一种可变轴距式无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种可变轴距式无人机。

背景技术：

无人机按机身构造主要分成固定翼、直升机、多旋翼三种。其中多旋翼无人机操作灵活，结构简便，价格低廉，但有效载荷小，续航时间短。以多旋翼无人机为主的小型民用无人机变形目前主要分为两种：机翼变形和变轴距无人机。机翼部分是无人机结构和气动设计的关键，因此在无人机设计过程中，自适应机翼设计逐渐成为飞行器外形研究的重点之一。自适应机翼技术原理是在不同的飞行任务状态下，自适应地改变机翼形状，使飞机获得最佳飞行性能。目前自适应机翼技术的研究主要可以分为两个学派：一是通过外部增加物或是翼型的微小改变有效调节流场中无粘或是附面层的流动，即基于机翼小尺度变形的流动控制自适应机翼技术；另一个是尺度较大地改变机翼几何构型的自适应机翼技术，以使飞机在不同任务状态下获得最优飞行性能。

已有的或已发表的可变构型的无人机大多通过改变无人机机翼相对主体的位置来改变飞行姿态从而完成一定的避障等功能，但由于无人机各个机翼相对于主体位置的改变需要单独驱动，导致无人机负重大，目前负重问题仍没有很好的与无人机变型变构兼容，且目前可变构型无人机仅机翼轴距可变，导致无人机灵活性差。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明提供一种重量轻，且灵活性好的可变轴距式无人机。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种可变轴距式无人机，包括，中心轴；多个伸缩式连杆机构，各所述伸缩式连杆机构的第一端均可转动地套设于所述中心轴上；第一动力组件，其与一个所述伸缩式连杆机构传动连接，且该所述伸缩式连杆机构通过连杆组件依次与其余所述伸缩式连杆机构传动连接，以使所述第一动力组件能够同时驱动多个所述伸缩式连杆机构运动；多个旋翼，一个所述伸缩式连杆机构的第二端安装有一个所述旋翼，且一个所述旋翼与一个第一电机传动连接；上圆座，其设置于所述中心轴的第一端；下圆座，其设置于所述中心轴的第二端，所述上圆座与所述下圆座相互对称，且所述中心轴垂直于所述下圆座并与所述下圆座的中心固定连接；多个沿所述上圆座的周向设置的上连杆，各所述上连杆均能够绕所述上圆座的中心线转动，且各所述上连杆的第一端均与所述上圆座铰接，一个所述上连杆的第二端与一个所述伸缩式连杆机构的第二端铰接；多个沿所述下圆座的周向设置的下连杆，各所述下连杆均能够绕所述下圆座的中心线转动，且各所述下连杆的第一端均与所述下圆座铰接，一个所述下连杆的第二端与一个所述伸缩式连杆机构的第二端铰接；第二动力组件，其与所述中心轴传动连接以驱动所述中心轴能够绕自身轴线转动；壳体，所述伸缩式连杆机构支撑于所述壳体上，且所述壳体与所述中心轴螺纹连接，以使所述壳体能够带动所述伸缩式连杆机构沿所述中心轴的轴线方向上下移动。

优选地，所述伸缩式连杆机构包括依次设置的中心臂、短伸缩臂和长伸缩臂，所述短伸缩臂能够沿所述中心臂的长度方向滑动，所述长伸缩臂能够沿所述短伸缩臂的长度方向滑动，所述短伸缩臂的滑动方向与所述长伸缩臂的滑动方向相同或者相互平行，所述中心臂远离所述短伸缩臂的一端可转动地套设于所述中心轴上，所述旋翼安装于所述长伸缩臂远离所述短伸缩臂的一端，且所述上连杆和所述下连杆均与所述长伸缩臂远离所述短伸缩臂的一端铰接。

优选地，所述伸缩式连杆机构的数量为四个，沿所述中心轴的周向依次为第一伸缩式连杆机构、第二伸缩式连杆机构、第三伸缩式连杆机构及第四伸缩式连杆机构，所述第一动力组件与所述第一伸缩式连杆机构的所述中心臂传动连接，各所述短伸缩臂上沿所述短伸缩臂的长度方向均设置有第一腰形孔，各所述长伸缩臂上沿所述长伸缩臂的长度方向均设置有第二腰形孔，各所述中心臂靠近所述短伸缩臂的一端固定设置有第一销钉，所述第一销钉可滑动地设置于所述第一腰形孔内，所述第二腰形孔内可滑动地设置有第二销钉，所述第一伸缩式连杆机构与第二伸缩式连杆机构之间设置有一端相互铰接的第一连杆、第二连杆和第三连杆，所述第一连杆的另一端与所述第一伸缩式连杆机构的所述第一销钉铰接，所述第二连杆的另一端与所述第二伸缩式连杆机构的所述第一销钉铰接，所述第三连杆的另一端与所述第二伸缩式连杆机构的所述第二销钉铰接，所述第二伸缩式连杆机构与第三伸缩式连杆机构之间设置有一端相互铰接的第四连杆、第五连杆、第六连杆和第七连杆，所述第四连杆的另一端与所述第二伸缩式连杆机构的所述第一销钉铰接，所述第五连杆的另一端与所述第二伸缩式连杆机构的所述第二销钉铰接，所述第六连杆的另一端与所述第三伸缩式连杆机构的所述第一销钉铰接，所述第七连杆的另一端与所述第三伸缩式连杆机构的所述第二销钉铰接，所述第三伸缩式连杆机构与第四伸缩式连杆机构之间设置有一端相互铰接的第八连杆、第九连杆和第十连杆，所述第八连杆的另一端与所述第四伸缩式连杆机构的所述第一销钉铰接，所述第九连杆的另一端与所述第三伸缩式连杆机构的所述第一销钉铰接，所述第十连杆的另一端与所述第三伸缩式连杆机构的所述第二销钉铰接。

优选地，所述上圆座包括上圆板、上中心支柱、多个上侧支柱以及多个上支臂，所述上中心支柱垂直于所述上圆板并与所述上圆板的中心固定连接，各所述上支臂的第一端均可转动的套设于所述上中心支柱上，一个所述上支臂的第二端垂直于一个所述上侧支柱的轴线，并与其所垂直的所述上侧支柱固定连接，且一个所述上侧支柱与一个所述上连杆铰接，以使所述上连杆能够绕所述上圆座的中心线转动；所述下圆座包括下圆板、下中心支柱、多个下侧支柱以及多个下支臂，所述下中心支柱垂直于所述下圆板并与所述下圆板的中心固定连接，各所述下支臂的第一端均可转动的套设于所述下中心支柱上，一个所述下支臂的第二端垂直于一个所述下侧支柱的轴线，并与其所垂直的所述下侧支柱固定连接，且一个所述下侧支柱与一个所述下连杆铰接，以使所述下连杆能够绕所述下圆座的中心线转动。

优选地，所述第一动力组件包括第二电机、第一齿轮和第二齿轮，所述第二电机与所述第一齿轮传动连接，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动，且所述第二齿轮设置肋板，所述肋板上设置有用于与所述伸缩式连杆机构传动连接的卡槽。

优选地，所述第二动力组件包括第三电机、第三齿轮和第四齿轮，所述第三电机与所述第三齿轮传动连接，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合传动，所述第四齿轮可转动地支撑于所述壳体上，且所述第四齿轮套设与所述中心轴上，所述中心轴上设置有键，所述第四齿轮上设置有键槽，所述键可滑动地安装于所述键槽内，且所述键的滑动方向与所述中心轴的轴线平行。

优选地，所述壳体包括连接座以及对称设置的上壳体和下壳体，所述下壳体与所述上壳体形成一容置腔，且所述上壳体与所述下壳体之间形成有用于容纳多个所述伸缩式连杆机构的间隙层，所述伸缩式连杆机构支撑于所述下壳体上，所述连接座固定设置于所述下壳体的底端，所述中心轴的一端依次贯穿所述固定座和所述下壳体伸入所述容置腔内，且所述中心轴与所述固定座螺纹连接。

优选地，所述壳体还包括用于支撑所述第一动力组件的支撑板，所述支撑板设置于所述上壳体于所述下壳体之间，且所述支撑板与所述下壳体之间形成所述间隙层。

优选地，所述壳体还包括大圆柱块，所述大圆柱块的两端各设置有一小圆柱块，其中一个所述小圆柱块依次贯穿所述支撑板和所述上壳体，并通过第一螺母与所述支撑板和所述上壳体紧固，另一个所述小圆柱块贯穿所述下壳体，并通过第二螺母与所述下壳体紧固，且所述大圆柱块的直径大于所述小圆柱块的直径，以使所述支撑板与所述下壳体之间形成所述间隙层。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供的可变轴距式无人机，一个伸缩式连杆机构的第二端安装有一个旋翼，一个旋翼与一个第一电机传动连接，第一动力组件与一个伸缩式连杆机构传动连接，且该伸缩式连杆机构通过连杆组件依次与其余伸缩式连杆机构传动连接，如此设置，伸缩式连杆机构通过连杆组件形成一个并联机构，伸缩式连杆机构相互之间协同运动，第一动力组件能够同时驱动多个伸缩式连杆机构运动，与一个伸缩式连杆机构采用一个动力组件驱动相比，无人机负重大大减轻。另外，本发明提供的可变轴距式无人机，一个上连杆和一个下连杆与一个伸缩式连杆机构铰接，且上连杆能够绕上圆座的中心线转动，下连杆均能够绕下圆座的中心线转动，上圆座和下圆座相互对称，如此设置，伸缩式连杆机构之间的角度方便可调，与目前可变构型无人机仅机翼轴距可变相比，该可变轴距式无人机灵活性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的可变轴距式无人机的结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的多个伸缩式连杆机构的设置方式示意图；

图3为本发明实施例中提供的中心臂的结构示意图；

图4为本发明实施例中提供长伸缩臂的部分结构示意图；

图5为本发明实施例中提供短伸缩臂的结构示意图；

图6为本发明实施例中提供的上圆座和下圆座的结构示意图；

图7为本发明实施例中提供的第一动力组件的结构示意图；

图8为本发明实施例中提供的第一动力组件与伸缩式连杆机构配合的结构示意图；

图9为本发明实施例中提供的第一动力组件与第二动力组件的设置方式结构示意图；

图10为本发明实施例中提供的第二动力组件的结构示意图；

图11为本发明实施例中提供的壳体的结构示意图。

附图标记说明：1、中心轴；2、伸缩式连杆机构；201、中心臂；2011、第一销钉；2012、限位块；202、短伸缩臂；2021、第一腰形孔；2022、限位块；2023、卡环；203、长伸缩臂；2031、第二腰形孔；2032、第二销钉；2033、卡块；3、第一动力组件；301、第二电机；302、第一齿轮；303、第二齿轮；3031、肋板；30311、卡槽；4、第二动力组件；401、第三电机；402、第三齿轮；403、第四齿轮；5、壳体；501、上壳体；502、下壳体；503、间隙层；504、连接座；505、支撑板；506、大圆柱块；507、小圆柱块；6、旋翼；7、上圆座；8、下圆座；801、下圆板；802、下中心支柱；803、下侧支柱；804、下支臂；9、上连杆；10、下连杆；11、电机支臂；12、第一电机；13、连杆组件；131、第一连杆；132、第二连杆；133、第三连杆；134、第四连杆；135、第五连杆；136、第六连杆；137、第七连杆；138、第八连杆；139、第九连杆；140、第十连杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种重量轻，且灵活性好的可变轴距式无人机。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一：

本实施例提供一种可变轴距式无人机，如图1-图2所示，包括中心轴1；多个伸缩式连杆机构2，各伸缩式连杆机构2的第一端均可转动地套设于中心轴1上；第一动力组件3，其与一个伸缩式连杆机构2传动连接，且该伸缩式连杆机构2通过连杆组件13依次与其余伸缩式连杆机构2传动连接，以使第一动力组件3能够同时驱动多个伸缩式连杆机构2运动；多个旋翼6，一个伸缩式连杆机构2的第二端安装有一个旋翼6，可选的，一个旋翼6通过一个电机支臂11与一个伸缩式连杆机构2的第二端连接，且一个旋翼6与一个第一电机12传动连接；上圆座7，其设置于中心轴1的第一端；下圆座8，其设置于中心轴1的第二端，上圆座7与下圆座8相互对称，且中心轴1垂直于下圆座8并与下圆座8的中心固定连接；多个沿上圆座7的周向设置的上连杆9，各上连杆9均能够绕上圆座7的中心线转动，且各上连杆9的第一端均与上圆座7铰接，一个上连杆9的第二端与一个伸缩式连杆机构2的第二端铰接；多个沿下圆座8的周向设置的下连杆10，各下连杆10均能够绕下圆座8的中心线转动，且各下连杆10的第一端均与下圆座8铰接，一个下连杆10的第二端与一个伸缩式连杆机构2的第二端铰接；第二动力组件4，其与中心轴1传动连接以驱动中心轴1能够绕自身轴线转动；壳体5，伸缩式连杆机构2支撑于壳体5上，且壳体5与中心轴1螺纹连接，以使壳体5能够带动伸缩式连杆机构2沿中心轴1的轴线方向上下移动，伸缩式连杆机构2通过连杆组件13形成一个并联机构，伸缩式连杆机构2相互之间协同运动，第一动力组件3能够同时驱动多个伸缩式连杆机构2运动，与一个伸缩式连杆机构2采用一个动力组件驱动相比，无人机负重大大减轻，且伸缩式连杆机构2之间的角度方便可调，该可变轴距式无人机灵活性好。

在具体使用过程中，第一动力组件3工作驱动与其传动连接的伸缩式连杆机构2转动，该伸缩式连杆机构2通过连杆组件13带动其余伸缩式连杆结构转动，伸缩式连杆机构2之间的角度发生变化，旋翼6的相对位置关系发生变化，第二动力组件4工作驱动中心轴1转动，中心轴1转动，壳体5底端与下圆座8之间的距离发生变化，壳体5底端与下圆座8之间的距离增加时，上连杆9和下连杆10带动各伸缩式连杆机构2均伸长，该可变轴距式无人机的轴距增加，该壳体5底端与下圆座8之间的距离减小时，上连杆9和下连杆10带动各伸缩式连杆机构2均缩短，该可变轴距式无人机的轴距减小。

于本发明一具体实施例中，如图3-图5所示，伸缩式连杆机构2包括依次设置的中心臂201、短伸缩臂202和长伸缩臂203，短伸缩臂202能够沿中心臂201的长度方向滑动，长伸缩臂203能够沿短伸缩臂202的长度方向滑动，短伸缩臂202的滑动方向与长伸缩臂203的滑动方向相同或者相互平行，中心臂201远离短伸缩臂202的一端可转动地套设于中心轴1上，旋翼6安装于长伸缩臂203远离短伸缩臂202的一端，且上连杆9和下连杆10均与长伸缩臂203远离短伸缩臂202的一端铰接，可选的，短伸缩臂202靠近长伸缩臂203的一端设置有卡环2022，长伸缩臂203穿过卡环2022，且长伸缩臂203靠近短伸缩臂202的一端设置有卡块2033，以防止长伸缩臂203与短伸缩臂202分离。

于本发明另一具体实施例中，如图2-图5所示，伸缩式连杆机构2的数量为四个，沿中心轴1的周向依次为第一伸缩式连杆机构、第二伸缩式连杆机构、第三伸缩式连杆机构及第四伸缩式连杆机构，第一动力组件3与第一伸缩式连杆机构的中心臂201传动连接，各短伸缩臂202上沿短伸缩臂202的长度方向均设置有第一腰形孔2021，各长伸缩臂203上沿长伸缩臂203的长度方向均设置有第二腰形孔2031，各中心臂201靠近短伸缩臂202的一端固定设置有第一销钉2011，各中心臂201上均设置有限位块2012，第一销钉2011可滑动地设置于第一腰形孔2021内，限位块2012与第一销钉2011限定短伸缩臂202沿中心臂201的长度方向滑动，第二腰形孔2031内可滑动地设置有第二销钉2032，第一伸缩式连杆机构与第二伸缩式连杆机构之间设置有一端相互铰接的第一连杆131、第二连杆132和第三连杆133，第一连杆131的另一端与第一伸缩式连杆机构的第一销钉2011铰接，第二连杆132的另一端与第二伸缩式连杆机构的第一销钉2011铰接，第三连杆133的另一端与第二伸缩式连杆机构的第二销钉2032铰接，第二伸缩式连杆机构与第三伸缩式连杆机构之间设置有一端相互铰接的第四连杆134、第五连杆135、第六连杆136和第七连杆137，第四连杆134的另一端与第二伸缩式连杆机构的第一销钉2011铰接，第五连杆135的另一端与第二伸缩式连杆机构的第二销钉2032铰接，第六连杆136的另一端与第三伸缩式连杆机构的第一销钉2011铰接，第七连杆137的另一端与第三伸缩式连杆机构的第二销钉2032铰接，第三伸缩式连杆机构与第四伸缩式连杆机构之间设置有一端相互铰接的第八连杆138、第九连杆139和第十连杆140，第八连杆138的另一端与第四伸缩式连杆机构的第一销钉2011铰接，第九连杆139的另一端与第三伸缩式连杆机构的第一销钉2011铰接，第十连杆140的另一端与第三伸缩式连杆机构的第二销钉2032铰接。

于本发明另一具体实施例中，上圆座7与下圆座8结构相同，如图6所示，上圆座7包括上圆板、上中心支柱、多个上侧支柱以及多个上支臂，上中心支柱垂直于上圆板并与上圆板的中心固定连接，各上支臂的第一端均可转动的套设于上中心支柱上，一个上支臂的第二端垂直于一个上侧支柱的轴线，并与其所垂直的上侧支柱固定连接，且一个上侧支柱与一个上连杆9铰接，以使上连杆9能够绕上圆座7的中心线转动；下圆座8包括下圆板801、下中心支柱802、多个下侧支柱803以及多个下支臂804，下中心支柱802垂直于下圆板801并与下圆板801的中心固定连接，各下支臂804的第一端均可转动的套设于下中心支柱802上，一个下支臂804的第二端垂直于一个下侧支柱803的轴线，并与其所垂直的下侧支柱803固定连接，且一个下侧支柱803与一个下连杆10铰接，以使下连杆10能够绕下圆座8的中心线转动。

于本发明另一具体实施例中，如图7-图9所示，第一动力组件3包括第二电机301、第一齿轮302和第二齿轮303，第二电机301与第一齿轮302传动连接，第一齿轮302与第二齿轮303啮合传动，且第二齿轮303设置肋板3031，肋板3031上设置有用于与伸缩式连杆机构2传动连接的卡槽30311，使用时将其中一个伸缩式连杆机构2卡接于卡槽30311中。

于本发明另一具体实施例中，如图9和图10所示，第二动力组件4包括第三电机401、第三齿轮402和第四齿轮403，第三电机401与第三齿轮402传动连接，第三齿轮402与第四齿轮403啮合传动，第四齿轮403可转动地支撑于壳体5上，可选的，第四齿轮403通过轴承支撑于壳体5上，且第四齿轮403套设与中心轴1上，中心轴1上设置有键，第四齿轮403上设置有键槽，键可滑动地安装于键槽内，且键的滑动方向与中心轴1的轴线平行，键槽和键的设置保障了中心轴1即可与第四齿轮403同步转动，又可沿自身轴线方向上下滑动。

在具体工作过程中，中心轴1旋转的同时沿键槽的长度方向上下滑动以配合上连杆9和下连杆10改变该可变轴距式无人机的轴距。

于本发明另一具体实施例中，如图11所示，壳体5包括连接座504以及对称设置的上壳体501和下壳体502，下壳体502与上壳体501形成一容置腔，且上壳体501与下壳体502之间形成有用于容纳多个伸缩式连杆机构2的间隙层503，伸缩式连杆机构2支撑于下壳体502上，连接座504固定设置于下壳体502的底端，中心轴1的一端依次贯穿固定座和下壳体502伸入容置腔内，且中心轴1与固定座螺纹连接，间隙层503的设置保障了伸缩式连杆机构2能够灵活转动及伸缩。

于本发明另一具体实施例中，如图11所示，壳体5还包括用于支撑第一动力组件3的支撑板505，支撑板505设置于上壳体501于下壳体502之间，且支撑板505与下壳体502之间形成间隙层503，且可选的，第二齿轮303通过轴承可转动的支撑于支撑板505上，且支撑板505上设置有通孔，第二齿轮303的肋板3031穿过通孔与伸缩式连杆机构2卡接连接。

于本发明另一具体实施例中，如图11所示，壳体5还包括大圆柱块506，大圆柱块506的两端各设置有一小圆柱块507，其中一个小圆柱块507依次贯穿支撑板505和上壳体501，并通过第一螺母与支撑板505和上壳体501紧固，另一个小圆柱块507贯穿下壳体502，并通过第二螺母与下壳体502紧固，且大圆柱块506的直径大于小圆柱块507的直径，以使支撑板505与下壳体502之间形成间隙层503，如此设置，壳体5稳固性好，且拆装方便。

此外，该可变轴距式无人机还包括用于控制第一电机12、第二电机301及第三电机401工作的控制器。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。