一种用于无人机挂载机枪的保险驱动及限位机构的制作方法

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种带有武器的武装无人机，特别涉及一种用于无人机挂载机枪的保险驱动及限位机构。

背景技术：

无人驾驶飞机简称“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。无人机按应用领域，可分为军用与民用。军用方面，无人机分为侦察机、靶机和近几年流行起来的武装无人机。民用无人机在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域应用广泛。

现有技术的武装无人机通常作为导弹发射平台使用，对于打击小股恐怖分子来说价格太过昂贵。有一类有人驾驶的武装直升机上会安装机炮或者机枪，但这些武装直升机上与机体结合为一体的机炮或者机枪大多是专门设计的产品，或者是将现有的机炮或者机枪改造之后安装到飞机上的，与士兵装备的武器是不同的。秉承这种思路，现有一些武装无人机上也有可能会借鉴这种思路，即在无人机上装备专门设计的机炮或者机枪，以图降低机载武器的使用成本。

然而即便如此，这类安装专用枪械的武装无人机的例子并不多。例如，cn204021248u公开了一种防暴无人机，该现有技术虽然搭载有机枪，但是其公开的机枪不像任何制式武器，可能是全新设计，成本和可靠性均有待商榷，而且从该现有技术也看不出机枪是如何挂载在无人机下方的。再比如，cn206954525u公开了一种无人机机载塔架，该现有技术显示的搭载在无人机上的机枪也是专门设计的，与现有的单兵制式武器并不相同，可靠性需要长时间的测试，重新设计、测试的成本很高，推广起来很困难。另外，cn107963215a公开了一种旋翼武装无人机，该现有技术提及无人机挂载的武器可以是榴弹发射器、步枪或火箭发射筒，优选的武器为榴弹发射器。从该现有技术提供的连接武器的结构上来看，其仅仅提供一个小圆筒套在枪管上，连接是否牢靠、连接的稳定性如何看起来都有很大的问题，而且该现有技术也没有提及在后坐力情况下，如何保持枪管不从小圆筒中退出的问题。另外，该现有技术优选的武器是低发射速度的榴弹发射器，对连接结构的可靠性要求不高，因而其提供的连接结构不适于高射速和大后坐力的机枪。

总之，现有的武装无人机，其提供的挂载的武器大多需要专门设计，可靠性和成本难以控制，很难说服客户接受新设计的武器。而现有技术也没有提供可供参考的可以挂载机枪之类的现有成熟武器的结构。

另外，上述现有技术也没有公开任何跟无人机挂载的机枪的操控相关的技术解决方案。

技术实现要素：

本申请要解决的技术问题是提供一种用于无人机挂载机枪的保险驱动及限位机构，以减少或避免前面所提到的问题。

为解决上述技术问题，本申请提出了一种用于无人机挂载机枪的保险驱动及限位机构，用于操控通过一个机枪挂架挂载在无人机的下方的机枪的保险并检测所述保险的位置，包括一个保险驱动机构和一个限位机构，所述保险为贯穿枪身的杆状结构，可通过按压保险的两端实现对机枪的锁定或者解除锁定；所述保险驱动机构包括通过所述机枪挂架横跨支撑在机枪的上方的固定轴，固定轴上穿设有两个分设在机枪的两侧的操纵臂，两个操纵臂上分别设置有用于按压保险的按压杆，两个操纵臂之间固定夹持有间隔套管，所述两个操纵臂连同所述间隔套管可通过连接在所述机枪挂架上的直线电机带动其沿着固定轴向左或向右运动，从而带动按压杆分别按压保险的右端或左端，以锁定或者解除对机枪的锁定；所述限位机构包括与所述操纵臂连接的限位片以及与限位片位置相对应的限位传感器。

优选地，所述直线电机的驱动端固定连接有一个作动臂，作动臂穿设在所述固定轴上并与任意一个操纵臂固定连接，所述直线电机通过所述作动臂带动所述操纵臂沿着所述固定轴左右运动。

优选地，所述作动臂被夹持固定在两个操纵臂之间，两个作动臂和操纵臂均通过螺钉分别与间隔套管的两端固定连接。

优选地，所述按压杆通过一根销轴可转动地连接在所述操纵臂上，所述按压杆上具有一个定位槽，所述操纵臂上设置有一个对应于所述定位槽的旋钮柱塞，所述按压杆可通过所述旋钮柱塞与定位槽的配合固定在用于按压的水平状态。

优选地，所述两个操纵臂中设置了直线轴承，其通过螺钉与操纵臂一起与间隔套管的两端固定连接。

优选地，每个操纵臂均对应设置有一套相同的所述限位机构，每个限位机构均包括一个限位片以及与其对应的限位传感器。

优选地，限位片穿设在固定轴上，通过螺钉与操纵臂一起与间隔套管的两端固定连接

优选地，限位片穿设在固定轴上，通过直线轴承与操纵臂固定连接。

优选地，限位传感器包括与限位片位置相对应的机械限位开关，限位片在其对应的行程位置触碰机械限位开关，以发出电信号使直线电机停止动作。

优选地，限位机构包括一个安装在限位片上的磁铁，限位传感器包括与磁铁位置相对应的霍尔开关，限位片带着磁铁在其对应的行程位置触发霍尔开关，以发出电信号使直线电机停止动作。

本申请的保险驱动装置可以通过远程控制直线电机的伸缩，对挂载在无人机上的机枪的保险进行操控，以实现对机枪的锁定或者解除锁定，其操控简单，行程定位准确，动作迅速，提高了无人机挂载机枪的操控安全性。限位机构可以配合保险驱动机构控制直线电机的行程并检测保险的位置，远程操控人员可以确切的知道保险处于锁定或者解除锁定的状态，可以确保武器的安全。

附图说明

以下附图仅旨在于对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围。其中，

图1显示的是根据本申请的一个具体实施例的挂载有机枪的无人机的结构示意图；

图2显示的是一种可用于挂载在无人机上的机枪的结构示意图；

图3显示的是在无人机的机枪挂架上连接有根据本申请的一个具体实施例的用于无人机挂载机枪的保险驱动机构及限位机构的结构示意图；

图4和图5是在图3的基础上，逐步移除了部分结构的保险驱动及限位机构的安装示意图；

图6显示的是根据本申请的另一个具体实施例的用于无人机的机枪的保险驱动及限位机构的分解透视图。

具体实施方式

为了对本申请的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本申请的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。

如图1所示的根据本申请的一个具体实施例的挂载有机枪的无人机100的结构示意图，本申请提供了一种可用于在无人机100的下方挂载机枪200的机枪挂架500，所述机枪挂架500可以直接连接在无人机100的机腹上，或者如图1所示的那样，通过一个延伸挂架300挂载在无人机100的下方。图示无人机100是一种多旋翼的无人机，当然，本领域技术人员应当理解，所述无人机100并不限于旋翼机，也可以是固定翼无人机，可以是油动无人机，也可以是电动无人机，并不仅限于此。

进一步地，图2显示了一种可用于挂载在无人机上的机枪200的结构示意图，具体来说，图示的机枪200为米尼米m249机枪的一种型号，根据出厂时间、销售区域范围，m249机枪有很多结构变形，但是其基本结构相差不大，以下仅以适于安装在本申请的机枪挂架500上的方式，简略说明该机枪200的基本结构，本领域技术人员通过互联网可以查询获得该机枪的大量图片，有关该机枪的具体结构和工作原理不是本申请的保护范围，不再赘述。

如图2所示，机枪200的枪身的尾部为枪托203，枪身上具有用于击发开火用的扳机204、扳机护圈205以及用于防止机枪误操作击发的保险206等其他结构。其中，枪托是各类型机枪上通用的部件，保险206为贯穿枪身的杆状结构，可通过按压保险206的两端实现对机枪的锁定或者解除。即，从枪身的一侧按下保险206的一端，保险206的另一端会从枪身的另一侧突出，分别从枪身的不同侧按下保险206的不同端，即可对机枪锁定或者解除锁定。这种按压式的保险也是机枪领域普遍采用的现有技术。

机枪200无论通过何种方式挂载在无人机100的下方，都需要解决机枪200的操控问题。因此，如图3所示，本申请进一步提供了一种保险驱动机构700，用以操控枪身上的保险206实现对机枪的锁定或者解除锁定。

本领域技术人员应当理解，本申请要解决的技术问题是操控无人机挂载的机枪200的保险206的问题，因而本申请并不仅仅局限于图3所示的具体结构的机枪挂架500，只要能够将机枪200挂载在无人机100的下方，则本申请的保险驱动机构700都可以借助该机枪挂架500的支撑，对同样支撑在机枪挂架500上的机枪200的保险206进行驱动。

以下实施例具体说明的是跟无人机挂载的机枪的击发操作相关的技术解决方案，特别是用于无人机的机枪的保险操控相关的技术解决方案。至于如何操控机枪的扳机使机枪开火，属于其他技术解决方案涉及到内容，不是本实施例要求解决的技术问题，也不是本实施例要求保护的范围。本领域技术人员可以参考其他现有技术或者申请人的其他实施例或其他专利申请中有关扳机操控的介绍。

下面进一步详细介绍本申请的用于无人机的机枪的保险驱动机构，用以说明本申请在操控机枪200开火前后，如何解除或者锁上保险206。应当说明的是，无人机在地面起飞之前，是可以通过人工手动把保险206提前解除的。然而一旦操控出现问题，例如起飞时坠机，则解除了保险的机枪有可能在坠机时猛烈开火；或者带弹的无人机返场的时候发生意外，则没有锁上保险的机枪有可能对着自己人开火，后果都会非常严重。因此从安全上考虑，优选的是当无人机飞到攻击位置之后，远程操控将保险打开，攻击结束之后再远程操控将保险锁上。

图3显示的是在机枪挂架500上连接有根据本申请的一个具体实施例的用于无人机的机枪的保险驱动机构700的结构示意图，图4和图5是在图3的基础上，逐步移除了部分结构的保险驱动机构700的安装示意图，所述保险驱动机构700可用于操控保险206，以实现对挂载在无人机100的下方的机枪200的锁定或者解除锁定。

图中可见本申请的保险驱动机构700整体支撑在机枪挂架500上，在图示具体实施例中，保险驱动机构700整体支撑在机枪挂架500的两块挂载板之间，用于驱动的直线电机705固定安装在机枪挂架500的一个挂载板的内侧，直线电机705可驱动一个按压杆703去按压保险206，以锁定或者解除对机枪200的锁定。

进一步地，图6显示的是根据本申请的另一个具体实施例的用于无人机的机枪的保险驱动机构的分解透视图，结合图3-6可见，本申请的保险驱动机构700包括通过机枪挂架500横跨支撑在机枪200的上方的固定轴701，固定轴701上穿设有两个分设在机枪200的两侧的操纵臂702，两个操纵臂702上分别设置有用于按压保险206的按压杆703，两个操纵臂702之间固定夹持有间隔套管704，两个操纵臂702连同间隔套管704可通过连接在机枪挂架500上的直线电机705带动其沿着固定轴701向左或向右运动，从而带动按压杆703分别按压保险206的右端或左端，以锁定或者解除对机枪200的锁定。

以图4所示机枪朝向前方为例，当直线电机705回缩的时候，右侧的按压杆703按压保险206的右端，假设此时是进行了锁定，则直线电机705伸出的时候，左侧的按压杆703按压保险206的左端，此时就是解除了锁定。至于锁定或者解除锁定的方向，也有可能与上述假设相反，以上只是作为原理说明，本领域技术人员根据不同机枪的实际情况可以选择向左或者向右锁定机枪。在一个具体实施例中，直线电机705可以采用现有直线伸缩推拉杆式直线电机，例如乐清市迅驰电气有限公司cnxci758底座平面直流推杆电机，最大推力可达12公斤。

本领域技术人员根据不同厂家销售的直线电机的特性，例如通过关键词直线电机控制芯片搜索互联网的淘宝店，可以找到很多可用于控制直线电机正反转的电机驱动芯片，从而可以通过远程发出的控制信号对直线电机提供两个不同的电平信号，以控制直线电机正反转，最终达到使直线电机伸出或者回缩。在一个具体实施例中，可以采用深圳三奕电子科技有限公司的mc33932vw控制芯片搭载在无人机上，控制直线电机的伸缩。

进一步地，如图所示，直线电机705的驱动端706固定连接有一个作动臂707，作动臂707穿设在固定轴701上并与任意一个操纵臂702固定连接，直线电机705可通过作动臂707带动操纵臂702沿着固定轴701左右运动。

在图示具体实施例中，作动臂707被夹持固定在两个操纵臂702之间，两个作动臂707和操纵臂702均通过螺钉分别与间隔套管704的两端固定连接。间隔套管704大体上为圆形套筒形式，图示显示间隔套管704去除了部分管壁是因为安装空间限制需要进行避让而削除了部分结构，在安装空间足够的情况下是不需要设计成这种形状的。

在又一个具体实施例中，按压杆703通过一根销轴708可转动地连接在操纵臂702上，按压杆703上具有一个定位槽709，操纵臂702上设置有一个对应于定位槽709的旋钮柱塞710，按压杆703可通过旋钮柱塞710与定位槽709的配合固定在用于按压的水平状态。旋钮柱塞是一种很常见的卡扣式连接部件，本领域技术人员通过网络搜索，例如通过淘宝可以找到其详细结构。旋钮柱塞710通过其头部的螺纹与操纵臂702固定连接，通过拔出旋钮柱塞710的尾端，可以使其头部克服内部的弹力回缩，放松旋钮柱塞710的尾端，其头部又会伸出。在一个具体实施例中，旋钮柱塞710可以采用深圳维奇精密销售的型号为vcn213-cb-m8的旋钮柱塞。

由于保险206左右按压的行程大概只有几个毫米，因而为了响应灵敏，两个按压杆703设置得距离机枪的枪身会很近，当需要从无人机100上拆卸或者安装机枪200的时候，按压杆703如果处于图示用于按压的水平状态，则机枪200很难穿过两个按压杆703之间的空隙。因此在上述实施例中，按压杆703采用了可转动地连接设计，通过拔出旋钮柱塞710，使得旋钮柱塞710的头部脱离定位槽709，按压杆703就可以绕着销轴708转动至下垂状态，从而获得了较大的空间供机枪穿过。本申请的上述连接结构的优点是，按压杆703一直是连接在销轴708上的，按压杆703改变状态仅仅是围绕销轴708转动，并不会从操纵臂702上掉下来遗失，其定位到水平状态虽然是通过旋钮柱塞710卡住，但是旋钮柱塞710的特殊结构导致其也不会从操纵臂702上脱离，因而按压杆703可以很方便的徒手转动或者定位至工作状态，操作十分简便。

进一步地，在图示具体实施例中，两个操纵臂702中还设置了直线轴承711，其同样通过螺钉与操纵臂702一起与间隔套管704的两端固定连接。直线轴承711可以确保两个操纵臂702不至于偏置卡死或过度磨损。

以上详细介绍了通过直线电机驱动保险的结构，无人机操控人员只需要远程控制直线电机的伸缩，即可实现机枪的锁定或者解除锁定，其操控简单，行程定位准确，动作迅速，提高了无人机挂载机枪的操控安全性。

进一步地，由于市场上销售的有些直线电机内部是自带有限位开关的，当直线电机到达最大或者最小行程的时候，直线电机会在限位开关的控制下断电，使得直线电机停止在最大或者最小行程位置。理想状态下，如果采购的直线电机的行程范围恰好等于保险206的行程范围(本申请的保险206的行程范围为锁定或者解除锁定时，保险206的一端被按压到底的范围，具体大概有十几个毫米)，则可以无需任何限制手段控制直线电机的行程。然而现实中很难找到现成的行程恰好只有十几个毫米的直线电机，一般的行程都远大于这个范围，直线电机过大的行程有可能会将保险206顶出破坏，因而本申请提供了一种限位机构800，用于配合保险驱动机构700控制直线电机的行程并检测保险206的位置，以此作为安全预防措施。

仍然参见图6，本申请的限位机构800包括与操纵臂702连接的限位片4071以及与限位片4071位置相对应的限位传感器408，即每个操纵臂702均对应设置有一套相同的限位机构800，每个限位机构800均包括一个限位片4071以及与其对应的限位传感器408。在图示具体实施例中，限位片4071穿设在固定轴701上，通过直线轴承711与操纵臂702固定连接。当然，如果省略直线轴承711，则限位片4071就可以通过螺钉直接与操纵臂702一起与间隔套管704的两端固定连接。通过限位片4071相对限位传感器408的位置变化，可以在设定的行程范围生成与位置相关的电信号使直线电机705停止动作，避免将保险206顶坏，同时限位传感器408的电信号也可以传输给远程操控人员，以此获知保险206处于锁定或者解除锁定的状态，确保武器的安全。下面通过更具体的实施例加以说明。

如图所示，在一个具体实施例中，限位传感器408包括与限位片4071位置相对应的机械限位开关4081，限位片4071在其对应的行程位置触碰机械限位开关4081，以发出电信号使直线电机705停止动作。例如，当直线电机705向图6所示的左侧回缩，右侧的按压杆703按压保险206的右端至行程末端锁定了机枪，左侧的限位片4071与左侧的机械限位开关4081触碰，触发的电信号使得直线电机705断电，同时该电信号也发送给操控人员，告知机枪的保险206已经锁定。相反的，当直线电机705向图6所示的右侧伸出，左侧的按压杆703按压保险206的左端至行程末端解除锁定，右侧的限位片4071与右侧的机械限位开关4081触碰，触发的电信号使得直线电机705断电，同时该电信号也发送给操控人员，告知机枪的保险206已经解除锁定。

进一步地，本申请还提供了另一种限位传感方式，即如图所示的另一个具体实施例中，本申请的限位机构800包括一个安装在限位片4071上的磁铁4072，限位传感器408包括与磁铁4072位置相对应的霍尔开关4082，限位片4071带着磁铁4072在其对应的行程位置触发霍尔开关4082，以发出电信号使直线电机705停止动作。与前述的机械限位开关类似，本实施例将机械限位开关的触碰方式，改为了磁铁和霍尔开关的磁感应方式，其大体上的工作原理与机械限位开关是类似的，本领域技术人员很容易进行扩展理解，为了节约篇幅，不再一一赘述。

更进一步地，在本申请的又一个具体实施例中，本申请的限位机构800可以同时包括限位片4071与对应的机械限位开关4081的机械限位系统，以及安装在限位片4071上的磁铁4072与对应的霍尔开关4082的磁感应系统，也就是如图所示的具体实施例中，本申请的限位机构800通过两套限位系统，可以作为双保险限位传感，只要能够收到任意一套限位系统发出的电信号，都可以判断保险的状态，避免了恶劣环境下传感器失效带来的武器系统风险不可控的问题，确保了本申请武器系统的安全性。

本领域技术人员应当理解，虽然本申请是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本申请的保护范围。

以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式，并非用以限定本申请的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本申请的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本申请保护的范围。