抛投装置和无人飞行器的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种抛投装置和无人飞行器。

背景技术：

无人机作为新兴的飞行搭载工具，已越来越多的被用于搬运货物。无人机在搬运货物过程中，通常采用抛投机构将货物从空中空投至地面。现有技术中，无人机上搭载的抛投机构一般结构较大，运动关节较多，以便抛投机构运输大重量货物。但是这样的抛投机构存在的问题就是，抛投机构结构过大，增加了自身的重量，造成无人机可运输的重量仍然有限。且运动关节过多，运动关节的堵塞卡死几率也相应的增加。当存在运动关节堵塞卡死，无法正常运转时，则很容易将驱动的电机烧毁，导致抛投机构无法正常工作。

技术实现要素：

为了解决上述背景技术中提出的抛投机构的重量多大和运动关节过多造成抛投机构卡死的问题，本实用新型提供了一种抛投装置和无人飞行器。

根据本实用新型的一个方面，提供一种抛投装置，包括抛投座和固定在抛投座上的舵机，抛投座上设置有抛投部；抛投装置还包括舵机臂和锁止杆，舵机臂与舵机的输出轴固定连接；锁止杆沿预设方向运动，且锁止杆的第一端具有锁紧抛投部的锁止位置和打开抛投部的抛投位置；舵机臂上设置有沿舵机臂的长度方向延伸的滑槽，锁止杆的第二端与滑槽可滑动连接，且舵机驱动舵机臂摆动的过程中，锁止杆的第二端相对滑槽滑动，以使锁止杆的第一端在锁止位置和抛投位置切换。

优选地，抛投座包括座体，抛投部包括固定在座体上的U型板，U型板的开口形成抛投口；在锁止位置，锁止杆的第一端封闭抛投口；在抛投位置，锁止杆的第一端打开抛投口。

优选地，U型板的两个侧板上相对设置第一滑动孔和第二滑动孔；锁止杆沿第一滑动孔和第二滑动孔滑动，且锁止杆由第一滑动孔穿出至第二滑动孔时位于锁止位置，锁止杆由第二滑动孔缩回至第一滑动孔时位于抛投位置。

优选地，滑槽贯通舵机臂。

优选地，锁止杆的第二端通过滑动部与滑槽可滑动连接；滑动部包括连接轴和套设在连接轴上的滚轮。

优选地，锁止杆的第二端通过滑动部与滑槽可滑动连接；滑动部包括固定在锁止杆上的圆柱体。

优选地，滑动部还包括设置在锁止杆与舵机臂之间的限位凸台，限位凸台的直径大于滑槽的宽度。

优选地，滑动部还包括防脱机构，防脱机构包括直径大于滑槽的宽度的防脱帽和与防脱帽固定连接的安装部。

优选地，舵机的壳体上固定耳，固定耳与座体固定连接。

根据本实用新型的另一方面，提供一种无人飞行器，包括飞行器本体，飞行器本体上设置有上述任一项的抛投装置。

根据本实用新型的技术方案，利用舵机臂连接舵机和锁止臂，由舵机驱动锁止臂，使其在抛投部上运动，从而实现抛投装置对货物的锁止和抛投的功能。由于只设置舵机臂和锁止杆两个运动构件，所以整个抛投装置上只有舵机臂和锁止杆之间存在一个运动关节，从而降低运动关节堵塞卡死的几率，提高抛投装置的可靠性，保证抛投装置可以正常工作。另外，由于构件少，抛投装置的重量减小，在总重量一致的情况下，相应的运输重量增加，可以提高抛投装置的运输效率。

附图说明

图1本实用新型一个实施例提供的抛投装置的正视图；

图2本实用新型一个实施例提供的抛投装置的爆炸图；

图3本实用新型一个实施例提供的抛投装置的抛投位置结构图；

图4本实用新型一个实施例提供的滑动部的结构图。

具体实施方式

为了解决背景技术中提出的技术问题，本申请的发明人想到在抛投装置上只采用两个运动构件，以减少相应的运动关节，提高抛投装置的可靠性。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，本实用新型实施例提供的抛投装置，包括抛投座10和固定在抛投座10上的舵机20。抛投装置还包括舵机臂30和锁止杆40，舵机臂30与舵机20的输出轴21固定连接，舵机20驱动舵机臂30运动。抛投座10上设置有抛投部12，用于放置或悬挂货物，进行货物的运输和抛投。锁止杆40的第一端与抛投部12相互配合，可以沿预设方向运动，且锁止杆40的第一端具有锁紧抛投部12的锁止位置和打开抛投部12的抛投位置。具体的，在货物运输过程中，可以将货物上的悬挂装置置于抛投部12内，锁止杆40沿预设方向运动，穿进悬挂装置和抛投部12进入锁止位置，封闭抛投部12并将货物锁定在抛投部12内。此时货物可以悬挂在锁止杆40上，也可以悬挂在抛投部12上。当无人飞行器飞行至目标位置，锁止杆40从锁止位置运动至抛投位置，具体可以是锁止杆40从抛投部12内和货物的悬挂装置上退出，打开抛投部12，从而将货物从抛投部12内抛出，落至指定位置。

在舵机臂30上，设置有沿舵机臂30的长度方向延伸的滑槽31，锁止杆40的第二端与滑槽31可滑动连接。当舵机20驱动舵机臂30摆动的过程中，锁止杆40的第二端相对滑槽31滑动，以使锁止杆40的第一端沿预设方向运动，在锁止位置和抛投位置之间切换。例如，如图1所示，舵机20驱动舵机臂30逆时针转动，带动锁止杆40的第二端运动，从而锁止杆40的第一端在抛投部12上沿预设方向运动，锁止杆40的第一端退回至抛投部12的一侧，进入抛投位置；舵机20驱动舵机臂30顺时针转动，带动锁止杆40的第二端运动，从而使锁止杆40的第一端在抛投部12上沿反方向运动，锁止杆40的第一端返回初始位置，穿过抛投部12，进入锁止位置。

在本实施例中，抛投装置上只设置有舵机臂30和锁止杆40两个运动构件，由于舵机臂30与舵机20的输出轴21固定连接，因此整个抛投装置上只有舵机臂30和锁止杆40之间存在一个运动关节，从而大大降低了运动关节堵塞卡死的几率，提高抛投装置的可靠性，保证抛投装置可以正常工作。同时，由于抛投装置的构件较少，也大大减小了抛投装置的重量，在总重量一致的情况下，相应的运输重量就可以大大增加，提高抛投装置的运输效率。

优选地，抛投座10包括座体11，抛投部12固定在座体11上。抛投部12包括U型板，U型板的开口形成抛投口，被运输的货物通过抛投口进行抛投。在锁止位置，锁止杆40的第一端封闭抛投口，将货物锁定在抛投口中；在抛投位置，锁止杆40的第一端打开抛投口，将货物从抛投口中抛出。例如，将锁止杆40设置在U型板开口的下方，锁止杆40穿过整个U型板的开口，与U型板贴合即封闭抛投口，而锁止杆40退至U型板的一侧，与U型板无接触即打开抛投口。

如图1所示，U型板的开口可以朝向下方，此时锁止杆40横向设置。由于重力朝下，因此锁止杆40承受货物的重量，相当于货物挂在锁止杆40上。当锁止杆40退回抛投位置时，货物从锁止杆40上脱离，货物的运输和抛投动作借由锁止杆40的运动而自动完成，省去人工拆卸货物的麻烦。当然，U型板的开口也可以朝向左方或右方，锁止杆40竖向设置，以实现封闭抛投口和打开抛投口的功能。此时，U型板的侧板承受货物的重量。而由于U型板固定，相比与锁止杆40，U型板可以承受更大的重量，可以大大提高运输效率。U型板的开口可以根据具体运输要求设置，本实用新型不作具体要求。

优选地，为提高锁止杆40在锁止位置和抛投位置之间切换的精确度，在U型板的两个侧板上相对设置第一滑动孔121和第二滑动孔122。舵机臂30转动时，锁止杆40沿第一滑动孔121或第二滑动孔122滑动，且锁止杆40由第一滑动孔121穿出至第二滑动孔122时，锁止杆40贯穿整个U型板，进入锁止位置；锁止杆40由第二滑动孔122缩回至第一滑动孔121时，锁止杆40处在U型板的一侧，返回抛投位置。无论是在抛投位置还是在锁止位置，锁止杆40始终穿设在第一滑动孔121中，以使锁止杆40始终沿着第一滑动孔121移动，保证移动方向不变。但是在抛投位置，锁止杆40完全脱离第二滑动孔122。为保证锁止杆40能够更加准确地运动至第二滑动孔122并穿出，第二滑动孔122的直径需要大于锁止杆40的直径。锁止杆40在偏离轴心线或运动轨迹线时，即锁止杆40的移动发生歪斜，也能够穿入第二滑动孔122中实现锁止功能。

在本实施例中，货物的运输抛投过程具体为，在货物上设置悬挂装置，无人飞行器飞行至货物处，将抛投口对准悬挂装置，使悬挂装置位于抛投口内。驱动舵机20带动舵机臂30转动，使锁止杆40从第一滑动孔121穿出至第二滑动孔122，运动至锁止位置封闭抛投口，此时锁止杆的位置如图1所示，从而将悬挂装置锁定在抛投口内，可以避免货物在运输过程中掉落。当货物被无人飞行器运输至目标位置，驱动舵机20带动舵机臂30转动，使锁止杆40由第二滑动孔122缩回至第一滑动孔121，切换至抛投位置，打开抛投口，此时锁止杆的位置如图3所示。此时悬挂装置从抛投口中脱离，将货物抛投在目标位置内，完成货物运输。

在抛投装置运动过程中，需要保证锁止杆40始终处于第一滑动孔121内，如此才可以保证锁止杆40沿着预设方向运动。可以通过设计抛投装置中各个构件之间的距离和长度关系实现，例如计算抛投装置中抛投部12与舵机20的输出轴21之间的距离，选取一个合适的锁止杆40的长度，以使舵机臂30在任意角度转动过程中，锁止杆40可以始终处于第一滑动孔121中。当然，也可以通过设置舵机20的驱动程序实现。例如，当锁止杆40需要复位至抛投位置时，控制输出轴21逆时针方向转动一定角度，例如40°，锁止杆40缩回第一滑动孔121而不滑出；当锁止杆40需要进入锁止位置时，控制输出轴21顺时针转动一定角度，例如40°，锁止杆40从第一滑动孔121穿出至第二滑动孔122。

与锁止杆40的第二端具有配合关系的滑槽，可以贯通舵机臂30，也可以具有一定的深度而不惯通。优选地，滑槽31贯通舵机臂30。滑槽31贯通舵机臂30，可以降低与锁止杆40的装配难度，使得锁止杆40更加容易装配进滑槽31中。

锁止杆40的第二端设置有滑动部41，滑动部41穿设在滑槽31中，可以在滑槽31中自由滑动，实现滑动部41与滑槽31的可滑动连接。另外，舵机臂30被舵机20的输出轴21驱动进行转动，滑动部41穿设在滑槽31中，也会跟随舵机臂30进行转动。而由于抛投部12限制了锁止杆40只能沿预设方向移动，因此滑动部41需要与舵机臂30的转动配合，以使锁止杆40保持移动，而不会跟随舵机臂30发生转动。本实用新型的实施例提供了两种方案，以解决该问题。

第一种为，如图4所示，滑动部41包括固定在锁止杆40上的圆柱体，即在锁止杆40的第二端设置一个圆柱体。圆柱体所处的平面与锁止杆40的平面相互垂直，穿设在滑槽31中。当舵机臂30转动时，由于圆柱体固定，滑槽31在转动过程中绕着圆柱体转动，圆柱体同时在滑槽31内滑动，从而带动锁止杆40在抛投部12上进行移动。将滑动部41设置成圆柱体，可以使锁止杆40的结构更加简单，同时锁止杆40与舵机臂30之间的运动关节的结构也更加简单，降低运动关节卡死的几率，提高可靠性。

第二种为，将滑动部41分为两部分，包括连接轴和套设在连接轴上的滚轮，滚轮穿设在滑槽31中。舵机臂30转动时，滚轮在滑槽31内滑动的同时，还围绕连接轴进行转动，以使连接轴被带动在滑槽31内只发生滑动运动，从而保证锁止杆40保持移动，而不发生转动。可以想见的是，可以用套筒或轴承代替滚轮，使转动更加流畅。采用滚轮的设置，使舵机臂30与锁止杆40之间的转动配合更加顺畅，进一步降低运动关节卡死的几率，提高可靠性。

优选地，为了提高锁止杆40与舵机臂30之间装配的可靠性，需要设置限位结构对锁止杆40进行限位。具体地，如图4所示，滑动部41还包括限位凸台42和防脱机构。限位凸台42设置在锁止杆40与舵机臂30之间的，直径大于滑槽31的宽度，用于防止滑动部41过度穿入滑槽31中，避免造成锁止杆40与舵机臂30相互贴近发生运动干涉。防脱机构与限位凸台42相对设置，即防脱机构设置在舵机臂30的另一端。防脱机构包括防脱帽43和与防脱帽43固定连接的安装部44，通过安装部44可拆卸的安装在滑动部41上，防脱帽43的直径大于滑槽31的宽度，可以防止滑动部41从滑槽31中脱落。装配时，从滑动部41上拆卸下防脱机构，并将滑动部41穿设在滑槽31中，利用限位凸台42定位后，将防脱机构安装回滑动部41上，从而完成锁止杆40与舵机臂30的装配。防脱机构可以采用螺钉，在滑动部41上设置螺纹孔，将螺钉拧紧螺纹孔即可完成装配。设置限位凸台42和防脱机构，即方便锁止杆40和舵机臂30的安装，也对锁止杆40进行了一定的限位，保证抛投装置可以正常工作。

优选地，抛投座10的座体11还用于固定舵机20。具体地，舵机20的壳体上设置有固定耳22，固定耳22与座体11固定连接。固定耳22和座体11之间可以采用螺栓螺母的固定连接方式，结构简单，可靠性高。

根据本实用新型的另一方面，提供一种无人飞行器，包括飞行器本体。飞行器本体上具有旋翼，可以飞行实现货物运输。在飞行器本体上设置有前述的的抛投装置，抛投装置的舵机20可以是无人飞行器上本身带有的电机，也可以是抛投装置自身的电机，可以根据具体情况进行设置。抛投装置可以在运输过程中锁定货物，防止货物掉落。达到目标位置后，抛投装置可以实现货物的自动抛投动作，省去人工卸货的麻烦，节省人力。无人飞行器可以是多旋翼无人机，也可以是无人直升机等。

综上所述，本实用新型的抛投装置，只设置舵机臂和锁止杆两个运动构件以实现货物的运输和抛投，整个抛投装置上只有舵机臂和锁止杆之间存在一个运动关节，从而大幅度降低了运动关节堵塞卡死的几率，提高抛投装置的可靠性。且减少了抛投装置的构件，从而减小抛投装置的重量，在总重量一致的情况下，无人飞行器相应的运输重量就得以增加，提高抛投装置的运输效率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。