一种机臂可伸缩、折叠的无人机的制作方法

本实用新型涉及无人机设备技术领域，具体为一种机臂可伸缩、折叠的无人机。

背景技术：

无人机是全球新一轮科技革命和产业革命的热点，其产业发展关乎国家利益、公民权益。由于无人机具有成本相对较低、无人员伤亡风险、生存能力强、机动性能好、使用方便等特征，特别是在许多复杂、危险的空中活动中更具备独特优势，在影视航拍、传统农林业、工业作业、灾害救援、公共安全以及消费娱乐业领域结合得到广泛应用。无人机代表着未来通用航空业的发展方向，将成为中国经济增长的新动力。

机臂是无人机的一个重要部件，机臂通常都要设计成细长形来为无人机提供足够的升力，但机臂越细长，占用的空间就越大，不便于放置，另外不便于搬运，搬运时还容易损坏旋翼。现有的解决方法多为将机臂拆卸成好几块，在需要飞行时再把机臂逐步安装好，接着还要经过调试才能确保无人机能正常飞行。此方法不仅工序繁杂，花费的时间多，且拆卸的过程中容易对机臂造成损伤，影响无人机的飞行。

通过以上分析可以看出，现有无人机中缺少一种不通过拆卸机臂的办法就可以实现机臂伸缩、折叠的无人机。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种机臂可伸缩、折叠的无人机，以解决上述背景技术中提出的缺陷。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种机臂可伸缩、折叠的无人机，包括机架、起落架、折叠组件、机臂组件、螺旋桨、电控模块、电机、指示灯，其中：

所述起落架由转接头、脚架所组成，所述转接头通过螺丝与所述机架相固定连接，所述转接头上开设有第一孔、第二孔，所述脚架位于所述转接头的下部，所述脚架的横截面呈U形，所述脚架的中轴线与水平面的夹角为α，且92°≤α≤98°，所述脚架上开设有脚架孔，所述脚架下端设置有防震垫；

所述折叠组件包括弹簧、连接杆、轴承、内齿轮、齿轮轴，所述弹簧一端与所述转接头相固定连接，且其另一端与所述连接杆相固定连接，所述连接杆上设有螺纹套、固定柱、轴承套，所述螺纹套位于所述连接杆的首端，所述螺纹套内开设有内螺纹结构，所述固定柱上开设有第三孔，且所述第三孔内开设有内螺纹，所述轴承套位于所述连接杆的尾端，所述轴承套内安装有所述轴承，所述轴承内安装有所述内齿轮，所述内齿轮与所述齿轮轴相啮合连接，所述内齿轮的中轴线与所述齿轮轴的中轴线相重合，所述齿轮轴安装于所述转接头的第一孔径内；

所述机臂组件包括第一杆、第二杆、第三杆、联接器，所述第一杆为中空结构，所述第一杆的外壁尾端处开设有外螺纹结构，且所述第一杆通过其外螺纹结构与所述螺纹套的内螺纹结构相固定连接，所述第一杆的内壁上开设有内螺纹结构；

所述第二杆为中空结构，所述第二杆的外壁上开设有外螺纹结构，且所述第二杆通过其外螺纹结构与所述第一杆的内螺纹结构相螺纹连接，并进行伸缩运动，所述第二杆的中轴线与所述第一杆的中轴线相重合；

所述第三杆为中空结构，所述第三杆的外壁尾端处开设有外螺纹结构，且所述第三杆通过其外螺纹结构与所述第二杆的内螺纹相螺纹连接，并进行伸缩运动；

所述联接器固定于所述第三杆的首端，所述螺旋桨安装于所述联接器上；

所述电控模块位于所述机架上，所述电控模块包括电路板，以及焊接在电路板上的风速传感器、陀螺仪、气压传感器、中央处理模块、数据传输模块；

所述电机安装于所述机架的电机座上，所述电机通过连接线与所述电路板相电性连接，所述电机座的下方开设有灯座，所述指示灯安装于所述灯座上，所述指示灯通过连接线与所述电路板相电性连接。

进一步，所述折叠组件位于展开状态时，所述连接杆的中轴线与所述脚架的中轴线之间的夹角为β，且90°≤β≤93°，所述连接杆柱上的所述固定柱的所述第三孔中轴线与所述起落架上的所述转接头的所述第二孔中轴线相重合，所述连接杆的所述第三孔与所述起落架的第二孔通过螺栓相固定连接。

进一步，所述机臂组件位于伸长状态时，所述第二杆位于所述第一杆的外侧，所述第三杆的外螺纹结构部分位于所述第二杆的外侧。

进一步，所述折叠组件位于折叠状态时，所述连接杆的中轴线与所述脚架的中轴线相重合，所述折叠组件和所述机臂组件均隐藏于所述脚架的U形槽内。

进一步，所述机臂组件位于缩短状态时，所述第二杆位于所述第一杆的内侧，所述第三杆的外螺纹结构部分位于所述第二杆的内侧。

进一步，所述第二杆的长度小于所述第一杆的长度。

进一步，所述第三杆的长度小于所述第二杆的长度。

进一步，所述无人机还包括电池，所述电池参数为6S、16000MA，所述电池位于所述机架上，所述电池通过连接线与所述电路板相电性连接。

进一步，所述无人机还包括电子调节器，所述电子调节器参数为50A，所述电子调节器位于所述机架上，所述电子调节器通过连接线与所述电路板相电性连接。

进一步，所述无人机还包括遥控器，所述遥控器与所述数据传输模块相无线连接。

工作原理：起飞准备阶段，由于弹簧的弹力将折叠组件和机臂组件隐藏于脚架的U形槽内，且折叠组件与起落架是通过内外齿轮相连接；首先慢慢向外扳动机臂组件及与其连接的连接杆时，轴承/和内齿轮与齿轮轴之间将进行旋转运动，弹簧将被拉长，当连接杆运动到其固定柱的上端面与转接头的下端面相接触时，用螺栓将起落架的第二孔与连接杆的第三孔相固定连接，此时折叠组件将处于展开状态；其次将机臂组件中的第二杆通过螺纹旋转运动从第一杆内径中慢慢伸出，再将第三杆通过螺纹旋转运动从第二杆内径中慢慢伸出，此时机臂组件将处于伸长状态。

降落整理阶段，首先将机臂组件中第三杆通过螺纹旋转运动收缩于第二杆内径中，再将第二杆通过螺纹旋转运动收缩于第一杆内径中，此时机臂组件将处于缩短状态；其次将螺栓从起落架的第二孔及连接杆的第三孔中拆卸掉，在弹簧的弹力带动下，轴承/和内齿轮与齿轮轴之间将进行旋转运动，随之机臂组件及与其连接的连接杆将慢慢向脚架的U形槽内靠拢，最后折叠组件和机臂组将将隐藏于脚架的U形槽内，此时折叠组件将处于折叠状态。

本实用新型提出了一种机臂可伸缩、折叠的无人机，该无人机包括机架、起落架、折叠组件、机臂组件，起落架由转接头、脚架组成，转接头通过螺丝与机架相固定连接，转接头上开设有第一孔、第二孔，折叠组件包括弹簧、连接杆、轴承、内齿轮、齿轮轴，连接杆上设有螺纹套、固定柱、轴承套，固定柱上开设有第三孔，轴承套内安装有轴承，轴承内安装有内齿轮，内齿轮与齿轮轴相啮合连接，齿轮轴安装于第一孔内；机臂组件包括第一杆、第二杆、第三杆，第一杆位于第二杆内且通过螺纹连接及运动，第二杆位于第一杆内且通过螺纹连接及运动。由于机臂不仅可以进行伸缩运动还可以进行折叠运动，机臂伸缩折叠后无人机的体积变小，有利于无人机的存放及运输，另外机臂伸缩折叠后，其机臂隐藏于起落架内，从而防止机臂在存放及运输时出现损坏。

附图说明

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

图1为本实用新型中的无人机的机臂展开伸出结构示意图一；

图2为本实用新型中的无人机的机臂展开伸出结构示意图二；

图3为本实用新型中的机架的结构示意图；

图4为本实用新型中的起落架的结构示意图；

图5为本实用新型中的折叠组件的剖视图；

图6为本实用新型中的连接杆的剖视图；

图7为本实用新型中的机臂的结构示意图；

图8为本实用新型中的无人机的机臂折叠收缩结构示意图；

图9为本实用新型中的无人机的电路原理示意图；

图例说明：10-机架；101-电机座；1011-灯座；20-起落架；201-转接头； 2011-第一孔；2012-第二孔；202-脚架；2021-脚架孔；2022-U形槽；203- 防震垫；30-折叠组件；301-弹簧；302-连接杆；3021-螺纹套；3022-固定柱； 30221-第三孔；3023-轴承套；303-轴承；304-内齿轮；305-齿轮轴；40-机臂组件；401-第一杆；402-第二杆；403-第三杆；404-联接器；50-螺旋桨； 60-电控模块；601-电路板；602-风速传感器；603-陀螺仪；606-气压传感器； 607-中央处理模块；608-数据传输模块；70-电机；80-指示灯；90-电池；10 0-电子调节器；120-遥控器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。此外，下文为了描述方便，所引用的“上”、“下”、“左”、“右”等于附图本身的上、下、左、右等方向一致，下文中的“第一”、“第二”等为描述上加以区分，并没有其他特殊含义。

针对现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种机臂可伸缩、折叠的无人机，如图1、图2所示，该无人机包括机架10、起落架20、折叠组件30、机臂组件40、螺旋桨50、电控模块60、电机70、指示灯80，其中：

如图4所示，所述起落架20由转接头201、脚架202所组成，所述转接头201通过螺丝与所述机架10相固定连接，所述转接头201上开设有第一孔 2011、第二孔2012，所述脚架202位于所述转接头201的下部，所述脚架20 2的横截面呈U形，所述脚架202的中轴线与水平面的夹角为α，且92°≤α≤98°，所述脚架202上开设有脚架孔2021，所述脚架202下端设置有防震垫203。

在实际应用场景中，脚架202的横截面呈U形及U形槽2022结构都是用于方便储存机臂，防止机臂在储存及运输状态下出现损坏。脚架202的横截面不仅可以呈U形，还可以为其他形状，只要能保证机臂的存放不受影响的情况下，具体采用何种形状可以根据实际需要进行选择，这样的形状的变化并不会影响本申请的保护范围。

其中，脚架202的中轴线与水平面的夹角为α且92°≤α≤98°，α大于90°，以及设置防震垫203均是为了使无人机降落时，更加平稳，因此不仅仅只在92°≤α≤98°范围内采取，还可以在92°≤α≤98°以外范围内采取，只要能保证无人机的降落的平稳性不受影响的情况下，具体采用何种夹角数值可以根据实际需要进行选择，这样的夹角数值的变化并不会影响本申请的保护范围。

其中，脚架202上开设有脚架孔2021，脚架孔2021的设置是用于减轻无人机的载荷重量，以及无人机在运行过程中的风阻。

如图5所示，所述折叠组件30包括弹簧301、连接杆(302)、轴承(303)、内齿轮304、齿轮轴305，所述弹簧301一端与所述转接头201相固定连接，且其另一端与所述连接杆相固定连接，如图6所示，所述连接杆上设有螺纹套3021、固定柱3022、轴承套3023，所述螺纹套3021位于所述连接杆的首端，所述螺纹套3021内开设有内螺纹结构，所述固定柱3022上开设有第三孔30221，且所述第三孔30221内开设有内螺纹，所述轴承套3023位于所述连接杆的尾端，所述轴承套3023内安装有所述轴承303，所述轴承303内安装有所述内齿轮304，所述内齿轮304与所述齿轮轴305相啮合连接，所述内齿轮304的中轴线与所述齿轮轴305的中轴线相重合，所述齿轮轴305安装于所述转接头201的第一孔2011径内。

在实际应用场景中，折叠组件30中通过设置两套旋转运动装置，即轴承 303，和内齿轮304与齿轮轴305，来支撑机臂的展开和折叠运动，从更大可能上保证了折叠组件30的使用寿命，在轴承303/或内齿轮304出现问题的时候，还能保证折叠组件30的正常展开与折叠。

如图7所示，所述机臂组件40包括第一杆401、第二杆402、第三杆40 3、联接器404，所述第一杆401为中空结构，所述第一杆401的外壁尾端处开设有外螺纹结构，且所述第一杆401通过其外螺纹结构与所述螺纹套3021 的内螺纹结构相固定连接，所述第一杆401的内壁上开设有内螺纹结构；

所述第二杆402为中空结构，所述第二杆402的外壁上开设有外螺纹结构，且所述第二杆402通过其外螺纹结构与所述第一杆401的内螺纹结构相螺纹连接，并进行伸缩运动，所述第二杆402的中轴线与所述第一杆401的中轴线相重合；

所述第三杆403为中空结构，所述第三杆403的外壁尾端处开设有外螺纹结构，且所述第三杆403通过其外螺纹结构与所述第二杆402的内螺纹相螺纹连接，并进行伸缩运动。

在实际应用场景中，机臂组件40中的第三杆403位于第二杆402内，且通过螺纹连接及运动，第二杆402位于第一杆401内，且通过螺纹连接及运动。机臂组件40中采用螺杆传动，由于螺杆传动具又摩擦系数小，传动效率高，工作较平稳，磨损小且寿命长的特点，从而保证了机臂组件40伸缩的性能。

如图1、图2所示，所述联接器404固定于所述第三杆403的首端，所述螺旋桨50安装于所述联接器404上。

如图9所示，所述电控模块60位于所述机架10上，所述电控模块60包括电路板601，以及焊接在电路板601上的风速传感器602、陀螺仪603、气压传感器606、中央处理模块607、数据传输模块608。

在实际应用场景中，电控模块60中的电路板601，以及焊接在电路板601 上的风速传感器602、陀螺仪603、气压传感器606、中央处理模块607、数据传输模块608，其中风速传感器602、陀螺仪603、气压传感器606、中央处理模块607、数据传输模块608与中央处理模块607相电性连接，中央处理模块607再通过连接线与电池90、电机70100、电子调节器100120、指示灯 80之间的电性连接，以及中央处理模块607通过数据传输模块608中的GPRS 数据传感器与遥控器120的无线连接，从而保证了环境监测无人机的安全飞行，由于风速传感器602、陀螺仪603、气压传感器606、中央处理模块607、数据传输模块608为本领域中公知技术，本申请在此不再过多赘述。

如图2所示，所述电机70安装于所述机架10的电机座101上，所述电机70通过连接线与所述电路板601相电性连接，所述电机座101的下方开设有灯座1011，所述指示灯80安装于所述灯座1011上，所述指示灯80通过连接线与所述电路板601相电性连接。

在实际应用场景中，指示灯80用于操作者依据指示灯80发出的光分辨出无人机的飞行位置及方向。

进一步，如图1所示，所述折叠组件30位于展开状态时，所述连接杆的中轴线与所述脚架202的中轴线之间的夹角为β，且90°≤β≤93°，所述连接杆柱上的所述固定柱3022的所述第三孔30221中轴线与所述起落架20 上的所述转接头201的所述第二孔2012中轴线相重合，所述连接杆的所述第三孔30221与所述起落架20的第二孔2012通过螺栓相固定连接。

在实际应用场景中，连接杆的中轴线与所述脚架202的中轴线之间的夹角为β，且90°≤β≤93°，连接杆的上翘会致使机臂组件40的上翘，机臂组件40的上翘有利于无人机飞行的平稳性，因此不仅仅只在90°≤β≤93°范围内采取，还可以在90°≤β≤93°以外范围内采取，只要能保证无人机飞行的平稳性不受影响的情况下，具体采用何种夹角数值可以根据实际需要进行选择，这样的夹角数值的变化并不会影响本申请的保护范围。

进一步，如图1所示，所述机臂组件40位于伸长状态时，所述第二杆4 02位于所述第一杆401的外侧，所述第三杆403的外螺纹结构部分位于所述第二杆402的外侧。

进一步，所述折叠组件30位于折叠状态时，所述连接杆的中轴线与所述脚架202的中轴线相重合，所述折叠组件30和所述机臂组件40均隐藏于所述脚架202的U形槽2022内。

进一步，如图8所示，所述机臂组件40位于缩短状态时，所述第二杆4 02位于所述第一杆401的内侧，所述第三杆403的外螺纹结构部分位于所述第二杆402的内侧。

进一步，所述第二杆402的长度小于所述第一杆401的长度。

进一步，所述第三杆403的长度小于所述第二杆402的长度。

进一步，如图2所示，所述无人机还包括电池90，所述电池90参数为6 S、16000MA，所述电池90位于所述机架10上，所述电池90通过连接线与所述电路板601相电性连接。

在实际应用场景中，电池90参数不仅只限于为6S、16000MA，还可以采用其他参数的电池90，只有电池90能保证续航能力的情况下，具体采用何种参数的电池90可以根据实际需要进行选择，这样电池90参数的变化并不会影响本申请的保护范围。

进一步，如图2所示，所述无人机还包括电子调节器100，所述电子调节器100参数为50A，所述电子调节器100位于所述机架10上，所述电子调节器100通过连接线与所述电路板601相电性连接。

在实际应用场景中，电子调节器100参数不仅只限于为50A，还可以采用其他参数的电子调节器100，只有电子调节器100能保证无人机的飞行和续航能力的情况下，具体采用何种参数的电子调节器100可以根据实际需要进行选择，这样电子调节器100参数的变化并不会影响本申请的保护范围。

进一步，所述无人机还包括遥控器120，所述遥控器120与所述数据传输模块608相无线连接。

在实际应用场景中，遥控器120在地面上对环境监测无人机进行操作。由于遥控器120为本领域中公知技术，本申请在此不再过多赘述。

工作原理：起飞准备阶段，如图1、图2所示，由于弹簧301的弹力将折叠组件30和机臂组件40隐藏于脚架202的U形槽2022内，且折叠组件30 与起落架20是通过内外齿轮相连接；首先慢慢向外扳动机臂组件40及与其连接的连接杆时，轴承303/和内齿轮304与齿轮轴305之间将进行旋转运动，弹簧301将被拉长，当连接杆运动到其固定柱3022的上端面与转接头201的下端面相接触时，用螺栓将起落架20的第二孔2012与连接杆的第三孔3022 1相固定连接，此时折叠组件30将处于展开状态；其次将机臂组件40中的第二杆402通过螺纹旋转运动从第一杆401内径中慢慢伸出，再将第三杆403 通过螺纹旋转运动从第二杆402内径中慢慢伸出，此时机臂组件40将处于伸长状态。

降落整理阶段，如图8所示，首先将机臂组件40中第三杆403通过螺纹旋转运动收缩于第二杆402内径中，再将第二杆402通过螺纹旋转运动收缩于第一杆401内径中，此时机臂组件40将处于缩短状态；其次将螺栓从起落架20的第二孔2012及连接杆的第三孔30221中拆卸掉，在弹簧301的弹力带动下，轴承303/和内齿轮304与齿轮轴305之间将进行旋转运动，随之机臂组件40及与其连接的连接杆将慢慢向脚架202的U形槽2022内靠拢，最后折叠组件30和机臂组将将隐藏于脚架202的U形槽2022内，此时折叠组件30将处于折叠状态。

本实用新型提出了一种机臂可伸缩、折叠的无人机，该无人机包括机架 10、起落架20、折叠组件30、机臂组件40，起落架20由转接头201、脚架202 组成，转接头201通过螺丝与机架10相固定连接，转接头201上开设有第一孔 2011、第二孔2012，折叠组件30包括弹簧301、连接杆302、轴承303、内齿轮 304、齿轮轴305，连接杆上设有螺纹套3021、固定柱3022、轴承套3023，固定柱3022上开设有第三孔30221，轴承套3023内安装有轴承303，轴承303内安装有内齿轮304，内齿轮304与齿轮轴305相啮合连接，齿轮轴305安装于第一孔2011内；机臂组件40包括第一杆401、第二杆402、第三杆403，第一杆401 位于第二杆402内且通过螺纹连接及运动，第二杆402位于第一杆401内且通过螺纹连接及运动。由于机臂不仅可以进行伸缩运动还可以进行折叠运动，机臂伸缩折叠后无人机的体积变小，有利于无人机的存放及运输。