单舵机驱动起落架收放的结构和使用该结构的无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机领域，更具体地涉及一种单舵机驱动起落架收放的结构和使用该结构的无人机。

背景技术：

近年来，无人机以其简单的结构、方便的操控以及较高的安全性能等特点受到越来越多的重视。在现有技术中，所述无人机的起落架或为固定式的支架结构，或为简单的半自动折叠收放机构。固定式的起落架，使得无人机的尺寸增大，包装、存储、运输或携带不便，此外，起落架一般位于无人机机身的底部四周，云台一般位于机身底部中心并垂直于机身底面，若云台上安装摄像机，在摄像机的拍摄过程中，起落架在一定程度上会遮挡摄像机，摄像机的视野会受到一定的局限性；可折叠收放式的起落架多数是采用双舵机多级杠杆原理设计，或者涡轮蜗杆减速器原理设计，每个起落架均由一个电机驱动，这种结构使得无人机有耗电更多，相对重量比较重，机械间隙略大等缺点。

因此，本领域尚缺乏一种由一个舵机驱动两个起落架进行折叠收放的无人机结构，在实现各种复杂环境下稳定着落的基础上，减少马达数量及无人机尺寸和重量，便于携带与运输，提高无人机的操控性能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种单舵机驱动起落架收放的结构和使用该结构的无人机。本实用新型通过一个舵机实现两个起落架同时收放的功能，既可使无人机在各种复杂环境下稳定着落，又可减少马达数量及无人机的尺寸和重量，便于携带与运输，提高无人机的操控性能，也降低了运输与包装成本，并实现安装于云台的摄像机360°拍摄，使视野更广阔，拍摄效果更好。

在本实用新型的第一方面，提供了一种单舵机驱动起落架收放的结构，包括：固定件、舵机和与所述舵机相连接的起落架，且所述舵机包括马达、齿轮组、主轴和卡爪轴，其中，所述齿轮组的一端与所述马达机械连接，所述齿轮组的另一端与所述主轴机械连接，所述齿轮组将来自所述电机的力的扭矩放大，并将其传递给所述主轴，驱动所述主轴转动；所述起落架的一端设有与所述卡爪轴相连接的卡爪，另一端设有支撑部，在所述起落架上的所述卡爪和所述支撑部之间设有支点转轴，所述卡爪、所述支点转轴和所述支撑部构成杠杆结构。

在另一优选例中，所述固定件包括舵机盖板和舵机底座，所述舵机盖板和所述舵机底座相配合连接，内部形成舵机腔体，使得所述舵机中的其他各部件固定于所述腔体中。

在另一优选例中，所述齿轮组包括主齿轮和副齿轮，所述主齿轮与所述马达同轴，随着所述马达的转动而转动，所述副齿轮与所述主轴同轴，且所述副齿轮固定于所述主轴上，所述副齿轮与所述主齿轮相啮合，所述副齿轮在所述主齿轮的带动下转动，进而带动所述主轴转动。

在另一优选例中，所述副齿轮固定于所述主轴的中间段，且所述主轴上还设有用于支撑所述主轴的滚动轴承。

在另一优选例中，所述主轴的一端设有左旋螺纹段，另一端设有右旋螺纹段，在所述左旋螺纹段和所述右旋螺纹段之间设有用于支撑所述主轴的滚动轴承，所述滚动轴承的内圈的一端固定于所述主轴的轴肩处，另一端通过止推垫圈固定。

在另一优选例中，所述滚动轴承的外圈固定于所述舵机盖板和所述舵机底座上。

在另一优选例中，所述卡爪轴上设有内螺纹孔，所述内螺纹孔分别与所述左旋螺纹段和所述右旋螺纹段相匹配。

在另一优选例中，所述卡爪与所述卡爪轴为卡扣配合方式，所述支点转轴临近所述卡爪，所述支点转轴固定于所述舵机盖板上，并垂直于所述主轴。

在另一优选例中，所述起落架为弧状，以所述支点转轴为临界点，所述起落架的卡爪端与支撑端发生弯曲。

在另一优选例中，所述起落架的数量为两个。

在另一优选例中，所述齿轮组驱动所述主轴转动，所述主轴的两端与所述卡爪轴的内圈设有相互匹配的螺纹，所述卡爪轴沿着所述主轴的轴向相对地移动，并且，当所述主轴转动时，所述起落架绕所述支点转轴旋转，并随着所述卡爪轴的移动实现收起或放下。

在另一优选例中，所述卡爪轴的数量为两个。

在另一优选例中，随着所述主轴的转动，两个所述卡爪轴在所述螺纹段沿着所述主轴的轴向移动，且两个所述卡爪轴的运动方向相反。

在另一优选例中，所述滚动轴承的数量为两个。

在另一优选例中，所述结构设有所述马达线路板，所述马达线路板与所述马达电连接，所述马达线路板用于接受来自遥控装置的信息，并控制所述马达运转。

在本实用新型的第二方面，提供了一种无人机，包括：机身、机臂、电机、桨叶、云台、摄像机，还包括：上述的单舵机驱动起落架收放的结构。

在另一优选例中，所述机臂的数量为一个或多个。

在另一优选例中，所述每个机臂的一端与所述机身相连接，所述每个机臂的另一端与一个所述桨叶相连接，在每个所述机臂与所述桨叶之间设有一个用于驱动所述桨叶的旋转的所述电机。

在另一优选例中，所述云台的一端连接于所述机身底部中心区域，所述云台的另一端与所述摄像机相连接。

在另一优选例中，所述摄像机通过两个转轴与所述云台相连接，通过所述的一个转轴，所述摄像机在竖直平面内进行360°旋转，通过所述的另一个转轴，所述摄像机在水平面内进行360°旋转，使得所述摄像机在空间内任意旋转。

在另一优选例中，所述云台垂直于所述机身底面，所述摄像机的镜头距所述机身底面的距离为h₁，所述起落架的底面距所述机身底面的距离为h₂,其中，h₁≤h₂。

在另一优选例中，所述无人机设有四个所述机臂，所述四个机臂分别连接于所述机身侧面的左前方、右前方、左后方以及右后方。

在另一优选例中，所述桨叶为可折叠桨叶，当所述无人机在工作状态下，所述桨叶展开；当所述无人机在非工作状态下，所述桨叶折叠收起。

在另一优选例中，所述机臂不可折叠。

在另一优选例中，所述机臂为可折叠机臂，当所述无人机在工作状态下，所述机臂展开；当所述无人机在非工作状态下，所述机臂折叠收于所述机身的底部或侧面。

本实用新型的主要优点包括：

(a)减少马达数量，降低耗电量；

(b)减少无人机尺寸和重量，便于携带与运输，降低了运输与包装成本；

(c)一个舵机控制两个起落架同时收放，提高了无人机的操控性能；

(d)摄像机可360°拍摄，视野更广阔，成像效果更好。

因此，本实用新型既可使无人机在各种复杂环境下稳定着落，又可减少马达数量及无人机的尺寸和重量，便于携带与运输，提高无人机的操控性能，也降低了运输与包装成本，并实现安装于云台的摄像机360°拍摄，使视野更广阔，拍摄效果更好。

应理解，在本实用新型范围内中，本实用新型的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一个实例中的单舵机驱动起落架收放的结构示意图。

图2是本实用新型一个实例中的单舵机驱动起落架收放的结构爆炸图。

图3是本实用新型一个实例中的使用单舵机驱动起落架收放的结构的无人机中起落架收起及展开位置示意图。

各附图中，各标示如下：

1-舵机底座；

2-舵机盖板；

3-马达；

4-马达线路板；

5-主齿轮；

6-副齿轮；

7-主轴；

8-左旋螺纹段；

9-右旋螺纹段；

10-滚动轴承；

11-卡爪轴；

12-卡爪；

13-支点转轴；

14-起落架；

15-支撑部；

16-云台；

17-摄像机；

18-机身；

19-机臂；

20-电机；

21-桨叶；

22-舵机；

23-用于无人机的单舵机驱动起落架收放的结构；

Ⅰ-起落架收起位置；

Ⅱ-起落架展开位置。

具体实施方式

本发明人经过广泛而深入的研究，通过大量筛选，首次开发了一种单舵机驱动起落架收放的结构和使用该结构的无人机。与现有技术相比，本实用新型可通过一个舵机实现两个起落架同时收放的功能：舵机中的马达带动齿轮组转动，齿轮组将扭力放大，带动主轴转动，主轴的两端分别设有左旋螺纹和右旋螺纹，通过主轴的转动，带动分别位于左旋螺纹和右旋螺纹上的两个卡爪轴同时移动，进而带动分别与所述两个卡爪轴相配合的卡爪运动，起落架为杠杆结构，起落架的支点转轴固定，卡爪端移动，进而带动两个起落架的支撑端同时收放，在此基础上完成了本实用新型。

单舵机驱动起落架收放的结构

典型地，所述用于无人机的单舵机驱动起落架收放的结构包括一个舵机和与所述舵机机械连接的两个起落架，所述舵机可驱动所述两个起落架同时收放；所述舵机包括马达、齿轮组、主轴以及两个卡爪轴；所述马达用于提供动力，所述齿轮组的一端与所述马达机械连接，所述齿轮组的另一端与所述主轴机械连接，所述齿轮组将来自所述电机的力的扭矩放大，并将其传递给所述主轴，驱动所述主轴转动；所述主轴的一端设有左旋螺纹段，另一端设有右旋螺纹段；所述两个卡爪轴均设有内螺纹孔，所述内螺纹孔分别与所述左旋螺纹段和所述右旋螺纹段相匹配，随着所述主轴的转动，所述两个卡爪轴在所述螺纹段沿着所述主轴的轴向移动，且所述两个卡爪轴的运动方向相反；所述起落架的一端设有与所述卡爪轴相匹配连接的卡爪，另一端设有用于支撑整个无人机的支撑部，在所述起落架上卡爪和支撑部之间设有位置固定的支点转轴，所述卡爪、所述支点转轴和所述支撑部构成杠杆结构使得所述起落架可绕所述支点转轴旋转，并随着所述卡爪轴的移动实现收起或放下。

使用单舵机驱动起落架收放结构的无人机

典型地，所述无人机包括机身、一个或多个机臂、上述的用于无人机的单舵机驱动起落架收放的结构以及云台。具体地，所述每个机臂的一端与所述机身相连接，所述每个机臂的另一端与一个桨叶相连接，在每个所述机臂与所述桨叶之间设有一个用于驱动所述桨叶的旋转的电机；所述云台的一端连接于所述机身底部中心区域，所述云台的另一端与摄像机相连接。

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外，附图为示意图，因此本实用新型装置和设备的并不受所述示意图的尺寸或比例限制。

需要说明的是，在本专利的权利要求和说明书中，诸如“上”、“下”、“朝上”、“朝下”、“左前方”、“右前方”、“左后方”、“右后方”、“顶面”、“底面”、“上部”、“下部”等的位置关系术语，是相对于无人机飞行状态方向视角而言的，仅仅为更加方便地表述各部件的相对位置关系，而不一定表示各部件存在这种实际的位置关系；诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的单舵机驱动起落架收放的结构包括一个舵机22和与所述舵机22机械连接的两个起落架14，所述舵机22可驱动所述两个起落架14同时收放。

所述舵机22包括马达3、马达线路板4、齿轮组、主轴7、两个卡爪轴11以及固定件，其中，所述齿轮组包括主齿轮5和副齿轮6，所述固定件包括舵机盖板2和舵机底座1。所述舵机盖板2和所述舵机底座1相配合连接，内部形成舵机腔体，所述舵机22的其他各部件固定于所述腔体中。所述马达3与所述马达线路板4电连接，所述马达3用于提供动力，所述马达线路板4用于接受来自遥控装置的信息，并控制所述马达3运转。所述齿轮组将来自所述马达3的力的扭矩放大，并将其传递给所述主轴7，驱动所述主轴7转动：所述主齿轮5与所述马达3同轴，随着所述马达3的转动而转动，所述副齿轮6与所述主轴7同轴，且所述副齿轮6固定于所述主轴7的中间段，所述副齿轮6与所述主齿轮5相啮合，所述副齿轮6在所述主齿轮5的带动下转动，进而带动所述主轴7转动。所述主轴7的一端设有左旋螺纹段8，另一端设有右旋螺纹段9，在所述左旋螺纹段8和右旋螺纹段9之间设有两个用于支撑所述主轴7的滚动轴承10，在两个所述滚动轴承10之间固定连接副齿轮6。所述滚动轴承10的内圈的一端固定于所述主轴7的轴肩处，另一端通过止推垫圈固定，所述滚动轴承10的外圈固定于所述舵机盖板2和所述舵机底座1上。所述两个卡爪轴11均设有内螺纹孔，所述内螺纹孔分别与所述左旋螺纹段8和所述右旋螺纹段9相匹配，随着所述主轴7的转动，所述卡爪轴11分别在所述左旋螺纹段8和所述右旋螺纹段9上移动。随着马达3的正转和反转，所述主轴7的转动方向也相应改变，使得所述卡爪轴11分别在所述左旋螺纹段8和所述右旋螺纹段9上来回移动，且所述两个卡爪轴11的运动方向相反。所述起落架14的一端设有与所述卡爪轴11相匹配连接的卡爪12，且所述卡爪12与所述卡爪轴11为卡扣配合方式，另一端设有用于支撑整个无人机的支撑部15，在所述起落架14上，所述卡爪12和所述支撑部15之间，临近卡爪12的位置设有支点转轴13，所述支点转轴13固定于所述舵机盖板2上，并垂直于所述主轴7。所述起落架14为弧状，以所述支点转轴13为临界点，所述起落架14的卡爪端与支撑端发生弯曲。所述卡爪12、所述支点转轴13和所述支撑部15构成杠杆结构，所述卡爪轴11带动卡爪12移动，所述起落架14可绕所述支点转轴13旋转，使得所述支撑部15移动，从而实现一个舵机控制起落架同时收起或放下的功能，提高无人机的操控性能，同时减少了用于控制起落架收放的马达的数量。

实施例2

如图3所示，本实用新型的使用单舵机驱动起落架收放结构的无人机包括机身18、四个机臂19、电机20、桨叶21、云台16、摄像机17以及上述的用于无人机的单舵机驱动起落架收放的结构23。所述每个机臂19的一端与所述机身18相连接，所述每个机臂19的另一端与一个所述桨叶21相连接，在每个所述机臂与所述桨叶21之间设有一个用于驱动所述桨叶21的旋转的电机20。所述云台16的一端连接于所述机身18的底部中心区域，所述云台的另一端与摄像机17相连接。所述四个机臂19不可折叠，且分别连接于所述机身18侧面的左前方、右前方、左后方以及右后方。所述桨叶21为可折叠桨叶，当所述无人机在工作状态下，所述桨叶21展开；当所述无人机在非工作状态下，所述桨叶21折叠收起。所述摄像机17通过两个转轴与所述云台16相连接，通过所述的一个转轴，所述摄像机17在竖直平面内进行360°旋转，通过所述的另一个转轴，所述摄像机17在水平面内进行360°旋转，进而使得所述摄像机17在空间内任意角度旋转。所述云台16垂直于所述机身18底面，所述摄像机17的镜头距所述机身18底面的距离小于所述起落架的底面距所述机身18底面的距离。当所述无人机在工作状态下，所述用于无人机的单舵机驱动起落架收放的结构23控制起落架展开，即所述起落架位于图3中的起落架展开位置Ⅱ；当所述无人机在起飞或着陆过程中，所述用于无人机的单舵机驱动起落架收放的结构23控制起落架收起，即所述起落架位于图3中的起落架收起位置Ⅰ。

本实用新型的使用单舵机驱动起落架收放结构的无人机可在各种复杂环境下稳定着落，无人机的尺寸相对较小，质量相对较轻，便于携带与运输，降低了运输与包装成本，并实现安装于云台的摄像机360°拍摄，使视野更广阔，拍摄效果更好。

在本实用新型提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本实用新型的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。