一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂

1.本实用新型涉及无人机技术领域，特别涉及一种基于剪刀机构的可伸缩折叠无人机机臂。


背景技术：

2.如今装载的无人机机臂种类繁多，结构各异、功能各异。但结构设计简单、多为一体的圆形管臂，机臂长而重导致安装不便、定位不准、且没有良好的可伸缩折叠调节能力。大型多旋翼无人机装载如今的无人机机臂到达作业区前的拆分和携带极为不便。此外，无人机机臂一端连接无人机动力装置，如装载电机的电机座等，另一端连接无人机机身，属于中间的连接件，两端皆承受较大的载荷。由此可知对机臂不仅要求承载能力大，还要有较好的吸收震动和抗弯曲能力。如今的无人机机臂在实现连接功能的同时忽略了可伸缩折叠调节能力和防止发生共振导致疲劳破坏、连接松动，影响使用寿命。多旋翼无人机需要装载多个机臂，有四旋翼、六旋翼、甚至八旋翼，装载后无人机整体结构极为庞大，导致所占空间和造价变得很高，因此，针对上诉诸多问题需设计一款具备可灵活伸缩折叠、定位准确、装拆携带方便、吸收震动能力强等功能的可伸缩折叠调节机臂。以解决机臂长而重、定位不准、没有良好的可伸缩调节能力、共振危害等技术问题，进而节约成本，缩小机臂占用空间、避免共振、提高适用性、保障机臂和整机使用安全可靠。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，针对现有无人机机臂存在的诸多技术问题可解决机臂长而重导致安装不便、定位不准、没有良好的可伸缩调节能力、共振危害等技术问题，进而节约成本，缩小机臂占用空间、避免共振、提高适用性、保障机臂和整机使用安全可靠。
4.为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
5.一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，从右到左依次包括右伸缩折叠机臂收纳盒、右伸缩折叠机臂、方形机臂连接件、圆型机臂连接套筒和左圆柱形机臂，所述右伸缩折叠机臂收纳盒底部与右伸缩折叠机臂底部折叠板螺纹连接、所述右伸缩折叠机臂左端连接方形机臂连接件，所述方形机臂连接件夹紧左侧圆型机臂连接套筒，所述圆型机臂连接套筒是一个中间连接件左端套筒与左圆型空心管机臂连接。
6.作为优选，所述右伸缩折叠机臂收纳盒中心设有一体的圆形电机电线导线管，圆形电机电线导线管上设有定位孔。
7.通过采用上述技术方案，可是电机电线通过电机座进入圆形电机电线导线管实现走线便于与无人机的电调连接，同时利用其定位孔限定圆型机臂连接套筒的位置。
8.作为优选，所述右伸缩折叠机臂收纳盒底部中心设有90
°
环形分布的直槽通风口结构，收纳盒右端底部四个直槽口之间设有四个与右伸缩折叠机臂螺纹连接的螺纹孔。
9.通过采用上述技术方案，收纳盒右端底部的直槽通风口结构可对电机座进行散
热，同时通过四个直槽口之间的螺纹孔可将右伸折叠缩机臂右端底部折叠板和所述收纳盒连接在一起并定位安装到电机座的指定设计位置。
10.作为优选，所述右伸缩折叠机臂收纳盒左端顶部配有可转动收纳盒盖和锁盖螺栓。
11.通过采用上述技术方案，可组装成一个封闭的收纳盒。
12.作为优选，所述右伸缩折叠机臂是通过对剪刀机构的优化设计而成的，主要由被连接组件机臂伸缩折叠板块、滑块连接组件、长条块连接组件、短条块连接组件、h型连接螺栓连接组件和与螺栓相配合的螺母组装而成。
13.通过采用上述技术方案，可以组装成不同长度的可灵活伸缩折叠的右伸缩折叠机臂。
14.作为优选，所述右伸缩折叠机臂从右到左共有16个结构相同的被连接组件机臂伸缩折叠板块，在其中心由内向外依次是环形衬套和环形减震橡胶，且每一个都有前后对称的滑块槽，上下中心位置对称布置有起定位、连接作用的螺纹孔。
15.通过采用上述技术方案，使得机臂具体良好的减震性和可靠性，同时可对拉伸后的各被连接组件机臂伸缩折叠板块定位连接。
16.作为优选，所述右伸缩折叠机臂从右往左每相邻的四个滑块槽上下布置四个可移动滑块，滑块槽中间左右布置两个可移动滑块，四个滑块槽中间两个滑块槽的中间布置两个h型连接螺栓连接组件和与螺栓相配合的螺母。
17.通过采用上述技术方案，可合理分配滑块和h型连接螺栓连接组件，确定他们之间的位置关系。
18.作为优选，所述长条块连接组件两端和中间都有配合圆孔。
19.通过采用上述技术方案，可与滑块和h型连接螺栓连接组件配合构成转动副。
20.作为优选，所述短条块连接组件两端有对称的配合圆孔。
21.通过采用上述技术方案，可与滑块和h型连接螺栓连接组件配合构成转动副。
22.作为优选，所述方形机臂连接件前侧有两个压紧螺纹孔、后侧有套筒定位螺纹孔和左侧端部有一个拉压圆形凸起和四个螺纹孔，且均配有螺栓。
23.通过采用上述技术方案，方形机臂连接件夹紧圆型机臂连接套筒并通过套筒定位螺钉实现定位，不仅防止圆型机臂连接套筒夹紧后左右移动，更可进一步加强连接。
24.作为优选，所述圆型机臂连接套筒为左端短而直径小的套筒和右端长而直径大的套筒，且右端套筒上有与圆形电机电线导线管上的定位孔和方形机臂连接件后侧套筒定位螺纹孔相同的定位孔，以实现三者同心配合的定位安装。
25.通过采用上述技术方案，方便连接左圆柱形机臂并通过定位孔防止套筒转动。
26.作为优选，所述左圆柱形机臂是一根圆型空心管支臂，左端可连接于无人机机身上。
27.通过采用上述技术方案，装载于不同的无人机机身时不仅拆装方便而且使用安全可靠。
28.综上所述，通过对剪刀机构的优化设计成右可伸缩折叠机臂，不使用时与圆型机臂连接套筒分离折叠后可将其收于收纳盒中，从而可灵活的伸缩，缩小所占的使用空间，使用时通过伸缩折叠调节合适的长度与其他零部件紧密连接充当机臂，且通过环形减震橡胶
和环形衬套的作用使得机臂具体良好的减震性和可靠性，有独特的伸缩可调节能力，整体结构安全可靠、拆装方便、可使用范围广，有良好的吸震，定位、导线、连接方便可靠等特性，有效提升机臂综合使用性能。
附图说明
29.图1为本实用新型一个实施例的爆炸后的立体结构示意图。
30.图2为本实用新型右伸缩机臂收纳盒和收纳盒盖装配一体的轴测结构示意图。
31.图3为本实用新型右伸缩机臂收纳盒主视结构示意图。
32.图4为本实用新型右伸缩机臂收纳盒后视结构示意图。
33.图5为本实用新型的右伸缩折叠机臂连接方形机臂连接件的爆炸后的立体结构示意图。
34.图6为本实用新型导线管定位孔放大立体结构示意图。
35.图7为本实用新型方形机臂定位孔放大立体结构示意图。
36.图8为本实用新型圆型机臂连接套筒的b-b剖视结构示意图。
37.图9为本实用新型一个实施例的右视结构示意图。
38.图10为本实用新型左圆型空心管机臂的c-c结构示意图。
39.图11为本实用新型滑块连接组件放大立体结构示意图。
40.图12为本实用新型长条块连接组件立体结构示意图。
41.图13为本实用新型短条块连接组件放大立体结构示意图。
42.图14为本实用新型为右伸缩折叠机臂拉伸后不包括收纳盒外的部分的整体的立体结构示意图。
43.图15为本实用新型被连接组件机臂伸缩折叠板块定位连接件的放大结构示意图。
44.图16为本实用新型连接组件h型连接螺栓相配合的螺母的立体结构示意图。
45.附图序号及其说明：
46.1、右伸缩机臂收纳盒；2、电机电线导线管；3、锁盖螺纹孔凸台；4、连接螺钉5、滑块连接组件6、长条块连接组件7、连接组件短条块8、连接组件h型连接螺栓9、连接组件置中连接滑块10、被连接组件机臂伸缩折叠板块11、定位螺纹孔、12、垫圈13、压紧螺钉14、套筒定位螺纹孔15、圆型机臂连接套筒16、左圆型空心管机臂17、拉压圆形凸起18、连接长螺钉19、方形机臂连接件20、转轴圆孔凸台21、导线管定位孔22、方形机臂定位孔23、锁盖螺栓24、转轴螺栓25、收纳盒盖26、底部连接螺文孔27、直槽通风口28、环形减震橡胶29、环形衬套30、套筒定位螺栓31、折叠板连接件32、折叠板连接螺钉33、螺母。
具体实施方式
47.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
48.实施例：
49.参照图1至图15，本实用新型提供了一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机
臂，从右到左依次包括右伸缩折叠机臂收纳盒1、主要由被连接组件机臂伸缩折叠板块10、滑块连接组件5、长条块连接组件6、短条块连接组件7、h型连接螺栓连接组件8和与螺栓相配合的螺母33组装而成的右伸缩折叠机臂、
50.方形机臂连接件19、圆型机臂连接套筒15和左圆柱形机臂16，各部分连接关系依次为右伸缩折叠机臂收纳盒1底部与右伸缩折叠机臂底部的被连接组件机臂伸缩折叠板块10螺纹连接、右伸缩折叠机臂左端连接方形机臂连接件19、方形机臂连接件19夹紧左侧圆型机臂连接套筒15、圆型机臂连接套筒15是一个中间连接件左端套筒与左圆型空心管机臂16连接。本技术方案的各部分紧密连接实现机臂伸缩折叠，可充分发挥独特的伸缩可调节能力，从而满足不同型号的无人机对要装载的无人机机臂的长度可调节、定位准确，导线安全方便、连接方便可靠等性能的需求。
51.如图1和图6为整个结构爆炸后的立体结构示意图和导线管定位孔放大立体结构示意图。由图可见，右端为右伸缩机臂收纳盒1，且右伸缩折叠机臂收纳盒1中心设有一体的圆形电机电线导线管2，圆形电机电线导线管2上设有定位孔21。右伸缩折叠机臂收纳盒1左端为各连接部分，读者可以很清晰的了解各部分的连接顺序。
52.如图2为本实用新型右伸缩机臂收纳盒和收纳盒盖装配一体的轴测结构示意图，由图可见，该结构由右伸缩机臂收纳盒1、锁盖螺栓23、转轴螺栓24、收纳盒盖25组装而成，收纳盒盖25通过前端的倒角凸台和转轴螺栓24与右伸缩机臂收纳盒23前端的转轴圆孔凸台20构成转动副，从而使收纳盒盖25可灵活的转动，通过后端的锁盖螺栓23与锁盖螺纹孔凸台3上的螺纹孔螺纹连接，限定它的转动，从而右伸缩机臂收纳盒23和收纳盒盖25形成一个封闭独立的壳体，我们将可将伸缩折叠后的右伸缩机臂和所连接的方形机臂连接件收纳于内腔，再一起定位安装到电机座的指定安装位置，从而与电机座构成一个模块。
53.如图3和4为本实用新型右伸缩机臂收纳盒主视结构示意图和后视结构示意图，由图可见，图上标记出的是底部连接螺文孔26和直槽通风口27，直槽通风口27在右伸缩机臂收纳盒23底部90
°
环形分布，其间隔处为连接螺纹孔26。通风结构可对连接的电机座风冷散热，而螺纹孔实现定位，装配连接螺栓的作用。
54.如图5为右伸缩折叠机臂连接方形机臂连接件的爆炸后的立体结构示意图。由图可见，右伸缩折叠机臂爆炸后各零部件的立体结构，主要有连接螺钉4、滑块连接组件5、长条块连接组件6、连接组件短条块7、连接组件h型连接螺栓8、连接组件置中连接滑块9，这些零部件与被连接组件机臂伸缩折叠板块10彼此合理配合是实现右伸缩折叠机臂伸缩折叠的关键所在，是发挥剪刀机构伸缩折叠原理在右伸缩折叠机臂中的应用。还有环形减震橡胶28和环形衬套29内嵌于被连接组件机臂伸缩折叠板块10的中心，用于承载圆型机臂连接套筒15和吸收整个机臂结构的震动，避免零部件发生共振破坏影响使用性能，从而很好的防止不必要的共振破坏导致的故障。
55.如图6为导线管定位孔放大立体结构示意图。当右伸缩折叠机臂处于完全折叠的状态时，为该结构最短拉伸状态，此时，通过导线管定位孔21、套筒定位螺纹孔1、方形机臂定位孔22三者同心配合再通过连接长螺钉18螺纹连接，实现最短伸缩折叠机臂的定位、连接。
56.如图7方形机臂定位孔放大立体结构示意图。通过方形机臂定位22孔可对圆型机臂连接套筒15的深入位置实现定位。
57.如图8为圆型机臂连接套筒的b-b剖视结构示意图；由图可见，圆型机臂连接套筒15为一个中心通孔的薄壁套筒，右端是大直径的套筒、左端呈阶梯型的小直径套筒，右端夹紧于方形机臂连接件19、左端连接左圆型空心管机臂16。左端的小直径套筒尺寸为可变的，不做限定，不同的小直径套筒可与不同直径的左圆型空心管机臂16连接，可自由匹配。
58.如图9右视结构示意图，由图可见，主要包括右伸缩机臂收纳盒1、方形机臂连接件19、圆型机臂连接套筒15、左圆型空心管机臂16。这是基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂工作状态的结构视图，右伸缩折叠机臂工作时可通过该结构的独特的伸缩折叠调节能力给予无人机适配的无人机机臂连接。调节安装方便，适应范围比较广，可满足不同型号无人机对机臂的功能需求，同时很好的节约机臂材料和占用空间。
59.如图10为左圆型空心管机臂的c-c结构示意图；由图可见，左圆型空心管机臂16是一根中空的圆管，结构简单，装拆方便。
60.如图11为滑块连接组件放大立体结构示意图。滑块连接件组件5右端为方形块嵌于被连接组件机臂伸缩折叠板块10的滑槽里构成移动副，右伸缩折叠机臂伸缩折叠时可在滑槽内滑动，左端是圆形结构用于连接长条块连接组件6或连接组件短条块7构成转动副。
61.如图图12和图13为长条块连接组件和短条块连接组件立体结构示意图。
62.其结构相似，均为两端有圆孔中间为条形的条形块状结构，长条块连接组件6可与转动件构成3个转动副，短条块连接组件7可与转动件构成2个转动副。彼此配合连接可灵活转动，充分发挥剪刀机构的原理在本实用新型的应用。
63.如图14和图15为右伸缩折叠机臂拉伸后不包括收纳盒外的部分的整体的立体结构示意图和被连接组件机臂伸缩折叠板块定位连接件的放大结构示意图。由图可见，主要有左圆型空心管机臂16、圆型机臂连接套筒15、方形机臂连接件19、折叠板连接件31、折叠板连接螺钉32和工作拉伸的右伸缩折叠机臂。工作时，通过伸缩折叠右伸缩折叠机臂调节整体的长度，调整好后与无人机机身连接，为了防止调整的位置发生变动，首先通过拧紧连接组件h型连接螺栓8与螺栓相配合的螺母33防止伸缩折叠，其次通过折叠板连接件31和折叠板连接螺钉32对被连接组件机臂伸缩折叠板块11之间进行连接和定位，从而，加强定位能力，保障调节不变动。在此说明，折叠板连接件31的尺寸不做限定，可根据实际需要与折叠板连接螺钉32对任意两块被连接组件机臂伸缩折叠板块11进行连接和定位。
64.综上所述，通过对剪刀机构的优化设计成右可伸缩折叠机臂，充分应用剪刀机构的原理，使得本实用新型针成为具备可灵活伸缩折叠、定位准确、装拆携带方便、吸收震动能力强等功能的可伸缩折叠调节机臂。以解决机臂长而重、定位不准、没有良好的可伸缩调节能力、共振危害等技术问题，进而节约成本，缩小机臂占用空间、避免共振、提高适用性、保障机臂和整机使用安全可靠。
65.上述围绕附图就本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于从师事无人机领域研究的技术人员来说，在不扭曲本实用新型原理和创作理念的情况下，针对所阐述的实施方式进行多样变化、修改、替换和变型，均在本实用新型的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，其特征在于，从右到左依次包括右伸缩折叠机臂收纳盒、右伸缩折叠机臂、方形机臂连接件、圆型机臂连接套筒和左圆柱形机臂，所述右伸缩折叠机臂收纳盒底部与右伸缩折叠机臂底部折叠板螺纹连接、所述右伸缩折叠机臂左端连接方形机臂连接件，所述方形机臂连接件夹紧左侧圆型机臂连接套筒，所述圆型机臂连接套筒是一个中间连接件左端套筒与左圆型空心管机臂连接。2.根据权利要求1所述的一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，其特征在于，所述右伸缩折叠机臂收纳盒中心设有一体的圆形电机电线导线管，圆形电机电线导线管上设有定位孔。3.根据权利要求1所述的一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，其特征在于，所述右伸缩折叠机臂收纳盒底部中心设有90
°
环形分布的直槽通风口结构，收纳盒右端底部四个直槽口之间设有四个与右伸缩折叠机臂螺纹连接的螺纹孔。4.根据权利要求2所述的一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，其特征在于，所述右伸缩折叠机臂收纳盒左端顶部配有可转动收纳盒盖和锁盖螺栓。5.根据权利要求1所述的一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，其特征在于，所述右伸缩折叠机臂是通过对剪刀机构的优化设计而成的，主要由被连接组件机臂伸缩折叠板块、滑块连接组件、长条块连接组件、短条块连接组件、h型连接螺栓连接组件和与螺栓相配合的螺母组装而成。6.根据权利要求5所述的一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，其特征在于，所述右伸缩折叠机臂从右到左共有16个结构相同的被连接组件机臂伸缩折叠板块，在其中心由内向外依次是环形衬套和环形减震橡胶，且每一个都有前后对称的滑块槽，上下中心位置对称布置有起定位、连接作用的螺纹孔。7.根据权利要求5所述的一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，其特征在于，所述右伸缩折叠机臂从右往左每相邻的四个滑块槽上下布置四个可移动滑块，滑块槽中间左右布置两个可移动滑块，四个滑块槽中间两个滑块槽的中间布置两个h型连接螺栓连接组件和与螺栓相配合的螺母。8.根据权利要求5所述的一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，其特征在于，所述长条块连接组件两端和中间都有配合圆孔。9.根据权利要求5所述的一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，其特征在于，所述短条块连接组件两端有对称的配合圆孔。

技术总结
本实用新型公开了一种基于剪刀机构的可伸缩折叠的无人机机臂，包括右伸缩折叠机臂收纳盒、右伸缩折叠机臂、方形机臂连接件、圆型机臂连接套筒和左圆柱形机臂，所述收纳盒中心设有一体的圆形电机电线导线管，右伸缩折叠机臂中心处嵌环形减震橡胶和环形衬套。本实用新型通过对剪刀机构的优化设计成右可伸缩折叠机臂，折叠后可将其收于收纳盒中，同时与圆型机臂连接套筒分离，不同现有的无人机机臂长而伸缩不便的缺点，有独特的伸缩可调节能力，且通过环形减震橡胶和环形衬套的作用使得机臂具体良好的减震性和可靠性，整体结构安全可靠、拆装方便、可使用范围广，有良好的吸震，定位、导线、连接方便可靠等特性，有效提升机臂综合使用性能。使用性能。使用性能。


技术研发人员：巴吾东
受保护的技术使用者：新疆大学
技术研发日：2022.12.21
技术公布日：2023/4/18