一种航测无人机用伸缩式机架结构的制作方法

1.本发明涉及无人机的技术领域，具体为一种航测无人机用伸缩式机架结构。


背景技术：

2.无人机航测是传统航空摄影测量手段的有力补充，具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，在小区域和飞行困难地区高分辨率影像快速获取方面具有明显优势，随着无人机与数码相机技术的发展，基于无人机平台的数字航摄技术已显示出其独特的优势，无人机与航空摄影测量相结合使得“无人机数字低空遥感”成为航空遥感领域的一个崭新发展方向，无人机航拍可广泛应用于国家重大工程建设、灾害应急与处理、国土监察、资源开发、新农村和小城镇建设等方面，尤其在基础测绘、土地资源调查监测、土地利用动态监测、数字城市建设和应急救灾测绘数据获取等方面具有广阔前景。
3.航测采用的无人机通常为固定翼无人机或多旋翼无人机，多旋翼无人机具有可悬停的优点，依靠多个旋翼产生的升力来平衡飞行器的重力，可作为空中平台实现高精度的控制，而相比直线固定翼无人机基于空气力学，主要的升力来自机翼与空气的相对运动，具有更高的速度，在有大航程，高度的需求时，一般选择固定翼无人机，比如电力巡线，公路的监控等等，操控难度较高，普及度不高，而如果有机的结合两者的优点是有待解决的问题，故此我们提出了一种航测无人机用伸缩式机架结构。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的在于提供了一种航测无人机用伸缩式机架结构，利用其伸缩式机架实现飞行模式的转换，以应对不同的任务需求，兼具固定翼无人机和多旋翼无人机的优点。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种航测无人机用伸缩式机架结构，包括上机壳、下机壳和控制盒，所述上机壳和下机壳分别安装在控制盒的上下侧，所述下机壳的下侧设置有两个对称的起落架，所述控制盒的一侧安装有两个固定机臂，所述控制盒的另一侧通过角度调控机构安装有两个活动机臂，所述固定机臂和活动机臂上均设置有机翼扩展机构，所述固定机臂和活动机臂远离控制盒的一端均安装有调节电机，所述调节电机的输出端固定连接有套壳，所述套壳内固定安装有驱动马达；
6.所述角度调控机构包括：
7.导向管，所述导向管通过两个连杆分别与上机壳和下机壳固定连接且处于控制盒的另一侧；
8.活动杆，所述活动杆插接在导向管内，活动杆的一端延伸至控制盒的缺口内；
9.弧形壳，所述弧形壳的内壁与活动杆的另一端固定连接，且弧形壳处于上机壳和下机壳之间；
10.电动推杆，所述电动推杆固定安装在下机壳的内壁上；
11.推板，所述推板的一侧与电动推杆的输出端固定连接，且推板与活动杆固定连接；
12.定位柱，所述控制盒缺口内的前后侧均固定连接有定位柱；
13.连接块，活动杆一端的前后侧均固定连接有连接块；
14.连接杆，连接杆的一端铰接在连接块上，连接杆的另一端与活动机臂的一端固定连接；
15.定向槽，所述定向槽开设在活动机臂的下表面，且定位柱滑动连接在定向槽内；
16.所述机翼扩展机构包括：
17.条形空腔，所述固定机臂和活动机臂内均开设有条形空腔；
18.扩展孔，所述固定机臂和活动机臂的两侧对应条形空腔的位置均开设有扩展孔；
19.机翼囊，所述机翼囊粘接在扩展孔内；
20.供气管，所述供气管设置在条形空腔内，且供气管的出气端处于其侧壁且分别与两个机翼囊的进气口连通，供气管的进气端处于固定机臂和活动机臂靠近控制盒的位置。
21.基于机翼扩展机构和角度调控机构，在无人机飞行时能够根据需求实现飞行模式的调节，针对不同的任务，如航测时转换为固定翼飞行模式能够具备更高的速度，对线路精度要求高、需要自定义路线时可使用多旋翼飞行模式，无人机飞行的更加灵活，模式的切换主要通过角度调控机构对活动机臂进行角度调节，利用机翼扩展机构扩展机翼囊为无人机飞行提供升力。
22.优选的，所述上机壳和下机壳位于活动机臂的一侧呈弹头状向外延伸，所述弧形壳呈v字形且其高度与上机壳和下机壳的间距相同，且弧形壳外壁与上机壳和下机壳的外壁弧度契合，上机壳和下机壳的设计使得本无人机外形为流畅的曲线，并且弧形壳推出后连接上机壳和下机壳成为一体，能够减少风阻，更符合空气力学的要求，在切换固定翼飞行模式时能够减少空气阻力，更加节能。
23.优选的，所述活动杆的一端与控制盒的缺口内壁接触时，定位柱处于定向槽的中部。
24.优选的，所述控制盒底部与下机壳之间设置有维稳机构，所述维稳机构包括：供气盒、连通管、单向阀、气体流量调节阀、加压气泵和调控气管，所述供气盒设置于控制盒与下机壳之间，所述供气盒通过四根连通管分别于四个供气管连通，且连通管上设置有单向阀，所述供气盒外侧还设置有加压气泵，加压气泵的出气端与供气盒内连通，所述下机壳上设置有四个调控气管，且调控气管与供气盒通过气体流量调节阀连通，利用供气盒内的高压气体，通过气体流量调节阀调控由调控气管排除能够调节优化无人机在固定翼飞行模式下的飞行姿态，弥补机架布局带来的缺陷，但这一点缺陷与所得的有益效果来说利大于弊，飞行姿态的调整基于飞控系统，属于公知技术，经过简单调试即可适配，不做赘述。
25.优选的，所述单向阀的进气端指向供气盒，所述加压气泵的进气端固定连通有进气管的一端，且进气管的另一端贯穿弧形壳至其外侧，在切换为固定翼飞行模式时，供气盒向机翼囊内供气使之膨胀伸展，以固定机臂和活动机臂配合形成机翼以提供飞行的升力。
26.优选的，所述机翼囊处于扩展孔外的内壁上下两侧均粘接有折叠簧片用于折叠收缩机翼囊，所述折叠簧片呈连续w形，折叠簧片的数量不少与三个且等距离排列，在多旋翼飞行模式下，折叠簧片回缩会使机翼囊处于折叠状态，表面积小，减少对无人机飞行的干扰，减小飞行阻力。
27.优选的，所述机翼囊的出气口处于其靠近套壳的一端，且机翼囊上出气口的位置粘接有垫环，调节电机的输出端上还固定套接有封板用于垫环封堵，在多旋翼飞行模式下，封板不与垫环接触，在活动机臂回缩切换为固定翼飞行模式时，调节电机转动套壳使驱动马达位置转换，驱动马达指向飞行方向，此时，封板会将垫环封堵，使供气盒充入机翼囊内的空气无法排除，使机翼囊保持膨胀作为机翼使用为本无人机提供升力。
28.通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
29.1、该航测无人机用伸缩式机架结构，利用机翼扩展机构和角度调控机构配合，在无人机飞行时能够根据需求实现飞行模式的调节，针对不同的任务，如航测时转换为固定翼飞行模式能够具备更高的速度，对线路精度要求高、需要自定义路线时可使用多旋翼飞行模式，无人机飞行的更加灵活，相比于传统的无人机兼备了固定翼和多旋翼无人机的优点，使用方式更加灵活，大大的节省了设备成本投入。
30.2、该航测无人机用伸缩式机架结构，上机壳和下机壳的设计使得本无人机外形为流畅的曲线，并且弧形壳推出后连接上机壳和下机壳成为一体，能够减少风阻，更符合空气力学的要求，在切换固定翼飞行模式时能够减少空气阻力，更加节能。
31.3、该航测无人机用伸缩式机架结构，可伸缩的机翼囊设计同时适配固定翼和多旋翼的飞行状态，缩回时能够减少风阻，伸展时作为机翼能够提供升力，结构简单，操作方便。
附图说明
32.图1为本发明结构示意图；
33.图2为本发明正视图；
34.图3为本发明图2中a-a截面图；
35.图4为本发明图3中a处的放大图；
36.图5为本发明固定翼飞行模式的俯视图；
37.图6为本发明图5中b-b截面图；
38.图7为本发明维稳机构的结构示意图。
39.图中：1上机壳、2下机壳、3控制盒、4起落架、5固定机臂、
40.6角度调控机构、61导向管、62活动杆、63弧形壳、64电动推杆、65推板、66定位柱、67连接块、68连接杆、69定向槽、
41.7活动机臂、
42.8机翼扩展机构、81条形空腔、82扩展孔、83机翼囊、84供气管、
43.9调节电机、10套壳、11驱动马达、
44.12维稳机构、121供气盒、122连通管、123单向阀、124气体流量调节阀、125加压气泵、126调控气管、
45.13进气管、14折叠簧片、15垫环、16封板。
具体实施方式
46.请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种航测无人机用伸缩式机架结构，包括上机壳1、下机壳2和控制盒3，上机壳1和下机壳2分别安装在控制盒3的上下侧，下机壳2的下侧设置有两个对称的起落架4，控制盒3的一侧安装有两个固定机臂5，控制盒3的另一
侧通过角度调控机构6安装有两个活动机臂7，固定机臂5和活动机臂7上均设置有机翼扩展机构8，固定机臂5和活动机臂7远离控制盒3的一端均安装有调节电机9，调节电机9的输出端固定连接有套壳10，套壳10内固定安装有驱动马达11；
47.角度调控机构6包括：
48.导向管61，导向管61通过两个连杆分别与上机壳1和下机壳2固定连接且处于控制盒3的另一侧；
49.活动杆62，活动杆62插接在导向管61内，活动杆62的一端延伸至控制盒3的缺口内；
50.弧形壳63，弧形壳63的内壁与活动杆62的另一端固定连接，且弧形壳63处于上机壳1和下机壳2之间；
51.电动推杆64，电动推杆64固定安装在下机壳2的内壁上；
52.推板65，推板65的一侧与电动推杆64的输出端固定连接，且推板65与活动杆62固定连接；
53.定位柱66，控制盒3缺口内的前后侧均固定连接有定位柱66；
54.连接块67，活动杆62一端的前后侧均固定连接有连接块67；
55.连接杆68，连接杆68的一端铰接在连接块67上，连接杆68的另一端与活动机臂7的一端固定连接；
56.定向槽69，定向槽69开设在活动机臂7的下表面，且定位柱66滑动连接在定向槽69内；
57.机翼扩展机构8包括：
58.条形空腔81，固定机臂5和活动机臂7内均开设有条形空腔81；
59.扩展孔82，固定机臂5和活动机臂7的两侧对应条形空腔81的位置均开设有扩展孔82；
60.机翼囊83，机翼囊83粘接在扩展孔82内；
61.供气管84，供气管84设置在条形空腔81内，且供气管84的出气端处于其侧壁且分别与两个机翼囊83的进气口连通，供气管84的进气端处于固定机臂5和活动机臂7靠近控制盒3的位置。
62.基于机翼扩展机构8和角度调控机构6，在无人机飞行时能够根据需求实现飞行模式的调节，针对不同的任务，如航测时转换为固定翼飞行模式能够具备更高的速度，对线路精度要求高、需要自定义路线时可使用多旋翼飞行模式，无人机飞行的更加灵活，模式的切换主要通过角度调控机构6对活动机臂7进行角度调节，利用机翼扩展机构8扩展机翼囊83为无人机飞行提供升力。
63.上机壳1和下机壳2位于活动机臂7的一侧呈弹头状向外延伸，弧形壳63呈v字形且其高度与上机壳1和下机壳2的间距相同，且弧形壳63外壁与上机壳1和下机壳2的外壁弧度契合，上机壳1和下机壳2的设计使得本无人机外形为流畅的曲线，并且弧形壳63推出后连接上机壳1和下机壳2成为一体，能够减少风阻，更符合空气力学的要求，在切换固定翼飞行模式时能够减少空气阻力，更加节能。
64.活动杆62的一端与控制盒3的缺口内壁接触时，定位柱66处于定向槽69的中部。
65.控制盒3底部与下机壳2之间设置有维稳机构12，维稳机构12包括：供气盒121、连
通管122、单向阀123、气体流量调节阀124、加压气泵125和调控气管126，供气盒121设置于控制盒3与下机壳2之间，供气盒121通过四根连通管122分别于四个供气管84连通，且连通管122上设置有单向阀123，供气盒121外侧还设置有加压气泵125，加压气泵125的出气端与供气盒121内连通，下机壳2上设置有四个调控气管126，且调控气管126与供气盒121通过气体流量调节阀124连通，利用供气盒121内的高压气体，通过气体流量调节阀124调控由调控气管126排除能够调节优化无人机在固定翼飞行模式下的飞行姿态，弥补机架布局带来的缺陷，但这一点缺陷与所得的有益效果来说利大于弊，飞行姿态的调整基于飞控系统，属于公知技术，经过简单调试即可适配，不做赘述。
66.单向阀123的进气端指向供气盒121，加压气泵125的进气端固定连通有进气管13的一端，且进气管13的另一端贯穿弧形壳63至其外侧，在切换为固定翼飞行模式时，供气盒121向机翼囊83内供气使之膨胀伸展，以固定机臂5和活动机臂7配合形成机翼以提供飞行的升力。
67.机翼囊83处于扩展孔82外的内壁上下两侧均粘接有折叠簧片14用于折叠收缩机翼囊83，折叠簧片14呈连续w形，折叠簧片14的数量不少与三个且等距离排列，在多旋翼飞行模式下，折叠簧片14回缩会使机翼囊83处于折叠状态，表面积小，减少对无人机飞行的干扰，减小飞行阻力，见图6中为机翼囊83伸展后的截面图。
68.机翼囊83的出气口处于其靠近套壳10的一端，且机翼囊83上出气口的位置粘接有垫环15，调节电机9的输出端上还固定套接有封板16用于垫环15封堵，在多旋翼飞行模式下，封板16不与垫环15接触，在活动机臂7回缩切换为固定翼飞行模式时，调节电机9转动套壳10使驱动马达11位置转换，驱动马达11指向飞行方向，此时，封板16会将垫环15封堵，使供气盒121充入机翼囊83内的空气无法排除，使机翼囊83保持膨胀作为机翼使用为本无人机提供升力。
69.该航测无人机用伸缩式机架结构工作时，起飞时为图1中状态，及多旋翼形态起飞，在需要转换为固定翼模式飞行时，电动推杆64推动活动杆62使活动机臂7角度变化，向固定机臂5方向靠拢，同时调接电机9转动套壳10使驱动马达11带动桨叶向后吹风提供向前的动力，并且加压气泵125工作向机翼囊83内充气使之伸展配合固定机臂5和活动机臂7形成固定翼提供升力，为图6状态，并且供气盒121内气体通过调控气管126喷出调控无人机的飞行姿态，维持飞行平衡。
70.对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现，因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种航测无人机用伸缩式机架结构，包括上机壳(1)、下机壳(2)和控制盒(3)，其特征在于：所述上机壳(1)和下机壳(2)分别安装在控制盒(3)的上下侧，所述下机壳(2)的下侧设置有两个对称的起落架(4)，所述控制盒(3)的一侧安装有两个固定机臂(5)，所述控制盒(3)的另一侧通过角度调控机构(6)安装有两个活动机臂(7)，所述固定机臂(5)和活动机臂(7)上均设置有机翼扩展机构(8)，所述固定机臂(5)和活动机臂(7)远离控制盒(3)的一端均安装有调节电机(9)，所述调节电机(9)的输出端固定连接有套壳(10)，所述套壳(10)内固定安装有驱动马达(11)；所述角度调控机构(6)包括：导向管(61)，所述导向管(61)通过两个连杆分别与上机壳(1)和下机壳(2)固定连接且处于控制盒(3)的另一侧；活动杆(62)，所述活动杆(62)插接在导向管(61)内，活动杆(62)的一端延伸至控制盒(3)的缺口内；弧形壳(63)，所述弧形壳(63)的内壁与活动杆(62)的另一端固定连接，且弧形壳(63)处于上机壳(1)和下机壳(2)之间；电动推杆(64)，所述电动推杆(64)固定安装在下机壳(2)的内壁上；推板(65)，所述推板(65)的一侧与电动推杆(64)的输出端固定连接，且推板(65)与活动杆(62)固定连接；定位柱(66)，所述控制盒(3)缺口内的前后侧均固定连接有定位柱(66)；连接块(67)，活动杆(62)一端的前后侧均固定连接有连接块(67)；连接杆(68)，连接杆(68)的一端铰接在连接块(67)上，连接杆(68)的另一端与活动机臂(7)的一端固定连接；定向槽(69)，所述定向槽(69)开设在活动机臂(7)的下表面，且定位柱(66)滑动连接在定向槽(69)内；所述机翼扩展机构(8)包括：条形空腔(81)，所述固定机臂(5)和活动机臂(7)内均开设有条形空腔(81)；扩展孔(82)，所述固定机臂(5)和活动机臂(7)的两侧对应条形空腔(81)的位置均开设有扩展孔(82)；机翼囊(83)，所述机翼囊(83)粘接在扩展孔(82)内；供气管(84)，所述供气管(84)设置在条形空腔(81)内，且供气管(84)的出气端处于其侧壁且分别与两个机翼囊(83)的进气口连通，供气管(84)的进气端处于固定机臂(5)和活动机臂(7)靠近控制盒(3)的位置。2.根据权利要求1所述的一种航测无人机用伸缩式机架结构，其特征在于：所述上机壳(1)和下机壳(2)位于活动机臂(7)的一侧呈弹头状向外延伸，所述弧形壳(63)呈v字形且其高度与上机壳(1)和下机壳(2)的间距相同，且弧形壳(63)外壁与上机壳(1)和下机壳(2)的外壁弧度契合。3.根据权利要求2所述的一种航测无人机用伸缩式机架结构，其特征在于：所述活动杆(62)的一端与控制盒(3)的缺口内壁接触时，定位柱(66)处于定向槽(69)的中部。4.根据权利要求3所述的一种航测无人机用伸缩式机架结构，其特征在于：所述控制盒(3)底部与下机壳(2)之间设置有维稳机构(12)，所述维稳机构(12)包括：供气盒(121)、连
通管(122)、单向阀(123)、气体流量调节阀(124)、加压气泵(125)和调控气管(126)，所述供气盒(121)设置于控制盒(3)与下机壳(2)之间，所述供气盒(121)通过四根连通管(122)分别于四个供气管(84)连通，且连通管(122)上设置有单向阀(123)，所述供气盒(121)外侧还设置有加压气泵(125)，加压气泵(125)的出气端与供气盒(121)内连通，所述下机壳(2)上设置有四个调控气管(126)，且调控气管(126)与供气盒(121)通过气体流量调节阀(124)连通。5.根据权利要求4所述的一种航测无人机用伸缩式机架结构，其特征在于：所述单向阀(123)的进气端指向供气盒(121)，所述加压气泵(125)的进气端固定连通有进气管(13)的一端，且进气管(13)的另一端贯穿弧形壳(63)至其外侧。6.根据权利要求5所述的一种航测无人机用伸缩式机架结构，其特征在于：所述机翼囊(83)处于扩展孔(82)外的内壁上下两侧均粘接有折叠簧片(14)用于折叠收缩机翼囊(83)，所述折叠簧片(14)呈连续w形，折叠簧片(14)的数量不少与三个且等距离排列。7.根据权利要求6所述的一种航测无人机用伸缩式机架结构，其特征在于：所述机翼囊(83)的出气口处于其靠近套壳(10)的一端，且机翼囊(83)上出气口的位置粘接有垫环(15)，调节电机(9)的输出端上还固定套接有封板(16)用于垫环(15)封堵。

技术总结
本发明属于无人机技术领域，公开了一种航测无人机用伸缩式机架结构。该航测无人机用伸缩式机架结构，包括上机壳、下机壳和控制盒，所述上机壳和下机壳分别安装在控制盒的上下侧，所述下机壳的下侧设置有两个对称的起落架，所述控制盒的一侧安装有两个固定机臂。该航测无人机用伸缩式机架结构，利用机翼扩展机构和角度调控机构配合，在无人机飞行时能够根据需求实现飞行模式的调节，针对不同的任务，如航测时转换为固定翼飞行模式能够具备更高的速度，对线路精度要求高、需要自定义路线时可使用多旋翼飞行模式，无人机飞行的更加灵活，相比于传统的无人机兼备了固定翼和多旋翼无人机的优点，使用方式更加灵活，大大的节省了设备成本投入。本投入。本投入。


技术研发人员：王金娜 杨颖 阮宇峰
受保护的技术使用者：湖南羽扬科技有限公司
技术研发日：2023.01.04
技术公布日：2023/5/4