本發(fā)明涉及一種折疊式無(wú)人機(jī)機(jī)臂鎖緊裝置，屬于無(wú)人機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，多旋翼植保無(wú)人機(jī)被越來(lái)越多的應(yīng)用于農(nóng)作物飛防領(lǐng)域，相比于多旋翼航拍機(jī)，多旋翼植保無(wú)人機(jī)因載荷較大，起飛所需提供的拉力會(huì)隨之增加，因此需要更大的螺旋槳來(lái)提供拉力，由此導(dǎo)致的無(wú)人機(jī)整體尺寸增大會(huì)給多旋翼植保無(wú)人機(jī)的運(yùn)輸帶來(lái)不便，因此，多旋翼植保無(wú)人機(jī)機(jī)臂的折疊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)就尤為重要。

多旋翼機(jī)臂折疊裝置通常由三部分組成，分別為：碳板固定部分、機(jī)臂連接部分、機(jī)臂定位部分。碳板固定部分通過(guò)螺栓連接在上、下碳板(或集成電路板)之間；機(jī)臂連接部分用來(lái)連接、固定機(jī)臂，另一端通過(guò)銷軸與碳板固定部分鉸接；機(jī)臂定位部分用來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)臂的伸展與折疊。碳板固定部分和機(jī)臂連接部分的解決方案大同小異，只在機(jī)臂定位部分的解決方案各有不同。

目前，應(yīng)用中的機(jī)臂定位方式主要有三種：

1.直接過(guò)穿螺栓。該定位方式為，在碳板固定部分和機(jī)臂連接部分均有定位孔，當(dāng)機(jī)臂抬起各過(guò)孔軸心重合時(shí)，插入長(zhǎng)螺栓并在另一端以螺母擰緊。該種定位方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但拆裝耗時(shí)較長(zhǎng)，需要將螺栓逐一穿過(guò)再以螺母擰緊，或?qū)⒙菟ㄖ鹨徊鹣聦C(jī)臂折疊，容易導(dǎo)致螺栓丟失，若將螺栓留在碳板固定部分或機(jī)臂連接部分，則穿螺栓的工作量翻倍。且在使用過(guò)程中螺栓易因受到剪切力而產(chǎn)生形變，從而影響多旋翼無(wú)人機(jī)的整體力效。

2.紐扣式開(kāi)啟閉合方式。該定位方式為，在碳板上以一點(diǎn)為圓心固定扇形旋鈕，在機(jī)臂連接部分安裝相同半徑的一段弧面結(jié)構(gòu)(或該弧面與機(jī)臂連接部分為一體結(jié)構(gòu))，利用相同半徑的同心圓弧軌跡重合的原理，在確保旋鈕與弧面一定同軸度的前提下，旋轉(zhuǎn)旋鈕，與弧面結(jié)構(gòu)扣合，實(shí)現(xiàn)機(jī)臂定位。該種定位方式，對(duì)折疊結(jié)構(gòu)的定位要求精度高，且在使用過(guò)程中由于零件的磨損會(huì)使機(jī)臂的定位產(chǎn)生松動(dòng)，形成虛位，影響定位的可靠性。

3.彈簧式定位方式。該定位方式為，在碳板固定部分開(kāi)槽，用以滑動(dòng)零件(彈簧活動(dòng)端)的安裝；在碳板固定部分開(kāi)孔，用以彈簧固定端零件的固定。利用彈簧的回復(fù)特性，通過(guò)推動(dòng)滑動(dòng)零件使彈簧壓縮，將機(jī)臂展開(kāi)，再在彈簧的回復(fù)作用下使該滑動(dòng)零件復(fù)位，以實(shí)現(xiàn)機(jī)臂的展開(kāi)定位。該結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中由于電機(jī)轉(zhuǎn)速頻繁的大幅度變化，使得滑動(dòng)零件在碳板固定部分與機(jī)臂連接部分的結(jié)合處受到剪切力，且因滑動(dòng)零件在碳板固定部分與機(jī)臂連接部分的結(jié)合處橫截面突變導(dǎo)致在橫截面變化處存在局部應(yīng)力，在受剪的作用力下該滑動(dòng)零件極易疲勞變形或疲勞折斷，導(dǎo)致機(jī)臂定位失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有折疊裝置解決方案的不足，結(jié)合大載重多旋翼無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)，提供一種安裝快捷、定位準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)可靠的折疊裝置解決方案。本發(fā)明能夠增強(qiáng)折疊裝置局部的可靠性與多旋翼無(wú)人機(jī)整體穩(wěn)定性，有效保證飛行的安全性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種多旋翼無(wú)人機(jī)機(jī)臂折疊裝置，包括機(jī)臂連接件1、用于與無(wú)人機(jī)上碳板和下碳板固定連接的兩個(gè)碳板間支撐件和緊固件5，其特征在于，機(jī)臂連接件1前部的下端與兩個(gè)碳板間支撐件的下部鉸接，在緊固件5的前端開(kāi)設(shè)有偏心孔；在兩個(gè)碳板間支撐件的上部固定有擋板4，在擋板4的中間開(kāi)設(shè)有擋板凹槽9，在機(jī)臂連接件1前部的上端固定有連接板10，在連接板10上開(kāi)設(shè)有用于允許卡銷7穿過(guò)的連接板槽口11，銷軸6與緊固件5的偏心圓孔相配合；卡銷7為半牙螺栓，其穿過(guò)機(jī)臂連接件1上的連接板槽口11與銷軸6上的內(nèi)螺紋孔連接，并相對(duì)于機(jī)臂連接件1處于自由狀態(tài)；緊固時(shí)，旋轉(zhuǎn)機(jī)臂連接件1至與兩個(gè)碳板間支撐件貼合，將卡銷7落入擋板凹槽9，并將緊固件5的后端旋轉(zhuǎn)到與機(jī)臂連接件1平行的位置，使得卡銷7在擋板4的阻擋作用下與機(jī)臂連接件1、緊固件5緊密連接。

作為優(yōu)選實(shí)施方式，所述的緊固件5的截面為逗號(hào)形狀，前端為圓柱狀，連接板10與緊固件5前端相接觸的表面為與其相配合的弧面，逗號(hào)”緊固件能夠在連接板10的弧面內(nèi)以內(nèi)切的方式在0°～90°之間旋轉(zhuǎn)。

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有多旋翼植保無(wú)人機(jī)起飛重量較大的特點(diǎn)，與現(xiàn)有解決方案相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)機(jī)臂安裝快捷。機(jī)臂展開(kāi)時(shí)，將卡銷卡入擋板的凹槽中，略壓住卡銷，避免與卡銷相連接的銷軸相對(duì)于“逗號(hào)”緊固件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將“逗號(hào)”緊固件從90°位置旋轉(zhuǎn)至0°位置。實(shí)現(xiàn)機(jī)臂定位。

(2)本設(shè)計(jì)方案中，卡銷實(shí)為一種非標(biāo)半牙螺栓，與銷軸上的內(nèi)螺紋孔連接，卡銷擰入銷軸的深度可以調(diào)節(jié)，這樣可以確保機(jī)臂的安裝緊固而不存在虛位；由于此設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)中卡銷及與其連接的擋板會(huì)承受來(lái)自機(jī)臂的拉力或壓力產(chǎn)生機(jī)械磨損，而此磨損亦可通過(guò)調(diào)節(jié)卡銷擰入銷軸的深度進(jìn)行補(bǔ)償，在一定程度上提高了主要受力零件的使用壽命。

(3)本設(shè)計(jì)方案，在多旋翼植保無(wú)人機(jī)操作中因機(jī)械震動(dòng)或發(fā)生事故產(chǎn)生機(jī)身側(cè)翻時(shí)，由于植保無(wú)人機(jī)自身慣性較大且電機(jī)端先著地，折疊機(jī)構(gòu)銷軸受拉力更加張緊，從而增大了拉銷與擋板件接觸面的摩擦力，使卡銷不易滑脫；且對(duì)于韌性材料(鋁合金6061或不銹鋼)，其材料的抗拉強(qiáng)度要大于抗剪強(qiáng)度，將主要受力零件卡銷由受剪切力改變?yōu)槭艿嚼?，也降低了折疊裝置關(guān)鍵零件的損壞幾率。

(4)“逗號(hào)”緊固件與銷軸的配合采用偏心設(shè)計(jì)，當(dāng)卡銷卡入擋板凹槽后，“逗號(hào)”緊固件可在機(jī)臂連接件弧面內(nèi)以內(nèi)切的方式在0°～90°之間旋轉(zhuǎn)，(“逗號(hào)”緊固件與機(jī)臂方向垂直時(shí)為90°，與機(jī)臂方向一致時(shí)為0°)“逗號(hào)”緊固件與機(jī)臂方向垂直時(shí)銷軸軸心到機(jī)臂連接件弧面的距離最小，而卡銷頭端面到機(jī)臂連接件弧面的距離最大，此時(shí)機(jī)臂處于松弛狀態(tài)；“逗號(hào)”緊固件與機(jī)臂方向垂直時(shí)銷軸軸心到機(jī)臂連接件弧面的距離最大，而卡銷頭端面到機(jī)臂連接件弧面的距離最小，此時(shí)機(jī)臂處于張緊狀態(tài)，機(jī)臂被固定。本專利利用偏心結(jié)構(gòu)的特性，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，提高了折疊裝置的可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的多旋翼植保無(wú)人機(jī)人折疊機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖(壓緊狀態(tài))。

圖2是本發(fā)明的多旋翼植保無(wú)人機(jī)人折疊機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖(自由狀態(tài))。

圖3是本發(fā)明的多旋翼植保無(wú)人機(jī)人折疊機(jī)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)主視圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1—機(jī)臂連接件 2—碳板間支撐件R 3—碳板間支撐件L 4—擋板

5—“逗號(hào)”緊固件 6—銷軸 7—卡銷 8—鉸接螺栓

9-擋板凹槽 10-連接板 11-連接板槽口

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明提供的多旋翼植保無(wú)人機(jī)機(jī)臂折疊裝置，具體包括碳板間支撐件R2和碳板間支撐件L3，通過(guò)螺栓固定在上、下碳板上，機(jī)臂連接件1與碳板間支撐件R2和碳板間支撐件L3以鉸接螺栓8相連接，再以螺母鎖緊，機(jī)臂連接件1可繞鉸接螺栓8旋轉(zhuǎn)，直到機(jī)臂連接件1與碳板間支撐件R2和碳板間支撐件L3貼合(貼合時(shí)，機(jī)臂相對(duì)于水平方向向上呈3°夾角，即為3°上反角)。機(jī)臂連接件1的開(kāi)口孔中插入碳管機(jī)臂，用兩個(gè)短螺栓緊固開(kāi)口槽，實(shí)現(xiàn)周向定位，用一個(gè)長(zhǎng)螺栓貫穿機(jī)臂連接件1與碳管機(jī)臂，實(shí)現(xiàn)軸向定位。銷軸6與“逗號(hào)”緊固件5的偏心圓孔配合，卡銷7穿過(guò)機(jī)臂連接件1上的連接板槽口11與銷軸6上的螺紋孔連接，并相對(duì)于機(jī)臂連接件1處于自由狀態(tài)。旋轉(zhuǎn)機(jī)臂連接件1至與碳板間支撐件R2和碳板間支撐件L3貼合，同時(shí)使“逗號(hào)”緊固件5的頭部與機(jī)臂連接件1上的連接板10的弧面端處于相切狀態(tài)，將卡銷7壓入擋板凹槽4內(nèi)并旋轉(zhuǎn)“逗號(hào)”緊固件5到與碳管機(jī)臂平行的位置，使機(jī)臂連接件1與“逗號(hào)”緊固件5、擋板4和卡銷7緊密連接在一起從而實(shí)現(xiàn)機(jī)臂的準(zhǔn)確定位。

參見(jiàn)圖3，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)“逗號(hào)”緊固件5，同時(shí)將卡銷7向下壓入擋板凹槽4，利用偏心輪的偏心特性，實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)折疊裝置的自鎖性能。