一种可调节无人机机臂倾斜角度的伞折式机架的制作方法

本实用新型涉及无人机飞行状态控制领域，尤其涉及通过调节无人机机臂倾斜角度控制无人机飞行状态，具体的说，是一种可调节无人机机臂倾斜角度的伞折式机架。

背景技术：

无人机即“无人驾驶飞机”的简称，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机的概念最早出现于20世纪20年代，随着科技日新月异，无人机技术越来越成熟，无人机的应用逐渐走入公众视野，无人机在民用方面的应用越来越广泛，无人机+行业应用，是现今无人机真正的刚需。目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途，各个国家都在积极扩展行业应用与发展无人机技术。

无人机在复杂环境中执行任务时，常受风向的影响，导致飞行状态不稳定。超小型的无人机如大疆无人机，多通过云台稳定器来随时调节机身倾斜姿态；以保持飞行稳定，而对于较大的无人机难以调节机身整体的倾斜姿态，一般是将无人机机臂设置一定的角度来应对一定的风力，但是由于存在风力、风向复杂多变的情况，所以这种固定的倾斜角度并不能良好地适应现实中复杂多变的环境，因此急需一种可以在飞行状态下调节倾斜角度的无人机机臂，满足无人机在风力、风向多变情况下稳定飞行的要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可调节无人机机臂倾斜角度的伞折式机架，用于解决现有技术中风力、风向多变情况下，无人机飞行状态不稳定的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种可调节无人机机臂倾斜角度的伞折式机架，包括机架中心板、机臂和机臂端头的旋翼电机座，所述机架中心板上表面固定安装有带竖向滑槽的中心轴管，所述中心轴管外部套接有可沿所述竖向滑槽滑动的伞辘，所述机架中心板下表面安装有升降驱动步进电机，所述机架中心板的中心位置开设有通孔，所述中心轴管内设置有通过所述升降驱动步进电机驱动的升降装置，所述升降装置驱动所述伞辘，所述机臂通过铰接组件连接在机架中心板上，所述伞辘通过第二铰接件连接拉杆，所述拉杆通过第一铰接件连接机臂。

优选的，所述升降装置包括由所述升降驱动步进电机驱动转动的调节丝杆、与调节丝杆螺纹配合的调节螺母和用于连接伞辘的调节螺母安装座，所述调节螺母安装座主体为与所述中心轴管相适应的环形盘，所述环形盘中环安装可转动的所述调节螺母，所述环形盘边缘设置有带通孔竖耳，所述伞辘上设置有对应的安装孔，所述伞辘和所述调节螺母安装座通过螺栓或螺杆连接。

优选的，所述中心轴管上开设的所述竖向滑槽为对称的两个，对应的，所述调节螺母安装座上设置的带通孔竖耳、所述伞辘上设置的安装孔均为对称设置的两个。

优选的，所述第二铰接件包括所述拉杆端头设置的带孔单耳和所述伞辘上对应设置的带孔双耳，所述单耳和双耳通过螺杆连接。

优选的，所述第一铰接件包括所述拉杆端头设置的带孔单耳和所述机臂上对应设置的带孔双耳，所述单耳和双耳通过螺杆连接。

优选的，所述铰接组件包括在机架中心板边缘均匀对称地布置的机臂安装座和连接在机臂上的机臂固定管，所述机臂安装座端部为带孔单耳，所述机臂固定管端部为带孔双耳，所述单耳和双耳通过螺杆连接。

优选的，所述旋翼电机座、机臂、机臂固定管、机臂安装座、伞辘、拉杆、机架中心板、中心轴管、调节螺母安装座的材质为碳纤维复合材料。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型将无人机机臂和机架中心板设置为铰接，并在无人机机架中心板中心位置设置中心轴管和升降步进驱动电机，通过升降步进驱动电机驱动设置在所述中心轴管内部的升降装置，再利用升降装置驱动套接在中心轴管外部的伞辘，通过拉杆一端铰接伞辘、一端铰接无人机机臂。所述升降步进驱动电机驱动升降装置向上或向下运动，带动所述伞辘向上或向下滑动，拉杆与伞辘铰接的一端从动向上或向下，拉动所述无人机机臂收起或放开，从而实现调节无人机机臂的倾斜角度，通过操控调节无人机机臂实时角度，解决现有技术中风力、风向多变情况下，无人机飞行状态不稳定的问题。

（2）将所述升降装置设置为调节丝杆、随调节丝杆转动可上下移动的螺母和跟随螺母上下滑动的调节螺母安装座，所述升降步进驱动电机驱动所述调节丝杆转动，所述调节螺母沿所述调节丝杆旋上或旋下，带动所述调节螺母安装座向上或向下滑动，与所述调节螺母安装座连接的所述伞辘跟随向上或向下滑动，拉杆与伞辘铰接的一端从动向上或向下，拉动所述无人机机臂收起或放开，从而实现调节无人机机臂的倾斜角度。通过简单的机械构造设计，实现无人机机臂实时倾斜角度的调节，耗费的资金成本较小。

（3）将所述各部件通过铰接件连接，既能利于实现机臂倾斜角度调节，又便于后期更换小型损坏部件，维修成本低。

（4）将所述旋翼电机座、机臂、机臂固定管、机臂安装座、伞辘、拉杆、机架中心板、中心轴管、调节螺母安装座的材质设置为碳纤维复合材料，碳纤维复合材料具有强度高、韧性强、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构比重小的优点，既可作为结构材料承载负荷，又可作为功能材料发挥作用，不仅满足对强度的要求，还由于其结构比重较小的特点，不会对无人机飞行状态产生不利影响。

（5）将所述中心轴管上开设的所述竖向滑槽为对称的两个，对应的，所述调节螺母安装座上设置的带通孔竖耳、所述伞辘上设置的安装孔均为对称设置的两个，使所述无人机机臂倾斜角度的调节更为均衡。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为图1的仰视图；

图3为中心轴管、伞辘、拉杆连接部位放大图；

图4为图3的内部结构示意图；

图5为图3的俯视图；

图6为伞辘结构示意图；

图7为调节螺母安装座结构示意图；

其中旋翼电机座-1；机臂-2；第一铰接件-3；机臂固定管-4；机臂安装座-5；第二铰接件-6；伞辘-7；拉杆-8；机架中心板-9；升降驱动步进电机-10；调节丝杆-11；中心轴管-12；调节螺母-13；调节螺母安装座-14。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1、2所示，一种可调节无人机机臂倾斜角度的伞折式机架，包括机架中心板9、机臂2和机臂2端头的旋翼电机座1，其特征在于，所述机架中心板9上表面固定安装有带竖向滑槽的中心轴管12，所述中心轴管12外部套接有可沿所述竖向滑槽滑动的伞辘7，所述机架中心板9下表面安装有升降驱动步进电机10，所述机架中心板9的中心位置开设有通孔，所述中心轴管12内设置有通过所述升降驱动步进电机驱动的升降装置，所述升降装置驱动所述伞辘7，所述机臂2通过铰接组件连接在机架中心板9上，所述伞辘7通过第二铰接件6连接拉杆8，所述拉杆8通过第一铰接件3连接机臂2。

在此对本实用新型的原理进一步阐述：

当风向、风力改变，需要增大无人机机臂2的倾斜角度时，操控升降驱动步进电机10正向转动，驱动所述升降装置上升，所述伞辘7随所述升降装置上升，带动通过第二铰接件6连接的拉杆8的一端上升，拉杆8另一端铰接在所述无人机机臂2上，由于无人机机臂2的一端铰接在所述无人机中心板9上，不可相对无人机中心板9移动，因此拉杆8拉动所述无人机机臂2一端上升，无人机机臂2向中间收拢，实现增大无人机机臂2的倾斜角度。

当风向、风力改变，需要减小无人机机臂2的倾斜角度时，操控升降驱动步进电机10反向转动，驱动所述升降装置下降，所述伞辘7随所述升降装置下降，带动通过第二铰接件6连接的拉杆8的一端下降，拉杆8另一端铰接在所述无人机机臂2上，由于无人机机臂2的一端铰接在所述无人机中心板9上，不可相对无人机中心板9移动，因此在重力和拉杆8的共同作用下，所述无人机机臂2一端下降，无人机机臂2向外展开，实现减小无人机机臂2的倾斜角度。

实施例2：

在实施例1的基础上，结合附图3-5所示，所述升降装置包括由所述升降驱动步进电机10驱动转动的调节丝杆11、与调节丝杆11螺纹配合的调节螺母13和用于连接伞辘7的调节螺母安装座14。如图7所示，所述调节螺母安装座14主体为与所述中心轴管12相适应的环形盘，所述环形盘中环安装可转动的所述调节螺母13，所述环形盘边缘设置有带通孔竖耳，如图6所示，所述伞辘7上设置有对应的安装孔，所述伞辘7和所述调节螺母安装座14通过螺栓或螺杆连接。所述调节螺母13的安装方式为在所述调节螺母13中部开设凹槽，将所述调节螺母安装座14卡接在所述凹槽内，所述调节陆慕13和所述调节螺母安装座可相对转动。

当风向、风力改变，需要增大无人机机臂2的倾斜角度时，操控升降驱动步进电机10正向转动，驱动所述调节丝杆11正向转动，所述调节螺母13可相对所述调节丝杆11向上移动，带动所述调节螺母安装座14和所述伞辘7随之沿所述中心轴管12的竖向滑槽上升，从而带动通过第二铰接件6连接的拉杆8的一端上升，拉杆8另一端铰接在所述无人机机臂2上，由于无人机机臂2的一端铰接在所述无人机中心板9上，不可相对无人机中心板9移动，因此拉杆8拉动所述无人机机臂2一端上升，无人机机臂2向中间收拢，实现增大无人机机臂2的倾斜角度。

当风向、风力改变，需要减小无人机机臂2的倾斜角度时，操控升降驱动步进电机10反向转动，驱动所述调节丝杆11反向转动，所述调节螺母13可相对所述调节丝杆11向下移动，带动所述调节螺母安装座14和所述伞辘7随之沿所述中心轴管12的竖向滑槽下降，从而带动通过第二铰接件6连接的拉杆8的一端下降，拉杆8另一端铰接在所述无人机机臂2上，由于无人机机臂2的一端铰接在所述无人机中心板9上，不可相对无人机中心板9移动，因此在重力和拉杆8的共同作用下，所述无人机机臂2一端下降，无人机机臂2向外展开，实现减小无人机机臂2的倾斜角度。

进一步的，为使无人机机臂2倾斜角度的调节更为均衡，所述中心轴管12上开设的所述竖向滑槽为对称的两个，对应的，所述调节螺母安装座14上设置的带通孔竖耳、所述伞辘7上设置的安装孔均为对称设置的两个。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，结合附图1-5所示，进一步的，所述第二铰接件6包括所述拉杆8端头设置的带孔单耳和所述伞辘7上对应设置的带孔双耳，所述单耳和双耳通过螺杆连接。同样的，所述第一铰接件3包括所述拉杆8端头设置的带孔单耳和所述机臂2上对应设置的带孔双耳，所述单耳和双耳通过螺杆连接；所述铰接组件包括在机架中心板9边缘均匀对称地布置的机臂安装座5和连接在机臂2上的机臂固定管4，所述机臂安装座5端部为带孔单耳，所述机臂固定管4端部为带孔双耳，所述单耳和双耳通过螺杆连接。

将所述各部件通过螺栓或螺杆进行铰接，既能利于实现机臂倾斜角度调节，又能够拆卸，便于后期更换小型损坏部件，维修成本低。

进一步的，由于无人机要求具有较小的自重和较高的强度，所述旋翼电机座1、机臂2、机臂固定管4、机臂安装座5、伞辘7、拉杆8、机架中心板9、中心轴管12、调节螺母安装座14的材质为碳纤维复合材料。碳纤维复合材料具有强度高、韧性强、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构比重小的优点，既可作为结构材料承载负荷，又可作为功能材料发挥作用，不仅满足对强度的要求，还由于其结构比重较小的特点，满足无人机对较小的自重的要求。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。