无人机机臂大角度折叠机构的制作方法

本发明涉及无人机设计与制造技术领域，具体的，是无人机机臂大角度折叠机构。

背景技术：

随着飞行器开发应用的迅猛发展，人们对无人机设计、制造与应用的越来越多，当前无人机航拍广泛应用于军事侦察、城市规划、土地及水资源调查、自然灾害监测等领域。目前应用的无人机采用多旋翼的比较多，多旋翼无人机极大地拓宽了人类作业的范围，三维重建已经广泛用于建筑、精密工业测量、虚拟现实、机器人导航、考古和军事等领域。作为群体做能飞行的载体，无人机编队飞行、追踪、打击目标等多样化多梯度应用也将逐步展开。

无人机机臂目前使用的折叠机构一般为单一的扳机压紧锁死结构或者螺纹套筒锁死结构或者直接上螺丝锁死的结构，这些结构要么随着时间的推移会产生较大磨损直接导致机构报废，要么因为震动导致螺纹套松动甚至滑出；此外，其安装方式极为复杂且耗时，这些对无人机的整体性能会产生诸多不可靠的因素。

无人机的发展方向不仅需要有较大的载重能力，同时也需要能方便携带、能快速布置并展开飞行。因此，高强度、高可靠性、高便携性是无人机的发展方向之一。为之，需要对无人机机臂结构进行重点的研究与设计。

技术实现要素：

本发明的目的在于根据无人机发展的要求，提供无人机机臂大角度折叠机构，它应该是折叠便捷的且折叠角度大，重量轻，可靠性好，能在大部分中小型载重无人机的折叠式机臂上进行应用。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

无人机机臂大角度折叠机构，其特征在于，含有机臂端组件、机身端组件和安全销组件，所述机臂端组件含有机臂端安装结构件(1)和机臂端手拧螺丝套筒结构件(2)，所述机身端组件含有机身端安装结构件(3)和机身端带螺纹套筒紧固件(4)，所述安全销组件含有安全销安装结构件(5)、螺栓(6)、弹簧(7)和手推结构件(8)；所述机臂端安装结构件(1)为薄壁管状件，含有压紧槽(101)、铆钉孔(102)、键(103)、机臂端止位板(104)和受力耳片(105)，所述压紧槽(101)开设于所述机臂端安装结构件(1)的一端，所述铆钉孔(102)设置在管壁上，所述键(103)设置在所述机臂端安装结构件(1)的另一端，所述机臂端止位板(104)设置在所述机臂端安装结构件(1)的中部，所述受力耳片(105)设置在所述键(103)的正对角；所述机臂端手拧螺丝套筒结构件(2)含有自锁内螺纹(201)、手拧耳片(202)和第一受力挡圈(203)，所述自锁内螺纹(201)设置在所述机臂端手拧螺丝套筒结构件(2)的内侧，所述手拧耳片(202)对等分开设在所述机臂端手拧螺丝套筒结构件(2)的外侧，所述第一受力挡圈(203)设置在所述机臂端手拧螺丝套筒结构件(2)的一端；所述机身端安装结构件(3)为薄壁管状件，含有第一锁紧孔(301)、机身端止位板(302)、键槽(303)、抗扭定位凸台(304)和定位圈(305)，所述定位圈(305)设置在所述机身端安装结构件(3)一端，所述第一锁紧孔(301)对等分开设在所述定位圈(305)上，所述机身端止位板(302)设置在所述机身端安装结构件(3)的中部，所述键槽(303)设置在所述机身端安装结构件(3)的另一端并与所述键(103)配合，所述抗扭定位凸台(304)设置在所述键(103)的正对角并与所述受力耳片(105)轴接；所述机身端带螺纹套筒紧固件(4)为薄壁管状件，含有自锁外螺纹(401)、方槽(402)和第二受力挡圈(403)，所述自锁外螺纹(401)设置在所述机身端带螺纹套筒紧固件(4)的外侧，所述第二受力挡圈(403)设置在所述机身端带螺纹套筒紧固件(4)上远离自锁外螺纹(401)的一端，所述方槽(402)设置在所述机身端带螺纹套筒紧固件(4)的外侧，所述方槽(402)没有贯穿所述第二受力挡圈(403)；所述安全销安装结构件(5)为板状件，含有第二锁紧孔(501)和放置孔(502)，所述第二锁紧孔(501)对等分开设在所述安全销安装结构件(5)上，与所述第一锁紧孔(301)相配合，所述放置孔(502)设置在所述安全销安装结构件(5)的一端，与所述螺栓(6)配合；所述机臂端安装结构件(1)通过受力耳片(105)和抗扭定位凸台(304)与所述机身端安装结构件(3)活动连接，所述机臂端安装结构件(1)通过所述压紧槽(101)和所述铆钉孔(102)与无人机机臂可拆卸连接，所述机臂端手拧螺丝套筒结构件(2)通过自锁内螺纹(201)和自锁外螺纹(401)与所述机身端带螺纹套筒紧固件(4)螺接，所述机臂端手拧螺丝套筒结构件(2)通过第一受力挡圈(203)套接在机臂端安装结构件(1)的机臂端止位板(104)，所述机身端带螺纹套筒紧固件(4)通过第二受力挡圈(403)套接在所述机身端安装结构件(3)的机身端止位板(302)，所述安全销安装结构件(5)通过第一锁紧孔(301)和第二锁紧孔(501)与所述机身端安装结构件(3)可拆卸连接，所述手推结构件(8)与所述螺栓(6)可拆卸连接，所述弹簧(7)能穿接在螺栓(6)上并设置在所述手推结构件(8)与所述螺栓(6)之间，所述手推结构件(8)通过所述螺栓(6)设置在所述安全销安装结构件(5)上。

进一步，所述机臂端安装结构件(1)的底端设有至少一个键(103)。

进一步，所述机身端安装机构件设有至少一个键槽(303)。

进一步，所述机身端安装结构件(3)上设有至少一个第一锁紧孔(301)。

进一步，所述安全销安装结构件(5)上设有至少一个第二锁紧孔(501)。

本发明无人机机臂大角度折叠机构的积极效果是：

(1)折叠方便；旋开机臂端手拧螺丝套筒机构件，按压手推机构件即可完成折叠。

(2)稳定性好；安装机构件的键与键槽配合，同时螺纹套筒的锁紧能从两方面来锁紧机臂和机身，此外，安全销对手拧螺丝位置的固定不会因为震动导致螺纹套松动甚至滑出。

(3)折叠角度大；机臂端组件与机身端组件通过挂耳孔实现了超过180度的大角度旋转折叠。

(4)重量轻；结构件多为薄壁管件，重量轻，但刚性和稳定性好，能在大部分中小型载重无人机的折叠式机臂上进行应用。

附图说明

图1为本发明无人机机臂大角度折叠机构的结构装配图。

图2为本发明无人机机臂大角度折叠机构的结构分解图。

图3为本发明无人机机臂大角度折叠机构的结构示意图。

图中的标号分别为：

1、机臂端安装结构件；101、压紧槽；

102、铆钉孔；103、键；

104、机臂端止位板；105、受力耳片；

2、机臂端手拧螺丝套筒结构件；201、自锁内螺纹；

202、手拧耳片；203、第一受力挡圈；

3、机身端安装结构件；301、第一锁紧孔；

302、机身端止位板；303、键槽；

304、抗扭定位凸台；305、定位圈；

4、机身端带螺纹套筒紧固件；401、自锁外螺纹；

402、方槽；403、第二受力挡圈；

5、安全销安装结构件；501、第二锁紧孔；

502、放置孔；6、螺栓；

7、弹簧；8、手推结构件。

具体实施方式

以下结合附图给出对本发明无人机机臂大角度折叠机构的具体实施方式，但是需要指出：所述具体实施方式并不用于限定本发明的具体实施。凡是采用本发明的相似结构及其相似变化均应列入本发明的保护范围。

参见图1。无人机机臂大角度折叠机构，含有机臂端组件、机身端组件和安全销组件；所述机臂端组件含有机臂端安装结构件1和机臂端手拧螺丝套筒结构件2；所述机身端组件含有机身端安装结构件3和机身端带螺纹套筒紧固件4；所述安全销组件含有安全销安装结构件5、螺栓6、弹簧7和手推结构件8。

参见图1和图2，所述机臂端安装结构件1为薄壁管状件，含有压紧槽101、铆钉孔102、键103、机臂端止位板104和受力耳片105。所述压紧槽101开设于所述机臂端安装结构件1的一端，所述铆钉孔102设置在管壁上，所述键103设置在所述机臂端安装结构件1的另一端，所述机臂端止位板104设置在所述机臂端安装结构件1的中部，所述受力耳片105设置在所述键103的正对角。所述机臂端安装结构件1为圆柱体金属件，根据实际装配需要，可设置为六面体或者其他形状的柱体。所述机臂端安装结构件1的一端拥有压紧槽101和铆钉孔102，可与其他主体部件连接。所述机臂端安装结构件1的中部设置机臂端止位板104，所述机臂端止位板104可在加工机臂端安装结构件1时一体成型，应注意要留有退刀槽；同时，也可以直接配置和所述机臂端安装结构件1外壁相配合的圆环，经铆接或焊接在所述机臂端安装结构件1外壁上。所述机臂端止位板104开设的位置由机身端止位板302和所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2和所述机身端带螺纹套筒紧固件4的相对位置来决定。所述机臂端安装结构件1一端设置受力耳片105，所述受力耳片105上开设受力耳片孔。在所述受力耳片105与机臂端安装结构件1连接处，需要根据实际装配情况设置让位槽，可以让所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2与机身端带螺纹套筒紧固件4顺利进行螺纹连接。所述机臂端安装结构件1另一端开设至少一个键103，本实施例中，只设置一个键103，所述键103开设于所述受力耳片105正对角，键103边沿根据实际情况倒圆角，确保无毛边毛刺，这样更利于键槽配合。

参见图1和图2。所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2含有自锁内螺纹201、手拧耳片202和第一受力挡圈203。所述自锁内螺纹201设置在所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2的内侧，所述手拧耳片202对等分开设置在所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2的外侧，所述第一受力挡圈203设置在所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2的一端。所述手拧耳片202的数量至少在3个以上。所述第一受力挡圈203设置在无螺纹的一端，可以通过一体成型或者焊接在所述所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2上。所述第一受力挡圈203的孔径大于所述机臂端安装结构件1的直径，所述第一受力挡圈203的孔径小于所述机臂端止位板104的直径。所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2的孔径大于所述机臂端止位板104的直径，可以完成套接在所述机臂端安装结构件1上。

参见图1和图2。所述机身端安装结构件3为薄壁管状件，含有第一锁紧孔301、机身端止位板302、键槽303、抗扭定位凸台304和定位圈305。所述定位圈305设置在所述机身端安装结构件3的一端，所述机身端止位板302设置在所述机身端安装结构件3的中部；所述键槽303设置在所述机身端安装结构件3的另一端并与所述键103配合；所述抗扭定位凸台304设置在所述键103的正对角并与所述受力耳片105轴接；所述机身端安装结构件3开设至少一键槽303，所述键槽303与所述键103配合。所述键槽303槽底根据实际情况清角清根，键槽303开口处根据实际情况倒圆角，从而让键103可以与键槽303底部完全配合。在所述机身端安装结构件3的一端设置定位圈305，所述定位圈305可以一体成型加工，也可以将挡圈焊接、铆接上去。在所述机身端安装结构件3的中部设置机身端止位板302，所述机身端止位板302可以在加工机身端安装结构件3时一体成型。注意：所述机身端安装结构件3应留有退刀槽。同时，也可以直接配置与所述机身端安装结构件3外壁相配合的圆环，再经铆接或焊接连接在机身端安装结构件3的外壁上。所述机身端止位板302的设置位置由所述机臂端止位板104、所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2和所述机身端带螺纹套筒紧固件4的相对位置来决定。在所述机身端安装结构件3的一端设置抗扭定位凸台304，所述抗扭定位凸台304由两个受力耳片构成，所述抗扭定位凸台304上设有受力耳片组孔。将所述受力耳片105设置在所述抗扭定位凸台304之间，通过螺钉螺帽结构或者轴结构连接。所述受力耳片105通过轴可围绕抗扭定位凸台304做圆周运动。所述抗扭定位凸台304与所述机身端安装结构件3连接处可根据实际情况设置让位槽，确保所述机臂端安装结构件1与机身端安装结构件3盖合时所述键槽303与所述键103配合完好。所述机身端安装结构件3的另一端设置至少一个第一锁紧301，本实施例设有3个第一锁紧孔301，按等分设置且应受力均匀。

参见图1和图2。所述机身端带螺纹套筒紧固件4为薄壁管状件，含有自锁外螺纹401、方槽402和第二受力挡圈403。所述自锁外螺纹401设置在所述机身端带螺纹套筒紧固件4的外侧；所述第二受力挡圈403设置在所述机身端带螺纹套筒紧固件4上远离自锁外螺纹401的一端；所述方槽402设置在所述机身端带螺纹套筒紧固件4的外侧，所述方槽402没有贯穿所述第二受力挡圈403。所述自锁外螺纹401与所述自锁内螺纹201配合。在所述机身端带螺纹套筒紧固件4的一侧设置方槽402，所述方槽402的宽度至少可以容纳所述抗扭定位凸台304，所述方槽402的高度尽可能不贯穿所述机身端带螺纹套筒紧固件4的底板，因为底板贯穿后，所述机身端带螺纹套筒紧固件4的刚性会减弱，而且自锁外螺纹401的锁紧力也会降低；因此，具体高度需要依据整体机构件的高度以及受力稳定性进行分析后得出。所述机身端带螺纹套筒紧固件4的孔径大于机臂端止位板104的直径，所述机身端带螺纹套筒紧固件4的孔径大于所述机身端止位板302的直径，所述机身端带螺纹套筒紧固件4的底板孔径小于所述机身端止位板302的直径，所述机身端带螺纹套筒紧固件4的底板孔径大于所述机身端安装结构件3的直径，这样，能完成套接在所述机身端安装结构件3上的要求。所述第二受力挡圈403设置在所述机身端带螺纹套筒紧固件4无螺纹的一端，可以一体成型加工，也可以将挡圈焊接、铆接连接上去。

参见图1和图2。所述安全销安装结构件5为板状件，含有第二锁紧孔501和放置孔502。所述第二锁紧孔501对等分开设在所述安全销安装结构件5上，与所述第一锁紧孔301相配合，所述放置孔502设置在所述安全销安装结构件5的一端，与所述螺栓6配合。所述安全销安装结构件5上开设至少一个第二锁紧501，本实施例设有3个第二锁紧孔501，所述第二锁紧501与所述第一锁紧孔301采用螺接或者铆接。在所述安全销安装结构件5的一端设置凸台，在凸台上设有放置孔502，所述放置孔502为沉孔，所述沉孔能收敛螺栓6的尾翼，让结构更美观。所述放置孔502可容纳螺栓6通过，将弹簧7套接在螺栓6上，在手推结构件8的内部设有与螺栓6配合的螺纹；将所述手推结构件8、压缩弹簧7旋转连接在螺栓6上。所述手推结构件8的大小正好与手拧耳片202之间形成的大小呈一致或略小。

参见图1和图2，将所述机臂端安装结构件1通过受力耳片105和抗扭定位凸台304与所述机身端安装结构件3活动连接；将所述机臂端安装结构件1通过所述压紧槽101和所述铆钉孔102与无人机机臂可拆卸连接；将所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2通过自锁内螺纹201和自锁外螺纹401与所述机身端带螺纹套筒紧固件4螺接；将所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2通过第一受力挡圈203套接在机臂端安装结构件1的机臂端止位板104；将所述机身端带螺纹套筒紧固件4通过第二受力挡圈403套接在所述机身端安装结构件3的机身端止位板302；将所述安全销安装结构件5通过第一锁紧孔301和第二锁紧孔501与所述机身端安装结构件3可拆卸连接。所述手推结构件8与所述螺栓6可拆卸连接；所述弹簧7能穿接在螺栓6上并设置在所述手推结构件8与所述螺栓6之间，将所述手推结构件8通过所述螺栓6设置在所述安全销安装结构件5上。

参见图1。所述无人机机臂大角度折叠机构直连时，所述机臂端安装结构件1与所述机身端安装结构件3通过所述键103与所述键槽303以及所述受力耳片105和所述抗扭定位凸台304进行轴向定位，所述机臂端安装结构件1与所述机身端安装结构件3通过所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2与所述机身端带螺纹套筒紧固件4产生的螺旋力压迫所述机臂端止位板104和所述机身端止位板302进行径向定位，所述手推机构件8弹入所述手拧耳片202中完成对所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2的锁定。这样，锁紧后不会因为震动导致螺纹套松动甚至滑出。

参见图3。折叠时向下按压所述手推机构件8，滑出所述手拧耳片202，旋开所述机臂端手拧螺丝套筒结构件2，沿所述受力耳片105和所述抗扭定位凸台304使力，即可完成折叠。

在具体实施例时，可在所述受力耳片105靠近所述机臂端止位板104处设置一根前端为球体的轴，在所述机身端安装结构件3相对应的位置设置与球体配合的孔洞。这样，在完成折叠后，通过所述球体和所述孔洞能对折叠后的机构起到维稳的作用。

在具体实施例时，可在所述机臂端安装结构件1的另一端不设置所述键103，而是设置至少一个滚珠孔，所述滚珠孔经高温加热后，将滚珠放入所述滚珠孔，其冷却后，所述滚珠被动态镶嵌在所述滚珠孔内。同时，在所述机身端安装结构件3上不再设置键槽303，而是设置与所述滚珠配合的孔洞，所述机臂端安装结构件1通过滚珠和孔洞与所述机身端安装结构件(3)能实现可拆卸连接，这样，结构的通用性更好还便于后期维护。

在具体实施例时，所述机身端止位板302可采取齿轮或者棘轮状结构，所述机身端带螺纹套筒紧固件4内部有与之配合的结构。这样，可更精准的控制位移偏量。

在具体实施例时，可在所述安全销安装结构件5上固定连接插销，采用插销来完成对机臂端手拧螺丝套筒结构件2的固定。所述插销也可以安装在所述机身端安装结构件3上。

在具体实施例时，为追求更轻便，所述无人机机臂大角度折叠机构可采用3d打印材料制造或者树脂制造。

以上所述仅是本发明或发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明或发明特征结构的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明或发明的保护范围。