一种新型无人机飞行器支架结构

1.本发明涉及无人机技术领域，具体为一种新型无人机飞行器支架结构。


背景技术：

2.无人机行业现在发展迅速，国内以大疆为代表的民用无人机，在近些年市场火爆。无人机以其独有的特点可以完成很多特殊任务。目前，无论是消防中的高强度作业，还是无人机爱好者对空中动作的更高要求，都是对无人机的本身要求愈加强烈。目前市场上的无人机支架大都是固定不变的直杆/曲杆结构，无法满足一些高难度动作的完成需要。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种新型无人机飞行器支架结构，其旋翼支架结构包括可以旋转的第一旋转段和第二旋转段，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型无人机飞行器支架结构，包括无人机机身本体和若干旋翼机构，所述旋翼机构包括机翼壳体、设置在外壳内部的电机和与其输出轴连接的螺旋桨，所述无人机机身本体的外侧设置有若干个旋翼支架结构，所述旋翼支架结构包括第一旋转段和第二旋转段，所述第一旋转段包括第一驱动部、第一旋转臂和旋转轴一，所述第二旋转段包括第二驱动部、第二旋转臂和旋转轴二，所述第一旋转臂的一端与旋转轴一的一端连接，所述第一旋转臂远离旋转轴一的一端与第二驱动部连接，所述第一驱动部用于带动第一旋转臂沿旋转轴一周向转动，所述第二驱动部用于带动第二旋转臂沿旋转轴二的周向转动，所述旋转轴一和旋转轴二相互垂直设置；所述第二旋转臂的一端与旋转轴二的一端连接，所述第二旋转臂远离旋转轴二的一端与机翼壳体连接；
5.所述无人机机身本体的靠近相应旋翼支架结构的一侧开设有出线槽；
6.所述第一旋转段和第二旋转段的外部设置有排线支撑架组件，所述排线支撑架组件包括第一支撑架、第二支撑架和第三支撑架；
7.还包括控制模块，所述控制模块与第一驱动部和第二驱动部连接，用于带动控制两者工作。
8.所述第一驱动部包括第一外壳、第一驱动组件、第一锁定组件和第一角度组件，所述第一驱动组件、第一锁定组件和第一角度组件均设置在第一外壳内部，所述第一驱动驱动组件用于带动旋转轴一转动，所述第一锁定组件用于锁定旋转轴一，将其角度固定，所述第一角度组件用于检测旋转轴一的转动角度；
9.所述第一支撑架设置在第一外壳的外侧，所述第一外壳的一侧开设有进线槽一，所述第二支撑架设置在第一旋转臂的外侧。
10.所述第一驱动组件包括驱动电机一、驱动齿轮一和与驱动齿轮一配合的从动齿轮一，所述驱动电机一的一侧与第一外壳连接，所述驱动齿轮一与驱动电机一的输出轴连接，所述从动齿轮一套设在旋转轴一外侧，所述驱动齿轮一和从动齿轮一啮合，所述驱动电机
一与控制模块连接，所述旋转轴一的一侧贯穿第一外壳与第一旋转臂连接。
11.所述第一锁定组件组件包括棘轮、与棘轮配合的棘爪和解锁结构，所述第一外壳的内部设置有棘爪轴，所述棘爪套设在棘爪轴的外侧，所述棘轮套设在旋转轴一的外侧，所述棘轮位于从动齿轮的一侧，所述解锁结构包括壳体、电磁铁、铁柱、连接片和弹簧，所述连接片设置在棘爪的上部，所述连接片的一端与铁柱铰接，所述壳体的一端与第一外壳的内壁连接，所述电磁铁位于壳体的内部，所述电磁铁的一端与第一外壳的内壁连接，所述弹簧套设在铁柱和电磁铁的外侧，所述弹簧的两端分别与铁柱和第一外壳的内壁连接，所述电磁铁与控制模块连接。
12.所述第一角度组件包括空心轴角度传感器一和安装架，所述旋转轴一的一端连接有制动轴一，所述空心轴角度传感器一套设在制动轴一上，所述安装架套设在棘爪轴上，所述安装架远离棘爪轴的一端与空心轴角度传感器一的两侧表面抵接，所述空心轴角度传感器一与控制模块连接。
13.所述第一驱动组件还包括电磁失电制动器，所述电磁失电制动器与控制模块连接，所述制动轴一的一端贯穿出第一外壳与电磁失电制动器的输入端连接，所述电磁失电制动器嵌设在无人机机身本体的内部。
14.所述第二驱动部包括第二外壳、第二驱动组件和第二角度组件，所述第二驱动组件和第二角度组件均设置在第二外壳内部，所述第二驱动驱动组件用于带动旋转轴二转动，所述第二角度组件用于检测旋转轴二的转动角度；
15.所述第三支撑架设置在第二外壳的外侧，所述第二外壳的一侧开设有第二角度组件。
16.所述第二驱动组件包括驱动电机二、驱动齿轮二和与驱动齿轮二配合的从动齿轮二，所述驱动电机二的一侧与第二外壳连接，所述驱动齿轮二与驱动电机二的输出轴连接，所述从动齿轮二套设在旋转轴二外侧，所述驱动齿轮二和从动齿轮二啮合，所述驱动电机二与控制模块连接，所述旋转轴二的一端贯穿出第二外壳与第二旋转臂连接。
17.所述第二角度组件包括空心轴角度传感器二和安装架二，所述旋转轴二的一端连接有制动轴二，所述空心轴角度传感器二套设在制动轴二上，所述安装架二套设在棘爪轴上，所述空心轴角度传感器二设置在安装架二内，所述空心轴角度传感器二与控制模块连接；
18.所述第二驱动组件还包括电磁失电制动器二，所述电磁失电制动器二与控制模块连接，所述制动轴二的二端贯穿出第二外壳与电磁失电制动器二的输入端连接。
19.所述控制模块包括主控制模块和辅助控制模，所述主控制模设置在无人机机身本体的内部，所述辅助控制模设置在机翼壳体的内部，所述主控制模块和辅助控制模通过fpc线排与第一驱动部和第二驱动部连接，所述主控制模块包括主处理芯片、主储存芯片、通信模块和主接口模块，所述辅助控制模包括辅助处理芯片、辅助储存模块和辅助接口模块，所述主储存芯片、主接口模块分别与主处理芯片连接，所述通信模块与主接口模块连接，所述辅助储存芯片和辅助接口模块分别与辅助处理芯片连接，所述辅助接口模块和主接口模块通过fpc线排连接，所述主处理芯片通过通信模块与外部的无人机控制器连接，所述电机与辅助接口模块连接。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
21.1、本发明中，通过主控制模块控制驱动电机二启动后，驱动电机二带动驱动齿轮二转动，驱动齿轮二带动与其啮合的传动齿轮二转动，传动齿轮二带动旋转轴二转动，旋转轴二转动带动第二旋转臂转动，第二旋转臂带动其末端的旋转翼机构沿旋转轴二的周向转动，从而调节旋转翼机构俯仰角度。
22.2、本发明中，通过主控制模块控制驱动电机一启动，同时电磁铁通电，通过驱动电机一带动驱动齿轮一转动，驱动齿轮一带动从动齿轮一转动，从动齿轮一转动后带动旋转轴一转动，旋转轴一转动带动第一旋转臂转动，调节第一旋转臂的翻转角度。
23.3、本发明中，由于电磁铁通电，电磁铁吸附铁柱，铁柱带动连接片运动，连接片带动棘爪转动，使棘爪与棘轮分开，棘轮可以自由转动，以此可知，在电磁铁未通电的情况下，通过棘轮和棘爪的配合将旋转轴一锁定，即将第一旋转臂锁定，可以用于在断电情况下锁定第一旋转臂的角度。
24.4、本发明中，在旋转轴一和旋转轴二转动时，带动与其连接的制动轴一和制动轴二转动，通过套设在制动轴一和制动轴二上的空心轴角度传感器一和空心轴角度传感器二检测旋转轴一和旋转轴二的旋转角度，角度信息传输给主控制模块，主处理器对角度信息进行处理，到达设定的角度时，控制驱动电机一和驱动电机二停止转动，将第一旋转段和第二旋转段的角度固定；通过电磁失电制动器和电磁失电制动器二分别将制动轴一和制动轴二抱死，可以在断电情况下保持第一旋转段和第二旋转段不会发生旋转。
附图说明
25.图1为本发明整体结构示意图；
26.图2为本发明俯视结构示意图；
27.图3为本发明仰视结构示意图；
28.图4为本发明旋翼支架结构爆炸图；
29.图5为本发明第一驱动部结构剖视图；
30.图6为本发明图5的俯视图；
31.图7为本发明图5的侧视图；
32.图8为本发明图4中a处结构放大示意图；
33.图9为本发明模块连接图。
34.图中：无人机机身本体1、旋翼机构2、旋翼支架结构11、第一旋转段110、第二旋转段111、第一驱动部1101、第一旋转臂1102、旋转轴一1103、第二驱动部1111、第二旋转臂1112、旋转轴二1113、线槽3、排线支撑架组件4、第一支撑架401、第二支撑架402、第三支撑架403、控制模块5、第一外壳11011、第一驱动组件11012、第一锁定组件11013、第一角度组件11014、进线槽一6、驱动电机一10121、驱动齿轮一10122、从动齿轮一10123、棘轮10131、棘爪10132、解锁结构10133、壳体1331、电磁铁1332、铁柱1333、连接片1334、弹簧1335、空心轴角度传感器一10141、安装架10142、电磁失电制动器7、第二外壳11110、第二驱动组件11111、第二角度组件11112、第二角度组件8、空心轴角度传感器二11121、安装架二11122、主控制模块51、辅助控制模52。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种新型无人机飞行器支架结构，包括无人机机身本体1、四个旋8翼机构2和排线支撑架组件4，排线支撑组件4包括第一支撑架401、第二支撑架402和第三支撑架403；旋翼机构2包括机翼壳体1331、安装在外壳内部的电机和与其输出轴连接的螺旋桨；此外还包括控制模块5，控制模块5与第一驱动部1101和第二驱动部1111连接，用于带动控制两者工作。
39.四个旋翼支架结构11安装在无人机机身本体1的外侧，每个旋翼支架结构11包括第一旋转段110和第二旋转段111。
40.其中第一驱动部1101、第一旋转臂1102和旋转轴一1103构成第一旋转段110，第一旋转臂1102的一端与旋转轴一1103的一端连接，第一旋转臂1102远离旋转轴一1103的一端与第二驱动部1111连接，第一驱动部1101用于带动第一旋转臂1102沿旋转轴一1103周向转动；
41.第二驱动部1111、第二旋转臂1112和旋转轴二1113构成第二旋转段111，第二驱动部1111用于带动第二旋转臂1112沿旋转轴二1113的周向转动，旋转轴一1103和旋转轴二1113相互垂直安装；第二旋转臂1112的一端与旋转轴二1113的一端连接，第二旋转臂1112远离旋转轴二1113的一端与机翼壳体1331连接；无人机机身本体1的靠近相应旋翼支架结构11的一侧开设有出线槽3；
42.排线支撑架组件4安装在第一旋转段110和第二旋转段111的外部。
43.旋翼支架结构11中的第一驱动部1101包括第一外壳11011、第一驱动组件11012、第一锁定组件11013和第一角度组件11014，第一驱动组件11012、第一锁定组件11013和第一角度组件11014均安装在第一外壳11011内部，第一驱动驱动组件用于带动旋转轴一1103转动，第一锁定组件11013用于锁定旋转轴一1103，将其角度固定，第一角度组件11014用于检测旋转轴一1103的转动角度；
44.第一支撑架401安装在第一外壳11011的外侧，第一外壳11011的一侧开设有进线槽一6，第二支撑架402安装在第一旋转臂1102的外侧。
45.第一驱动组件11012包括驱动电机一10121、驱动齿轮一10122和与驱动齿轮一10122配合的从动齿轮一10123，驱动电机一10121的一侧与第一外壳11011连接，驱动齿轮一10122与驱动电机一10121的输出轴连接，从动齿轮一10123套设在旋转轴一1103外侧，驱动齿轮一10122和从动齿轮一10123啮合，驱动电机一10121与控制模块5连接，旋转轴一1103的一侧贯穿第一外壳11011与第一旋转臂1102连接。
46.第一锁定组件11013组件包括棘轮10131、与棘轮10131配合的棘爪10132和解锁结构10133，第一外壳11011的内部安装有棘爪轴，棘爪10132套设在棘爪轴的外侧，棘轮10131套设在旋转轴一1103的外侧，棘轮10131位于从动齿轮的一侧，解锁结构10133包括壳体1331、电磁铁1332、铁柱1333、连接片1334和弹簧1335，连接片1334安装在棘爪10132的上部，连接片1334的一端与铁柱1333铰接，壳体1331的一端与第一外壳11011的内壁连接，电磁铁1332位于壳体1331的内部，电磁铁1332的一端与第一外壳11011的内壁连接，弹簧1335套设在铁柱1333和电磁铁1332的外侧，弹簧1335的两端分别与铁柱1333和第一外壳11011的内壁连接，电磁铁1332与控制模块5连接。
47.第一角度组件11014包括空心轴角度传感器一10141和安装架10142，旋转轴一1103的一端连接有制动轴一11031，空心轴角度传感器一10141套设在制动轴一11031上，安装架10142套设在棘爪轴上，安装架10142远离棘爪轴的一端与空心轴角度传感器一10141的两侧表面抵接，空心轴角度传感器一10141与控制模块5连接。
48.第一驱动组件11012还包括电磁失电制动器7，电磁失电制动器7与控制模块5连接，制动轴一11031的一端贯穿出第一外壳11011与电磁失电制动器7的输入端连接，电磁失电制动器7嵌设在无人机机身本体1的内部。
49.旋翼支架结构11中的第二驱动部1111包括第二外壳11110、第二驱动组件11111和第二角度组件11112，第二驱动组件11111和第二角度组件11112均安装在第二外壳11110内部，第二驱动驱动组件用于带动旋转轴二1113转动，第二角度组件11112用于检测旋转轴二1113的转动角度；第三支撑架403安装在第二外壳11110的外侧，第二外壳11110的一侧开设有第二角度组件8。
50.第二驱动组件11111包括驱动电机二、驱动齿轮二和与驱动齿轮二配合的从动齿轮二，驱动电机二的一侧与第二外壳11110连接，驱动齿轮二与驱动电机二的输出轴连接，从动齿轮二套设在旋转轴二1113外侧，驱动齿轮二和从动齿轮二啮合，驱动电机二与控制模块5连接，旋转轴二1113的一端贯穿出第二外壳11110与第二旋转臂1112连接。
51.第二角度组件11112包括空心轴角度传感器二11121和安装架二11122，旋转轴二1113的一端连接制动轴二11123，空心轴角度传感器二11121套设在制动轴二11123上，安装架二11122套设在棘爪轴上，空心轴角度传感器二11121安装在安装架二11122内，空心轴角度传感器二11121与控制模块5连接；
52.第二驱动组件11111还包括电磁失电制动器二，电磁失电制动器二与控制模块5连接，制动轴二11123的二端贯穿出第二外壳11110与电磁失电制动器二的输入端连接。
53.控制模块5包括主控制模块51和辅助控制模52，主控制模安装在无人机机身本体1的内部，辅助控制模52安装在机翼壳体1331的内部，主控制模块51和辅助控制模52通过fpc线排与第一驱动部1101和第二驱动部1111连接，主控制模块51包括主处理芯片、主储存芯片、通信模块和主接口模块，辅助控制模52包括辅助处理芯片、辅助储存模块和辅助接口模
块，主储存芯片、主接口模块分别与主处理芯片连接，通信模块与主接口模块连接，辅助储存芯片和辅助接口模块分别与辅助处理芯片连接，辅助接口模块和主接口模块通过fpc线排连接，主处理芯片通过通信模块与外部的无人机控制器连接，电机与辅助接口模块连接。
54.工作原理：本发明的布线通过fpc排线，主控制模块51、辅助控制模52、第一驱动部1101、第二驱动部1111和电机之间通过fpc线排连接。
55.第一支撑架401、第二支撑架402和第三支撑架403起到连接和引导排线的作用。在具体的安装过程中，fpc排线和第一支撑架401、第三支撑架403表面通过双面胶固定，fpc排线从第二支撑架402与第一旋转臂1102支架的空隙穿过，使得fpc排线不与无人机的旋翼支架结构11的旋转部位接触，可以防止fpc排线撕裂和拧劲等损伤，提高使用寿命；
56.其中，进线槽一6、第二角度组件8用于fpc线排进入到第一外壳11011和第二外壳11110内部与相应的第一驱动组件11012、第一角度组和第二驱动组件11111、第二角度组件11112连接，出线槽3用于fpc线排进入到无人机机身本体1的内部与主控制模块51连接。
57.通过主控制模块51控制驱动电机一10121启动，同时电磁铁1332通电，通过驱动电机一10121带动驱动齿轮一10122转动，驱动齿轮一10122带动从动齿轮一10123转动，从动齿轮一10123转动后带动旋转轴一1103转动，旋转轴一1103转动带动第一旋转臂1102转动，第一旋转臂1102转动带动带动其末端的第二旋转段111沿旋转轴一1103的周向转动。在旋转轴一1103转动时，带动与其同轴安装的棘轮10131的转动，由于电磁铁1332通电，电磁铁1332吸附铁柱1333，铁柱1333带动连接片1334运动，连接片1334带动棘爪10132转动，使棘爪10132与棘轮10131分开，棘轮10131可以自由转动，以此可知，在电磁铁1332未通电的情况下，通过棘轮10131和棘爪10132的配合将旋转轴一1103锁定，即将第一旋转臂1102锁定，可以用于在断电情况下锁定第一旋转臂1102的角度。
58.同理，通过主控制模块51控制驱动电机二启动后，驱动电机二带动驱动齿轮二转动，驱动齿轮二带动与其啮合的传动齿轮二转动，传动齿轮二带动旋转轴二1113转动，旋转轴二1113转动带动第二旋转臂1112转动，第二旋转臂1112带动其末端的旋转翼机构沿旋转轴二1113的周向转动，从而调节旋转翼机构俯仰角度；
59.在旋转轴一1103和旋转轴二1113转动时，带动与其连接的制动轴一11031和制动轴二11123转动，通过套设在制动轴一11031和制动轴二11123上的空心轴角度传感器一10141和空心轴角度传感器二11121检测旋转轴一1103和旋转轴二1113的旋转角度，角度信息传输给主控制模块51，主处理器对角度信息进行处理，到达设定的角度时，控制驱动电机一10121和驱动电机二停止转动，将第一旋转段110和第二旋转段111的角度固定；通过电磁失电制动器7和电磁失电制动器二分别将制动轴一11031和制动轴二11123抱死，可以在断电情况下保持第一旋转段和第二旋转段不会发生旋转。
60.通过控制电磁失电制动器7制动，将制动轴一11031刹停，可以配合驱动电机一10121锁定第一旋转臂1102的翻转角度。
61.由于驱动电机一10121距离螺旋桨距离较远，驱动电机一10121承受的扭矩最大，因此安装电磁失电制动器7，减轻驱动电机一10121的负担；
62.驱动电机一10121和驱动电机二可以采用步进电机，使角度控制更加精确，通过第一旋转段110和第二旋转段111的配合可以调节旋翼机构2的翻转和俯仰角度，可以增强无人机的操控性，使其具有完成一些高难度动作的能力。
63.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
64.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。