一种二自由度旋转折叠无人机机臂制造技术

本发明专利技术公开了一种二自由度旋转折叠无人机机臂，该无人机机臂主要包括第一机臂、第二机臂、折叠电机、第一连接盘、第二连接盘、传动齿轮和连接轴承。装配时，先将传动齿轮放入第一连接盘内，使其外齿与内齿啮合；然后将第一连接盘嵌入两块第二连接盘之间，使三者的通孔同轴；接着，将折叠电机安装在第二连接盘上，使输出轴的传动槽与凸起相适配，并使输出轴的端部与连接轴承连接；最后，启动折叠电机，使其输出轴通过凸起带着传动齿轮和内齿转动，由于折叠电机与第二机臂相对固定，输出轴与第一机臂相对固定，因此第二机臂会绕着输出轴旋转折叠，最后进入第二凹槽内，完成机臂的折叠操作。本发明专利技术还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。

A two degree of freedom rotating folding UAV arm

The invention discloses a two degree of freedom rotary folding UAV arm, which mainly includes a first arm, a second arm, a folding motor, a first connecting disk, a second connecting disk, a transmission gear and a connecting bearing. During assembly, first put the transmission gear into the first connecting disk to make its outer teeth mesh with the inner teeth; then insert the first connecting disk into the space between the two second connecting disks to make the through holes of the three coaxial; then, install the folding motor on the second connecting disk to make the transmission groove of the output shaft fit the bulge, and connect the end of the output shaft with the connecting bearing; finally, start the folding motor The output shaft rotates with the driving gear and internal teeth through the convex belt. Since the folding motor is relatively fixed with the second arm and the output shaft is relatively fixed with the first arm, the second arm will rotate and fold around the output shaft, and finally enter the second groove to complete the folding operation of the arm. The invention also has the advantages of simple structure, convenient operation and easy implementation.

【技术实现步骤摘要】
一种二自由度旋转折叠无人机机臂
本专利技术涉及无人机结构设计领域，尤其涉及一种二自由度旋转折叠无人机机臂。
技术介绍
随着科学技术的发展，无人机已应用于各个领域。现有无人机大多体积较大，尤其是伸出的机臂占有很大的空间，为无人机的存放、运输造成很大的麻烦。面对无人机市场，减小无人机的整体体积，提高其便携性、灵活适应性，变成了一个亟需解决的问题。现有技术中，可以实现无人机机臂收缩和展开的技术已有应用，但都是采用圆形机臂进行伸缩式展开和收缩机臂。采用伸缩式伸缩机臂，容易出现机臂间摩擦系数大造成的机臂无法伸开，或者摩擦系数太小造成收缩太快，无法实现同步收缩，进而影响无人机飞行的稳定性。而且，为了保证机臂的有效强度，均采用一体化的机臂式结构设计，从电机连接端到机臂的根部，其构造越来越粗，无人机的机臂越长，将使无人机飞行时间变短，效率降低。因此，现有技术需要进一步改进和完善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种二自由度旋转折叠无人机机臂。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种二自由度旋转折叠无人机机臂，该无人机机臂主要包括第一机臂、第二机臂、折叠电机、第一连接盘、第二连接盘、传动齿轮、以及连接轴承。具体的，所述第一机臂的一端与无人机机身固定连接，另一端向外延伸。所述第一连接盘设置在第一机臂的另一端端部，并与第一机臂固定连接。所述第二连接盘设为两个，设置在第二机臂一端的端部，并与第二机臂固定连接，且两第二连接盘之间互相平行并间隔设置。所述第一连接盘嵌入第二连接盘之间，且两者的中部均设有供折叠电机的输出轴穿过的通孔。所述折叠电机固定安装在位于底部的第二连接盘上，其输出轴朝上穿过第一连接盘后与位于顶部的第二连接盘连接。所述连接轴承设置在位于顶部的第二连接盘内，并与折叠电机的输出轴端部连接。所述第一连接盘上还设有与传动齿轮啮合的内齿，所述内齿固定在第一连接盘中部通孔的内壁上。所述传动齿轮的外壁设有外齿，中部为镂空结构，其内壁设有与折叠电机输出轴传动连接的凸起。所述传动齿轮设置在第一连接盘中部的通孔内，其外齿与内齿啮合传动。所述折叠电机的输出轴上还设有与凸起配合连接的传动槽。所述传动槽设置在折叠电机的输出轴上，沿轴向方向设置。所述折叠电机的输出轴穿过传动齿轮，使凸起嵌入传动槽内，通过输出轴的转动带动传动齿轮进而驱动第一连接盘相对第二连接盘转动，实现第二机臂与第一机臂之间的折叠或展开操作。具体的，所述第一机臂上还设有用于折叠第二机臂的第一凹槽和第二凹槽。所述第一凹槽设置在第一机臂的顶面，其一端位于位于顶面内，另一端延伸至顶面边缘。所述第二凹槽设置在第一机臂的侧面，与第二机臂关于折叠电机的输出轴对称。作为本专利技术的优选方案，为了进一步简化无人机机臂的结构设计，减少零部件的使用，降低整体重量，实现轻量化，本专利技术所述的无人机机臂还包括花键轴。所述内齿与折叠电机输出轴之间的连接方式可替换为通过花键轴连接，所述花键轴的一端与折叠电机输出轴固定连，另一端穿过第一连接盘并与内齿啮合后，与连接轴承可转动连接。所述折叠电机通过花键轴直接驱动第一连接盘与第二连接盘之间产生相对转动。具体的，本专利技术所述无人机机臂还包括叶片、旋转轴、以及旋转电机。所述旋转电机固定设置在第二机臂内，位于第二机臂的另一端，其输出轴朝上穿出第二机臂并与旋转轴的一端固定连接。所述旋转轴的另一端与叶片固定连接，由旋转电机驱动旋转轴带着叶片旋转，实现无人机的升降和飞行运动。作为本专利技术的优选方案，为了提高无人机机臂的负载能力，本专利技术所述内齿采用直齿结构设计。作为本专利技术的优选方案，所述第一机臂和第二机臂均采用长方体结构设计，且第一机臂的尺寸比第二机臂尺寸大。作为本专利技术的优选方案，为了进一步降低无人机机臂的整体重量，本专利技术所述第一机臂和第二机臂均采用铝型材材料制成。作为本专利技术的优选方案，为了提高折叠电机驱动第二机臂转动的精度控制，本专利技术所述折叠电机采用控制精度高、驱动简单的步进电机。作为本专利技术的优选方案，为了方便机臂布置线路，本专利技术所述第一机臂和第二机臂上均设有便于布线线路穿过的空腔，所述空腔沿机臂轴线方向设置在第一机臂和第二机臂内。本专利技术的工作过程和原理是：装配时，先将传动齿轮放入第一连接盘内，使其外齿与内齿啮合；然后将第一连接盘嵌入两块第二连接盘之间的空隙中，使三者的通孔同轴以便于安装；接着，将折叠电机安装在第二连接盘上，使输出轴的传动槽与凸起相适配，并使输出轴的端部与连接轴承连接；最后，启动折叠电机，使其输出轴通过凸起带着传动齿轮和内齿转动，由于折叠电机与第二机臂相对固定，输出轴与第一机臂相对固定，因此第二机臂会绕着输出轴旋转折叠，最后进入第二凹槽内，完成机臂的折叠操作；当第一连接盘与折叠电机之间通过花键轴连接时，电机同样驱动花键轴转动，而花键轴与第一机臂、折叠电机与第二机臂之间的固定关系不变，因此当折叠电机转动时，第二机臂会绕着花键轴旋转，从而实现第二机臂的折叠或展开操作。本专利技术还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。与现有技术相比，本专利技术还具有以下优点：(1)本专利技术所提供的二自由度旋转折叠无人机机臂通过机臂折叠伸缩，应对复杂环境，可以减小体积，实现复杂环境飞行。(2)本专利技术所提供的二自由度旋转折叠无人机机臂还具有可飞行伸缩、灵活性好、操作简单、安全性高等优点。(3)本专利技术所提供的二自由度旋转折叠无人机机臂具有故障率低、可同步伸缩的优点，而传统技术由于管壁原因很难实现同步伸缩操作。附图说明图1是本专利技术所提供的二自由度旋转折叠无人机机臂的结构示意图。图2是本专利技术所提供的二自由度旋转折叠无人机机臂的主视图。图3是本专利技术所提供的二自由度旋转折叠无人机机臂的立体图。图4是本专利技术所提供的二自由度旋转折叠无人机机臂的展开中的状态示意图。图5是本专利技术所提供的二自由度旋转折叠无人机机臂的折叠完毕状态示意图。图6是本专利技术所提供的第一连接盘与传动齿轮和输出轴连接处的剖视图。上述附图中的标号说明：1-第一机臂，2-第二机臂，3-折叠电机，4-第一连接盘，5-第二连接盘，6-传动齿轮，7-内齿，8-凸起，9-传动槽，10-第一凹槽，11-第二凹槽，12-叶片。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1：如图1至图6所示，本实施例公开了一种二自由度旋转折叠无人机机臂，该无人机机臂主要包括第一机臂1、第二机臂2、折叠电机3、第一连接盘4、第二连接盘5、传动齿轮6、以及连接轴承。具体的，所述第一机臂1的一端与无人机机身固定连接，另一端向外延伸。所述第一连接盘4设置在第一机臂1的另一端端部，并与第一机臂1固定连接。所述第二连接盘5设为两个，设置在第二机臂2一端的端部，并与第二机臂2固定连接，且两第二连接盘5之间互相平行并间隔设置。所述第一连接盘4嵌入第二连接盘5之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二自由度旋转折叠无人机机臂，其特征在于，包括第一机臂、第二机臂、折叠电机、第一连接盘、第二连接盘、传动齿轮、以及连接轴承；/n所述第一机臂的一端与无人机机身固定连接，另一端向外延伸；所述第一连接盘设置在第一机臂的另一端端部，并与第一机臂固定连接；所述第二连接盘设为两个，设置在第二机臂一端的端部，并与第二机臂固定连接，且两第二连接盘之间互相平行并间隔设置；所述第一连接盘嵌入第二连接盘之间，且两者的中部均设有供折叠电机的输出轴穿过的通孔；所述折叠电机固定安装在位于底部的第二连接盘上，其输出轴朝上穿过第一连接盘后与位于顶部的第二连接盘连接；所述连接轴承设置在位于顶部的第二连接盘内，并与折叠电机的输出轴端部连接；所述第一连接盘上还设有与传动齿轮啮合的内齿，所述内齿固定在第一连接盘中部通孔的内壁上；所述传动齿轮的外壁设有外齿，中部为镂空结构，其内壁设有与折叠电机输出轴传动连接的凸起；所述传动齿轮设置在第一连接盘中部的通孔内，其外齿与内齿啮合传动；所述折叠电机的输出轴上还设有与凸起配合连接的传动槽；所述传动槽设置在折叠电机的输出轴上，沿轴向方向设置；所述折叠电机的输出轴穿过传动齿轮，使凸起嵌入传动槽内，通过输出轴的转动带动传动齿轮进而驱动第一连接盘相对第二连接盘转动，实现第二机臂与第一机臂之间的折叠或展开操作。/n...

【技术特征摘要】
1.一种二自由度旋转折叠无人机机臂，其特征在于，包括第一机臂、第二机臂、折叠电机、第一连接盘、第二连接盘、传动齿轮、以及连接轴承；
所述第一机臂的一端与无人机机身固定连接，另一端向外延伸；所述第一连接盘设置在第一机臂的另一端端部，并与第一机臂固定连接；所述第二连接盘设为两个，设置在第二机臂一端的端部，并与第二机臂固定连接，且两第二连接盘之间互相平行并间隔设置；所述第一连接盘嵌入第二连接盘之间，且两者的中部均设有供折叠电机的输出轴穿过的通孔；所述折叠电机固定安装在位于底部的第二连接盘上，其输出轴朝上穿过第一连接盘后与位于顶部的第二连接盘连接；所述连接轴承设置在位于顶部的第二连接盘内，并与折叠电机的输出轴端部连接；所述第一连接盘上还设有与传动齿轮啮合的内齿，所述内齿固定在第一连接盘中部通孔的内壁上；所述传动齿轮的外壁设有外齿，中部为镂空结构，其内壁设有与折叠电机输出轴传动连接的凸起；所述传动齿轮设置在第一连接盘中部的通孔内，其外齿与内齿啮合传动；所述折叠电机的输出轴上还设有与凸起配合连接的传动槽；所述传动槽设置在折叠电机的输出轴上，沿轴向方向设置；所述折叠电机的输出轴穿过传动齿轮，使凸起嵌入传动槽内，通过输出轴的转动带动传动齿轮进而驱动第一连接盘相对第二连接盘转动，实现第二机臂与第一机臂之间的折叠或展开操作。


2.根据权利要求1所述的二自由度旋转折叠无人机机臂，其特征在于，所述第一机臂上还设有用于折叠第二机臂的第一凹槽和第二凹槽；所述第一凹槽设置在第一机臂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁仁全，师卫国，张斌，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44