机臂收放装置以及多旋翼无人机的制作方法

本实用新型涉及飞行器技术领域，具体涉及一种机臂收放装置以及多旋翼无人机。

背景技术：

随着多旋翼无人机运用领域的拓宽，运输及携带问题日益凸显，为减小无人机在运输过程中受损伤的风险以及实现便于携带的目的，目前己有几种方案，如手动伞状折叠无人机，即使机臂呈伞状下垂收折，但需要手动先松开卡扣再向下弯折，且不能一次收折完成，又如将机臂回折至机身使整体呈长方形以减小体积，但种种方案都需手动控制，较为麻烦，且机动性较差，如遇紧急情况机臂有可能不能及时打开。

因此，有必要提供一种机臂收放装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提供一种结构简单、反应快速、操作方便的机臂收放装置。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种机臂收放装置，用于控制多旋翼无人机的多个机臂张开和折叠，所述机臂收放装置包括连接所述机臂的传动机构以及驱动所述传动机构的动力模块，所述传动机构包括传动带与传动齿轮组，所述传动齿轮组包括固定连接所述机臂的从动齿轮，所述传动带驱动所述从动齿轮转动。

优选地，所述传动齿轮组还包括传动连接所述传动带的主动齿轮，所述主动齿轮驱动所述传动带转动。

优选地，所述主动齿轮与所述机臂固定连接。

优选地，所述动力模块包括舵机，所述传动齿轮组包括设置于所述舵机输出轴的第一齿轮，以及分别与所述第一齿轮和主动齿轮传动连接的第二齿轮。

优选地，所述传动带系齿轮式传动带，其呈环状，套设于所述从动齿轮与所述主动齿轮的外围且分别与之啮合连接。

优选地，在重力方向上，所述机臂设有相对的上臂与下臂，所述从动齿轮与主动齿轮的上下两端分别与所述上臂、下臂固定连接，所述传动带顺沿所述从动齿轮与所述主动齿轮的外围、从所述上臂与下臂之间穿过。

优选地，所述多旋翼无人机包括机身以及机身内腔，所述机身包括上机身与下机身，所述机身内腔由所述上机身、下机身以及所述传动带围设而成，所述传动带设置于所述上机身与下机身之间。

优选地，所述动力模块与所述传动齿轮组均设置于所述机身内腔内，所述机臂收放装置还包括设置于所述机臂的旋转路径上的限位杆，所述限位杆设置于所述机身内腔外，所述限位杆的上下两端分别固定连接所述上机身与下机身。

优选地，所述机臂收放装置设有第一固定件，借助所述第一固定件，所述上机身、下机身分别与所述主动齿轮和/或所述从动齿轮的上端、下端固定连接。

另外，本实用新型还提供一种多旋翼无人机，所述多旋翼无人机包括上述机臂收放装置。

利用传动带与机臂的传动连接实现多个机臂的折叠与张开。

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作简单地介绍，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的机臂收放装置的分解示意图；

图2为图1所示机臂收放装置的部分组装示意图；

图3为图2所示机臂收放装置打开状态的结构示意图；

图4为图3所示机臂收放装置折叠状态的结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

本实用新型提供多旋翼无人机，包括多个机臂20，安装在机臂20上的电机60和螺旋桨(未图示)，以及机臂收放装置。其中，机臂收放装置反应快速、操作方便，极大减小体积，替代传统的手动操作，实现操控收展的自动化。下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

请参图1至图4所示，机臂收放装置包括动力模块以及连接机臂20的传动机构。动力模块给传动机构输入动力，传动机构促使机臂20打开或折叠。

在本实用新型提供的一实施例中，传动机构采用齿轮式传动，包括传动带30和传动齿轮组40，传动带采用齿轮式，具有传动准确和承载能力大的特点，当然在其他实施例中，传动带亦可采用皮带式。

图4系机臂收放装置处于折叠状态的俯视图，结合图3与图4可知，本实施例中的传动带30逆时针传动时，机臂20逆时针旋转至折叠位置，传动带30顺时针传动时，机臂20顺时针旋转至打开位置。当然在其他实施例中，机臂20可设置成逆时针旋转至打开位置。

具体地，请参图1与图2所示，传动带30一体式设置，传动齿轮组40包括传输动力给传动带30的主动齿轮41和从传动带30获得动力的从动齿轮42，传动带30的齿分别与主动齿轮41、从动齿轮42的轮齿吻合以啮合连接，借助传动带30，主动齿轮41将动力传送给从动齿轮42。在本实施例中，主动齿轮41与从动齿轮42均与机臂20固连，由此实现多个机臂20同时打开或同时折叠。当然在其他实施例中，主动齿轮41可独立于机臂20设置，在该种情况下，每一机臂20固连至少一个从动齿轮42，主动齿轮41将动力传送给传动带30后，传动带30驱动固连有从动齿轮42的机臂20旋转。在本实施例中，主动齿轮41设置一个，当然在其他实施例中，主动齿轮41可以设置成多个。

在本实施例中，传动齿轮组40还包括第一齿轮43与第二齿轮44，第一齿轮43系设置于动力模块，第二齿轮44分别与第一齿轮43、主动齿轮41啮合，从而将动力从动力模块传递至主动齿轮41。由于主动齿轮41与传动带30啮合，因此，主动齿轮41将上述动力传送至传动带30。同时，由于传动带30与从动齿轮42啮合，因此，传动带30将上述动力传送至从动齿轮42。

请参图1与图2所示，优选地，传动带30呈环状，套设于主动齿轮41与从动齿轮42的外围，分别与主动齿轮41与从动齿轮42形成啮合连接。即，主动齿轮41与从动齿轮42均设置于传动带30以内。在本实施例中，仅在传动带30的内表面设置齿，当然在其他实施例中，传动带30的内外表面均可以设置齿，此时，从动齿轮42设置于传动带30以内，主动齿轮41设置于传动带30以外。

在本实施例中，动力模块包括舵机10，第一齿轮43设置于舵机10的输出轴。主动齿轮41，从动齿轮42以及第二齿轮44均设有固定轴用以固定。其中，第二齿轮44以固定轴为轴旋转。

主动齿轮41的固定轴与机臂20固连，主动齿轮41与传动带30传动连接。具体地，在垂直重力方向的水平方向上，机臂20具有相对两端分别安装电机60和主动齿轮41。在重力方向上，机臂20设有相对的上臂21与下臂22，主动齿轮41固定轴的上下两端分别与上臂21、下臂22固定连接。传动带30顺沿主动齿轮41的外围，从上臂21与下臂22之间穿过。

从动齿轮42与机臂20、传动带30的关系同主动齿轮41类似，在此不作赘述。

请参图1与图2所示，机臂收放装置还包括限位杆80，限位杆80用来实现机臂收放装置在打开状态的限位。在本实施例中，限位杆80设置在机臂20的旋转路径上。

多旋翼无人机包括机身50以及机身内腔70，机身50包括上机身51与下机身52。借助第一固定件91，上机身51、下机身52分别与主动齿轮41/从动齿轮42的上端、下端固定连接。当然，在其他实施例中，上机身51、下机身52可直接固定于机臂20。

在本实施例中，机身内腔70由上机身51、下机身52以及传动带30围设而成，具体地，传动带30设置于上机身51与下机身52之间，并沿着上机身51与下机身52的边缘设置，美化外观，简化机身结构设计，进而使得多旋翼无人机结构简单紧凑，方便包装存储运输。在本实施例中，动力模块，传动齿轮组40均设置于机身内腔70内。限位杆80呈杆状，设置于机身内腔70外，其上下两端分别固定连接上机身51与下机身52。

请参图1所示，借助第二固定件92，限位杆80的上下两端分别与上机身51、下机身52固定连接。借助第三固定件93，第二齿轮44固定轴的上下两端分别与上机身51、下机身52固定连接。借助第四固定件94，舵机10的下端与下机身52固定连接。

本实施例中的多旋翼无人机系四旋翼，具有四个机臂20以及与其一一对应的四个限位杆80。其中，一个机臂20固定连接一个主动齿轮41，剩余三个机臂20一一固连三个从动齿轮42，该一个主动齿轮41啮合一个第二齿轮44，该一个第二齿轮44借助设置于舵机10的输出轴的第一齿轮43获得动力。

本实施例中的机臂收放装置还包括控制器(未图示)以实现机臂收放装置的自动化运作。舵机10连接该控制器，借助该控制器，可实现遥控控制舵机10转动，实现机臂20的张开与折叠。具体地，当通过控制器控制舵机10顺时针转动时，第一齿轮43驱动第二齿轮44逆时针转动，第二齿轮44驱动主动齿轮41顺时针转动，主动齿轮41驱动传动带30逆时针转动，传动带30驱动从动齿轮42顺时针转动，最终，机臂20顺时针转动至限位杆80，从而实现机臂20的张开。当通过控制器控制舵机10逆时针转动时，第一齿轮43驱动第二齿轮44顺时针转动，第二齿轮44驱动主动齿轮41逆时针转动，主动齿轮41驱动传动带30顺时针转动，传动带30驱动从动齿轮42逆时针转动，最终，机臂20逆时针转动，其中，参图2所示，当安装有主动齿轮41的机臂20转动至与第二齿轮44的固定轴干涉的位置时，控制器控制舵机10停止转动，从而实现了机臂20的折叠。

本实施例中的机臂收放装置组装步骤如下：

1、传动带30套设于主动齿轮41与从动齿轮42外围，同时，机臂20分别与主动齿轮41、从动齿轮42固定连接；

2、使用四个第一固定件91，分别穿过下机身52拧至位于四角的主动齿轮41/从动齿轮42的固定轴，将其拧紧固定；

3、使用一个第三固定件93，穿过下机身52，将第二齿轮44组装到下机身52对应的位置，将其拧紧固定；

4、使用三个第四固定件94，分别穿过下机身52，将舵机10组装到下机身52对应的位置，将其拧紧固定；

5、使用四个第二固定件92，分别穿过下机身52，将四个限位杆80组装到下机身52对应的位置，将其拧紧固定，此时，获得如图2所示的组装状态；

6、将上机身51组装到四旋翼无人机的对应位置，使用四个第一固定件91分别穿过上机身51拧至位于四角的主动齿轮41/从动齿轮42的固定轴，将其拧紧固定；

7、使用四个第二固定件92，分别穿过上机身51，拧至位于四角的四个限位杆80，将其拧紧固定；

8、使用一个第三固定件93，穿过上机身51，拧至下机身52上的第二齿轮44对应的位置，将其拧紧固定，此时组装完成，获得如图4所示的组装状态。

本实施例中的机臂收放装置设置一个舵机10和一个传动带30，即可实现四个机臂20的同时张开与折叠，反应快速、操作方便，而且占用空间小，极大减小了多旋翼无人机的体积。通过设置控制器实现该机臂收放装置操控机臂20收展的自动化控制。另外，由于传动齿轮组40等零部件设置于传动带30围成的空间以内，有利于美化外观，包装、运输与存储，同时，大大简化了多旋翼无人机机身50的结构。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。