一种紧凑型可折叠无人机的制作方法

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种紧凑型可折叠无人机。

背景技术：

常见飞行器通常被分为固定翼、直升机和多旋翼（四旋翼最为主流）。在2010年之前，固定翼和直升机无论在航拍还是航模运动领域，基本上占有绝对主流的地位。然而，在之后的几年中，因优良的操控性能，多旋翼迅速成为航拍和航模运动领域的新星。因该产品极大地降低了航拍的难度和成本，获得了广大的消费群体，成为迄今为止最热销的产品。

多旋翼无人机，是一种具有三个及以上旋翼轴的特殊的无人驾驶直升机。其通过每个轴上的电动机转动，带动旋翼，从而产生升推力。旋翼的总距固定，而不像一般直升机那样可变。通过改变不同旋翼之间的相对转速，可以改变单轴推进力的大小，从而控制飞行器的运行轨迹。

多旋翼无人机受青睐原因很多，如在操控性方面，多旋翼的操控是最简单的。它不需要跑道便可以垂直起降，起飞后可在空中悬停。它的操控原理简单，操控器四个遥感操作对应飞行器的前后、左右、上下和偏航方向的运动。且固定翼飞行场地要求开阔，而直升机飞行过程中会产生通道间耦合，自驾仪控制器设计困难，控制器调节也很困难。

在可靠性方面，多旋翼也是表现最出色的。若仅考虑机械的可靠性，多旋翼没有活动部件，它的可靠性基本上取决于无刷电机的可靠性，因此可靠性较高。相比较而言，固定翼和直升机有活动的机械连接部件，飞行过程中会产生磨损，导致可靠性下降。而且多旋翼能够悬停，飞行范围受控，相对固定翼更安全。

在勤务性方面，多旋翼的勤务性是最高的。因其结构简单，若电机、电子调速器、电池、桨和机架损坏，很容易替换。而固定翼和直升机零件比较多，安装也需要技巧，相对比较麻烦。

然而，旋翼的展开占用了很大的空间，在不使用时，无法更好的进行收纳，既不方便运输，也不方便包装。现有技术中，也有一些多旋翼折叠无人机，但是整体机身的设计不够紧凑，使折叠后的机身仍然较大，包装、运输都不方便。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种紧凑型可折叠无人机，解决多旋翼无人机结构不紧凑，占用空间大的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种紧凑型可折叠无人机，包括机体、两个前端链接臂、两个后端链接臂、驱动构件、多个浆翼、电池组件以及云台组件，

所述机体包括用于保护内部结构的机体外壳，所述机体上侧设有容纳电池组件的空腔，所述电池组件可拆卸式安装在空腔内，所述空腔内设有机体电池接口，所述电池组件底部设有电池接口，使电池与机体电性连接；

所述机体前端设有安装位，所述云台组件设置在安装位上；

所述两个前端链接臂和两个后端链接臂分别对称设于机体的两侧，

所述前端链接臂和后端链接臂靠近机体的一端为近端，远离机体的一端为远端，

所述前端链接臂和后端链接臂的近端与机体铰接，使得前端链接臂和后端链接臂能够朝机体方向折叠；

所述前端链接臂和后端链接臂的远端上侧分别设有驱动构件，所述浆翼设于驱动构件上部，并与驱动构件电性连接；

所述前端链接臂和后端链接臂的远端底部分别设有前臂支脚和后臂支脚，所述前端链接臂和后端链接臂远端分别设有安装槽，使得所述前臂支脚和后臂支脚能够收纳在安装槽内。

为了减小机身体积，本发明将可拆卸的电池组件设置在机体上部的空腔内，所述电池组件包括电池座和电池，所述电池座上设有电源开关和电源指示灯，在充电或使用过程中，电源指示灯能够清楚显示电量以及是否处于通电状态。所述电池座内部设置电池，所述电池通过外部的电池框架围住，所述框架大小刚好与机体空腔吻合，能够完全配合并固定，所述电池座嵌合在空腔内后，电池座上表面可与机体配合，从外观上看形成一体化的视觉效果，同时也最大程度缩小了整机的体积。所述空腔内设有机体电池接口，所述电池座底部设有电池对应的电池接口，当电池座安装于空腔内时，所述电池接口与机体电池接口形成电性连接，成为所述无人机各驱动部件的主要动力来源。

所述云台组件主要用于无人机在飞行过程中的对场景的拍摄，通过移动数据连接，使用者可在移动设施上直接看到拍摄的场景，并根据自己的需要多视角进行切换，增加了用户的体验。本发明在不增加无人机整体体积的前提下，通过在机身前端设置安装位，将云台组件设置在安装位中，一方面，保证了无人机在飞行过程中有最大的视野，另一方面也不会占用整体的体积，使结构更加紧凑。

本发明设有四个链接臂，两个前端链接臂、两个后端链接臂，左右两边对称设置，起到平衡的作用。所述前端链接臂和后端链接臂的近端与机体铰接，使得前端链接臂和后端链接臂能够朝机体方向折叠；当需要飞行使用时，链接臂可手动或自动展开，当结束飞行，或需要收纳时，又可自动或手动折叠，且为交叉折叠，链接臂折叠后不超出机身，更容易包装或携带运输。

所述前端链接臂和后端链接臂的远端上侧分别设有驱动构件，所述驱动构件可以为电机或其他驱动装置，所述驱动构件通过控制线路连接电源，所述浆翼设于驱动构件上部，并与驱动构件电性连接；当接通电源后，通过驱动构件能够带动浆翼的转动。所述前端链接臂和后端链接臂内部中空，所述控制线可由内部通过，减少了线路的缠绕和暴露的损坏。

所述前端链接臂和后端链接臂的远端底部分别设有前臂支脚和后臂支脚，所述支脚主要用于起飞时，将支脚手动或自动撑开，使无人机能够平稳的放置在起飞地点，并且在无人机降落时，能够平稳降落。所述前端链接臂和后端链接臂远端分别设有安装槽，使得所述前臂支脚和后臂支脚能够收纳在安装槽内，既能够使无人机起降平稳，又不会额外增加体积。

进一步的，所述机体包括机头和机身，所述前端链接臂设于机头的左右两侧，所述机身分为前部、中部和后部，所述前部为靠近机头一端，所述后端链接臂设于机身后部的左右两侧，所述两个前端链接臂所处平面高于两个后端链接臂，所述前端链接臂能够向后折叠，所述后端链接臂能够向前折叠，形成交叉折叠结构。

为了使前端链接臂和后端链接臂能够交互折叠，本发明将两个前端链接臂所处平面高于两个后端链接臂，两个平面有一定的高度差，使得二者能够完全交叉折叠至贴合机身，且由于前端链接臂和后端链接臂的远端设有驱动机构和浆翼，所以前端链接臂和后端链接臂水平距离约等于链接臂与机身连接处至链接臂与驱动机构连接处的长度。当无人机需要展开时，所述后端链接臂先展开；当无人机需要收纳折叠时，所述前端链接臂先折叠。

优选的，所述机身和电池组件都呈长条形，所述空腔两侧设有卡槽，所述电池组件设有卡扣，所述电池组件通过卡扣与空腔内卡槽扣合。

所述空腔设于机身上侧，所述电池座的卡扣为弹性结构，通过按压将电池座放入空腔中，松开之后，卡扣与卡槽扣合，防止无人机在飞行过程中做旋转、倾斜等动作时，电池座掉落引发危险。

优选的，所述前臂支脚与前端链接臂的远端铰接，后臂支脚与后端链接臂的远端铰接，所述前臂支脚的长度大于后臂支脚的长度，使前臂支脚和后臂支脚的支撑端处于同一个水平面。

所述前臂支脚和后臂支脚分别与前端链接臂和后端链接臂通过铰接的方式连接，使得所述支脚能够实现自由折叠。由于前端链接臂所处的高度高于后端链接臂，因此，为了保证四个支撑端处于同一水平面，本发明设置前臂支脚的长度大于后臂支脚长度，且前臂支脚和后臂支脚的高度差等于二者水平高度差。

进一步的，所述其中一个前端支脚内设有用于传输控制信号的天线，所述另一个前端支脚内设有用于图像传送的天线。

将所述天线设置在支脚内部，由于所述支脚能够折叠，因此所述天线即可实现折叠，因此，本发明设置的天线一方面能够起到无人机起落时支撑地面的作用，另一方面能够作为天线使用，用于与地面的遥控器天线连接，与2.4g网络连接，传输各种指令。由于现在大多数的无人机都实现了拍摄的功能，在本发明中，另外一根天线用于将无人机拍摄到的画面传输到移动端上，实现同步画面展示，增加用户体验。

优选的，所述机身内部还设有电路控制板，所述电路控制板设于所述空腔下部。

为了实现无人机的各种智能功能，所述机身内部设置有电路控制板，由于机身上侧设有了空腔，因此电路控制板只能设置在电池座下部的机身内部。

进一步的，所述机身后部的底面设有冷却风扇和散热口；所述机身中部的底面和侧面分别设有多个进风口，所述进风口与散热口形成冷却通道。

由于电池在使用过程中会散发大量的热量，且电路控制板在通电状态下也会发热，设置一条冷却通道，一方面，所述机身后部的底面设置冷却风扇，对电路控制板直接进行散热，另一方面，无人机在飞行过程中，空气从进风口进入，从散热口出来，形成空气对流，加速内部散热，防止无人机在飞行过程中发热过高，导致零部件的损坏。

优选的，所述无人机还设有定位装置，所述定位装置设于机身后部。

无人机在室外主要依靠gps卫星定位，在室内主要靠雷达波对室内场景进行定位，gps在综合至少4颗卫星的位置信息后，可实现无人机的空间定位。利用以gps为中心，辅助以各种传感器的定位方法是如今无人机所采用的主流定位方案。无人机在悬停之前首先需要明确自身的高度信息和水平信息，而在以gps模块为主的定位方式中，gps模块主要负责提供无人机的水平位置坐标，而其高度位置坐标一般来讲是通过气压计，利用不同高度上大气压力的变化来计算提供。定位装置的设置能够实现无人机的一键返航、失控自动返航、定点飞行、定点定高、空中悬停、自动跟随等与gps定位相关的功能，并且能够为无人机实现航向纠偏、姿态调整、定高等传感器相关的功能，使无人机飞行更加平稳。由于定位装置在工作过程中也会散发一定的热量，因此，将定位装置设置在机身后部，利于散热。

优选的，所述机头与机身连接端构成倒“l”型，使机头下端形成安装云台组件的安装位。

所述机头可用于设置红外发射器和红外接收器实现定位功能，所述机头设于机身前部的上侧，所述机头的长度与机身形成倒“l”型结构，形成一个安装位，用于安装云台组件，使整个无人机结构更加紧凑，且能够对云台组件起到保护的作用。

进一步的，所述云台组件设有第一连接点、第二连接点和第三连接点连接机体，所述第一连接点连接机头底部，所述第二连接点和第三连接点分别连接机身前部，构成稳定的三角形。

在机械连接中，三角的连接方式是较为稳定的连接，所述倒“l”型的结构中，所述第一连接点连接机头底部，所述第二连接点和第三连接点分别连接机身前部，构成稳定的三角形，也可将所述第一连接点连接机身前部，所述第二连接点和第三连接点分别连接机头底部，也可构成稳定的三角形，因此两种方式均可实现稳定的连接。为了减小飞行阻力，所述机头前端会逐渐缩小，因此，机头底部如果设置两个连接点，会使两个连接点的距离太近，因此优选的为第一连接点连接机头底部，所述第二连接点和第三连接点分别连接机身前部，既能够使云台组件完全容纳在安装位内，又能够稳定连接。

进一步的，所述第一连接点、第二连接点和第三连接点与机体连接方式为弹性连接。

由于无人机在飞行过程中会有晃动，或者无人机做旋转、倾斜飞行等动作时会不够稳定，为了保证无人机在飞行过程中摄像头能够拍摄到稳定的画面，所述云台组件与机体的连接方式为弹性连接，起到缓冲的作用，防止长期振动引起云台松动，且能够尽量保证摄像头拍摄的画面更加稳定。

本发明的有益效果：本发明提供的一种紧凑型可折叠无人机，通过电池组件和云台组件与机身的一体化设置，以及浆翼和驱动构件分别与前端链接臂和后端链接臂的一体化设计，形成紧凑型的结构，各个部件相互配合，从整体上减小了无人机的占用空间；另外当无人机处于闲置状态时，即非飞行状态时，所述前端链接臂和后端链接臂能够交叉折叠，基本能够贴合机身，且前端链接臂和后端链接臂自带支脚，不需要增加额外的支撑装置，使整体折叠占用的体积较小，便于收纳及携带。

附图说明

图1为本发明紧凑型折叠无人机的展开立体图。

图2为本发明紧凑型折叠无人机电池座图。

图3为本发明紧凑型折叠无人机取掉电池座的立体图。

图4为本发明紧凑型折叠无人机去掉云台组件的立体图。

图5为本发明紧凑型折叠无人机折叠后的立体图。

图6为本发明紧凑型折叠无人机的支腿折叠的立体图。

图7为本发明紧凑型折叠无人机后视展开立体图。

图8为本发明紧凑型折叠无人机整机立体图。

具体实施例

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，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。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种紧凑型可折叠无人机，包括机体1、两个前端链接臂2、两个后端链接臂3、驱动构件4、浆翼5、云台组件8，如图2所示，所述无人机还包括电池座6、电池7，

如图2~3所示，所述机体上侧设有容纳电池座6的空腔10，所述电池7设于电池座6内，所述电池座6可拆卸式安装在空腔10内，所述电池7设有电池接口71，所述空腔10内设有与电池接口71对应的机体电池接口11，使电池7与机体1电性连接；

如图4所示，所述机体1前端设有安装位20，所述云台组件8设置在安装位20上；

如图1所示，所述两个前端链接臂2和两个后端链接臂3分别对称设于机体1的两侧，所述前端链接臂2和后端链接臂3靠近机体1的一端为近端，远离机体1的一端为远端，所述前端链接臂2和后端链接臂3的近端与机体1铰接，使得前端链接臂2和后端链接臂3能够朝机体方向折叠；折叠后如图5所示。

如图1所示，所述前端链接臂2和后端链接臂3的远端上侧分别设有驱动构件4，所述浆翼5设于驱动构件4上部，并与驱动构件4电性连接；

如图1所示，所述前端链接臂2和后端链接臂3的远端底部分别设有前臂支脚21和后臂支脚31，如图4所示，所述前端链接臂2和后端链接臂3远端分别设有安装槽30，使得所述前臂支脚21和后臂支脚31能够收纳在安装槽30内。

如图1所示，所述前臂支脚21和后臂支脚31分别与前端链接臂2和后端链接臂的远端3铰接，所述前臂支脚21的长度大于后臂支脚31的长度，使前臂支脚21和后臂支脚31的支撑端处于同一个水平面。

如图4所示，所述其中一个前端支脚内设有用于传输控制信号的天线40，所述另一个前端支脚内设有用于图像传送的天线50。

进一步的，如图6所示，所述机体1包括机头12和机身13，所述前端链接臂2设于机头12的左右两侧，所述机身13分为前部、中部和后部，所述前部为靠近机头12一端，所述后端链接臂3设于机身13后部的左右两侧，所述两个前端链接臂2所处平面高于两个后端链接臂3，所述前端链接臂2能够向后折叠，所述后端链接臂3能够向前折叠，如图6箭头所示，形成交叉折叠结构。

进一步的，如图2~3所示，所述机身13和电池座6都呈长条形，所述空腔10两侧设有卡槽101，所述电池座6设有卡扣61，所述电池座6通过卡扣61与空腔10内卡槽101扣合。

进一步的，所述机身13内部还设有电路控制板（图中未示出），所述电路控制板设于电池座6下部。

进一步的，如图7所示，所述机身13后部的底面设有冷却风扇132和散热口133；所述机身中部的底面和侧面分别设有多个进风口134，所述进风口134与散热口133形成冷却通道。

进一步的，所述无人机还设有定位装置（图中未示出），所述定位装置9设于机身13后部。

进一步的，如图8所示，所述机头12与机身13连接端构成倒“l”型，如虚线所示，使机头下端形成安装云台组件8的安装位。

进一步的，如图7所示，所述云台组件8设有第一连接点81、第二连接点82和第三连接点83连接机体1，所述第一连接点81连接机头12底部，所述第二连接点82和第三连接点83分别连接机身13前部，构成稳定的三角形。

进一步的，所述第一连接点81、第二连接点82和第三连接点82与机体1通过胶角连接。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化等用在本发明的设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。