阅读说明：本技术 支臂折叠机构、无人机支臂和无人机 (Support arm folding mechanism, unmanned aerial vehicle support arm and unmanned aerial vehicle ) 是由 蔡茂林 郭向群 舒伟略 李群 常建 杨承章 刘凡宾 辛浩达 马国鹏 余猛 于 2020-05-08 设计创作，主要内容包括：本发明涉及无人机的技术领域,尤其涉及一种支臂折叠机构、无人机支臂和无人机。支臂折叠机构包括内、外支臂安装件和锁定总成,内、外支臂安装件铰接,锁定总成位于内、外支臂安装件的铰接处的异侧,锁定总成包括第一锁定组件和外支臂锁扣,外支臂锁扣与外支臂安装件固定连接,第一锁定组件包括内支臂锁扣、自锁组件和摆臂,内支臂锁扣的第一端用于与外支臂锁扣锁定,内支臂锁扣铰接于摆臂上,摆臂与内支臂安装件相对旋转设置,自锁组件与内支臂安装件相对固定设置,自锁组件包括活动锁定件,当内支臂锁扣锁定在外支臂锁扣时,活动锁定件用于锁定摆臂与内支臂安装件的相对旋转角度。该申请实现了通过折叠来缩小无人机支臂的占用体积的技术效果。(The invention relates to the technical field of unmanned aerial vehicles, in particular to a support arm folding mechanism, an unmanned aerial vehicle support arm and an unmanned aerial vehicle. The support arm folding mechanism comprises an inner support arm installation piece, an outer support arm installation piece and a locking assembly, wherein the inner support arm installation piece and the outer support arm installation piece are hinged, the locking assembly is positioned on the inner side and the opposite side of the hinged position of the outer support arm installation piece, the locking assembly comprises a first locking component and an outer support arm lock catch, the outer support arm lock catch is fixedly connected with the outer support arm installation piece, the first locking component comprises an inner support arm lock catch, a self-locking component and a swing arm, the first end of the inner support arm lock catch is used for being locked with the outer support arm lock catch, the inner support arm lock catch is hinged on the swing arm, the swing arm and the inner support arm installation piece are arranged in a relative rotating mode, the self-locking component and the inner support arm installation piece are arranged in a relatively fixed mode, the self-locking component comprises a movable locking piece, and when the inner. This application has realized reducing the technological effect of the volume that occupies of unmanned aerial vehicle support arm through folding.)

支臂折叠机构、无人机支臂和无人机

技术领域

本发明涉及无人机的技术领域，尤其涉及一种支臂折叠机构、无人机支臂 和无人机。

背景技术

随着科学技术的迅猛发展，近些年来，无人机在各个行业的应用也日益广 泛，现阶段，无人机的应用已经涉及到航拍、农林植保、地质勘探、电力巡检、 油气管路巡查、高速公路事故管理、森林防火巡查、污染环境勘察、应急救援 与救护、抢险救灾、海岸线巡查等领域。

在上述这些行业应用当中多旋翼无人机应用较多，而随着行业需求运用， 无人机载荷将越来越大，对于多旋翼无人机，随着载荷的增大，多旋翼无人机 的轴距将增加，随着轴距的增加，多旋翼无人机的支臂将要加长，而加长的无 人机支臂将使整个无人机的整机体积增大，这对于运输转场过程中是非常不利 的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种支臂折叠机构、无人机支臂和无人机，至少部 分解决现有技术中存在的无人机体积增大而导致运输不便的问题。

第一方面，本发明提供一种支臂折叠机构，包括内支臂安装件、外支臂安 装件和锁定总成，所述内支臂安装件用于与内支臂固定连接，所述外支臂安装 件用于与外支臂固定连接，所述内支臂安装件与所述外支臂安装件铰接，

所述锁定总成位于所述内支臂安装件和所述外支臂安装件的铰接处的异 侧，所述锁定总成包括第一锁定组件和外支臂锁扣，所述外支臂锁扣与所述外 支臂安装件固定连接，

所述第一锁定组件包括内支臂锁扣、自锁组件和摆臂，所述内支臂锁扣的 第一端用于与所述外支臂锁扣锁定以限制所述第一锁定组件与所述外支臂锁扣 相对远离，所述内支臂锁扣铰接于所述摆臂上，所述摆臂与所述内支臂安装件 相对旋转设置，所述自锁组件与所述内支臂安装件相对固定设置，所述自锁组 件包括活动锁定件，当所述内支臂锁扣锁定在所述外支臂锁扣时，所述活动锁 定件用于锁定所述摆臂与所述内支臂安装件的相对旋转角度。

本发明提供的支臂折叠机构，通过将可以与内支臂固定连接的内支臂安装 件、与外支臂固定连接的外支臂安装件铰接，可以实现内支臂和外支臂在运输 过程中的相对旋转，进而通过折叠来缩小无人机支臂的占用体积。而且，利用 第一锁定组件的内支臂锁扣和外支臂锁扣以限制第一锁定组件和外支臂锁扣相 对远离，使得内支臂安装件和外支臂安装件无法打开。通过自锁组件限制摆臂 与内支臂安装件的相对旋转角度，使得摆臂无法摆动，进而使得内支臂锁扣无 法运动、无法脱离外支臂锁扣，进而保证了外支臂锁扣与内支臂锁扣的可靠锁 定，从而最终确保内支臂和外支臂在无人机使用时的相对固定。

根据本发明提供的优选的实施方式，内支臂锁扣与摆臂相对旋转的旋转轴 线为第一旋转轴线，内支臂锁扣与内支臂安装件相对旋转的旋转轴线为第二旋 转轴线，第一旋转轴线与第二旋转轴线平行。

根据本发明提供的进一步优选的实施方式，当内支臂锁扣锁定在外支臂锁 扣时，外支臂锁扣对内支臂锁扣的第一端产生第一阻力，第一阻力相对于第一 旋转轴线形成第一转矩，第一转矩用于使内支臂锁扣的第一端向外支臂安装件 运动。

根据本发明提供的进一步优选的实施方式，当内支臂锁扣锁定在外支臂锁 扣时，内支臂锁扣在第一旋转轴线处对摆臂施加第二作用力，第二作用力对第 二旋转轴线形成第二转矩，第二转矩用于使摆臂向内支臂安装件运动。

根据本发明提供的再进一步优选的实施方式，内支臂锁扣与外支臂锁扣的 接触位置和第一旋转轴线形成第一连线，第二旋转轴线和内支臂安装件分别位 于第一连线的异侧。

根据本发明提供的优选的实施方式，所述自锁组件包括自锁底座，所述活 动锁定件包括滑动块和锁舌，所述滑动块滑动连接在所述自锁底座上，所述锁 舌固定安装于所述滑动块上，所述滑动块还通过弹性元件与所述自锁底座连接， 所述弹性元件用于驱动所述滑动块以使得所述锁舌搭接在所述摆臂的自由端。

根据本发明提供的优选的实施方式，当所述锁舌搭接在所述摆臂的自由端 时，所述锁舌与所述摆臂的自由端的接触面与所述摆臂旋转的法向平面的夹角 的正切值，小于所述锁舌与所述摆臂之间的摩擦系数。

根据本发明提供的优选的实施方式，内支臂安装件通过支臂连接轴与外支 臂安装件铰接，外支臂安装件的朝向内支臂安装件的第一侧具有外支臂限位台， 内支臂的设置支臂连接轴的部位为锐角部，在第一锁定组件与外支臂锁扣锁定 时，锐角部的背离外支臂安装件的一侧形成内支臂限位台，内支臂安装件与外 支臂安装件打开至最大角度时，第一侧边与外支臂限位台邻接。

第二方面，本发明提供一种无人机支臂，包括内支臂、外支臂和上述任一 项的支臂折叠机构。

由于本方面所提供的无人机支臂，包括了上述的支臂折叠机构，因此具有 了上述的支臂折叠机构的技术效果，在此不再赘述。

第二方面，本发明提供一种无人机，包括上述的无人机支臂。

由于本方面所提供的无人机，包括了上述的无人机支臂，因此具有了上述 的无人机支臂的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例一提供的支臂折叠机构的立体示意图；

图2为实施例一的支臂折叠机构的俯视图；

图3为实施例一的支臂折叠机构的主视图；

图4为实施例一的支臂折叠机构在内支臂安装件与外支臂安装件打开状态 下的主视图；

图5为实施例一中的外支臂锁扣、第一锁定组件处于锁定状态的立体示意 图；

图6为图5的前视图；

图7为实施例一中的锁定组件的结构示意图。

图中各个附图标记表示的含义如下：

10、内支臂套管；11、锐角部；12、第一侧边；13、内支臂铆钉；14、支 臂连接轴；20、外支臂套管；21、外支臂铆钉；22、外支臂限位台；32、铰接 座；34、摆臂；35、内支臂锁扣；352、第一钩部；361、自锁底座；362、拨 动销；363、弹性元件；364、弹簧导向柱；365、滑动块；367、锁舌；368、滑 动槽挡块；369、限位块；40、外支臂锁扣；41、第二钩部；50、内支臂。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互 组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性 劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。 应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述 的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应 了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方 式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何 数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面 中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

实施例一：

如图1～图7所示，本发明提供一种支臂折叠机构，包括内支臂安装件、外 支臂安装件和锁定总成，内支臂安装件用于与内支臂50固定连接，外支臂安装 件用于与外支臂固定连接，内支臂安装件与外支臂安装件铰接。具体说来，内 支臂安装件包括内支臂套管10，外支臂安装件包括外支臂套管20。内支臂套管 10的底部与外支臂套管20铰接。

无人机使用前，可以用内支臂铆钉13将内支臂套管10与内支臂50铆接到 一起，可以用外支臂铆钉21将外支臂套管20与外支臂铆接到一起。

锁定总成位于内支臂安装件和外支臂安装件的铰接处的异侧，锁定总成包 括第一锁定组件和外支臂锁扣40，外支臂锁扣40与外支臂安装件固定连接。具 体的，在本实施例中，外支臂锁扣40直接通过螺钉安装在外支臂套管20部的 顶端，内支臂套管10的顶部安装有第一锁定组件。而内支臂套管10和外支臂 套管20在底部实现铰接，即，在本实施例中，锁定总成位于内支臂套管10和 外支臂套管20的对侧。

具体如图5所示，第一锁定组件包括内支臂锁扣35、自锁组件、铰接座32 和摆臂34，铰接座32安装在内支臂套管10上，具体的，二者之间可以是一体 成型的，也可以是铰接座32焊接在内支臂套管10的顶部，也可以通过螺纹连 接的方式实现二者的固定连接。第一钩部352用于与外支臂锁扣40锁定以限制 第一锁定组件与外支臂锁扣40相对远离，内支臂锁扣35铰接于摆臂34上，具 体的，内支臂锁扣35大体上为板状，板的一侧边缘即为内支臂锁扣35的第一 端，第一端所在的侧边，即为内支臂锁扣35与摆臂34铰接的一条边的相对的一边。内支臂锁扣35的第一端具有向图示中下方弯折的第一钩部352，而外支 臂锁扣40上则设置有第二钩部41，能够与第一钩部352钩住，防止二者脱开。

摆臂34与内支臂安装件相对旋转设置，具体的，摆臂34为底部开口的日 字形，日字形的每个脚与铰接座32的一个铰接耳分别铰接。而且，铰接座32 和内支臂套管10是固定连接的，所以，摆臂34和内支臂安装件是相对铰接的。

自锁组件固定安装在内支臂50上，由于内支臂安装件与内支臂50是固定 连接的，所以自锁组件与内支臂安装件也是相对固定设置的，当内支臂锁扣35 锁定在外支臂锁扣40时，自锁组件用于摆臂34与内支臂安装件的相对旋转角 度。在本实施例中，如图所示，自锁组件设置在内支臂锁扣35的第二端，即摆 臂34所呈的开口日字形的上半部的镂空部分中，当锁定了日字形的上方一横， 使其远离内支臂50时，摆臂34也无法旋转，而内支臂锁扣35也就固定住，所 以内支臂锁扣35和外支臂锁扣40也就无法打开，从而明显提高了锁定的可靠 性。

本实施例提供的支臂折叠机构，通过将可以与内支臂50固定连接的内支臂 安装件、与外支臂固定连接的外支臂安装件铰接，可以实现内支臂50和外支臂 在运输过程中的相对旋转，进而通过折叠来缩小无人机支臂的占用体积。而且， 利用第一锁定组件的内支臂锁扣35和外支臂锁扣40以限制第一锁定组件和外 支臂锁扣40相对远离，使得内支臂安装件和外支臂安装件无法打开。通过自锁 组件限制内摆臂34与内支臂安装件的相对旋转角度，使得摆臂34无法摆动， 进而使得内支臂锁扣35无法运动、无法脱离外支臂锁扣40，进而保证了外支臂 锁扣40与内支臂锁扣35的可靠锁定，从而最终确保内支臂50和外支臂在无人 机使用时的相对固定。

优选的实施方式，内支臂锁扣35与摆臂34相对旋转的旋转轴线为第一旋 转轴线，内支臂锁扣35与内支臂安装件相对旋转的旋转轴线为第二旋转轴线， 第一旋转轴线与第二旋转轴线平行。具体的，内支臂锁扣35与外支臂锁扣40 的接触位置，以及第一旋转轴线，分别位于第二旋转轴线的两侧。

当第一旋转轴线与第二旋转轴线平行时，两个旋转的方向是一致的，只要 将摆臂34向远离外支臂锁扣40的方向移动，就可以实现内支臂锁扣35将外支 臂锁扣40的限位部钩住，无需非常精确地控制二者之间的精度，从而减少了加 工成本。

具体如图5和图6所示，进一步优选的实施方式，当内支臂锁扣35锁定在 外支臂锁扣40时，外支臂锁扣40对第一钩部352产生第一阻力，第一阻力相 对于第一旋转轴线形成第一转矩，第一转矩用于使第一钩部352向外支臂安装 件运动。具体的，外支臂锁扣40包括第二连接板和第二钩部41，第二连接板通 过螺钉固定在外支臂套管20上，第二钩部41位于第二连接板的朝向第一锁定 组件的一端，第二钩部41和第二连接板可以是一体成型的，也可以是第二钩部 41焊接在第二连接板的一个边缘上。

通过将外支臂锁扣40提供第一转矩，可以防止内支臂锁扣35从外支臂锁 扣40上脱出，自然就可以实现防止第一锁定组件与外支臂锁扣40脱离，从而 达到实现锁定总成可靠锁定的目的。

具体如图5和图6所示，进一步优选的实施方式，当内支臂锁扣35锁定在 外支臂锁扣40时，内支臂锁扣35在第一旋转轴线处对摆臂34施加第二作用力， 第二作用力对第二旋转轴线形成第二转矩，第二转矩用于使摆臂34向内支臂安 装件运动。

由于内支臂锁扣35锁定在外支臂锁扣40时，外支臂锁扣40必然要给内支 臂锁扣35以一个图中向左的作用力，当内支臂锁扣35对摆臂34施加的第二作 用力产生的第二转矩，可以使得摆臂34向内支臂套管10运动时，由于内支臂 套管10所连接的支臂的阻挡作用，摆臂34也不可能无限制地沿图示的顺时针 方向旋转，在内支臂锁扣35与外支臂锁扣40锁定时，使得摆臂34能够自锁在 该位置上，从而使得锁定总成彻底锁住。

再进一步优选的实施方式，内支臂锁扣35与外支臂锁扣40的接触位置和 第一旋转轴线形成第一连线，第二旋转轴线和内支臂安装件分别位于第一连线 的异侧。即，第二旋转轴线相对于第一连线，在图中位于其上方，内支臂套管 10位于第一连线的下方。

锁定时，第一连线位于第二旋转轴线的下方，内支臂锁扣35对摆臂34产 生的拉力所产生的第二转矩，也必然为图中的顺时针的转矩，该第二转矩能够 使得摆臂34自锁在该位置。

具体如图7所示，优选的实施方式，自锁组件包括自锁底座361、滑动块 365和锁舌367，滑动块365滑动连接在自锁底座361上，锁舌367固定安装于 滑动块365上，滑动块365还通过弹性元件363与自锁底座361连接，弹性元 件363用于驱动滑动块365以使得锁舌367搭接在摆臂34的自由端。具体的， 自锁底座361可以安装在内支臂50上，自锁底座361上设置一滑动槽，滑动槽 的一端固定安装有滑动槽挡块368，在本实施例中，弹性元件363可以为螺旋压 缩弹簧，螺旋压缩弹簧的一端抵在滑动槽挡块368上，螺旋压缩弹簧的另一端 抵在滑动块365上，螺旋压缩弹簧穿在弹簧导向柱364上，滑动块365滑动设 置在滑动槽中，锁舌367固定安装于滑动块365的背离弹性元件363的一端。 滑动槽的另一端还设有限位块369，限位块369被螺钉紧固在自锁底座361的上 表面，用于防止滑动块365沿远离弹性元件363的方向，或远离滑动槽的槽底 的方向从滑动槽中脱出。滑动块365的顶面上还设置拨动销362。另外，滑动块 365中还应当设置通孔或沉孔，以容纳弹簧导向柱364。

通过设置滑动的滑动块365和锁舌367，可以在需要将摆臂34锁住时，利 用弹性元件363的弹性推动滑动块365，以使得锁舌367锁住摆臂34，当需要 解除锁定时，通过拨动滑动块365使得弹性元件363向变形的方向运动，锁舌 367脱离摆臂34的摆动区域，即可使摆臂34发生摆动。

优选的实施方式，当锁舌367搭接在摆臂34的自由端时，锁舌367与摆臂 34的自由端的接触面与摆臂34旋转的法向平面的夹角的正切值，小于锁舌367 与摆臂34之间的摩擦系数。

通过设置锁舌367和摆臂34的接触面的角度，使得锁舌367的下表面成为 一楔形表面，楔形表面与摆臂34之间产生摩擦自锁。即使弹性元件363发生损 坏，当摆臂34产生图示的逆时针的摆动趋势时，压紧锁舌367，也不会让滑动 块365和锁舌367向自锁底座361内部运动，也不会导致摆臂34发生松动。

具体如图1、图3和图4所示，优选的实施方式，内支臂安装件通过支臂连 接轴14与外支臂安装件铰接，外支臂安装件的朝向内支臂安装件的第一侧具有 外支臂限位台22，内支臂50的设置支臂连接轴14的部位为锐角部11，在第一 锁定组件与外支臂锁扣40锁定时，锐角部11的背离外支臂安装件的一侧形成 内支臂限位台，内支臂安装件与外支臂安装件打开至最大角度时，第一侧边12 与外支臂限位台22邻接。

通过设置外支臂限位台22和内支臂50的锐角部11的第一侧边12抵接， 可以限制外支臂相对于内支臂50打开的最大角度，从而防止折叠之后外支臂与 机体发生干涉、碰撞。

本实施例的动作原理为：

以内支臂套管10和外支臂套管20呈打开状态为初始状态。

当需要将内支臂套管10和外支臂套管20锁定时，先将摆臂34沿图4所示 的逆时针方向旋转，使其抬起。再使得内支臂套管10和外支臂套管20沿支臂 连接轴14旋转，外支臂套管20的上部靠近内支臂套管10的上部，即，外支臂 锁扣40与第一锁定组件相靠近，如果这一过程中，第二钩部41的外侧面不会 与内支臂锁扣35的第一钩部352接触，那么则无需再进一步抬起内支臂锁扣35 的第一钩部352，如果发生接触，则需要抬起第一钩部352，以使得内支臂套管 10可以与外支臂套管20的端面接触上。

然后，将第一钩部352放置到第二钩部41的开口方向，向右侧推动摆臂34 的右端，摆臂34沿第二轴线相对铰接座32旋转。第一钩部352在外支臂锁扣 40的上表面向第二钩部41中移动，内支臂锁扣35与摆臂34的夹角变小，直至 第一钩部352完全移动至第二钩部41中，此时，第一连线也低于第二旋转轴线。 上述过程中，应当先使得滑动块365和锁舌367缩回到自锁底座361中，当摆 臂34完全移动到位之后，松开滑动块365上方的拨动销362，滑动块365被弹 性元件363顶出，锁舌367卡到摆臂34的端部上方，完成锁定。

由于第一连线，低于第二旋转轴线，内支臂锁扣35对摆臂34施加的作用 力使得摆臂34向图中的顺时针旋转，而且弹性销361也把内支臂锁扣35和摆 臂34之间的角度锁住，另外，外支臂锁扣40对内支臂锁扣35施加的作用力， 相对于第一旋转轴线的转矩也是使得内支臂锁扣35维持锁定状态的转矩，三种 因素协同作用，则可以显著提高锁定的可靠性，避免飞行状态下外支臂与内支 臂50打开。

相应的，将内支臂套管10和外支臂套管20打开的过程，则与上述的锁定 过程完全相反，将上述步骤的操作反向即可。

本申请具有结构形式简单、操作方便、结构重量轻、安全可靠、耐久性好、 对于所有多轴无人机均可使用的优点，在工作过程中通过锁定总成可以增加该 套机构的可靠性，在非工作状态下，可以有效减少整机体积，从而减少包装箱 尺寸且方便运输增加同一批次产品运输数量，在支臂展开过程中可有效减少操 作时间，方便飞手操作。

实施例二：

本实施例提供一种无人机支臂，包括内支臂50、外支臂和上述任一项的支 臂折叠机构。

由于本实施例所提供的无人机支臂，包括了上述的支臂折叠机构，因此具 有了上述的支臂折叠机构的技术效果，在此不再赘述。

实施例三：

本实施例提供一种无人机，包括上述的无人机支臂。

由于本方面所提供的无人机，包括了上述的无人机支臂，因此具有了上述 的无人机支臂的技术效果，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于 此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到 的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。例如：

实施例一中，是采用内支臂套管和外支臂套管的形式与内支臂和外支臂实 现连接的，实际上，还可以采用其他的连接方式，例如，将连接件选择为可以 插入呈管状的支臂的内部的空心或实心的柱形或塞形，并且用铆钉或销等实现 固定。

实施例一中，锁定总成是设置在内支臂套管和外支臂套管的铰接位置的对 侧的，实际上，设置在内支臂套管和外支臂套管铰接位置的90°方位上，也可 以实现锁定目的，但是这种方案中，至少设置两套锁定总成较为稳妥，却会明 显增加操作的复杂程度，不如实施例一中的设置位置更优。

实施例一中，自锁组件是安装在内支臂上，实际上，第一锁定组件包括固 定连接的铰接座和第一连接板，第一连接板上再安装自锁组件。

实施例一中，摆臂设置为底部开口的日字形，日字形的两脚部，是与铰接 座铰接的，实际上，摆臂还可以采用其他的形状，诸如门字形，门字形的两脚 部，是与铰接座铰接的，门字形的一横，是被锁舌压住的。

实施例一中，第一旋转轴线与第二旋转轴线是平行的，实际上，第一旋转 轴线不一定必须与第二旋转轴线平行，只要摆臂沿第二旋转轴线向远离外支臂 锁扣运动时，内支臂锁扣的第一端也可以朝着靠近内支臂安装件的方向运动， 同样的，内支臂锁扣的第一端能够被外支臂锁扣钩住，也可以实现本申请的相 应的效果。

因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。