本發(fā)明涉及一種機架組件，尤其涉及一種用于無人機的機架組件及使用該機架組件的無人機。

背景技術：

目前無人飛行器主要由機架組件、飛控系統(tǒng)、動力系統(tǒng)及負載構(gòu)成，機架組件為主體，其余各部分都通過機架組件安裝固定相互耦合。其中所述機架組件通常包括機身及從機身向外伸展的多個機臂。但是，向外伸展的機臂增加了無人機的體積，不利于便攜。為提升便攜性，一種可折疊機臂的可折疊無人機應運而生。

當前現(xiàn)有的機臂折疊機構(gòu)，往往會有飛機折疊完后，整體體積依舊過大，導致不便于整機的保護、運輸。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，有必要提供一種能更進一步地縮小折疊后機身尺寸的機架組件及使用該機架組件的無人機。

一種機架組件，用于無人機，所述機架組件包括中心部和第一機臂，所述第一機臂一端與所述中心部連接，所述第一機臂包括第一部分、與所述中心部連接的第三部分和連接第一部分與第三部分的第二部分，所述機架組件能夠在展開狀態(tài)和折疊狀態(tài)之間切換，其中在折疊狀態(tài)時，所述第一部分和第三部分位于不同平面。

一種無人機，包括上所述的機架組件和設置在所述機架組件上用于移動所述無人機的動力系統(tǒng)。

所述機架組件和無人機的第一機臂折疊后第一部分和第三部分位于不同平面，可避免與其他部件的干涉且有利于減小折疊體積。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施方式提供的一種無人機的立體圖。

圖2是本發(fā)明實施方式的無人機的機架組件在展開狀態(tài)的俯視圖。

圖3是圖2所示的機架組件的側(cè)視圖。

圖4是本發(fā)明實施方式的無人機的機架組件在折疊狀態(tài)的俯視圖。

圖5是圖4所示的機架組件沿v-v線的剖視圖。

圖6是本發(fā)明第二實施方式的無人機的機架組件的俯視圖。

圖7是本發(fā)明第二實施方式的無人機的機架組件在折疊過程中的俯視圖。

主要元件符號說明

無人機1

機架組件10

中心部12

卡扣120

第一機臂14

第一部分141

第二部分142

第三部分143

第二機臂16

卡扣部160

主機臂18

扣合部180

動力系統(tǒng)安裝部19

輔助機臂15

如下具體實施方式將結(jié)合上述附圖進一步說明本發(fā)明。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

需要說明的是，當組件被稱為“固定于”另一個組件，它可以直接在另一個組件上或者也可以存在居中的組件。當一個組件被認為是“連接”另一個組件，它可以是直接連接到另一個組件或者可能同時存在居中組件。當一個組件被認為是“設置于”另一個組件，它可以是直接設置在另一個組件上或者可能同時存在居中組件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

本發(fā)明提供一種無人機，所述無人機可用于任何適宜的環(huán)境，例如在空中(例如旋翼飛行器、固定翼飛行器或固定翼與旋翼混合的飛行器)，在水中(例，船或潛艇)，在地面上(例，摩托車，汽車，卡車，公交車，火車等)，在太空中(例，航天飛機、衛(wèi)星或探測器)，或在地下(例如地鐵)，或上述環(huán)境的任意組合。

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的一些實施方式作詳細說明。在不沖突的情況下，下述的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

請參閱圖1，無人機1包括機架組件10及設置在機架組件10上的動力系統(tǒng)(圖未示)。

所述動力系統(tǒng)可用于使所述無人機1起飛、著陸、懸停，及在空中關于三個平移自由度以及三個旋轉(zhuǎn)自由度運動。在一些實施例中，所述動力系統(tǒng)可包括一個或多個旋翼(未示出)以及驅(qū)動機構(gòu)(例如電機)。所述旋翼可包括連接至一轉(zhuǎn)軸的一個或多個旋翼葉片。所述旋翼葉片或轉(zhuǎn)軸可被一適當?shù)尿?qū)動機構(gòu)驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)。所述旋翼可以是一個、兩個、三個、四個、五個、六個、七個、八個或更多。所述旋翼可以相對于所述無人機1水平、垂直或其他任何適當角度設置。所述旋翼的角度可以是固定的或可變的。相對設置的所述旋翼的轉(zhuǎn)軸之間的距離可以是任何適當?shù)木嚯x，例如小于等于2米，或小于等于5米?？蛇x地，所述距離可以在40厘米到1米之間、從10厘米到2米之間，或從5cm到5米之間。所述動力系統(tǒng)可以被任意適當?shù)碾姍C驅(qū)動，例如直流電機(例：有刷電機或無刷電機)或交流電機。在一些實施例中，所述電機可被裝配用于驅(qū)動旋翼葉片。

所述機架組件10可包括中心部12、多個第一機臂14、多個第二機臂16及主機臂18。每一所述第一機臂14的一端(近端)與所述中心部12相連接，另一端(遠端)與所述主機臂18相連接。每一所述第二機臂16的一端(近端)與所述中心部12相連接，另一端(遠端)與所述主機臂18相連接。

可以理解的是，在一些實施例中，所述無人機100可包括任意適當數(shù)量的第一機臂14、第二機臂16及主機臂18，例如，1個、2個、3個、4個或更多，另外一些實施例中，每一個所述主機臂18所連接的所述第一機臂14及所述第二機臂16的數(shù)量均可以作適當變化，例如，每一個所述主機臂18可以連接兩個、三個或者多個所述第一機臂14/第二機臂16。在本實施例中，所述機架組件10包括兩個第一機臂14、兩個第二機臂16及兩個主機臂18。兩個所述第一機臂14、兩個所述第二機臂16均可對稱地或不對稱地圍繞所述中心部12設置。本實施例中，兩個所述第一機臂14、兩個所述第二機臂16均對稱地圍繞所述中心部12的橫滾軸設置。兩所述主機臂18對稱地設置在所述中心部12的橫滾軸兩側(cè)。優(yōu)選地，所述第一機臂14與所述第二機臂16分別與所述中心部12所成的角度相等，從而使得所述無人機的運行更穩(wěn)定?？蛇x地，所述第一機臂14和所述第二機臂16均能夠轉(zhuǎn)動地與所述中心部12相連，使得與所述第一機臂14和第二機臂16相連接的主機臂18相對于所述中心部12的高度可調(diào)。所述主機臂18可位于所述中心部12的底部下方或所述中心部12的頂部上方或與所述中心部12大致平齊。所述第一機臂14可以設置在所述無人機100的機頭方向或靠近所述無人機100的機頭方向，相應地，所述第二機臂16設置在靠近所述無人機的機尾方向。可以理解的是，在其他實施方式中，所述第一機臂14可以設置在靠近所述無人機100的機尾方向，相應地，所述第二機臂16設置在靠近所述無人機的機頭方向。

所述中心部12上可設置控制系統(tǒng)(例如，飛行控制系統(tǒng))來控制所述無人機1的飛行。在一些實施例中，所述控制系統(tǒng)基于如下一項或多項：所述無人機1的位置，所述無人機1的朝向，所述無人機1的當前狀態(tài)，時間或所述無人機1的傳感器或負載所感測獲取的數(shù)據(jù)，自動控制所述無人機1。

可替換地或可結(jié)合地，所述控制系統(tǒng)可包括設置在所述無人機1上的一個接收器或其他的通信模塊，用于接收用戶指令，例如，從遠程終端接收用戶指令。通過所述接收器所接收的所述用戶指令用于控制所述動力系統(tǒng)，所述動力系統(tǒng)用于驅(qū)動所述無人機運行，例如起飛、飛行、盤旋或著陸等。

所述中心部12可用于支撐負載。所述負載可連接至所述中心部12的任意適合部位，譬如，所述中心部12的底部或下側(cè)。所述負載與所述中心部12之間的連接可以是固定連接，或者，所述負載可相對所述中心部12活動。

所述負載可以是用于執(zhí)行特定功能的負載，譬如，傳感器，發(fā)射器，工具，儀器，操縱器，或其他功能裝置。例如，所述負載可以是一影像獲取裝置。在一些情境中，所述影像獲取裝置可以是位于所述中心部10下方的相機。所述相機可相對所述中心部12旋轉(zhuǎn)(例如，通過一個載體或其他安裝平臺，具體如云臺)以獲取多個視角的影像。

所述主機臂18上可設置所述動力系統(tǒng)。如圖1所示，所述主機臂18的末端設置有動力系統(tǒng)安裝部19，用于安裝所述動力系統(tǒng)于其上。可以理解的是，所述主機臂18的每一端部可以設置一個或兩個動力系統(tǒng)。

所述中心部12上設置有卡扣120，所述卡扣120可在所述第二機臂16處于折疊狀態(tài)時與所述第二機臂16扣合，避免第二機臂在折疊后隨意擺動。

請一并參閱圖2及圖3所示，為所述機架組件10處于展開狀態(tài)的圖。所述第一機臂14的遠端通過鉸鏈等固定裝置轉(zhuǎn)動地固定在所述主機臂18一側(cè)上。在所述展開狀態(tài)，兩所述第一機臂14向所述無人機的機頭方向延伸，而兩所述第一機臂16向所述無人機的機尾方向延伸?？梢岳斫?，在其他實施方式中，兩所述第一機臂14向所述無人機的機尾方向延伸，而兩所述第一機臂16向所述無人機的機頭方向延伸。在所述展開狀態(tài)下，所述第一機臂14與所述主機臂18的所成的角度為銳角，兩所述第一機臂14之間所成的角度為鈍角。所述第二機臂16的遠端通過快拆自鎖機構(gòu)固定在所述主機臂18上。為了使得折疊時所述主機臂18與所述第二機臂16錯開，所述第二機臂16設置在所述主機臂18的背面，即與所述第一機臂16固定在所述主機臂18上的位置所在的面相鄰。在所述轉(zhuǎn)開展開狀態(tài)下，所述第二機臂16與所述主機臂18不在同一平面。兩所述第二機臂16之間所成的角度為鈍角，所述第二機臂16與所述主機臂18之間所成的角度為銳角。在所述展開狀態(tài)，所述第一機臂14、所述第二機臂16及所述主機臂18之間形成穩(wěn)固的三角形結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述第一機臂14及所述第二機臂16分別與所述中心部12所成的角度大致相等，從而所述第一機臂14、所述第二機臂16與所述主機臂18之間形成的三角形大致為等腰三角形。

所述第一機臂14包括依次連接的第一部分141、第二部分142及第三部分143。其中所述第一部分141的一端與所述主機臂18相連，另一端與所述第二部分142的一端相連；所述第二部分142的另一端與所述第三部分143的一端相連；所述第三部分143的另一端與所述中心部12轉(zhuǎn)動連接。優(yōu)選地，所述第一部分141和所述第三部分143大致平行。在所述展開狀態(tài)，所述第一部分141與所述第三部分143位于不同平面。

所述快拆自鎖機構(gòu)包括設置在所述第二機臂16上的卡扣部160及設置在所述主機臂18上的扣合部180，通過所述卡扣部160和扣合部180的配合而將所述第二機臂16鎖固在所述主機臂18上?？梢岳斫獾氖牵谄渌麑嵤├?，所述快拆自鎖機構(gòu)可以是任意適宜的可脫離的配合結(jié)構(gòu)，例如在所述主機臂18上設置卡扣部而在所述第二機臂16上設置扣合部，配合方式也不限于卡扣，例如過盈、螺合等，只要能使得所述第二機臂16可分離地固定在所述主機臂18上即可。

請參閱圖1及圖3所示，所述第二部分142與所述第一部分141、所述第三部分143不在一條直線上，與所述第一部分141、所述第三部分143均呈一定角度，例如大于90度小于180度的鈍角，從而使得所述無人機1折疊時，所述第一部分141與所述第三部分143位于不同平面。所述第一機臂14的結(jié)構(gòu)使中心部12與主機臂18不在同一平面上，避免折疊時中心部12與主機臂18相互干涉。

請參閱圖4和圖5所示，為所述機架組件10折疊后的俯視圖和剖視圖。折疊狀態(tài)的俯視圖中，所述第二機臂16折疊在所述主機臂18的背面，被所述主機臂18所遮擋。所述第一機臂14折疊在所述主機臂18內(nèi)側(cè)(即靠近所述中心部12的一側(cè))。在所述折疊狀態(tài)下，所述第一部分141與所述主機臂18所成的角度小于展開狀態(tài)時所述第一部分141與所述主機臂18所成的角度。在一些實施例中，在所述折疊狀態(tài)下所述第一部分141與所述主機臂18大致平行且基本貼合在所述主機臂18的內(nèi)側(cè)，即所述第一部分141與所述主機臂18所成的角度大致為零或接近零。所述第三部分143與所述第二機臂16大致平齊，從而使得分別與所述第一機臂14和所述第二機臂16連接的所述中心部12處于與所述第一機臂14的第三部分143和所述第二機臂16大致平行的平面。在所述折疊狀態(tài)，所述主機臂18與所述第三部分143及所述第二機臂16位于不同平面，亦即與所述中心部12位于不同平面，所述主機臂18所在的平面可位于所述中心部12的底部下方或所述中心部12的頂部上方。所述兩主機臂18靠近所述中心部12兩側(cè)，相較展開狀態(tài)，在折疊狀態(tài)下所述兩主機臂18之間的間距小于在展開狀態(tài)下的兩主機臂18之間的間距。在所述折疊狀態(tài)下，兩所述第一機臂14大致平行設置在所述兩主機臂18之間，即兩所述第一機臂14之間所成的角度大致為零。相較展開狀態(tài)，在折疊狀態(tài)時兩所述第一機臂14之間所成的角度小于展開狀態(tài)時兩所述第一機臂14之間所成的角度。在所述折疊狀態(tài)下，兩所述第二機臂16大致平行設置在兩所述第一機臂14的第三部分143的外側(cè)，兩所述第二機臂16之間的夾角大致為零。在所述折疊狀態(tài)下，兩所述第二機臂16的遠端均設置在所述無人機100的機頭一側(cè)，即與所述第一機臂14位于所述中心部12的同側(cè)。可以理解，當所述第一機臂14位于所述中心部12的機尾一側(cè)時，兩所述第二機臂16的遠端在所述折疊狀態(tài)亦同樣位于所述中心部12的機尾一側(cè)。在所述折疊狀態(tài)下，兩所述第二機臂16的遠端之間的間距小于在展開狀態(tài)時兩所述第二機臂16的遠端之間的間距。在一些實施例中，折疊狀態(tài)下兩所述第二機臂16的遠端之間的間距大致相當于所述中心部12在垂直于其橫滾軸方向的寬度。

在一些實施例中，所述第一部分141與所述第三部分143大致平行。由于折疊狀態(tài)下所述第一部分141與所述主機臂18大致平行，所述第三部分143與所述第二機臂16大致平行，從而使得折疊狀態(tài)下，兩所述主機臂18與兩所述第二機臂大致平行，且分別位于不同平面。

當從折疊狀態(tài)向展開狀態(tài)展開時，先將所述第一機臂14及所述主機臂18展開至預定位置(所述預定位置可為所述機架組件10位于展開狀態(tài)時所述第一機臂14及所述主機臂18所處的位置)，然后再將第二機臂16的遠端從所述中心部12的卡扣120處退出，并繞其近端部旋轉(zhuǎn)展開到指定位置(所述指定位置可為所述機架組件10位于展開狀態(tài)時所述第二機臂16所處的位置)，最后再將所述第二機臂16的遠端通過快拆自鎖機構(gòu)鎖固在所述主機臂18上，從而完成所述機架組件10的展開。

類似地，當折疊所述機架組件10時，先將所述第二機臂16的遠端從所述主機臂18上解鎖，并使所述第二機臂16相對所述中心部12旋轉(zhuǎn)至與所述主機臂18大致平行的位置，并使得所述第二機臂16的遠端與所述中心部12的卡扣120相扣合，然后使得所述兩主機臂18向所述中心部12靠近，直至到達折疊狀態(tài)。此時，所述第一機臂14的第一部分141貼合在所述主機臂18內(nèi)側(cè)，所述第一機臂14的第三部分143與所述第二機臂16大致平行。

由于所述第一機臂14為彎曲狀態(tài)，使得所述機架組件10折疊時，所述主機臂18與所述第一機臂14的第三部分143及所述第二機臂16位于不同平面，避免了主機臂18與所述第二機臂16的干涉及主機臂18與中心部12相互干涉。且折疊后所述第一機臂14和所述第二機臂16都限定在所述兩主機臂18所限定的寬度范圍內(nèi)，折疊后的機架組件寬度大致與所述中心部12的寬度相當，厚度大概相當于所述主機臂18與所述第二機臂16疊加后的厚度，體積相對較小。

可以理解的是，所述快拆自鎖機構(gòu)也可為設置在第二機臂16上的套設部，例如半開放的套設部，在展開狀態(tài)時，套設在所述主機臂18上；在從所述展開狀態(tài)向所述折疊狀態(tài)折疊時，所述第二機臂16從所述主機臂18上脫離；而在所述折疊狀態(tài)時，所述第二機臂16再次套設在所述主機臂18上以穩(wěn)固在所述折疊狀態(tài)；當從折疊狀態(tài)展開至所述展開狀態(tài)時，所述第二機臂16從所述主機臂18脫離而展開至所述指定位置后再次套設在所述主機臂18上以鎖固在所述展開狀態(tài)。

請參閱圖6及圖7所示，為本發(fā)明第二實施方式之無人機機架組件俯視圖。相較上所述的實施方式，所述機架組件還包括輔助機臂15。所述輔助機臂15一端連接在所述中心部12上，一端連接在所述主機臂18上。所述輔助機臂15的數(shù)量可為一個、兩個、三個或多個。優(yōu)選地，所述輔助機臂15與所述第一機臂14的第一部分141和第三部分143大致平行。所述輔助機臂15與所述第一機臂14、所述主機臂18形成連桿結(jié)構(gòu)，輔助所述第一機臂和所述主機臂的展開和折疊?？梢岳斫獾氖牵瑸楸阌谡归_和折疊，所述輔助機臂15也可以采用快拆自鎖機構(gòu)可分離地固定在所述主機臂18上或所述中心部12上。

可以理解的是，在一些實施例中，所述第二機臂16可以省略，所述第一機臂14可設置在所述主機臂18的幾何中心處。所述中心部12與所述第一機臂14之間、所述第一機臂14和所述主機臂18之間均可設置鎖固機構(gòu)以鎖固所述中心部12與所述第一機臂14之間的連接及所述第一機臂14與所述主機臂18之間的連接。可以理解，雖然附圖所示的實施例中所述第一機臂14、第二機臂16分別設置在所述主機臂18相對的兩端部，但是在其他實施方式中，所述第一機臂14、所述第二機臂16均可設置在所述主機臂18的中部。

可以理解的是，在一些實施例中，所述主機臂18可以省略，所述動力系統(tǒng)可直接設置在所述第一機臂14和所述第二機臂16的遠端部。

在上述實施例中，所述第一機臂14、所述第二機臂16、所述輔助支機臂15均可被稱為支機臂，所述支機臂的數(shù)量可不限于所述實施例中的數(shù)量，可為多個。所述主機臂18通過所述支機臂與所述中心部12連接。多個支機臂可繞所述中心部12的橫滾軸對稱設置，多個所述主機臂18也可繞所述中心部12的橫滾軸對稱設置。

可以理解的是，在上述實施例中，在折疊狀態(tài)時，所述卡扣可設置在所述主機臂18上，所述第二機臂16可通過卡扣與所述主機臂18扣合以進一步穩(wěn)固所述第二機臂16于所述折疊狀態(tài)。可以理解的是，所述卡扣120可以替換為其他任意適合的固定結(jié)構(gòu)，只要能使得所述第二機臂16可分離地固定在所述中心部12或所述主機臂18上即可，例如卡勾與卡槽的配合等。

另外，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術構(gòu)思做出其它各種相應的改變與變形，而所有這些改變與變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。