无人机机臂快折机构的制作方法

本实用新型涉及无人机技术领域，尤其涉及一种用于旋翼无人机的机臂快折机构。

背景技术：

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，已广泛的应用于军用和民用领域。多旋翼无人机具有操控简单、可靠性高，并且不需要跑道便可以垂直起降，起飞后可以在空中悬停等优势，因此在各个领域均得到了广泛应用。多旋翼无人机通常有3个以上的旋翼，其机动性能是通过改变不同旋翼的扭力和转速来实现。常见的多旋翼无人机，如四旋翼、六旋翼和八旋翼无人机，被广泛应用于影视航拍、安全监控、农业植保和电力巡线等领域。

多旋翼无人机由于其翼长较大，不便于运输和存储，因此，现有的多旋翼无人机大都采用折叠机臂的方式，以方便运输。例如，专利文献CN203975225U公开了一种多旋翼无人机折叠机臂，包括机臂尾端、折叠机构和机臂首端，折叠机构连接机臂首端和机臂尾端，当折叠机臂时，首先将折叠机构上的螺栓拆开，然后再折叠机臂，当展开机臂时，首先将机臂展开，然后再将折叠机构上的螺栓拧紧。再如，专利文献CN105151293A公开了一种用于无人机的机臂折叠装置，当折叠机臂时，首先转动螺杆，使得第一锁止部件和第二锁止部件相互分离，然后再折叠机臂，当展开机臂时，首先将机臂展开，再转动螺杆，使第一锁止部件和第二锁止部件相向运动，锁紧机臂。

通过上述结构的无人机机臂折叠机构可以实现机臂的折叠，从而使得多旋翼无人机可以方便地运输和存储，但是，与上述折叠机构类似，目前市场上的大多数多旋翼无人机机臂快折机构都至少需要两步才能完成机臂的折叠，操作繁琐，并且结构复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单的无人机机臂快折机构，通过一步即可实现无人机机臂的折叠或者展开。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种无人机机臂快折机构，所述无人机机臂快折机构包括第一连接部、与所述第一连接部通过铰接轴铰接的第二连接部，其特征在于，所述第一连接部上设置有具有弹性的滚针，所述滚针与所述铰接轴平行，所述第二连接部上设置有可转动地滚轮，所述滚轮的轴线与所述铰接轴的轴线平行，所述第一连接部与所述第二连接部能够相对转动，从而使得所述无人机机臂快折机构处于卡合状态和非卡合状态，所述滚针的轴线与所述铰接轴的轴线的距离为d1，所述滚轮的轴线与所述铰接轴的轴线的距离为d2；

当所述滚轮与所述滚针未接触时，d1与所述滚针的半径之差小于d2与所述滚轮的半径之和；当在所述非卡合状态和所述卡合状态之间转换时，所述滚轮与所述滚针接触，并使得所述滚针发生弹性变形以进入所述卡合状态或者非卡合状态。

优选地，所述滚轮可动地套装在圆柱销上，以通过所述圆柱销安装在所述第二连接部上。

优选地，所述无人机机臂快折机构处于卡合状态时，所述滚轮的轴线处于所述滚针的轴线的斜下方。

优选地，所述滚轮的外圆周面上设置有多个凸起，两两相邻的所述凸起之间形成与所述滚针的外表面相适应的凹槽，所述凹槽围绕所述滚轮的轴线均布。

优选地，所述第一连接部的形状呈向下敞口的U字形，所述第二连接部为矩形板，所述第二连接部的下端插入所述第一连接部的内部下端并通过所述铰接轴连接，所述滚轮设置在所述第二连接部的左端面上，所述滚针固定在所述第一连接部的内部上端。

优选地，所述第二连接部的左端面上设置有两个安装座，所述滚轮通过圆柱销可转动地安装在所述两个安装座之间。

优选地，所述第二连接部的左端面上开设有让位槽，所述滚轮部分容纳在所述让位槽内。

优选地，所述第一连接部的上端开设有用于容纳所述第二连接部上端的容纳槽，当所述无人机机臂快折机构处于卡合状态时，所述第二连接部的上端位于所述容纳槽内，且第二连接部的左端面与所述容纳槽的底部接触。

优选地，所述容纳槽的宽度与所述第一连接部的U形开口的宽度相同。

优选地，所述第一连接部左端和所述第二连接部的右端均设置有用于连接无人机机臂的连接管。

本实用新型与现有技术的不同之处在于，本实用新型提供的无人机机臂快折机构通过设置可以相互转动的第一连接部和第二连接部，从而可以实现连接在第一连接部和第二连接部上的无人机机臂的折叠和展开，当无人机的机臂处于展开状态时，所述第一连接部和第二连接部通过滚针和滚轮的相互卡合，使得该快折机构处于卡合状态，从而保持无人机机臂稳定地展开。由于滚针的轴线与所述铰接轴的轴线的距离与滚针的半径之差小于滚轮的轴线与所述铰接轴的轴线的距离与滚轮的半径之和，即当第二连接部逆时针转动到滚轮与滚针接触时，滚针阻挡滚轮继续转动，随着施加较大的外力继续转动第二连接部，滚针与滚轮接触的部分向上发生弹性变形，使得滚轮能够通过滚针继续向前移动，当滚轮经过滚针与铰接轴所在的平面时，滚针逐渐恢复原来的形状，并产生阻碍滚轮(即第二连接部)反向运动的作用力，因此通过滚针与滚轮的相互配合，能够实现滚针与滚轮的有效卡合。本实用新型中通过采用滚针与滚轮相互配合的卡接结构，当展开无人机机臂时，只需要逆时针转动无人机机臂即可(无人机机臂需要折叠或者展开部分安装在第二连接部上)，同样地，当需要折叠无人机机臂时，只需顺时针转动无人机机臂即可。因此，本实用新型提供的无人机机臂快折机构仅需一次操作(朝一个方向转动第二连接部)即可完成无人机机臂的折叠或者展开，操作方便。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种实施方式的无人机机臂快折机构折叠时的结构示意图；

图2是图1所示的无人机机臂快折机构的俯视图；

图3是本实用新型提供的一种实施方式的无人机机臂快折机构展开时的结构示意图；

图4是图3所示的无人机机臂快折机构的俯视图；

图5是图4中沿A-A方向的剖视图；

图6是图5中B处的放大图。

附图标记说明：

1-第一连接部；2-铰接轴；3-第二连接部；4-滚针；

5-滚轮；6-圆柱销；7-凹槽；8-安装座；

9-让位槽；10-容纳槽；11-连接管。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

在本实用新型中，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上、下、左、右”是指本实用新型提供的无人机机臂快折机构在正常使用情况下定义的，并与附图5中所示的上下左右方向一致，“内、外”是指相对于各零部件本身轮廓的内外。

这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。

适当参考图1所示，为了实现上述技术目的，本实用新型提供的基本实施方式的无人机机臂快折机构包括第一连接部1、与所述第一连接部1通过铰接轴2铰接的第二连接部3，所述第一连接部1上设置有具有弹性的滚针4，所述滚针4与所述铰接轴2平行，所述第二连接部3上设置有可转动地滚轮5，所述滚轮5的轴线与所述铰接轴2的轴线平行，所述第一连接部1与所述第二连接部3能够相对转动，从而使得所述无人机机臂快折机构处于卡合状态和非卡合状态，其中所述滚针4的轴线与所述铰接轴2的轴线的距离为d1，所述滚轮5的轴线与所述铰接轴2的轴线的距离为d2；当所述滚轮5与所述滚针4未接触时，d1与所述滚针4的半径之差小于d2与所述滚轮5的半径之和；当在所述非卡合状态和所述卡合状态之间转换时，所述滚轮5与所述滚针4接触，并使得所述滚针4发生弹性变形以进入所述卡合状态或者非卡合状态。

在本实用新型中，所述第一连接部1和第二连接部3是指安装在无人机上，用于连接无人机的机臂的连接基础，在能够设置滚针4、滚轮5和铰接轴2的条件下，第一连接部1和第二连接部3可以采用任何适当的结构，例如第一连接部1和第二连接部3均可以采用板状结构等，这些将在以下的具体实施方式中附带予以简略说明。在本实用新型中，滚针4的轴线与所述铰接轴2的轴线的距离d1与所述滚针4的半径之差小于滚轮5的轴线与所述铰接轴2的轴线的距离d2与所述滚轮5的半径之和(当处于所述非卡合状态时)，即如果所述滚针4不发生弹性变形，则所述滚针4会阻挡滚轮5向前运动，也就是说，滚针4处于所述滚轮5运动的轨迹上。由于本实用新型中的滚针4是弹性件，例如采用弹簧钢等弹性材料制作，因而能够通过滚针4的弹性变形实现滚轮(即第二连接部)的卡合与松开。

本实用新型提供的无人机机臂快折机构在使用时，当需要展开无人机机臂时，逆时针转动如图1所示的无人机机臂快折机构的第二连接部3，第二连接部3以铰接轴2为旋转中心转动，随着第二连接部3的转动，第二连接部3的上端逐渐靠近第一连接部1的上端，滚轮5逐渐与所述滚针4接触，当滚轮5与滚针4接触时，随着第二连接部3的继续转动，滚轮5与滚针4之间产生相互作用力，使得滚针4发生弹性变形，从而安装有滚轮5的第二连接部3可以继续逆时针转动，当滚针4、滚轮5和铰接轴2的轴线在同一个平面上时，滚针4的弹性变形最大，然后继续转动第二连接部3，滚针4的弹性变形逐渐减小，此时滚针4的弹性力阻止滚轮5反向移动，当第二连接部3转动到与第一连接部1的上端接触，即如图3、图4、图5所示的状态，在第一连接部1与滚针4的共同作用下，实现第二连接部3的卡紧，从而实现无人机机臂的展开。

当需要折叠无人机机臂时，顺时针转动如图3所示的无人机机臂快折机构的第二连接部3，第二连接部3以铰接轴2为旋转中心转动，随着第二连接部3的转动，第二连接部3的上端逐渐远离第一连接部1的上端，滚轮5挤压滚针4，滚轮5与所述滚针4产生相互作用力，从而使得滚针4再次发生弹性变形，进而滚轮5可以在外力作用下继续移动，当滚针4、滚轮5和铰接轴2的轴线在同一个平面上时，滚针4的弹性变形最大，然后继续顺时针转动第二连接部3，滚针4的弹性变形逐渐减小，直到滚针4与滚轮5完全分离，继续转动第二连接部3，从而实现无人机机臂的折叠。

本实用新型提供的无人机机臂快折机构中的滚针4的弹性可以根据展开或者折叠无人机机臂时施加的力的大小合理确定。

本实用新型提供的无人机机臂快折机构通过设置可以转动地滚轮5，可以使得滚轮5与滚针4之间滚动接触，从而能够避免滚轮5与滚针4可能出现的卡死的情况，并且只需要施加适当的力，就可以实现无人机机臂顺畅地折叠与展开。

在本实用新型中，优选地，所述滚轮5通过圆柱销6安装在所述第二连接部3上，所述滚轮5转动地套装在所述圆柱销6上。通过圆柱销6将滚轮5安装在第二连接部3上，可以实现滚轮5的稳定连接。当然，滚轮5也可以固定套装在圆柱销6上，圆柱销6可转动地安装在第二连接部3上。

为了使得本实用新型提供的所述无人机机臂快折机构在卡合状态和非卡合状态之间转换时更加稳定，优选地，如图5所示，当处于卡合状态时，所述滚轮5的轴线处于所述滚针4的轴线的斜下方。在本实施方式中，当处于非卡合状态时，所述滚轮5的轴线处于所述滚针4的轴线的另一侧的斜下方。本实施方式中所述的“上下”，仅指当无人机机臂快折机构处于图3所示的方位而言的。

在本实用新型的进一步优选的实施方式中，参考图5、图6所示，所述滚轮5的外圆周面上设置有多个凸起，两两相邻的凸起之间形成与所述滚针4的外表面相适应的凹槽7，即圆弧状面凹槽，所述凹槽7围绕所述滚轮5的轴线均布。当滚轮5与滚针4接触时，由于滚轮5可以转动，因此滚针4可以逐渐容纳到所述凹槽7内，从而当安装有滚轮5的第二连接部3继续移动时，滚针4可以产生使滚轮5转动的作用力，从而彻底避免滚针4与滚轮5之间出现滑动摩擦或者卡死的可能性。

如上所述，本实用新型中的第一连接部1和第二连接部3均可以采用板状结构，此时需要铰接轴2、滚针4和滚轮5均凸出于板状结构的表面，以便于第一连接部1和第二连接部3的铰接连接，以及便于滚针4和滚轮5的接触卡合。此时铰接轴2、滚针4和滚轮5可以通过凸出于第一连接部1和第二连接部3的固定座安装在第一连接部1或第二连接部3上。

为了使得无人机机臂快折机构的结构更加稳定、小巧，如图1、图2所示，在本实用新型的优选实施方式中，所述第一连接部1的形状呈向下敞口的U字形，所述第二连接部3为矩形板，所述第二连接部3的下端插入所述第一连接部1的内部下端并通过所述铰接轴2连接，所述滚轮5设置在所述第二连接部3的左端面上，所述滚针4固定在所述第一连接部1的内部上端。

为了便于所述滚轮5的安装、以及便于滚轮5与滚针4接触，优选地，如图1所示，所述第二连接部3的左端面上设置有两个安装座8，所述滚轮5通过圆柱销6可转动地安装在所述两个安装座8之间。

进一步地，所述第二连接部3的左端面上开设有让位槽9，所述滚轮5部分容纳在所述让位槽9内。这样可以降低安装座8的高度，减小安装座8与第二连接部3的连接处在滚轮5与滚针4接触时所承受的力矩，保证安装座8与第二连接部3之间连接牢固。

如图1所示，在本实用新型的优选实施方式中，所述第一连接部1的上端开设有用于容纳所述第二连接部3上端的容纳槽10，当所述无人机机臂快折机构处于卡合状态时，如图5所示，所述第二连接部3的上端位于所述容纳槽10内，且第二连接部3的左端面与所述容纳槽10的底部接触。在无人机机臂处于展开状态时，通过使得第二连接部3的上端进入所述容纳槽10内，可以使得第二连接部3和第一连接部1的连接更加稳定，从而保证无人机在运行时的稳定性。

进一步地，如图3、图4所示，所述容纳槽10的宽度与所述第一连接部1的U形开口的宽度相同。通过上述设置，可以在无人机机臂处于展开状态时，第二连接部3卡在第一连接部1上，以进一步保证连接稳定性。

为了便于连接无人机机臂，在本实用新型的一个实施方式中，如图1、图3所示，所述第一连接部1左端和所述第二连接部3的右端均设置有无人机机臂连接的连接管11。通过连接管11，可以方便地将无人机机臂连接在无人机的机体上。

以上实施方式的先后顺序仅为便于描述，不代表实施方式的优劣。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围。