一种无人机的制作方法

1.本实用新型涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机。


背景技术：

2.随着无人机相关技术的不断发展，各种构型的无人机尤其是旋翼类无人机已经服役于多种工业场景，如电力巡检、农业植保等。旋翼无人机垂直起降、载荷量大的优势大幅提高了作业效率。但其螺旋桨产生的推力需要全部用来抵消飞机的重力，这给其续航性能带来了巨大挑战。
3.目前现有技术中的电动模式的中小型无人机，使用过程中，无人机以及电池的重量变化小。而由于本身的体积和重量都不是很大，中小型旋翼类无人机主要采用锂电池为电机供电，在现阶段电池的能量密度难有大的提升、续航能力有限。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种无人机，提升了无人机的续航能力。
5.实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种无人机，包括主机和至少1个可脱落电池模块，所述主机的底端设置有电源连接部，所述电源连接部内设置有连接结构，所述可脱落电池模块通过所述连接结构设置在所述电源连接部内；所述可脱落电池模块包括电池、对接凸台和夹持机构，所述对接凸台和所述夹持机构分布于所述电池的两端；所述电池上设置有用于与电池电连接的正极触点和负极触点；所述夹持机构包括驱动机构和1 个以上夹臂，且所述1个以上夹臂通过所述驱动机构驱动，以使所述夹臂与所述电池形成用于加紧或松开所述对接凸台的夹持槽。
6.进一步地，所述驱动机构包括与所述夹臂数量相同的驱动单元，所述驱动单元均包括连杆、摇臂以及用于驱动所述摇臂转动的舵机，所述连杆的两端分别与所述摇臂和所述夹臂铰接。
7.进一步地，所述电池和所述夹臂之间设置有导向机构,所述导向机构包括导向卡槽和导向突出部，所述导向卡槽的轴向设置为平行于所述夹臂的移动方向。
8.进一步地，所述夹臂的数量为2个以上，且所述2个以上夹臂沿所述电池的周向间隔分布。
9.进一步地，所述驱动单元与所述夹臂沿所述电池的周向依次交替设置；各所述驱动单元的所述连杆的数量均为2个，且所述2个连杆分别铰接设置在所述摇臂的两端；所述夹臂的两端分别与相邻两个所述驱动单元的连杆铰接。
10.进一步地，所述夹臂上设置有夹持槽，且所述夹持槽与所述对接凸台的形状相匹配。
11.进一步地，所述可脱落电池模块还包括壳体，所述电池设置在所述壳体内，所述夹持机构活动设置在所述壳体内，且所述电池设置在所述夹持机构的上方。
12.进一步地，所述对接凸台上沿周向设置有用于所述夹臂夹持的环形卡槽或环台。
13.进一步地，所述主机的顶部设置有摄像头和用于安装所述摄像头的三轴云台。
14.进一步地，所述无人机为共轴无人机。
15.实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种无人机，包括主机和至少1个可脱落电池模块，主机的底端设置有电源连接部，电源连接部内设置有连接结构，可脱落电池模块通过连接结构设置在电源连接部内，无人机在特定条件下可在自身重力的作用下释放废弃的可脱落电池模块，以在无人机工作过程中减少自重，达到提高续航能力的技术效果。各可脱落电池模块均包括电池、对接凸台和夹持机构，对接凸台和夹持机构分布于电池的两端；电池上设置有用于与电池电连接的正极触点和负极触点，以通过多个可脱落电池模组的叠加组合提高电源系统的整体容量。夹持机构包括驱动机构和1个以上夹臂，且1个以上夹臂通过驱动机构驱动，以使夹臂与电池形成用于加紧或松开对接凸台的夹持槽，多个相同的可脱落电池模块可沿轴向方向依次设置，一个电池的对接凸台设置在一个电池的夹持槽内，并可通过夹持机构连接固定或断开连接。通过连接夹具改变相邻两个电池的连接关系，主动将电量耗尽的电池可直接抛离机体，从而达到减小电池组自重、增大整体续航时间的技术效果，具体地：在驱动机构的作用下，1个以上夹臂在运动时，夹臂的作用点与电池舱体上固定设置的反力点之间的距离或者夹臂之间的距离逐渐减小，夹臂夹持电池。
16.本实用新型提供的无人机，由于采用上述自带夹持机构的可脱落电池模组，在夹持机构松开的情况下，电量耗尽的电池可在自重作用下脱离机体，通过无人机主动抛弃电量耗尽的电池组而减少自身自重，增大整体续航时间。同时触点脱离，电路减少一个电源，其余系统工作正常，开始使用下一块电池供电，此过程往复循环，直到机体剩余最后一块电池，保证无人机最基础的电能供应即可。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例提供的无人机结构示意图；
18.图2为图1中的单个可脱落电池模块的结构示意图；
19.图3为图2中的可脱落电池模块的示意图；
20.图4为图1中的可脱落电池模块的连接示意图；
21.图5为图1中的夹持机构的结构示意图。
22.附图标记：1-电池，11-环台，12-正极触点，13-负极触点；2-对接凸台；3-夹持机构，31-夹臂，32-连杆，33-摇臂，34-舵机，35-环形基座，36-导向卡槽，37-导向突出部； 4-旋翼，41-桨叶，42-桨夹；5-摄像头；6-三轴云台；7-动力电机组件；8-主机。
具体实施方式
23.为了使本技术所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本技术，下面结合附图，通过具体实施例对本技术技术方案作详细描述。
24.为了解决现有技术中技术问题，本实用新型提供了一种无人机，明显提高了无人机的续航能力。下面通过1个实施例对本实用新型的内容进行详细介绍：
25.如图1-图5所示，本实用新型提供的一种无人机，包括主机8和至少1个可脱落电池模块，主机8的底端设置有电源连接部，电源连接部内设置有连接结构，可脱落电池模块通过连接结构设置在电源连接部内，无人机在特定条件下可在自身重力的作用下释放废弃的
可脱落电池模块，以在无人机工作过程中减少自重，达到提高续航能力的技术效果。各可脱落电池模块均包括电池1、对接凸台2和夹持机构3，对接凸台2和夹持机构3分布于电池1的两端；电池1上设置有用于与电池1电连接的正极触点12和负极触点13，以通过多个可脱落电池1模组的叠加组合提高电源系统的整体容量。夹持机构3包括驱动机构和1个以上夹臂31，且1个以上夹臂31通过驱动机构驱动，以使夹臂31与电池1形成用于加紧或松开对接凸台2的夹持槽，多个相同的可脱落电池模块可沿轴向方向依次设置，一个电池1的对接凸台2设置在一个电池1的夹持槽内，并可通过夹持机构3连接固定或断开连接。通过连接夹具改变相邻两个电池1的连接关系，主动将电量耗尽的电池1可直接抛离机体，从而达到减小电池1组自重、增大整体续航时间的技术效果，具体地：在驱动机构的作用下，1个以上夹臂31在运动时，夹臂31的作用点与电池1舱体上固定设置的反力点之间的距离或者夹臂31之间的距离逐渐减小，夹臂31夹持电池1。
26.为了提供可靠的电能动力，本实施例中，各个电池1的轴向的两端分别设置有正极触点12和负极触点13，相邻2个电池1的通过正极触点12和负极触点13并联，以形成多电池1并联电路，这样就能采用多电池1组的方式提高电源系统的整体容量。本实用新型对触点的设置位置不做限定，可以设置在电池1的周向，实施例中为了便于电路并联，正极触点12和负极触点13分别设置在电池1的轴向的两端。
27.为了保证在驱动机构的作用下，夹臂31稳定地向靠近另一个电池1的对接凸台2 或远离另一个电池1的对接凸台2的方向运动，同时控制运行精度，本实施例中，电池1 和夹臂31之间设置有导向机构，导向机构包括导向卡槽36和导向突出部37，导向卡槽36 的轴向设置为平行于夹臂31的移动方向，导向机构对夹臂31的运行起导向作用，以将摇臂33转动带来的位移转化为夹臂31的直线运动。
28.本实用新型对连接夹具的设置方式不做限定，可以直接设置在电池1的端面上，本实施例中，为了尽量不做电池1的结构进行改变、避免内部结构的破坏，同时为了便于安装、降低加工设计难度，夹持机构3还包括设置在电池1上的环形基座35，1个以上夹臂 31以及驱动机构均设置在环形基座35上。本实施例中，环形基座35上设置有导向卡槽36，夹臂31具有与导向卡槽36匹配的导向突出部37，导向突出部37设置在导向卡槽36中，以将摇臂33转动带来的位移转化为夹臂31的直线运动。
29.为了便于安装的方位辨识以及导向卡槽36的加工，本实施例中，环形基座35的截面为圆形。本实用新型对导向卡槽36的设置方向不做具体限定，只要保证在导向卡槽36 的导向下，夹臂31的运动方向具有平行于环形基座35径向的分量即可，本实施例中，优选地，导向卡槽36沿环形基座35的径向设置。
30.为了保护电池1内部结构和夹持机构3，同时为了提高能量密度，浪费不必要的空间，本实施例中，可脱落电池模块还包括壳体，电池1设置在壳体内，夹持机构3活动设置在壳体内，且电池1设置在夹持机构3的上方，可以一定程度上延长使用寿命。
31.本实用新型对驱动机构的具体结构不做限定，可以采用电控驱动的伸缩杆或电驱的直线运动机构。为了简化结构，便于安装，本实施例中，驱动机构包括与夹臂31数量相同的驱动单元，驱动单元均包括连杆32、摇臂33以及用于驱动摇臂33转动的舵机34，连杆 32的两端分别与摇臂33和夹臂31铰接，该连接夹具设计简单，加工装配难低。
32.本实用新型对控制舵机34与摇臂33的驱动方式以及连接方式不做限定，为了可以
实现减速功能，通过舵机34稳定驱动夹臂31，本实施例中，控制舵机34通过齿轮组件连接摇臂33。
33.为了保证电池1安装固定的稳定性，本实施例中，电池1安装位为安装舱。本实用新型对夹臂31的设置方式不做限定，至少一个夹臂31活动设置即可满足条件，为了保证电池1释放的稳定性，避免无法脱离的情况发生，本实施例中，夹臂31的数量为2个以上，且2个以上夹臂31沿安装舱的周向间隔分布，通过增加夹持作用点提高夹持性能。
34.本实用新型对驱动单元和夹臂31的设置位置不做具体限定，可以将驱动单元设置在夹臂31远离电池1的一侧，通过单个驱动单元分别驱动一个夹臂31。为了增强加持力，进一步提高夹持性能，本实施例中，驱动单元与夹臂31沿安装舱的周向依次交替设置；各驱动单元的连杆32的数量均为2个，且2个连杆32分别铰接设置在摇臂33的两端，夹臂31的两端分别与相邻两个驱动单元的连杆32铰接。
35.为了增大夹臂31的夹持接触面积，保证夹持的可靠性，本实施例中，夹臂31上设置有夹持槽，且夹持槽与电池1的形状相匹配。
36.为了避免在自重作用下电池1自主脱离，保证挂载稳定，本实施例中，对接凸台2 上沿周向设置有用于供夹臂31夹持的环形卡槽或环台11，夹臂31在夹持状态下卡在环形卡槽或环台11内，保证可脱落电池模块不会非正常脱离。本实用新型对为了适配现有技术中的多种无人机的电池1舱体，本实施例中，电池1呈圆柱体，环形卡槽也呈圆环状；夹臂31的夹持槽设置为半圆形。
37.为了实现无人机的基本飞行功能，本实施例中，主机8上设置有动力电机组件7；无人机外本体上沿轴向间隔设置有两组旋翼4。
38.本实用新型对旋翼4的结构以及设置方式不做具体限定，可参照现有技术。本实施例中，子机旋翼4和母机旋翼4均包括桨叶41和桨夹42，各桨叶41均通过桨夹42与对应设置在子机筒身或母机筒身上设置的桨毂连接。
39.为了便于使用者对无人机状态进行判断，本实施例中，主机8上设置有电源及指示灯。
40.为了在飞行过程中，进行拍摄，本实施例中，主机8上设置有摄像头5和用于安装摄像头5的三轴云台6，三轴云台6和摄像头5构成光电载荷。
41.本实用新型对摄像头5的种类不做限定，可以根据应用需求选择，为了适应不同环境下的侦察，本实施例中，摄像头5为可见光摄像头5或红外摄像头5。
42.本实用新型对无人机的种类及类型不做具体限定，可以为现有技术中任一种无人机，比如共轴单旋翼无人机、共轴双旋翼无人机等，本实施例中，无人机为共轴无人机。该无人机的其他未详述结构均可参照现有技术的相关公开，此处不做展开说明。
43.本实施例中无人机的工作原理及使用方法如下：
44.本实用新型提供的无人机，由于采用上述自带夹持机构的可脱落电池模组，工作过程中舵机通过摇臂和连杆带动两个夹臂同时向环形基座的圆心运动，夹持相邻电池的对接凸台上的环形卡槽，实现两块电池的连接。在夹持机构松开的情况下，电量耗尽的电池可在自重作用下脱离机体，通过无人机主动抛弃电量耗尽的电池组而减少自身自重，增大整体续航时间。同时触点脱离，并联电路减少一个电源，其余系统工作正常，开始使用下一块电池供电，此过程往复循环，直到机体剩余最后一块电池，保证无人机最基础的电能供应即
可。
45.通过上述实施例，本实用新型具有以下有益效果或者优点：
46.1)机构设计简单，连杆组合机构加工组装都比较容易，生产成本低。采用pwm信号的数字舵机控制该模块，调试匹配方便，控制可靠性高，便于不同工作场景的转换。本实用新型作为一个无人机模块，采用标准接口设计，可与圆柱形共轴无人机组成一个工作系统，无人机的挂载自由度高，扩展了整个无人机系统的功能和应用场景。
47.2)本实用新型的电源工作模块适用于圆柱形共轴双旋翼无人机挂载，其夹具结构适用于加持圆柱形电池。但通过对模组外壳及电池夹臂外形的重新设计，此类机构和工作模式可用于任意形式的无人机平台和任意形状的电池。
48.3)本实用新型提供的无人机挂载自由度高，可根据任务形式和其他载荷选择不同的电池挂载方案，有效提高了各种工况下电动无人机的续航能力；平台扩展性好，串列式的电池连接方式在挂载多电池时不额外占用机身空间，只需电池相互连接即可，尤其适用于此类共轴双旋翼直升机平台；功能适用性强，此实用新型所设计的电池脱离模块还可以作为载荷投放机构，用于无人机投放武器或其他物品。
49.4)本实用新型提供的电池舱模块以及无人机，由于采用上述的可脱落电池组，电量耗尽的电池可脱离机体，通过无人机主动抛弃电量耗尽的电池组而减少自身自重，增大整体续航时间。同时触点脱离，并联电路减少一个电源，其余系统工作正常，开始使用下一块电池供电，此过程往复循环，直到机体剩余最后一块电池，保证无人机最基础的电能供应即可。
50.尽管已描述了本技术的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本技术范围的所有变更和修改。
51.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。