一种多旋翼无人飞行器的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种多旋翼无人飞行器。

背景技术：

目前，多旋翼无人飞行器已经被广泛应用于农业、林业以及物流行业，无人飞行器包括机身、支撑机身的脚架、安装于机身内的电池以及安装于机身底部的装载箱（例如，物流箱或药箱），现有公开的无人飞行器，机身面积较大以使装载箱能够完全固定在其底部，从而造成整个无人飞行器体积较大，结构布局不合理。

技术实现要素：

本发明提供一种多旋翼无人飞行器，其结构布局合理，便于固定装载箱。

为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：

一种多旋翼无人飞行器，包括机体和装载箱，所述机体包括机身、机臂和支撑所述机体的脚架，所述机臂的一端与机身连接，还包括用于固定装载箱的承载体，所述承载体环绕所述机身设置且与机臂固定连接，所述脚架的上端用于支撑连接于所述机臂上。

作为本发明的优选结构，所述承载体由多个安装架依次连接形成框架结构，相邻安装架之间通过安装件连接为一体，所述承载体通过固定于所述机臂上的安装件连接于所述机臂上；所述安装架用于固定所述装载箱。

作为本发明的优选结构，所述安装架由中部至两端，其尺寸逐渐减小。中间高、两端低的安装架结构使得整体安装架z向刚度得到增强，有利于装载箱稳定地安装在其上。

作为本发明的优选结构，所述脚架的上端与固定于所述机臂上的安装件连接，所述安装件包括与安装架连接的第一卡接件和与脚架连接的第二卡接件，所述第一卡接件与第二卡接件扣接后套设紧固于所述机臂上。

所述第二卡接件由扣接第一卡接件的卡环以及安装脚架的夹紧件组成，所述夹紧件一体连接于所述卡环底部，所述脚架上端固定连接于所述夹紧件内。

优选地，所述承载体用于安装药箱，所述药箱包括上箱体以及分别垂直连接于所述上箱体底部的第一下箱体和第二下箱体，所述第一下箱体和第二下箱体对称设置，第一下箱体、第二下箱体以及上箱体内部相通。

优选地，所述承载体具有两个相对机身对称设置的安装空腔，所述安装空腔包括第一安装空腔和第二安装空腔；所述药箱的第一下箱体、第二下箱体分别由上到下对应插入第一安装空腔、第二安装空腔，所述药箱的上箱体固定安装于承载体上。

所述承载体还可以用于安装物流箱，所述物流箱位于机身下方且其顶部固定连接于所述安装架上。

作为本发明结构上的改进，所述机臂包括一体成型的机臂主体部和机臂端部，所述机臂端部用于与机身固定连接；所述机臂主体部呈圆形管状，所述机臂端部包括上平面和下平面，所述上平面和下平面通过前端连接部连接为一体。

作为优选，所述机身包括上下相对设置的顶板和下盖板，所述机臂端部位于该顶板和下盖板之间，且机臂端部的上平面与顶板固定连接，机臂端部的下平面与下盖板固定连接。

作为本发明结构上的进一步改进，还包括用于将电池可拆卸地安装于所述机身上的电池快装结构，所述电池快装结构包括固定于机身上的两个平行且相对设置的导轨、沿导轨移动的滑动板、固定电池的装载板以及将滑动板与导轨锁紧固定的锁合装置；所述滑动板两侧一体连接有与导轨相匹配的滑块，所述滑块在导轨上滑动；所述装载板贴合固定于所述滑动板表面。

采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明所提供的多旋翼无人飞行器，可以用于植保或物流，结构布局合理，空间利用率高，便于更换装载箱；飞行器整体高度较低，便于运输和携带；结构稳固，有利于稳定飞行。

附图说明

图1为本发明实施例1所提供植保无人机（带有药箱）的结构示意图；

图2为本发明实施例1所提供植保无人机（未带有药箱）的结构示意图；

图3为本发明实施例1所提供药箱的立体结构示意图；

图4为本发明实施例1所提供药箱的主视图；

图5为本发明实施例1所提供植保无人机折叠机臂的部分结构示意图；

图6为本发明实施例2所提供物流无人机的结构示意图；

图7为本发明所提供承载体的结构示意图；

图8为本发明实施例4所提供电池快装结构（未安装装载板）的示意图；

图9为本发明实施例4所提供电池快装结构另一视角的结构示意图；

图10为本发明实施例2所提供物流无人机折叠机臂的部分结构示意图；

图11为本发明实施例3所提供多旋翼无人飞行器的俯视图（未安装顶板）；

图12为本发明实施例3所提供主机臂的结构示意图；

图13为本发明实施例3所提供主机臂的机臂端部的结构示意图。

图中，

200、植保无人机；

202、机臂；212、主机臂；222、分机臂；203、机身；204、脚架；205、三通转接头；206、第一安装空腔；207、第二安装空腔；208、转轴；209、限位套环；232、折叠接头；

300、药箱；

301、上箱体；311、注药口；321、安装槽；331、通孔；302、第一下箱体；303、第二下箱体；304、药盖；314、凹槽；324、“十字形”隔板；001、三棱台上部；002、锥体底部；003、出药口；

400、物流无人机；

401、机臂；411、固定机臂；412、转轴；413、转动机臂；423、折叠接头；414、限位套环；402、机身；403、脚架；

100、电池快装结构；

101、滑动板；111、滑块；121、连接柱；131、连接孔；102、传动杆；103、开关件；104、卡扣部；105、复位弹簧；106、容置腔；107、导轨；117、卡槽；108、装载板；

201、承载体；

211、安装架；212、安装件；222、第一卡接件；2220、第一安装板；232、第二卡接件；2320、卡环；2321、夹紧件；2322、第二安装板；

3.1、机臂主体部；3.2、弧形连接部；3.3、机臂端部；3.31、上平面；3.32、下平面；3.33、斜连接部；3.34、扁平连接部；3.35、弧形部；3.36、开口；

501、压紧板。

具体实施方式

为使本发明的目的、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清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：

现有的植保无人机，其药箱通常安装于机身底部，占用空间大，空间利用率低，导致无人机高度较高，不利于无人机运输；在植保作业过程中，需要频繁为药箱补充药液，而现有药箱安装于无人机底部，拆卸不便，只能直接对固定于无人机底部的药箱灌入药液，操作非常不便且浪费时间，另外，在灌药液过程中，药液容易被溅入到飞机中而烧毁电子设备。

虽然，有些植保无人机将药箱固定在机身一侧，在补充药液时，直接更换药箱，节省了操作时间，但是由于盛装有药液的药箱重量相对于机身较大，为了使得无人机的重心保持在中心处，需要额外增加配重块以实现无人机飞行平衡，由此也无形中增加了无人机的重量，进而会影响续航时间；另外，在无人机喷洒作业过程中，随着药液减少，无人机重心在不断偏移，为了使得无人机飞行平稳，对控制系统提出了较高要求，而且对电机磨损程度较大，降低了电机使用寿命。

为了克服上述缺陷，本实施例提供了一种植保无人机200，参阅图1-5，包括机体和药箱，所述机体包括机身203、机臂202和支撑所述机体的脚架204，所述机臂202的一端与机身203连接，所述脚架204的上端用于支撑连接于所述机臂202上，该植保无人机还包括用于固定药箱的承载体201，所述承载体201环绕所述机身203设置且与机臂202固定连接。

具体地，同时参阅图7，所述承载体201由多个安装架211依次连接形成框架结构，相邻安装架211之间通过安装件212连接为一体，所述承载体201通过固定于所述机臂202上的安装件212连接于所述机臂202上；该框架结构的承载体不仅可以固定药箱以及无人飞行器上的各设备，还对机臂起到支撑和固定作用，机臂不容易松动，能够改善飞行过程中机臂晃动较大的问题，有利于保证无人机飞行的稳定性。

可选地，为了使得无人飞行器组装方便快捷且进一步提高无人机整体结构的稳固性，所述脚架的上端与固定于所述机臂上的安装件212连接，所述安装件212包括与安装架211连接的第一卡接件222和与脚架连接的第二卡接件232，所述第一卡接件与第二卡接件扣接后套设紧固于所述机臂上。

具体地，所述第二卡接件232由扣接第一卡接件222的卡环2320以及安装脚架的夹紧件2321组成，所述夹紧件2321一体连接于所述卡环2320底部，所述脚架上端固定连接于所述夹紧件2321内。所述第一卡接件222与第二卡接件232上下扣接且通过连接件固定，所述第一卡接件222的靠近所述第二卡接件232的一端向两侧延伸有第一安装板2220，所述第二卡接件232的靠近所述第一卡接件222的一端向两侧延伸有第二安装板2322，第一安装板2220与第二安装板2322上分别设有连接孔，第一卡接件222与第二卡接件232扣接后，第一安装板2220与第二安装板2322上下对接并通过穿设于连接孔内的连接件固定连接，其中，所述连接件可以为螺丝、螺栓等。

在本实施例中，优选地，所述安装架由中部至两端，其尺寸逐渐减小。中间高、两端低的安装架结构使得整体安装架z向刚度得到增强，有利于装载箱稳定地安装在其上。

相应地，本实施例中所提供的药箱包括上箱体以及分别垂直连接于所述上箱体底部的第一下箱体和第二下箱体，所述第一下箱体和第二下箱体对称设置，第一下箱体、第二下箱体以及上箱体内部相通。

本实施例中所述药箱300用于可拆卸地连接于所述植保无人机的机体上，所述第一下箱体302和第二下箱体303用于插入所述机体，所述上箱体301用于支撑于所述机体。所述上箱体301的侧壁自顶面向底部开设有安装槽321，所述安装槽321底部开设有通孔331，所述上箱体通过连接在所述通孔内的连接件与植保无人机的机体连接。所述上箱体301通过所述连接件与植保无人机的机体连接。药箱300由内部相通的上箱体301、第一下箱体302和第二下箱体303组成，药箱300被分为三个内腔，从而使得药液被分置在三个内腔中，能够减轻药液在药箱内晃动，有利于无人机植保作业过程中的稳定飞行。

上述结构的所述承载体具有两个相对机身对称设置的安装空腔，所述安装空腔包括第一安装空腔206和第二安装空腔207，所述第一安装空腔206、第二安装空腔207皆由安装架、机身和两个机臂围成，所述药箱300的第一下箱体302、第二下箱体303分别由上到下对应插入第一安装空腔、第二安装空腔，所述药箱的上箱体固定安装于承载体上，承载体的各安装架211的顶面设有连接孔，上箱体与第一下箱体、第二下箱体相接处的底部支撑在所述安装架211上，所述上箱体的侧壁自顶面向底部开设有安装槽321，所述安装槽321底部开设有通孔331，所述安装槽底部开设有通孔，所述上箱体通过连接在所述通孔内的连接件与植保无人机的机体连接。安装架211上的连接孔可以为螺纹孔，上箱体101和安装架211通过连接在上箱体101上的通孔131、安装架211上的连接孔内的螺栓固定。

本实施例所提供的该药箱还具有保护机身内部电子设备的功能，上箱体底部贴合固定于所述机身顶面。例如，本实施例中，所述机身顶面为六边形，其顶面向内凹陷形成六边形凹槽，所述上箱体底部设有与机身形状相匹配的六边形凸台，上箱体底部的六边形凸台与机身顶面的六边形凹槽相扣接，一方面有利于将药箱稳定地固定在机身上，另一方面具有保护机身内部电子设备的功能。

本实施例中，所述上箱体301、第一下箱体302以及第二下箱体303形成马鞍形。所述出药口003有两个且分别设于第一下箱体302、第二下箱体303的底部。出药口003设置在第一下箱体302和第二下箱体303底部有利于药液正常流出。植保作业过程中，随着药液喷洒，上箱体301内的药液逐渐减少，处于第一下箱体302和第二下箱体303内的药液等高，能够尽量使得无人机的重心始终在中间，有利于减小药液晃动，且保证无人机稳定飞行。

为了使得药箱内药液无残留地流出，进一步地，所述第一下箱体302、第二下箱体303均由内部相通的三棱台上部001和锥体底部002一体成型，所述三棱台上部001一体连接于所述上箱体101底部。

本实施例中，所述注药口311螺纹连接有药盖304，为了便于打开或旋紧药盖304，所述药盖304顶部开设有凹槽314，所述凹槽314内设有“十字形”隔板324，拇指和食指拧在“十字形”隔板324上，便于施力于药盖304。该带“十字形”隔板的药盖与全实体结构相比，其重量较轻；与全空心结构相比，其强度较大；而且“十字形”隔板有利于旋转药盖，从而将药盖拧紧或旋出。

在本实施例的一些优选实施例中，所述植保无人机具有八旋翼，所述机臂202有四个且环绕所述机身203设置，每个机臂包括主机臂和两个分机臂，每个分机臂的端部固定有一旋翼，所述主机臂通过三通转接头与两个分机臂连接。

为了方便装配与运输，减小无人机所占用面积，本实施例中机臂202为折叠机臂，具体地，两个分机臂222分别与三通转接头205转动连接，主机臂212与三通接头205固定连接，所述分机臂222的一端一体连接有折叠接头232，另一端固定有旋翼，所述三通转接头205的两个y型分支上分别对应设有转轴，所述三轴转接头和分机臂通过套接在转轴上的折叠接头232转动连接，还包括用于限制所述三通转接头205与分机臂222相对移动的限位套环209，限位套环209有两个，分别套设在三通转接头205两个y型分支与分机臂222的连接处。

具体地，所述三通转接头两个y型分支外表面设有螺纹，所述折叠接头外表面设有螺纹，限位套环内表面设有螺纹，所述折叠接头外表面的螺纹与三通转接头上的螺纹相吻合，限位套环螺接在折叠接头与主机臂相吻合的螺纹面上，从而将分机臂与三通转接头旋紧固定，折叠方便，且有利于提高机臂的强度。

本实施例中的分机臂为碳纤维圆管，三通转接头两个y型分支分别为与分机臂匹配的圆形管，两个y型分支中各圆形管上的转轴与圆形管的轴线垂直，为了加大折叠角度，本实施例中转轴相对圆形管轴线向折叠方向偏离8-10mm,由此使得分机臂向内侧折叠角度较大，尽可能减小了无人机的占地面积。

实施例2：

本实施例提供了一种四旋翼物流无人机，参阅图6、7和10，该物流无人机400包括机体和连接于所述机体上的物流箱，所述机体包括机身402、机臂401和支撑所述机体的脚架403，所述机臂401有四个，各机臂的一端与机身402连接，还包括用于固定物流箱的承载体201，所述承载体环绕所述机身设置且与机臂固定连接，所述承载体201由多个安装架211依次连接形成框架结构，相邻安装架211之间通过安装件212连接，物流箱固定在安装架底部，本实施例中所采用承载体与实施例1中所提供的承载体结构相同，此处不再赘述。

本实施例中具有四个脚架，分别支撑连接在四个机臂上，组装时，先将各脚架的上端固定连接在第二卡接件的夹紧件2321内，然后将脚架立起，各脚架上对应的第二卡接件的半圆形卡环支撑在机臂底面，再将四边形框架结构的承载体对应卡扣在机臂上，其中，四边形框架结构由四个安装架依次连接而成，相邻安装架之间通过第一卡接件连接为一体，第一卡接件222与半圆形卡环扣接后将机臂套设固定在其内，最后通过连接件将第一卡接件222与半圆形卡环连接固定。各安装架222顶面或底面开设有连接孔，可以用于固定物流箱或其它设备，其中，物流箱通过连接件固定在四边形框架的底部。

作为本实施例结构上的进一步改进，为了能够便于无人飞行器运输和携带，尽量减小其占用空间，本实施例中所提供物流无人飞行器的机臂为折叠机臂，该折叠机臂包括主机臂411、转动机臂413和限位套环414，所述转动机臂413的一端一体连接有折叠接头423，另一端固定有旋翼，所述主机臂411上设有转轴412，所述主机臂411和转动机臂413通过套接在转轴412上的折叠接头423转动连接，所述限位套环414用于限制所述主机臂411与转动机臂413相对移动。具体地，所述主机臂411外表面设有螺纹，所述折叠接头423外表面设有螺纹，限位套环414内表面设有螺纹，所述折叠接头423外表面的螺纹与主机411上的螺纹相吻合，限位套环414螺接在折叠接头423与主机臂411相吻合的螺纹面上，从而将主机臂411和转动机臂413旋紧固定，折叠方便，且有利于提高机臂的强度。

实施例3：

上述实施例1中提供的植保无人机以及实施例2中提供的物流无人机，参阅11-13，其主机臂的结构皆为如下所示，包括一体成型的机臂主体部3.1和机臂端部3.3，机臂主体部3.1和机臂端部3.3通过弧形连接部3.2连接为一体。机臂端部3.3与机身相连接，机臂端部3.3包括上平面3.31和下平面3.32，上平面3.31和下平面3.32通过前端连接部连接为一体。

机臂主体部3.1为圆形管状。前端连接部包括斜连接部3.33、扁平连接部3.34和弧形部3.35，机臂端部3.3上平面3.31与扁平连接部3.34通过斜连接部3.33连接，机臂端部3.3的下平面3.32与扁平连接部3.34通过弧形部3.35连接。

本实施例所提供的主机臂将圆形管状的机臂主体部和机臂端部一体成型，机臂端部的顶面和底面被加工成平面，即上平面、下平面，上平面和下平面分别作为与机体的安装平面，相比圆形管状的安装面，机臂端部与机体安装更为方便，简化了操作，增强了结构的稳固性。前端连接部将上平面与下平面相接，一方面增加了机臂端部结构的稳固性，提高了强度，另一方面将前端连接部与机体固定，增加了机臂与机体连接的牢靠性。

为了减轻机臂重量，同时方便走线，机臂端部3.3两侧面均设有开口3.36。

植保无人机或物流无人机的机身包括上下相对设置的顶板和下盖板，机臂端部位于该顶板和下盖板之间，且机臂端部的上平面与顶板固定连接，机臂端部的下平面与下盖板固定连接。

四个主机臂的机臂端部伸入机身内，相邻机臂端部间形成90度夹角，中间区域设有压紧板501，用于压紧固定在机臂端部的扁平连接部上，起到进一步固定机臂端部与机身的作用，压紧板501上可以用于固定飞行控制器，整个机身体积较小，有利于减小整个无人机的体积。

实施例4：

为了便于实现对电池的快速拆卸与安装，上述实施例中提供的植保无人机或物流无人机还设有电池快装结构，电池快装结构用于将电池可拆卸地安装于所述机身；该电池快装结构用于植保无人机上时，其安装于无人机机身底部，用于物流无人机上时，其安装于无人机机身上部。

参阅图8-9，所述电池快装结构包括用于固定电池的装载板108、固定于机身上的第一接合体、与第一接合体滑动连接且与装载板108固定连接的第二接合体以及用于将第一接合体和第二接合体锁紧固定的锁合装置。本实施例中，可采用魔术带或捆绑带将电池与装载板108捆绑固定，由于第二接合体与装载板108固定为一体，而第二接合体可以在第一接合体上滑动，因而固定有电池的装载板随着第二接合体在第一接合体上滑动，锁合装置将第一接合体与第二接合体固定，实现电池的快速安装与固定。

在该实施例中，作为结构上进一步的改进，所述第一接合体为固定于机身上的两个平行且相对设置的导轨107，所述导轨107通过连接件固定连接于所述机身上；所述第二接合体为沿导轨107移动的滑动板101，所述滑动板101两侧一体连接有与导轨107相匹配的滑块111，所述滑块111沿滑动板101长度方向一体连接于滑动板101两侧，所述滑块111在导轨107上滑动，滑动板101的宽度与两个导轨107之间的距离相匹配，从而使得滑动板101能够在两个导轨107上滑动。

所述装载板108贴合固定于所述滑动板101上，其中装载板108的宽度大于滑动板101的宽度，装载板108通过连接件固定连接在滑动板101，具体地，滑动板101表面凸出有连接柱121，所述连接柱121内设有连接孔131，装载板通过连接在连接孔131内的连接件固定在滑动板101上。

在该实施例中，锁合装置设于第二接合体上的容置腔106内，沿第二接合体向第一接合体滑动方向所述容置腔设于所述第二接合体的后侧部。所述锁合装置包括卡扣部104、与该卡扣部104传动连接的开关件103以及用于推动该开关件103复位的弹性元件，所述卡扣部104与所述开关件103通过传动杆102传动连接，所述导轨107上设有容纳所述卡扣部104的卡槽117。

所述弹性元件可选为复位弹簧105，所述复位弹簧105抵持在所述容置腔106内壁与开关件103之间，所述开关件103的一端突出于所述容置腔106外；开关件103两侧各设有一个传动杆102，所述传动杆102为“l”形，传动杆102上设有轴孔且传动杆102通过该轴孔与固定设于容置腔106底壁的固定轴转动连接。所述传动杆102一端与开关件传动连接，另一端与卡扣部104连接。另外，本实施例中，容置腔106配置有腔盖（图中未示出），所述腔盖对内部元件起到限位作用，避免内部元件从容置腔内脱出。

本实施例中，卡扣部104对称设于滑动板101两侧且自然状态下突出于容置腔外，所述开关元件在外力按压下推动传动杆102运动，传动杆带动卡扣部104相对于容置腔内外伸缩。

具体过程如下：当需要安装电池时，将电池绑缚在装载板108上，然后将滑动板108沿着导轨107推入，按压开关件之前，处于自然状态的卡扣部突出容置腔外，由于卡扣部的阻挡，滑动板不能完全推入导轨内，当按压开关件103，开关件103向容置腔106内侧移动并压缩复位弹簧105，同时推动传动杆102运动，“l”形传动杆带动卡扣部向容置腔内侧移动，本突出滑动板的卡扣部向内缩入容置腔且随着滑动板在导轨上移动；松开开关件，当滑动板101移动至卡扣部与卡槽117相对应位置处时，卡扣部自动卡入到卡槽内，同时带动传动杆运动，在复位弹簧的作用下，开关件恢复到原始位置，滑动板101与导轨107通过卡入在卡槽内的卡扣部固定。

同理，当需要拆卸电池时，按压开关件，卡扣部脱离卡槽，滑动板与导轨间无限位作用力，将滑动板向外滑动后脱离导轨，从而实现电池的快速拆卸。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。