一种机臂折叠构件及具有机臂折叠构件的无人机的制作方法

1.本实用新型属于无人机技术领域，具体涉及一种机臂折叠构件及具有机臂折叠构件的无人机。


背景技术：

2.随着社会的发展，无人机技术也越来越广泛应用于通讯、气象、灾害监测、农业(农药喷洒、地质、交通、边境监控、测绘、管道、电力线检测、铁路、环保等多个领域。
3.多旋翼无人机作为无人机的一种常见机型，其被广泛应用在各个领域。但是多旋翼无人机在工作状态下的尺寸较大，以这个状态下的尺寸携带或者运输所需的容器尺寸也比较大。
4.目前，对于电机在同一水平面内的无人机，目前存在两种机臂折叠方式：
5.一、将机臂水平折叠，由于需要保证折叠后机臂不能互相干涉，机臂水平折叠会导致折叠后的无人机在长度方向的尺寸比较大。
6.二、将机臂垂直折叠，折叠后无人机在长度方向可以减小，但高度方向的尺寸会有所增大。
7.下面以申请号cn201921375077.1的专利公开的一种机臂折叠结构及无人机为例对背景技术进行详细说明：该机臂折叠结构包括上连接板和下连接板，适于伸入二者之间的机臂；固定在二者之间的旋转轴；机臂上有滑块；上连接板和下连接板槽的至少一个上设有与所述滑块外壁面适配的滑槽；机臂展开状态时，滑块嵌入滑槽中限制机臂绕旋转轴转动；机臂折叠时，滑块脱开滑槽，机臂能够绕旋转轴转动折叠。
8.通过如此结构，虽然可以快速实现机臂折叠，但该无人机的机臂只能通过绕旋转轴在同一面折叠，机臂折叠后的无人机依然尺寸较大。
9.为了规避折叠后的无人机外形尺寸较大的问题，本领域技术人员还研究了电机在不同水平面内的无人机，但是这种电机在不同水平面内的无人机机臂水平折叠后，虽然可以缩小折叠后无人机的外形尺寸，但因为无人机飞行中电机不在同一水平面内，对飞行控制的稳定性有一定影响。
10.因此迫切需要设计新型的机臂折叠结构，以解决电机在同一水平面内的多旋翼无人机存在的机臂折叠后无人机外形尺寸较大的技术问题。


技术实现要素：

11.为了解决上述问题，本实用新型公开一种机臂折叠构件及具有机臂折叠构件的无人机，通过其能够保证多个电机在同一水平面的无人机的机臂折叠后，无人机占用空间较小。
12.为实现上述发明目的，本实用新型采用下述技术方案：
13.本实用新型提供一种机臂折叠构件，其应用于无人机，所述无人机包括机臂和机身；其中，所述机臂通过所述机臂折叠构件与机身连接；
14.所述机臂折叠构件包括：外段、内段、销轴和套筒；
15.所述机臂安装在外段中并固定；所述内段能够旋入机身的机臂接口部分内部、并通过径向穿进内段和机臂接口部分的紧固螺栓与机身固定；外段和内段能够绕销轴转动实现机臂的折叠；外段和内段二者轴线处于重合状态时，机臂处于完全展开状态。
16.更优选的，机臂处于完全展开状态下，套筒能够套接在外段与内段的外部，且能够通过与外段或内段的螺纹配合旋进顶紧并贴合机身。
17.更优选的，所述外段包括依次连接的第一轴段、轴环和第二轴段；
18.所述第一轴段开有径向通孔，机臂与所述第一轴段通过所述径向通孔
19.hmu20220208-oa2标记页铆接；
20.所述轴环外径大于第一轴段和第二轴段；所述轴环的外周为光滑面，与套筒内部的滑面部分配合；
21.所述第二轴段上沿轴向铣有沟槽，沿径向铣有上平面和下平面，且上平面、下平面与沟槽一起形成两个耳板，耳板上开有用于穿过销轴23的通孔。
22.更优选的，所述内段包括螺纹轴段、光轴段、连接板；
23.所述螺纹轴段、光轴段依次连接，螺纹轴段的直径大于光轴段；
24.所述螺纹轴段具有与套筒内部的螺纹部分配合的外螺纹；螺纹轴段的轴端位置铣有楔形斜面，楔形斜面上固定能够伸入外段的沟槽中的连接板；
25.所述连接板上开有用于穿过销轴的通孔，连接板能够在沟槽中绕销轴自由旋转；
26.所述光轴段径向开有通孔，并通过所述通孔使用紧固螺栓与机身固定。
27.本实用新型还提供一种具有机臂折叠构件的无人机，所述无人机包括机臂和机身；其中，所述机臂通过所述机臂折叠构件与机身连接；
28.所述机臂折叠构件包括：外段、内段、销轴和套筒；
29.所述机臂安装在外段中并固定；所述内段能够旋入机身的机臂接口部分内部、并通过径向穿进内段和机臂接口部分的紧固螺栓与机身固定；外段和内段能够绕销轴转动实现机臂的折叠；外段和内段二者轴线处于重合状态时，机臂处于完全展开状态。
30.更优选的，当机臂处于完全展开状态下，套筒能够套接在外段与内段的外部，且能够通过与外段或内段的螺纹配合旋进顶紧并贴合机身。
31.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
32.本实用新型通过机臂折叠构件连接机身和机臂，机臂折叠构件内段能够旋入机身的机臂接口部分内部、并通过径向穿进的紧固螺栓与机身4固定；机臂安装在外段中并固定；外段、内段能绕销轴转动，使得多个电机在同一水平面的无人机的机臂折叠后，能够分别向上或向下与水平方向形成一定角度，从而能够减小折叠后的无人机尺寸，便于携带。
附图说明
33.图1为机臂展开状态下的无人机的立体图；
34.图2为机臂展开状态下的无人机的俯视图；
35.图3为机臂折叠构件的立体图；
36.图4为去除套筒后的机臂展开状态下的机臂折叠构件的立体图；
37.图5为去除套筒后的机臂折叠状态下的机臂折叠构件的立体图；
38.图6为机臂折叠构件的外段结构立体图；
39.图7为机臂折叠构件的内段结构立体图；
40.图8为机臂折叠状态的无人机结构示意图。
41.附图中：
42.电机1、机臂折叠构件2、机臂3、机身4、旋翼5；外段21、内段22、销轴23、套筒24；第一轴段211、轴环212、第二轴段213；螺纹轴段221、光轴段222、连接板223。
具体实施方式
43.为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。
44.本实用新型提供一种具有机臂折叠构件的无人机，其能对电机处在一个水平面的无人机实现机臂的不干涉折叠，且能够保证机臂折叠后的无人机占用空间较小。该无人机的结构如图1-图8所示，无人机机臂展开状态如图1-图2所示，机臂折叠后状态如图8所示，该无人机包括：电机1、机臂折叠构件2、机臂3、机身4、旋翼5。
45.机臂3通过机臂折叠构件2安装在机身4上，电机1安装在机臂3的端部，旋翼5通过电机1驱动旋转。
46.机臂折叠构件2包括外段21、内段22、销轴23和套筒24；所述内段 22能够旋入机身4的机臂接口部分内部、并通过径向穿进内段22和机臂接口部分的紧固螺栓与机身4固定；机臂3安装在外段21中并固定；外段21、内段22能够绕销轴23转动实现机臂3的折叠且互不干涉；外段21和内段22二者轴线处于重合状态时，机臂3处于完全展开状态。当外段21与内段 22的轴线重合时，套筒24能够套接在外段21与内段22的外部，且通过与外段21或内段22的螺纹配合旋进，使其顶紧并贴合机身4。
47.外段21包括依次连接的第一轴段211、轴环212和第二轴段213。轴环212外径大于第一轴段211和第二轴段213。第一轴段211开有径向通孔，机臂3与第一轴段211通过该径向通孔铆接；轴环212的外周为光滑面，与套筒24内部的滑面部分配合；第二轴段213上沿轴向铣有沟槽，沿径向铣有上平面和下平面，且上平面、下平面与沟槽一起形成两个耳板，耳板上开有用于穿过销轴23的通孔。
48.内段22由螺纹轴段221、光轴段222、连接板223组成。螺纹轴段221、光轴段222依次连接，螺纹轴段221的直径大于光轴段222。螺纹轴段221 具有与套筒24内部的螺纹部分配合的外螺纹。螺纹轴段221的轴端位置铣有楔形斜面，楔形斜面上固定能够伸入外段21的沟槽中的连接板223；连接板223上开有用于穿过销轴23的通孔，连接板223能够在沟槽中绕销轴 23自由旋转。光轴段222上径向开有通孔，光轴段222与通过该通孔使用紧固螺栓与机身4固定，能够限制其沿轴向运动及转动。
49.由于无人机在飞行过程中会因为风阻等多种原因产生振动，振动会引起连接外段21和内段22的销轴23的螺母发生松动，从而导致套筒24的滑面部分与外段21的轴环之间产生缝隙，进而导致外段21会绕着销轴23 的轴线相对内段22发生转动，这样会导致机臂相对机身不稳定，给飞行中的无人机带来危险，所以在机臂处于展开状态下，需要采取一定的措施来防止无人机飞行中机臂出现松动的现象。
50.为此，本技术折叠构件2展开后，采取套筒24将外段21和内段22锁紧并顶紧机身。
由套筒24的螺纹部分与内段22的外螺纹配合，旋拧至套筒24上的滑面部分与外段21上的轴环212接触为止，以确保外段21与内段22不会绕销轴23的轴线而发生相对转动，实现机臂展开后的锁紧。
51.本技术的工作原理：
52.当需要折叠无人机时，将无人机水平放置，如果机臂折叠构件的销轴 23处于垂直状态，此时拧开套筒24，外段21以销轴23为轴心转动，这样折叠后外段21的轴线依然保持在水平面上。考虑到如果无人机前机臂和后机臂的轴线均处于同一个水平面时，就会导致无人机前机臂和后机臂折叠后相互干涉，无法保证折叠后的无人机体积尽量小。为了确保无人机的前机臂和后机臂折叠后不会相互干涉，需要让前机臂和后机臂分别向上、向下(前机臂向上，后机臂就需要向下；前机臂向下，后机臂就需要向上) 折叠，也就是说，需要使折叠后的前机臂和后机臂的轴线分别与水平面形成一个角度。
53.为实现上述目的，需要在设计时将机臂折叠件水平布置，并绕自身轴线旋转一定角度使得销轴23与竖直方向成一定角度，而机臂依然处于水平状态。当需要折叠无人机时，拧开套筒24，外段21以销轴23为轴心转动，因销轴23与竖直方向有一定角度，前机臂和后机臂会分别向上或者向下折叠收起，如图8所示可以看出折叠后的前机臂与水平面呈a1角度、折叠后的前机臂与水平面呈a2角度，从而避免了前机臂、后机臂互相干涉的问题。
54.展开无人机机臂时，通过机臂折叠件的外段21绕着销轴23转动将机臂完全展开，然后拧紧套筒24。按照同样的操作方法展开其余的机臂，直至所有机臂全部展开。本实用新型还提供了一种机臂折叠构件，其具体结构与上述无人机中的机臂折叠构件的结构相同，这里不再累述。
55.由上述可以看出，在机臂折叠过程中，无人机的所有电机1从图2所示的水平状态到图8所示的不水平状态；在机臂展开过程中，无人机的所有电机1从图8所示的不水平状态到图2所示的水平状态。折叠后的无人机的所有电机在高度空间上有一定的重叠量，因此不仅使得折叠后地无人机占用空间小，而且巧妙有效地解决了折叠后的电机之间的干涉问题。
56.以上说明仅为本实用新型的应用实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，不能以此来限定本实用新型的权利范围，任何根据本实用新型的技术方案所做的等效变化，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。