基于转轴结构的四轴飞行器

1.本实用新型涉及无人机领域，具体而言，涉及一种基于转轴结构的四轴飞行器。


背景技术：

2.当前在高空作业完成擦玻璃任务的机器人有很多种，但是遇到障碍物或者墙体时无法转移。在高楼的外侧玻璃上工作的时候，擦完完整的一扇窗户后，想要自主转移到其他块玻璃上，无法实现跨越墙体的技术障碍。
3.因此，需要一种或多种方法解决上述问题。
4.需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种基于转轴结构的四轴飞行器，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。
6.根据本实用新型的一个方面，提供一种基于转轴结构的四轴飞行器，所述四轴飞行器包括机体、旋转转盘、机翼臂、机翼，其中：
7.所述机体包括第一机体、第二机体、第一转动轴、折叠杆，所述第一机体、第二机体通过第一转动轴、折叠杆连接，所述机体用于当所述四轴飞行器在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时，基于折叠杆伸展/弯曲带动所述第一机体、第二机体沿所述第一转动轴转动，以实现所述第一机体与第二机体间呈预设角度夹角；
8.所述旋转转盘包括第一旋转转盘、第二旋转转盘，所述第一旋转转盘基于第二转动轴与所述第一机体固定连接，所述第一旋转转盘通过第三转动轴与第一机翼臂连接，所述第一旋转转盘通过第四转动轴与第二机翼臂连接，所述第二旋转转盘基于第五转动轴与所述第二机体固定连接，所述第一旋转转盘通过第六转动轴与第三机翼臂连接，所述第一旋转转盘通过第七转动轴与第四机翼臂连接，所述旋转转盘用于当所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过所述第一旋转转盘、第二旋转转盘的交替转动，以带动所述第一机翼臂、第二机翼臂、第三机翼臂、第四机翼臂交替转动，进而实现对待擦拭玻璃的擦拭；
9.所述机翼臂包括第一机翼臂、第二机翼臂、第三机翼臂、第四机翼臂，所述第一机翼臂一端与所述第一旋转转盘通过第三转动轴连接，另一端与第一机翼连接，所述第二机翼臂一端与所述第一旋转转盘通过第四转动轴连接，另一端与第二机翼连接，所述第三机翼臂一端与所述第二旋转转盘通过第六转动轴连接，另一端与第三机翼连接，所述第四机翼臂一端与所述第二旋转转盘通过第七转动轴连接，另一端与第四机翼连接；
10.所述机翼包括第一机翼、第二机翼、第三机翼、第四机翼，所述机翼用于所述四轴飞行器在飞行状态时为所述四轴飞行器提供飞行动力。
11.在本实用新型的一种示例性实施例中，所述四轴飞行器的机体的折叠杆还包括折叠主杆、折叠从杆，所述折叠主杆一端通过第八转轴与所述第一机体连接，所述折叠主杆另
一端通过第九转轴与所述折叠从杆的一端连接，所述折叠从杆的另一端通过第十转轴与所述第二机体连接。
12.在本实用新型的一种示例性实施例中，所述四轴飞行器还包括吸盘，所述吸盘包括第一吸盘、第二吸盘、第三吸盘、第四吸盘，所述第一吸盘与所述第一机翼底部固定连接，所述第二吸盘与所述第二机翼底部固定连接，所述第三吸盘与所述第三机翼底部固定连接，所述第四吸盘与所述第四机翼底部固定连接；
13.所述吸盘用于当所述四轴飞行器在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时，通过所述第一吸盘、第二吸盘与待擦拭玻璃吸合，以实现所述四轴飞行器的第一机体与所述待擦拭玻璃的贴合，在所述四轴飞行器完成折叠缓冲姿态时，通过所述第三吸盘、第四吸盘与待擦拭玻璃吸合，以实现所述四轴飞行器的第二机体与所述待擦拭玻璃的贴合；
14.所述吸盘还用于当所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过所述第一旋转转盘、第二旋转转盘的交替转动，以带动与所述第一机翼臂、第二机翼臂、第三机翼臂、第四机翼臂分别连接的第一吸盘、第二吸盘、第三吸盘、第四吸盘交替移动，进而实现对待擦拭玻璃的擦拭。
15.本实用新型的示例性实施例中的基于转轴结构的四轴飞行器，包括机体、旋转转盘、机翼臂、机翼，所述四轴飞行器可以基于转轴结构实现第一机体、第二机体在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时呈预设角度夹角折回，同时，基于旋转转盘带动机翼及吸盘可以使所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过机翼臂交替转动，进而实现对待擦拭玻璃的擦拭，本实用新型通过基于转轴结构实现了四轴飞行器可以飞行至户外待擦拭玻璃处后，自主折叠缓冲并吸附在待擦拭玻璃表面，通过旋转转盘带动机翼及吸盘实现对待擦拭玻璃的清洁。
16.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。
附图说明
17.通过参照附图来详细描述其示例实施例，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
18.图1示出了根据本实用新型一示例性实施例的基于转轴结构的四轴飞行器的示意图；
19.图2示出了根据本实用新型一示例性实施例的基于转轴结构的四轴飞行器的机翼臂展开状态示意图；
20.图3示出了根据本实用新型一示例性实施例的基于转轴结构的四轴飞行器的飞行姿态示意图；
21.图4示出了根据本实用新型一示例性实施例的基于转轴结构的四轴飞行器的折叠缓冲姿态示意图；
22.图5示出了根据本实用新型一示例性实施例的基于转轴结构的四轴飞行器的擦拭状态示意图.
具体实施方式
23.现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实
施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
24.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。
25.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个软件硬化的模块中实现这些功能实体或功能实体的一部分，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
26.在本示例实施例中，首先提供了一种基于转轴结构的四轴飞行器；参考图1中所示，该基于转轴结构的四轴飞行器包括机体100、旋转转盘200、机翼臂300、机翼400，其中：
27.所述机体100包括第一机体110、第二机体120、第一转动轴130、折叠杆140，所述第一机体110、第二机体120通过第一转动轴130、折叠杆140连接，所述机体100用于当所述四轴飞行器在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时，基于折叠杆140伸展/弯曲带动所述第一机体110、第二机体120沿所述第一转动轴130转动，以实现所述第一机体110与第二机体120间呈预设角度夹角；
28.所述旋转转盘200包括第一旋转转盘210、第二旋转转盘220，所述第一旋转转盘210基于第二转动轴211与所述第一机体110固定连接，所述第一旋转转盘210通过第三转动轴212与第一机翼臂310连接，所述第一旋转转盘210通过第四转动轴213与第二机翼臂320连接，所述第二旋转转盘220基于第五转动轴221与所述第二机体120固定连接，所述第一旋转转盘210通过第六转动轴222与第三机翼臂330连接，所述第一旋转转盘210通过第七转动轴223与第四机翼臂340连接，所述旋转转盘200用于当所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过所述第一旋转转盘210、第二旋转转盘220的交替转动，以带动所述第一机翼臂310、第二机翼臂320、第三机翼臂330、第四机翼臂340交替转动，进而实现对待擦拭玻璃的擦拭；
29.所述机翼臂300包括第一机翼臂310、第二机翼臂320、第三机翼臂330、第四机翼臂340，所述第一机翼臂310一端与所述第一旋转转盘210通过第三转动轴212连接，另一端与第一机翼410连接，所述第二机翼臂320一端与所述第一旋转转盘210通过第四转动轴213连接，另一端与第二机翼420连接，所述第三机翼臂330一端与所述第二旋转转盘220通过第六转动轴222连接，另一端与第三机翼430连接，所述第四机翼臂340一端与所述第二旋转转盘220通过第七转动轴223连接，另一端与第四机翼440连接；
30.所述机翼400包括第一机翼410、第二机翼420、第三机翼430、第四机翼440，所述机翼400用于所述四轴飞行器在飞行状态时为所述四轴飞行器提供飞行动力。
31.本实用新型的示例性实施例中的基于转轴结构的四轴飞行器，包括机体、旋转转盘、机翼臂、机翼，所述四轴飞行器可以基于转轴结构实现第一机体、第二机体在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时呈预设角度夹角折回，同时，基于旋转转盘带动机翼及吸盘可以使所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过机翼臂交替转动，进而实现对待擦拭玻璃的擦拭，本实
用新型通过基于转轴结构实现了四轴飞行器可以飞行至户外待擦拭玻璃处后，自主折叠缓冲并吸附在待擦拭玻璃表面，通过旋转转盘带动机翼及吸盘实现对待擦拭玻璃的清洁。
32.下面，将对本示例实施例中的基于转轴结构的四轴飞行器进行进一步的说明。
33.所述基于转轴结构的四轴飞行器包括机体100、旋转转盘200、机翼臂300、机翼400，如图2所示，为所述四轴飞行器的机翼臂展开状态示意图，所述机体100包括第一机体110、第二机体120、第一转动轴130、折叠杆140，所述第一机体110、第二机体120通过第一转动轴130、折叠杆140连接，如图3所示，为所述四轴飞行器飞行姿态示意图，如图4所示，为所述四轴飞行器折叠缓冲姿态示意图，所述机体100用于当所述四轴飞行器在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时，基于折叠杆140伸展/弯曲带动所述第一机体110、第二机体120沿所述第一转动轴130转动，以实现所述第一机体110与第二机体120间呈预设角度夹角；
34.所述旋转转盘200包括第一旋转转盘210、第二旋转转盘220，所述第一旋转转盘210基于第二转动轴211与所述第一机体110固定连接，所述第一旋转转盘210通过第三转动轴212与第一机翼臂310连接，所述第一旋转转盘210通过第四转动轴213与第二机翼臂320连接，所述第二旋转转盘220基于第五转动轴221与所述第二机体120固定连接，所述第一旋转转盘210通过第六转动轴222与第三机翼臂330连接，所述第一旋转转盘210通过第七转动轴223与第四机翼臂340连接，所述旋转转盘200用于当所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过所述第一旋转转盘210、第二旋转转盘220的交替转动，以带动所述第一机翼臂310、第二机翼臂320、第三机翼臂330、第四机翼臂340交替转动，进而实现对待擦拭玻璃的擦拭；
35.所述机翼臂300包括第一机翼臂310、第二机翼臂320、第三机翼臂330、第四机翼臂340，所述第一机翼臂310一端与所述第一旋转转盘210通过第三转动轴212连接，另一端与第一机翼410连接，所述第二机翼臂320一端与所述第一旋转转盘210通过第四转动轴213连接，另一端与第二机翼420连接，所述第三机翼臂330一端与所述第二旋转转盘220通过第六转动轴222连接，另一端与第三机翼430连接，所述第四机翼臂340一端与所述第二旋转转盘220通过第七转动轴223连接，另一端与第四机翼440连接；
36.所述机翼400包括第一机翼410、第二机翼420、第三机翼430、第四机翼440，所述机翼400用于所述四轴飞行器在飞行状态时为所述四轴飞行器提供飞行动力。
37.在本示例的实施例中，如图4所示，所述四轴飞行器的机体100的折叠杆140还包括折叠主杆141、折叠从杆142，所述折叠主杆141一端通过第八转轴143与所述第一机体110连接，所述折叠主杆141另一端通过第九转轴144与所述折叠从杆142的一端连接，所述折叠从杆142的另一端通过第十转轴145与所述第二机体120连接。
38.在本示例的实施例中，如图5所示，所述四轴飞行器还包括吸盘500，所述吸盘500包括第一吸盘510、第二吸盘520、第三吸盘530、第四吸盘540，所述第一吸盘510与所述第一机翼410底部固定连接，所述第二吸盘520与所述第二机翼420底部固定连接，所述第三吸盘530与所述第三机翼430底部固定连接，所述第四吸盘540与所述第四机翼440底部固定连接；
39.所述吸盘500用于当所述四轴飞行器在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时，通过所述第一吸盘510、第二吸盘520与待擦拭玻璃吸合，以实现所述四轴飞行器的第一机体110与所述待擦拭玻璃的贴合，在所述四轴飞行器完成折叠缓冲姿态时，通过所述第三吸盘530、第四吸盘540与待擦拭玻璃吸合，以实现所述四轴飞行器的第二机体120与所述待擦拭玻璃
的贴合；
40.所述吸盘500还用于当所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过所述第一旋转转盘210、第二旋转转盘220的交替转动，以带动与所述第一机翼臂310、第二机翼臂320、第三机翼臂330、第四机翼臂340分别连接的第一吸盘510、第二吸盘520、第三吸盘530、第四吸盘540交替移动，进而实现对待擦拭玻璃的擦拭。
41.在本示例的实施例中，飞行器通过一组对称的连接轴承，连接飞行器上半部分外壳和下半部分外壳，当需要展开成折叠缓冲姿态的时候，转动轴旋转带动折叠杆伸展，使整个飞行器由180度展开状向折叠状切换最终折叠90度。使得上半部分折叠外壳完全吸附在墙体上，下半部分折叠外壳再通过旋转轴带动折叠杆使四轴飞行器两部分外壳粘合，完成整个机体从飞行模式通过折叠缓冲最终完成垂直吸附在玻璃上。工作在擦拭状态时，飞行器的四个机翼臂通过旋转轴带动的旋转盘，使得固定在旋转盘上的两个机翼臂的一端围绕中轴点进行旋转，实现整个机翼臂由交叉状态变成不交叉展开状态。整个过程，飞行器的上半部分两个机翼臂先展开，另一端的不展开，依然保持固定吸附在玻璃上，这样就实现了飞行器在玻璃上爬行擦玻璃的任务。当上部分向上移动以后再收缩成交叉装，此过程下部分吸盘停止吸附，整个飞行器被向上拖拽了一定距离。如要继续攀爬可以重复上述过程。
42.在本示例的实施例中，四轴飞行器结构对称，相比于机翼试飞机只有两个机翼，更加适合从平行于地面到垂直吸附在玻璃上的过度转移。机械结构通过转动轴进行连接，结构简单好实现。在完成高空作业的时候，可以垂直玻璃面进行攀爬，遇到障碍物可以转成飞行模式进行转移，快速便捷。擦玻璃过程中，一端机翼臂吸附，一端伸展，再吸附收缩，过程简单。
43.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了基于转轴结构的四轴飞行器的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本实用新型的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
44.此外，上述附图仅是根据本实用新型示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
45.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的实用新型后，将容易想到本实用新型的其他实施例。本技术旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由权利要求指出。
46.应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限。

技术特征：
1.一种基于转轴结构的四轴飞行器，其特征在于，所述四轴飞行器包括机体、旋转转盘、机翼臂、机翼，其中：所述机体包括第一机体、第二机体、第一转动轴、折叠杆，所述第一机体、第二机体通过第一转动轴、折叠杆连接，所述机体用于当所述四轴飞行器在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时，基于折叠杆伸展/弯曲带动所述第一机体、第二机体沿所述第一转动轴转动，以实现所述第一机体与第二机体间呈预设角度夹角；所述旋转转盘包括第一旋转转盘、第二旋转转盘，所述第一旋转转盘基于第二转动轴与所述第一机体固定连接，所述第一旋转转盘通过第三转动轴与第一机翼臂连接，所述第一旋转转盘通过第四转动轴与第二机翼臂连接，所述第二旋转转盘基于第五转动轴与所述第二机体固定连接，所述第一旋转转盘通过第六转动轴与第三机翼臂连接，所述第一旋转转盘通过第七转动轴与第四机翼臂连接，所述旋转转盘用于当所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过所述第一旋转转盘、第二旋转转盘的交替转动，以带动所述第一机翼臂、第二机翼臂、第三机翼臂、第四机翼臂交替转动，以对待擦拭玻璃进行擦拭；所述机翼臂包括第一机翼臂、第二机翼臂、第三机翼臂、第四机翼臂，所述第一机翼臂一端与所述第一旋转转盘通过第三转动轴连接，另一端与第一机翼连接，所述第二机翼臂一端与所述第一旋转转盘通过第四转动轴连接，另一端与第二机翼连接，所述第三机翼臂一端与所述第二旋转转盘通过第六转动轴连接，另一端与第三机翼连接，所述第四机翼臂一端与所述第二旋转转盘通过第七转动轴连接，另一端与第四机翼连接；所述机翼包括第一机翼、第二机翼、第三机翼、第四机翼，所述机翼用于所述四轴飞行器在飞行状态时为所述四轴飞行器提供飞行动力。2.如权利要求1所述的四轴飞行器，其特征在于，所述四轴飞行器的机体的折叠杆还包括折叠主杆、折叠从杆，所述折叠主杆一端通过第八转轴与所述第一机体连接，所述折叠主杆另一端通过第九转轴与所述折叠从杆的一端连接，所述折叠从杆的另一端通过第十转轴与所述第二机体连接。3.如权利要求1所述的四轴飞行器，其特征在于，所述四轴飞行器还包括吸盘，所述吸盘包括第一吸盘、第二吸盘、第三吸盘、第四吸盘，所述第一吸盘与所述第一机翼底部固定连接，所述第二吸盘与所述第二机翼底部固定连接，所述第三吸盘与所述第三机翼底部固定连接，所述第四吸盘与所述第四机翼底部固定连接；所述吸盘用于当所述四轴飞行器在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时，通过所述第一吸盘、第二吸盘与待擦拭玻璃吸合，以使所述四轴飞行器的第一机体与所述待擦拭玻璃的贴合，在所述四轴飞行器完成折叠缓冲姿态时，通过所述第三吸盘、第四吸盘与待擦拭玻璃吸合，以使所述四轴飞行器的第二机体与所述待擦拭玻璃贴合；所述吸盘还用于当所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过所述第一旋转转盘、第二旋转转盘的交替转动，以带动与所述第一机翼臂、第二机翼臂、第三机翼臂、第四机翼臂分别连接的第一吸盘、第二吸盘、第三吸盘、第四吸盘交替移动，以对待擦拭玻璃进行擦拭。

技术总结
本实用新型是关于一种基于转轴结构的四轴飞行器，包括机体、旋转转盘、机翼臂、机翼，所述四轴飞行器可以基于转轴结构实现第一机体、第二机体在飞行姿态与折叠缓冲姿态转换时呈预设角度夹角折回，同时，基于旋转转盘带动机翼及吸盘可以使所述四轴飞行器在擦拭状态时，通过机翼臂交替转动，进而实现对待擦拭玻璃的擦拭，本实用新型通过基于转轴结构实现了四轴飞行器可以飞行至户外待擦拭玻璃处后，自主折叠缓冲并吸附在待擦拭玻璃表面，通过旋转转盘带动机翼及吸盘实现对待擦拭玻璃的清洁。带动机翼及吸盘实现对待擦拭玻璃的清洁。带动机翼及吸盘实现对待擦拭玻璃的清洁。


技术研发人员：崔佳琪 于泽嘉 翟维枫
受保护的技术使用者：北方工业大学
技术研发日：2022.10.19
技术公布日：2023/3/23