作方法

本实用新型涉及无人飞行器技术领域，尤其涉及一种折叠式无人飞行器及其机臂。

背景技术：

目前，消费级的无人飞行器体积相对较大，不便于消费者的携带和收纳。而小型无人飞行器由于制造成本相对较低，体积小且便于携带，已成为飞行器的趋势。但是，现有的无人飞行器的机臂是不能折叠的，不利于无人飞行器向小型化发展。

因此，如何使无人飞行器处于闲置的非工作状态、非飞行状态时，使其占用的体积较少，便于收纳及携带，还有待于改进和发展。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提出一种折叠式无人飞行器及其机臂，使无人飞行器在非工作状态、非飞行状态所占用的体积最小，便于收纳和携带。

为实现上述目的，本实用新型提供一种折叠式无人飞行器的机臂，转动地连接于折叠式无人飞行器的安装部，所述机臂包括：机臂上盖；机臂下盖，与所述机臂上盖相扣合并通过一扣合部转动地连接于所述安装部；一对卡合部，设置于所述扣合部；旋转件，其上端与所述安装部的凹槽固定连接，其下端选择性地与所述一对卡合部中的任意一个相卡合或者相脱离；所述机臂相对于所述安装部具有第一位置和第二位置，当所述机臂处于第一位置时，所述机臂处于折叠状态，当所述机臂处于第二位置时，所述机臂处于展开状态，所述旋转件选择性地与其中一个卡合部相脱离，并随着所述机臂的转动，所述旋转件卡合至另一个卡合部，使所述机臂相对于所述安装部在所述第一位置和所述第二位置之间切换。

可选地，还包括底盖，所述底盖具有第一孔和与所述第一孔相邻设置的第二孔，所述机臂上盖的下端设有连接槽，所述机臂下盖朝向所述机臂上盖的一侧设有支座，通过螺丝依次穿过所述支座、所述第一孔和所述安装部卡入所述连接槽，使所述机臂上盖和所述机臂下盖扣合在一起。

可选地，所述旋转件包括本体、自所述本体的上端面朝向垂直于本体的方向等间隔凸伸形成的多个配合部，所述多个配合部卡入所述安装部的所述凹槽内，所述本体的下端面穿过所述第二孔并与任意一个卡合部相卡合。

可选地，所述一对卡合部位于所述支座的两侧。

可选地，所述支座和所述一对卡合部呈顶角为特定角度的等腰三角形。

可选地，所述一对卡合部分别设有一对开口，所述旋转件选择性地与其中一个开口相脱离或者相卡合，并与另一个开口相卡合或者相脱离，使所述机臂在所述第一位置和所述第二位置之间切换。

可选地，所述开口的直径小于所述旋转件的截面直径。

可选地，所述开口呈C形。

可选地，所述旋转件包括顶珠、套设于所述顶珠的弹性元件以及转轴。

可选地，还包括底盖，所述底盖具有第一孔和与所述第一孔相连通的第二孔，所述机臂上盖具有连接孔，所述转轴与所述连接孔相对应，所述机臂下盖朝向所述机臂上盖的一侧设有支座，通过螺丝依次穿过所述支座、所述第一孔、所述安装部、所述连接孔、以及所述转轴，使所述机臂上盖和所述机臂下盖转动地扣合在一起。

可选地，所述顶珠包括顶珠本体、自所述顶珠本体的顶面凸伸形成的多个配合部、以及自所述顶珠本体的底面向下凸伸形成的扁球部，所述弹性元件套设于所述多个配合部，并卡入所述安装部的所述凹槽，机臂下盖还包括与所述一对卡合部相连接的突起，当所述机臂转动时，所述扁球部与所述任一个卡合部相卡合或者相脱离。

可选地，所述多个配合部呈十字形。

可选地，所述配合部的数量为4个。

可选地，所述旋转件还包括阻尼组件，所述阻尼组件包括阻尼圈和多个阻尼垫片，所述阻尼圈和阻尼垫片层叠设置于所述机臂上盖与所述安装部之间，在组装所述机臂上盖和所述机臂下盖时，所述螺丝穿过所述阻尼组件。

此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种折叠式无人飞行器，包括机身、设置于所述机身两个侧面的多个安装部以及转动地连接于所述安装部的机臂，所述机臂为上述任一项所述的机臂。

可选地，还包括动力装置及位于所述动力装置上的旋转桨，所述动力装置固定于所述机臂远离所述安装部的一端，所述动力装置驱动所述旋转桨旋转。

可选地，所述安装部包括主体、自所述主体延伸形成的连接部、以及形成于所述主体和所述连接部之间的间隙，所述连接部包括转动部，所述连接部设有孔，所述转动部设于所述孔内并相对于所述连接部转动，所述转动部具有中心孔，所述凹槽形成于所述转动部的下端。

可选地，所述动力装置的线缆收容于所述机臂上盖和机臂下盖扣合形成的线缆收容空间内，并部分伸出所述线缆收容空间。

可选地，所述转动部与所述孔之间具有出线孔以及与所述出线孔相连通的间隙，所述动力装置的线缆从所述出线孔伸入所述安装部，再从所述间隙伸出，并连接至主控制板，进而将所述动力装置与所述主控制板电性连接在一起。

可选地，所述连接部还包括凸伸设置的限位部，所述限位部用于所述机臂在所述第一位置与所述第二位置之间切换时进行二次限位。

本实用新型提出的折叠式无人飞行器及其机臂，通过转动机臂，使得旋转件与机臂下盖的其中一个卡合部相脱离，并与另一个卡合部相卡合，实现了机臂可相对于机身处于展开状态或者折叠状态，便于折叠式无人飞行器在非工作状态、非飞行状态所占用的体积最小，方便使用者收纳和携带。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例提供的折叠式无人飞行器的立体图，所述折叠式无人飞行器处于展开状态，其包括机臂、安装部；

图2为图1中折叠式无人飞行器的处于折叠状态的立体图；

图3为图1中机臂与安装部的组装图；

图4为图3中机臂与安装部的分解图；

图5为图3中机臂与安装部的剖视图；

图6为本实用新型第二实施例提供的折叠式无人飞行器的立体图，折叠式无人飞行器处于展开状态，其包括机臂、安装部；

图7为图6中折叠式无人飞行器的处于折叠状态的立体图；

图8为图6中机臂与安装部的组装图；

图9为图8中机臂与安装部的分解图，机臂包括旋转件，该旋转件包括顶珠；

图10为图8中机臂与安装部的剖视图；

图11为图10中的局部剖视图；

图12为图9中顶珠的局部放大图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

请参照图1，为本实用新型第一实施例提供的折叠式无人飞行器100的立体图。在本实施例中，折叠式无人飞行器100用于搭载照相机、摄像机等拍摄装置进行航拍作业、地图测绘、灾情调查和救援、空中监控、输电线路巡检等工作。折叠式无人飞行器100在飞行过程中具有偏航、横滚、俯仰中的一种或者以上的飞行姿态。

请同时参照图1-2，折叠式无人飞行器100包括机身10、多个机臂20、动力装置30、以及旋转桨40。多个机臂20活动地连接于机身10的两侧。当折叠式无人飞行100处于非飞行状态时，多个机臂20能够相对于机身10转动，收拢于机身10的周围呈折叠状态(如图2所示)并处于第一位置，此时，折叠式无人飞行器100所占用的空间较小，便于收纳及携带。当折叠式无人飞行器100处于飞行状态时，多个机臂20可以相对于机身展开并处于第二位置。

机身10大致呈长方体，其包括机头部11、与机头部11相对设置的机尾部12、第一侧表面13、与第一侧表面13相对设置的第二侧表面14、以及多个安装部15。在其他本实施例中，机身10的形状还可以是球体、椭圆体等。

在本实施例中，机头部11和机尾部12分别位于机身10相对的两个短边的端面，第一侧表面13和第二侧表面14分别位于机身10相对的两个长边的端面。安装部15由第一侧表面13、第二侧表面14的表面朝向远离第一侧表面13、第二侧表面14的方向凸伸形成。

请同时参照2-3，安装部15包括主体151、连接部152、以及形成于主体151和连接部152之间的间隙153。连接部152自主体151远离机身10一侧的表面延伸形成。在本实施例中，连接部152的截面长度，小于主体151的截面长度。

连接部152包括转动部154、自连接部152侧面凸伸形成的限位部155。具体地，连接部152的中心处设有孔。转动部154设置于该孔内，并可以相对于连接部152转动。转动部154的中心处具有中心孔156。在本实施例中，中心孔156与连接部152的孔同轴。转动部154的下端具有凹槽157(如图5所示)。

进一步地，转动部154的形状可以是圆环体，也可以是具有缺口的不规则的圆环体。当转动部154为具有缺口的不规则的圆环体时，在转动部154与孔之间形成出线孔158。出线孔158和间隙153用于动力装置30的线缆(图未示)进行走线，起到隐藏线路的作用。具体地，动力装置30的线缆从出线孔158伸入安装部15，再从间隙153伸出，并连接至主控制板，实现了动力装置30与主控制板的电性连接。

限位部155凸伸于安装部15的表面，用于避免机臂20在第一位置(处于折叠状态)至第二位置(处于展开状态)之间切换时进行二次限位。

请同时参照图4-5，机臂20与安装部15相匹配。优选地，多个机臂20可对称且转动地连接于机身的第一侧表面13和第二侧表面14上的安装部15，多个机臂20可以相对于机身10选择性地处于展开状态或者折叠状态。具体地，机臂20的一端(即连接端)转动地连接于安装部15，另一端(即自由端)相对于连接端转动，以远离或者靠近第一侧表面13或者/和第二侧表面14。

当机臂20处于展开状态时，机臂20的自由端远离第一侧表面13或者/和第二侧表面14，当机臂20处于折叠状态时，机臂20的自由端紧贴第一侧表面13或者/和第二侧表面14。

本领域技术人员可以理解的是，当机臂20处于展开状态与折叠状态时，机臂20的自由端相对于机身10的第一侧表面13或者/和第二侧表面14的距离不相同。具体地，机臂20在展开状态时相对于第一侧表面13或者/和第二侧表面14的距离，大于机臂20在折叠状态时相对于第一侧表面13或者/和第二侧表面14的距离。

机臂20的数量可以为多个，例如，2个、4个、6个等。在本实施例中，机臂20的数量为4个，并对称地设置于第一侧表面13和第二侧表面14。

请同时参照3-4，机臂20包括机臂上盖21、机臂下盖22、旋转件23、底盖24、以及螺丝25。机臂上盖21与机臂下盖22相扣合并通过一扣合部转动地连接于安装部，且旋转件23和底盖24均收容于机臂上盖21和机臂下盖22之中。

机臂上盖21包括上盖本体211、位于上盖本体211一端的第一连接端212、以及位于上盖本体211另一端的第一自由端213。其中，上盖本体211朝向机臂下盖22一侧的表面凸设多个凸柱215(如图5所示)。第一连接端212靠近安装部15，相对应地，第一自由端213远离安装部15。第一连接端212朝向机臂下盖22一侧的下端设有连接槽2121(如图5所示)。

机臂下盖22包括下盖本体221、位于下盖本体221一端的第二连接部222、以及位于下盖本体221另一端的第二自由端223。其中，第二连接端222与第一连接端212相匹配并靠近安装部15，相对应地，第二自由端223与第一连接端213相匹配并远离安装部15。

具体地，下盖本体221朝向机臂上盖21一侧的表面设有多个定位柱224，每个定位柱224开设有定位孔2241。当机臂上盖21与机臂下盖22相扣合时，上盖本体211的多个凸柱215分别插入对应的定位孔2241内。

第二连接端222朝向第一连接端212一侧的表面设有支座225。一对卡合部226设置于扣合部。支座225的位置与安装部15上的中心孔156的位置相对应，且支座的中心处开设通孔2251。该一对卡合部226位于支座225的两侧。

进一步地，在本实施例中，以一对卡合部226相对于支座225呈轴对称设置。

更进一步地，在本实施例中，若将支座225作为顶角、一对卡合部226作为两个底角，将支座225分别与一对卡合部226的连线作为腰，一对卡合部226的连线作为底边，则支座225与一对卡合部226呈顶角为特定角度的等腰三角形。

优选地，该特定角度可以是90度。

每个卡合部226大致呈柱形，设有开口2261，一对卡合部226的两个开口2261相对设置。

进一步地，开口2261呈C形。

当机臂上盖21与机臂下盖22组装在一起时，动力装置30安装于机臂20的第一自由端213。

旋转件23的上端与安装部15内的凹槽157固定连接，其下端与一对卡合部226相卡合。

底盖24具有第一孔241和第二孔242。其中，第一孔241设置于底盖24的中心处，并与机臂上盖21的连接槽2121、安装部15的中心孔156、以及机臂下盖22的通孔2251相对应。第二孔242与第一孔241相邻设置，并相对于第一孔241更靠近安装部15。旋转件23穿过第二孔242，其上端与安装部15的凹槽157相配合，其下端卡合于机臂下盖22的任意一个卡合部226内。

组装机臂20与安装部15时，安装部15位于机臂上盖21与机臂下盖22之间，并位于底盖24的上方。旋转件23的下端与其中一个卡合部226的开口2261相卡合，其上端穿过第二孔242并卡入安装部15的凹槽157内。螺丝25从机臂下盖22下端的通孔2251插入机臂下盖22，并依次穿过底盖24的第一孔241、安装部15的中心孔156、以及机臂上盖21的连接槽2121，从而将机臂上盖21、机臂下盖22、底盖24与安装部15固定在一起。此时，旋转件23处于第一位置。当旋转机臂20时，带动转动部154相对于安装部15的主体151旋转，旋转件23与卡合部226的开口2261相脱离，并随着机臂20的转动，旋转件23卡合至另一个卡合部226的开口2261内，此时，旋转件23由第一位置旋转至第二位置。

进一步地，在本实施例中，旋转件23为旋转固定柱，包括圆柱状的本体231、以及自本体231上端面朝向垂直于本体231的方向等间隔凸伸形成的多个配合部232。本体231呈柱形体，其下端面与卡合部226的开口2261相卡合。在本实施例中，配合部232的数量为四个，四个配合部232大致呈“十”字形，用于卡入安装部15的凹槽157内。

更进一步地，本体231的截面直径大于开口2261的开口直径。

更进一步地，开口2261具有弹性，利用开口2261自身的弹性力，使得旋转件23能够卡入开口2261，或者，从开口2261中旋出。

动力装置30连接于机臂20的自由端，用于为折叠式无人飞行器100的飞行提供动力。动力装置30可以是电机，例如，交流电机或者直流电机。动力装置30响应于折叠式无人飞行器100的飞行控制器的指令信号，以带动旋转桨40转动，为折叠式无人飞行器100的起飞提供上升力。

进一步地，动力装置30的线缆收容于机臂上盖21和机臂下盖22扣合形成的线缆收容空间(图未示)内，并部分伸出于该线缆收容空间。

进一步地，旋转桨40上可以设置螺旋桨(图未示)，当动力装置30启动时，驱动旋转桨40带动螺旋桨旋转，为折叠式无人飞行器100提供上升动力。

操作折叠式无人飞行器100时，旋转件23与机臂下盖22的其中一个卡合部226相卡合，并位于第一位置，对应折叠式无人飞行器100的机臂20相对于机身10处于第一状态(例如：展开状态或者折叠状态)。当旋转机臂20，使得机臂20带动转动部154相对于安装部15的主体151转动，旋转件23与其中一个卡合部226的开口2261相脱离，并随着机臂20的转动，旋转件23卡合至另一个卡合部226的开口2261内，使旋转件23由第一位置旋转至第二位置，对应折叠式无人飞行器100的机臂20相对于机身10处于第二状态(例如：折叠状态或者展开状态)。

本实用新型提供的折叠式无人飞行器100，通过转动机臂20，使得旋转件23与机臂下盖22的其中一个卡合部226相脱离，并与另一个卡合部226相卡合，实现了机臂20可相对于机身10处于展开状态或者折叠状态，便于折叠式无人飞行器100在非工作状态、非飞行状态所占用的体积最小，方便使用者收纳和携带。

请参照图6，为本实用新型第二实施例提供的折叠式无人飞行器200的立体图。在本实施例中，折叠式无人飞行器200与第一实施例中的折叠式无人飞行器100的结构基本相同。折叠式无人飞行器200包括机身10’、多个机臂20’、动力装置30’、以及旋转桨40’。多个机臂20’活动地连接于机身10’的两侧，当折叠式无人飞行器200处于飞行状态时，多个机臂20’可以相对于机身展开。当折叠式无人飞行200处于非飞行状态时，多个机臂20’能够相对于机身10’转动，并收拢于机身10’的周围呈折叠状态(如图7所示)，此时，折叠式无人飞行器200所占用的空间较小，便于收纳及携带。

在本实施例中，折叠式无人飞行器200中的机身10’、动力装置30’、以及旋转桨40’的结构与第一实施例中的折叠式无人飞行器100所对应的机身10、动力装置30、以及旋转桨40的结构相同，对于相同的内容，本实施例在此不再赘述。本实施例中的折叠式无人飞行器200与第一实施例的区别在于：机臂20’的结构不同。

请同时参照图8-11，机臂20’包括机臂上盖21’、机臂下盖22’、旋转件23’、底盖24’、螺丝25’、以及阻尼组件26’。机臂上盖21’与机臂下盖22’通过螺丝25’转动地扣合在一起，且旋转件23’、底盖24’、以及阻尼组件26’均收容于机臂上盖21’和机臂下盖22’之中。

机臂上盖21’包括上盖本体211’、位于上盖本体211’一端的第一连接端212’、位于上盖本体211’另一端的第一自由端213’、以及形成于所述第一连接端212’的连接孔214’。其中，上盖本体211’朝向机臂下盖22’一侧的表面凸设多个凸柱215’(如图10所示)。第一连接端212’靠近安装部15’，相对应地，第一自由端213’远离安装部15’。

机臂下盖22’包括下盖本体221’、位于下盖本体221一端的第二连接部222’、以及位于下盖本体221’另一端的第二自由端223’。其中，第二连接端222’与第一连接端212’相匹配并靠近安装部15’，相对应地，第二自由端223’与第一连接端213’相匹配并远离安装部15’。

具体地，下盖本体221’朝向机臂上盖21’一侧的表面设有多个定位柱224’，每个定位柱224’开设有定位孔2241’。当机臂上盖21’与机臂下盖22’相扣合时，上盖本体211’的多个凸柱215’分别插入对应的定位孔2241’内。

第二连接端222’朝向第一连接端212’一侧的表面设有支座225’、一对卡合部226’、以及连接一对卡合部226’的突起227’。支座225’的位置与安装部15’的中心孔156’的位置相对应，且支座的中心处开设通孔2251’。一对卡合部226’位于支座225’的两侧’。

进一步地，在本实施例中，以一对卡合部226’相对于支座225’呈轴对称设置。

更进一步地，在本实施例中，若将支座225’作为顶角、一对卡合部226’作为两个底角，将支座225’分别与一对卡合部226’的连线作为腰，一对卡合部226’的连线作为底边，则支座225’与一对卡合部226’呈顶角呈特定角度的等腰三角形。

优选地，该特定角度的数值范围是80度至120度。

每个卡合部226’大致呈柱形，设有开口2261’，一对卡合部226’的两个开口2261”相对设置。

突起227’的两端分别与一对卡合部226’的两个开口2261’连接。突起227’的顶面与卡合部226’的顶面相平齐。优选地，突起227’为过度带。

旋转件23’包括顶珠27’、弹性元件28’、以及转轴29’。

请参照图12，顶珠27’包括顶珠本体271’、自顶珠本体271’的顶面向上凸伸形成的配合部272’、以及自顶珠本体272’的底面向下凸伸形成的扁球部273’。顶珠本体271’大致呈方形板状。配合部272’的截面直径小于顶珠本体271’的宽度，其大致“十”字形，用于卡入安装部15’的凹槽157’(如图11所示)内。扁球部273’的直径也小于顶珠本体271’的宽度，用于与任意一个卡合部226’相卡合。

弹性元件28’的一端套入顶珠27’的配合部272’，另一端抵持在安装部15’包围凹槽157’的顶壁。在本实施例中，弹性元件28’为螺旋式弹簧。

转轴29’与机臂上盖21’的连接孔214’相卡合，并透过连接孔214’外露于机臂上盖21’(如图6-7所示)。转轴29’的下面具有轴孔291’。

底盖24’具有第一孔241’和第二孔242’。其中，第一孔241’设置于底盖24’的中心处，并与机臂上盖21’的连接孔214’相对应。第二孔242’与第一孔241’相连通。顶珠27’及套于顶珠27’上的弹性元件28’穿过第二孔242’，并夹持在安装部15’的凹槽157’与机臂下盖22’的任意一个卡合部226’内。

阻尼组件26’包括阻尼圈261’和多个阻尼垫片262’。阻尼圈261’和阻尼垫片262’层叠设置在安装部15’的转动部154’的上面，起到增加旋转机臂20’的阻力的作用。

组装机臂20’与安装部15’时，安装部15’位于机臂上盖21’与机臂下盖22’之间，并位于底盖24’的上方，底盖24’置于机臂下盖22’的第二连接端222’内。将弹性元件28’套设于顶珠27’的配合部272’，且配合部272’和弹性元件28’收容于安装部15’的凹槽157’内。顶珠27’的扁球部273’卡合于其中一个卡合部226’。在螺丝25’上套设阻尼垫片262’，且螺丝25’从机臂下盖22’下端的通孔2251’插入机臂下盖22’，并依次穿过底盖24’的第一孔241’、安装部15’的中心孔156’、阻尼垫片262’、阻尼圈261’、机臂上盖21’的连接孔214’、以及转轴29’的轴孔291’内，从而将机臂上盖21’、机臂下盖22’、底盖24’与安装部15’固定在一起。此时，顶珠27’处于第一位置。当旋转机臂20’时，带动转动部154’相对于安装部15’的主体151’旋转，顶珠27’与卡合部226’的开口2261’相脱离，弹性元件28’被压缩，并随着机臂20的转动，逐渐与突起227’接触，并在弹性元件28’的弹性力作用下，由突起227’卡合至另一个卡合部226’的开口2261’内，此时，顶珠27’由第一位置旋转至第二位置。

操作折叠式无人飞行器200时，顶珠27’与机臂下盖22’的其中一个卡合部226’相卡合，并位于第一位置，对应折叠式无人飞行器200的机臂20’相对于机身10’处于第一状态(例如：展开状态或者折叠状态)。当旋转机臂20’，使得机臂20’带动转动部154’相对于安装部15’的主体151’转动，顶珠27’的扁球部273’与其中一个卡合部226’的开口2261’相脱离，并随着机臂20’的转动，逐渐与突起227’接触，顶珠27’的扁球部273’卡合至另一个卡合部226’的开口2261’内，使顶珠27’由第一位置旋转至第二位置，对应折叠式无人飞行器200的机臂20’相对于机身10’处于第二状态(例如：折叠状态或者展开状态)。

本实用新型提供的折叠式无人飞行器200，通过转动机臂20’，使得顶珠27’与机臂下盖22’的其中一个卡合部226’相脱离，并与另一个卡合部226’相卡合，实现了机臂20’可相对于机身10’处于展开状态或者折叠状态，便于折叠式无人飞行器200在非工作状态、非飞行状态所占用的体积最小，方便使用者收纳和携带。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。