无人机及其可变向探伸机构的制作方法

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1.本实用新型涉及无人机技术领域，特别是一种具有可变向探伸机构的无人机。

背景技术：

2.随着无人机技术发展，其应用范围越来越广泛，如对建筑物检测及养护等，需要在旋翼无人机本体上配置探伸臂，甚至在探伸臂前端配置吸盘结构，以外伸吸附固定在建筑物表面及进行检测作业。
3.在公告号cn216509120u的中国实用新型专利中披露了一种裂纹检测无人机，其包括飞行机体、摇摆机构、探伸机构以及搭载在所述探伸机构上的裂纹检测机构，所述摇摆机构用以调节所述探伸机构的角度，所述摇摆机构设于所述飞行机构中部，所述探伸机构连接在所述摇摆机构上，所述裂纹检测机构连接在所述探伸机构上，通过所述探伸机构带动裂纹检测机构滑动；该无人机能够适用于探伸机构多个角度的调节，利于墙面裂纹的探测工作。但是，该无人机探伸机构只能在竖向面上调整仰角角度而无法单独在水平向面上进行变向，要想在水平向面上变向需要调转飞行机体朝向。

技术实现要素：

4.本实用新型的发明目的是，针对上述问题，提供了一种无人机，具备可变向探伸机构，可以在不调转飞行机体朝向情形下实现变向探伸作业。
5.为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
6.无人机，包括无人机本体及布置于无人机本体上的探伸臂，还包括转向组件，探伸臂布置于转向组件上，转向组件可转动的布置于无人机本体上，且转向组件能够带动探伸臂在水平向面上转动。
7.其中，转向组件包括转向台、转向轴及转向驱动件，探伸臂布置于转向台上，转向轴i端设置于转向台上，转向轴ii端可转动的布置于无人机本体上，转向驱动件与转向轴传动连接，转向驱动件能够相对于无人机本体固定布置，使得探伸臂在转向驱动件带动下能够在水平向面上转动。
8.如上述，将探伸臂布置于转向台上，转向台通过转向轴可转动的布置于无人机本体上，在转向驱动件带动下，转向台能够在水平向面上转动，带动探伸臂在水平向面上转动，实现水平向面的可变向调节。
9.基于前述实例，作为优选地，为了解决探伸臂的仰角角度调节问题，该无人机还包括摆动组件，探伸臂设置于摆动组件上，摆动组件设置于转向台上，且摆动组件能够带动探伸臂在竖向面上转动以调节探伸臂仰角角度。
10.作为优选地，摆动组件包括支撑架、摆动架及摆动驱动件，支撑架设置于转向台上，且该支撑架能够相对于转向台向外凸出以形成外凸段，摆动架可转动的设置于该支撑架的外凸段上，摆动驱动件与摆动架传动连接，摆动驱动件能够相对于转向台固定布置，探伸臂固定设置于摆动架上，使得探伸臂在摆动驱动件带动下能够在竖向面上转动。其中，摆
动架包括支座及齿条座，齿条座呈半圆环状结构，且齿条座的内壁面设置有齿部，支座连接于齿条座的开口端，探伸臂固定设置于支座上，支座的中部通过摆动轴可转动的设置于该支撑架的外凸段上，摆动驱动件设置于转向台上，且摆动驱动件与齿条座的齿部齿轮传动连接；其中，摆动驱动件为摆动步进电机，且，转向驱动件为转向步进电机，转向步进电机与转向轴齿轮传动连接。如此，利用支座及齿条座组成半圆框架，将转动中心布置在支座中部位置，再利用摆动驱动件带动齿条座，使其具有较长力臂，使用较小摆动驱动件即可实现驱动，利于控制负重。
11.由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：
12.1、本实用新型的无人机，转向台通过转向轴可转动的布置于无人机本体上，且转向轴与转动驱动件传动连接，因而在转向驱动件带动下，转向台能够在水平向面上转动，带动探伸臂在水平向面上转动，实现水平向面的可变向调节。
13.2、将探伸臂设置于摆动组件上，摆动组件能够带动探伸臂在竖向面上转动，探伸臂随着摆动组件转动，以调节探伸臂仰角角度，而且摆动组件设置于转向台上，在具备仰角角度调节功能同时实现水平向面的可变向调节，有效扩展探伸作业范围。
附图说明
14.图1是本实用新型的无人机实例1的侧视结构示意图。
15.图2是图1的局部放大图。
16.图3是图1的无人机本体的结构示意图。
17.图4是图1的探伸机构的结构示意图。
18.图5是图4的局部放大图。
19.图6是图5的局部放大图。
20.图7是图5的又一局部放大图。
21.图8是图4的又一视角结构示意图。
22.图9是图8的局部放大图。
23.图10是图8的又一局部放大图。
24.图11是图4的又一视角结构示意图。
25.图12是图11的局部放大图。
26.图13是图11的又一局部放大图。
27.图14是图4的又一视角结构示意图。
28.图15是图14的局部放大图。
29.图16是图4的又一视角局部结构示意图。
30.图17是图4的又一视角局部结构示意图。
31.图18是图4的又一视角局部内部结构示意图。
32.图19是图18的另一视角局部结构示意图。
33.图20是本实用新型的无人机实例2的局部侧视结构示意图。
34.图21是本实用新型的无人机实例3的局部侧视结构示意图。
35.附图中，1、机体，2、转向组件，3、摆动组件，4、探伸臂。
具体实施方式
36.实施例1
37.参见图3，定义无人机本体上有横向x及纵向y，z为竖向，xy为水平向面，通过z的xy的法向面为竖向面。
38.参见图1-图19，本实施例的无人机，包括无人机本体及布置于无人机本体上的探伸臂4，还包括转向组件2，探伸臂4布置于转向组件2上，转向组件2可转动的布置于无人机本体上，且转向组件2能够带动探伸臂4在水平向面上转动。
39.其中，无人机本体包括机体1、机架11、脚架12、托臂13及旋翼14等，机体1内配置有锂电池组及控制器的电路板等，经由线缆连接及控制旋翼14启停。无人机本体在进行探伸作业需配置有探伸臂2及执行作业设备，参见中国专利文献“一种裂纹检测无人机，公告号cn216509120u”，以四旋翼无人机对建筑物进行裂纹检测方案为例进行说明，在无人机本体上布置有探伸臂及裂纹检测机构，裂纹检测机构包括机械工作臂以及裂纹探测器等，可沿探伸臂前后滑动及外伸，进而通过裂纹探测器实现裂纹探测。本技术以探伸臂安装在无人机本体上方位置为例进行说明，探伸臂典型为电动推杆或机械臂(只在一平面翻折向外探伸)，等，无人机本体及探伸臂等均为既有技术，在此不赘述。
40.转向组件2包括转向台21、转向轴22及转向驱动件，探伸臂4布置于转向台21上，转向轴22的i端设置于转向台21上，转向轴22的ii端可转动的布置于无人机本体上，转向驱动件与转向轴22传动连接，转向驱动件能够相对于无人机本体固定布置，使得探伸臂4在转向驱动件带动下能够在水平向面上转动。
41.转向驱动件选用转向电机，优选为转向步进电机25，转向轴22上配置有转向齿轮i24，转向步进电机25的驱动轴上配置有与转向齿轮i啮合连接的转向齿轮ii241，转向步进电机25与转向轴22齿轮传动连接。转向步进电机通过驱动器驱动运行，转向步进电机与无人机本体连接及控制技术均为既有技术，在此不再赘述。
42.为了最大限度保持无人机本体原本结构及探伸机构的独立性，转向组件与无人机本体连接结构可通过配置限定台26实现。此时，转向轴22的ii端通过转向轴承23及转向套231可转动连接于限定台26上，转向套231与限定台26固定连接，可采用焊接或一体成型等，转向套231内通过转向轴承23与转向轴22的ii端连接，而且转向轴i端固定连接于转向台21中心位置，可采用焊接或一体成型等。转向步进电机25通过z型架i251固定连接于限定台26上，其采用螺纹连接方式固定。如此，可组成较为独立的探伸机构，其可实现相对于限定台在水平向面上转动。然后，再采用螺纹连接方式将限定台26固定连接于无人机本体上，在机架11上板111上开设安装孔112，在限定台上相应位置开设固定孔，然后配合螺栓及螺母固定连接，实现将转向轴可转动的布置于无人机本体上。
43.其中探伸臂的固定端固定在转向台上，可采用螺丝连接等方式，探伸臂的伸缩端可相对于转向台外伸及内缩，以实现将探伸臂布置于转向台上。转向台及限定台可分别采用圆形板或矩形板等板状结构，还可再在其上设置镂空孔以减轻重量，还可以采用方管等横纵连接组成框架结构，图示以未设置镂空孔的圆形板为例说明，在此不再展开说明。
44.如上述，将探伸臂布置于转向台上，转向台通过转向轴可转动的布置于无人机本体上，且转向轴与转动驱动件传动连接，因而在转向驱动件带动下，转向台能够在水平向面上转动，带动探伸臂在水平向面上转动，实现探伸臂在水平向面的可变向调节。
45.实施例2
46.在实施例1的基础上，作为优选地，本实施例2还具备仰角调节结构，以解决探伸臂的仰角角度调节问题，其它未尽说明请参见前述实施例1。
47.参见图1-图19，该无人机还包括摆动组件3，探伸臂4设置于摆动组件3上，摆动组件3设置于转向台21上，且摆动组件3能够带动探伸臂4在竖向面上转动，探伸臂4随着摆动组件3转动，以调节探伸臂4仰角角度。
48.摆动组件可以采用电机驱动式或推杆驱动式，优选地，本实施例2采用电机驱动式摆动组件。
49.摆动组件3包括支撑架32、摆动架及摆动驱动件，支撑架32设置于转向台21上，且该支撑架32能够相对于转向台向外凸出以形成外凸段，摆动架可转动的设置于该支撑架32的外凸段上，摆动驱动件与摆动架传动连接，摆动驱动件能够相对于转向台21固定布置，探伸臂4固定设置于摆动架上，使得探伸臂4在摆动驱动件带动下能够在竖向面上转动。
50.摆动架包括支座31及齿条座33，齿条座33呈半圆环状结构，可根据角度需要设置为优弧状、半圆弧状或劣弧状，且齿条座33的内壁面设置有齿部，支座31连接于齿条座33的开口端，探伸臂4固定设置于支座31上，支座31的中部通过摆动轴313可转动的设置于该支撑架的外凸段上，摆动驱动件设置于转向台上，且摆动驱动件与齿条座的齿部齿轮传动连接。
51.支座31两端及中部位置分别布置有端部座41及中心座311，探伸臂的固定端固定在端部座及中心座上，可采用螺丝连接等方式，以实现将探伸臂布置于转向台上。
52.选用两根支撑架32相对设置，支撑架侧视呈梯形状结构，其两端分别通过架体紧固件321固定连接于转向台21上，其中部形成外凸段；在两个外凸段之间通过轴紧固件322连接有摆动轴313，将摆动轴313端部插接在轴紧固件一端轴孔上并拧紧螺栓固定，轴紧固件另一端配合螺栓拧紧固定在外凸段上，而且摆动轴313通过摆动轴承312可转动连接在支座31上，典型如转动连接在中心座311上。当然，还可以采用单一支撑架。
53.摆动驱动件选用摆动电机，优选为摆动步进电机34，摆动步进电机34的驱动轴上配置有与齿条座33齿部啮合连接的摆动齿轮331，以实现齿轮传动连接。摆动齿轮331固定在电机轴344上，电机轴344通过电机轴承343固定在两个相对设置的电机紧固件341上，摆动步进电机通过z型架ii342螺纹连接于转向台21上，电机轴344和摆动步进电机的驱动轴可用联轴器345连接。摆动步进电机通过驱动器驱动运行，摆动步进电机与无人机本体连接及控制技术均为既有技术，在此不再赘述。
54.其中转向台、支撑架及摆动架等零部件均采用与无人机本体机架相同既有材质制成，如碳纤维板、碳纤维管等，或者采用不锈钢、铝合金等常规材质制成，在此不再展开说明。
55.如上述，将探伸臂设置于摆动组件上，摆动组件能够带动探伸臂在竖向面上转动，探伸臂随着摆动组件转动，以调节探伸臂仰角角度，而且摆动组件设置于转向台上，在具备仰角角度调节功能同时实现水平向面的可变向调节，有效扩展探伸作业范围。
56.同时，相对于摆动步进电机直接驱动摆动轴转动方案，该摆动组件利用支座及齿条座组成半圆框架，将转动中心布置在支座中部位置，再利用摆动驱动件带动齿条座，使其具有较长力臂，使用较小摆动驱动件即可实现驱动，利于控制负重。
57.实施例3
58.本实施例3与前述实施例1及实施例2的区别在于探伸机构与无人机本体连接结构，其它未尽说明请参见前述实施例1及实施例2。
59.参见图20，本实施例3在限定台26外沿边设置有围栏，使其形成圆形或矩形箱体结构，可以起到防护作用。
60.实施例4
61.本实施例4与前述实施例1-实施例3的区别在于探伸机构与无人机本体连接结构，其它未尽说明请参见前述实施例1及实施例2。
62.参见图21，本实施例4去掉限定台26，直接将z型架i251及转向套231安装在机架11上板111上。此时，若是无人机本体机架如图3所示采用两瓣式上板，可错开中部间隔位置安装；或者，机架采用一体板状上板结构，以安装在其中心位置。如前述这些结构均可实现将转向轴可转动的布置于无人机本体上，在此不再展开说明。
63.实施例5
64.本实施例5是对实施例1-实施例4的无人机的探伸机构单独举例说明，该探伸机构主要应用于无人机，还适用于其它设备在相同/等同场景下使用，未尽说明请参见前述实施例1-实施例4，具体如下：
65.本实施例5的无人机的可变向探伸机构，包括探伸臂，还包括转向组件，还包括转向组件2，探伸臂4布置于转向组件2上，转向组件2能够可转动的布置于无人机本体上，且转向组件2能够带动探伸臂4在水平向面上转动。
66.其中，转向组件2包括转向台21、转向轴22及转向驱动件，探伸臂4布置于转向台21上，转向轴22的i端设置于转向台21上，转向轴22的ii端能够可转动的布置于无人机本体上，转向驱动件与转向轴22传动连接，转向驱动件能够相对于无人机本体固定布置，使得探伸臂4在转向驱动件带动下能够在水平向面上转动。
67.如上述，探伸臂布置于转向台上，转向台通过转向轴可转动的布置于无人机本体上，在转向驱动件带动下，转向台能够在水平向面上转动，带动探伸臂在水平向面上转动，实现水平向面的可变向调节。
68.基于前述实例，在一优选实例中，为了解决探伸臂的仰角角度调节问题，本实例的可变向探伸机构还包括摆动组件3，探伸臂4设置于摆动组件3上，摆动组件3设置于转向台21上，且摆动组件3能够带动探伸臂4在竖向面上转动，探伸臂4随着摆动组件3转动，以调节探伸臂4仰角角度。其中，摆动组件3包括支撑架32、摆动架及摆动驱动件，支撑架32设置于转向台21上，且该支撑架32能够相对于转向台向外凸出以形成外凸段，摆动架可转动的设置于该支撑架32的外凸段上，摆动驱动件与摆动架传动连接，摆动驱动件能够相对于转向台21固定布置，探伸臂4固定设置于摆动架上，使得探伸臂4在摆动驱动件带动下能够在竖向面上转动。摆动架包括支座31及齿条座33，齿条座33呈半圆环状结构，可根据角度需要设置为优弧状、半圆弧状或劣弧状，且齿条座33的内壁面设置有齿部，支座31连接于齿条座33的开口端，探伸臂4固定设置于支座31上，支座31的中部通过摆动轴313可转动的设置于该支撑架的外凸段上，摆动驱动件设置于转向台上，且摆动驱动件与齿条座的齿部齿轮传动连接。其中，摆动驱动件为摆动步进电机，且，转向驱动件为转向步进电机，转向步进电机与转向轴齿轮传动连接。如此，将探伸臂设置于摆动组件上，摆动组件能够带动探伸臂在竖向
面上转动，探伸臂随着摆动组件转动，以调节探伸臂仰角角度，而且摆动组件设置于转向台上，在具备仰角角度调节功能同时实现水平向面的可变向调节，有效扩展探伸作业范围。同时，相对于摆动步进电机直接驱动摆动轴转动方案，该摆动组件利用支座及齿条座组成半圆框架，将转动中心布置在支座中部位置，再利用摆动驱动件带动齿条座，使其具有较长力臂，使用较小摆动驱动件即可实现驱动，利于控制负重。
69.需要指出的是，上述实施例的实例可以根据实际需要优选一个或两个以上相互组合，而多个实例采用一套组合技术特征的附图说明，图示各个零部件的螺栓和螺母连接还可以采用沉头孔结构，在此就不一一展开说明。
70.需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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。
71.上述说明是针对本实用新型较佳可行实施例的详细说明和例证，但这些描述并非用以限定本实用新型所要求保护范围，凡本实用新型所提示的技术教导下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本实用新型所涵盖专利保护范围。

技术特征：

1.一种无人机的可变向探伸机构，包括探伸臂，其特征在于：还包括转向组件，所述探伸臂布置于转向组件上，所述转向组件能够可转动的布置于无人机本体上，且转向组件能够带动探伸臂在水平向面上转动。2.根据权利要求1所述的无人机的可变向探伸机构，其特征在于：所述转向组件包括转向台、转向轴及转向驱动件，探伸臂布置于转向台上，转向轴i端设置于转向台上，转向轴ii端能够可转动的布置于无人机本体上，转向驱动件与转向轴传动连接，转向驱动件能够相对于无人机本体固定布置，使得探伸臂在转向驱动件带动下能够在水平向面上转动。3.根据权利要求2所述的无人机的可变向探伸机构，其特征在于：还包括摆动组件，探伸臂设置于摆动组件上，摆动组件设置于转向台上，且摆动组件能够带动探伸臂在竖向面上转动以调节探伸臂仰角角度。4.根据权利要求3所述的无人机的可变向探伸机构，其特征在于：所述摆动组件包括支撑架、摆动架及摆动驱动件，支撑架设置于转向台上，且该支撑架能够相对于转向台向外凸出以形成外凸段，摆动架可转动的设置于该支撑架的外凸段上，摆动驱动件与摆动架传动连接，摆动驱动件能够相对于转向台固定布置，探伸臂固定设置于摆动架上，使得探伸臂在摆动驱动件带动下能够在竖向面上转动。5.根据权利要求4所述的无人机的可变向探伸机构，其特征在于：所述摆动架包括支座及齿条座，齿条座呈半圆环状结构，且齿条座的内壁面设置有齿部，支座连接于齿条座的开口端，探伸臂固定设置于支座上，支座的中部通过摆动轴可转动的设置于该支撑架的外凸段上，摆动驱动件设置于转向台上，且摆动驱动件与齿条座的齿部齿轮传动连接；其中，摆动驱动件为摆动步进电机，且，转向驱动件为转向步进电机，转向步进电机与转向轴齿轮传动连接。6.一种无人机，包括无人机本体及布置于无人机本体上的探伸臂，其特征在于：还包括转向组件，所述探伸臂布置于转向组件上，所述转向组件可转动的布置于无人机本体上，且转向组件能够带动探伸臂在水平向面上转动。7.根据权利要求6所述的无人机，其特征在于：所述转向组件包括转向台、转向轴及转向驱动件，探伸臂布置于转向台上，转向轴i端设置于转向台上，转向轴ii端可转动的布置于无人机本体上，转向驱动件与转向轴传动连接，转向驱动件能够相对于无人机本体固定布置，使得探伸臂在转向驱动件带动下能够在水平向面上转动。8.根据权利要求7所述的无人机，其特征在于：还包括摆动组件，探伸臂设置于摆动组件上，摆动组件设置于转向台上，且摆动组件能够带动探伸臂在竖向面上转动以调节探伸臂仰角角度。9.根据权利要求8所述的无人机，其特征在于：所述摆动组件包括支撑架、摆动架及摆动驱动件，支撑架设置于转向台上，且该支撑架能够相对于转向台向外凸出以形成外凸段，摆动架可转动的设置于该支撑架的外凸段上，摆动驱动件与摆动架传动连接，摆动驱动件能够相对于转向台固定布置，探伸臂固定设置于摆动架上，使得探伸臂在摆动驱动件带动下能够在竖向面上转动。10.根据权利要求9所述的无人机，其特征在于：所述摆动架包括支座及齿条座，齿条座呈半圆环状结构，且齿条座的内壁面设置有齿部，支座连接于齿条座的开口端，探伸臂固定设置于支座上，支座的中部通过摆动轴可转动的设置于该支撑架的外凸段上，摆动驱动件
设置于转向台上，且摆动驱动件与齿条座的齿部齿轮传动连接；其中，摆动驱动件为摆动步进电机，且，转向驱动件为转向步进电机，转向步进电机与转向轴齿轮传动连接。

技术总结

本实用新型公开了一种无人机及其可变向探伸机构，包括无人机本体及布置于无人机本体上的探伸臂，还包括转向组件，探伸臂布置于转向组件上，转向组件可转动的布置于无人机本体上，且转向组件能够带动探伸臂在水平向面上转动。本实用新型的无人机，转向台通过转向轴可转动的布置于无人机本体上，且转向轴与转动驱动件传动连接，因而在转向驱动件带动下，转向台能够在水平向面上转动，带动探伸臂在水平向面上转动，实现水平向面的可变向调节。实现水平向面的可变向调节。实现水平向面的可变向调节。