可定点作业的无人机的制作方法

本实用新型专利属于无人机领域，具体涉及一种可定点作业的无人机。

背景技术：

目前国内外的大多无人机是将导航、飞行控制、通讯、遥测遥感以及无人机设计等多项独立工作进行高度集成，以实现无人机的多功能化。现阶段，国内外市面上的应用无人机主要用于航拍、娱乐表演、送货等方面，但这种无人机依然存在问题，容易受到天气风向的影响，续航时间短。

在无人机上集成机械手可以大大拓展无人机的功能，扩展无人机的应用范围，但是现有的机械手大多为刚性机械手，利用粗笨的舵机进行控制，结构复杂，耗能较大，会大大降低无人机的续航时间，提高采购和使用成本，并且刚性接触也会对抓取物有所损伤。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决背景技术中提到的问题，本实用新型提出了一种可定点作业的无人机，其采用的技术方案如下：

可定点作业的无人机，包括机身、旋翼、机械手和起落架四大部分组成，其中所述四组旋翼通过机身中旋翼座与机身安装连接在一起，并且旋翼中电机通过导线与机身中控制盒内部电路连接，所述机械手通过螺钉固定在机身中机身下板下部，并且机械手中机械手动作电机通过导线与机身中控制盒内部电路连接，所述起落架通过螺钉固定在机身的机身下板下部，并且起落架中起落架动作电机通过导线与机身中控制盒内部电路连接。

所述机身主要由机身上板、机身连接座、机身下板、旋翼座、旋翼锁定轴、控制盒、电池、摄像头和gps组成，所述机身上板四边连接处开有倒角边，在倒角边内侧开有连接孔，在一边内侧中间位置开有gps安装孔，在中央对称位置开有腰孔，所述机身下板四边连接处开有倒角边，在倒角边内侧开有连接孔，在一边内侧中间位置开有摄像头安装孔，在中央位置开有机械手和起落架的安装孔，所述机身连接座位于机身上板和机身下板之间，并通过螺钉连接机身上板和机身下板的倒角边内侧的连接孔，机身连接座侧面开有腰孔和销轴孔，所述旋翼座整体包括两片侧板和管夹，侧板前部开有安装孔，中部开有销轴孔，后部开有卡扣结构，管夹位于两片侧板之间，并通过螺钉经侧板前部的安装孔连接成一侧，旋翼座通过销轴穿过机身连接座的销轴孔和旋翼座中侧板的销轴孔连接在机身连接座上，所述旋翼锁定轴安装在机身连接座的腰孔中，并通过弹簧与机身连接座和旋翼座之间的连接销轴拉紧，可卡接在旋翼座中侧板的卡扣结构中，所述控制盒安装在机身上板和机身下板之间，位于机身上板和机身下板的中央位置，所述电池安装在机身上板上部中间位置，并通过带子穿过机身上板中央的腰孔固定，所述gps位于机身上板上部，通过螺钉连接机身上板一边内侧的gps安装孔；在使用本实用新型之前，首先通过滑动旋翼锁定轴将处于折叠状态的旋翼抬起至水平位置，并将旋翼锁定轴滑动回原始位置卡主旋翼座的卡扣结构以锁定旋翼的位置，之后再安装螺旋桨，当不再使用本实用新型时，先将螺旋桨拆下，之后通过滑动旋翼锁定轴以解除旋翼的锁定状态，之后将旋翼向下折叠，当旋翼折叠到位后，再将旋翼锁定轴滑动到原位，从而减小本实用新型的占用空间，便于存放运输。

所述摄像头位于机身下板下部，通过螺钉连接机身下板一边内侧的摄像头安装孔，并通过导线与控制盒内部电路连接；在使用本实用新型时，当需要长时间进行定点监测时，在本实用新型处于飞行状态准备定点停靠前，先将起落架支撑腿抬起，之后通过摄像头观察定点监测区域的实际情况，并辅助本实用新型利用机械手在非结构化的地形下进行精准的降落或固定在支架上，当需要进行定点取样时，在本实用新型处于飞行状态准备取样前，先将起落架支撑腿抬起，之后通过摄像头观察待取样物，并辅助本实用新型利用机械手抓取样品并进行运送。

所述旋翼主要由旋翼臂、管夹、电机安装板、电机和螺旋桨组成，所述旋翼臂一端连接在旋翼座的管夹上，另一端通过管夹安装电机安装板，并通过螺钉固定，所述电机安装在上部的电机安装板上，其输出轴安装螺旋桨，并通过导线连接控制盒内部电路。

所述机械手主要由机械手安装底板、机械手驱动盘、动作连杆、机械手动作电机、机械爪安装座、柔性爪、刚性辅助爪i和刚性辅助爪ii组成，所述机械手安装底板为y字型结构，三个分支端部下部开有铰接孔，三个分支中部开有安装孔，中央位置开有电机安装孔，机械手安装底板利用螺钉通过三个分支中部的安装孔固定在机身下板下部的机械手安装孔上，所述机械手驱动盘整体结构为上部轴线位置为同型结构，内孔开有螺纹，下部为圆盘结构，圆盘下表面外侧均布有三个铰接座，所述机械手动作电机利用螺钉固定在机械手安装底板下部的电机安装孔上，其输出轴为螺杆，输出轴与机械手驱动盘的螺纹孔形成螺纹传动关系，所述机械爪安装座上部内外侧各有一个铰接座，下部开有带t型结构的安装槽，机械爪安装座上部外侧铰接座通过动作连杆与机械手安装底板下部的铰接孔连接，机械爪安装座上部内侧铰接座通过销轴与机械手驱动盘下部的铰接座连接，所述柔性爪的上部t型安装槽安装在机械爪安装座下部的t型安装槽上，所述刚性辅助爪i内侧的安装凹槽安装在柔性爪外侧上部的安装凸台上，并通过销轴连接相应位置的销轴孔，刚性辅助爪i上部可与机械爪安装座下部外侧斜面接触，所述刚性辅助爪ii内侧的安装凹槽安装在柔性爪外侧下部的安装凸台上，并通过销轴连接相应位置的销轴孔，刚性辅助爪ii上部的安装凹槽安装在刚性辅助爪i下部的安装凸台上，并通过销轴连接相应位置的销轴孔；在使用本实用新型飞行过程中，可通过遥控向控制盒发送控制信号，控制盒通过导线控制机械手动作电机正向或反向旋转，进而对机械手的姿态和本实用新型的整体重心进行灵活的调整，从而使得本实用新型有更好的飞行品质，适应外界复杂的环境变换。

所述柔性爪采用tpu等软质聚合物材料制成，上部开有带t型结构的安装槽，内部为平行的百叶窗结构，外侧上下开有两个安装凸台，每个凸台均开有销轴孔；在使用本实用新型时，当需要抓取物品或支架时，可通过遥控向控制盒发送控制信号，控制盒通过导线控制机械手动作电机正向旋转，进而通过机械手驱动盘和动作连杆带动机械爪安装座、柔性爪、刚性辅助爪i和刚性辅助爪ii向中心轴线靠拢，当柔性爪与待抓取物接触后就会发生变形，使得柔性爪的内侧夹紧待抓取物。

所述刚性辅助爪i内侧开有安装凹槽，凹槽中部开有销轴孔，下部开有安装凸台，凸台中部开有销轴孔，所述刚性辅助爪ii内侧开有安装凹槽，凹槽中部开有销轴孔，上部开有安装凹槽，凹槽中部开有销轴孔，凹槽外侧为直角结构，凹槽内侧为圆角结构；在使用本实用新型时，当柔性爪与待抓取物接触后就会发生变形，使得柔性爪的内侧夹紧待抓取物的同时，柔性爪的外侧向外扩张，当刚性辅助爪i上部与机械爪安装座下部外侧斜面接触后，柔性爪的外侧不能再向外扩张，若待抓取物上部结构的尺寸较大，当刚性辅助爪i上部与机械爪安装座下部外侧斜面接触后，柔性爪下部会带动刚性辅助爪ii向中心轴线靠拢，并夹紧待抓取物的下部结构。

所述起落架主要由起落架安装底板、起落架动作电机、正牙丝杠、反牙丝杠、起落架牵引头i、起落架牵引头ii、导向轴、起落架安装座和起落架支撑腿组成，所述起落架安装底板为槽型结构，两端分支端部外侧开有安装槽，安装槽中部开有销轴孔，主体部分两端固定有盖板，盖板上开有光轴孔和螺杆孔，主体中央位置开有电机安装孔，主体下表面开有多个安装台阶孔，起落架安装底板利用螺钉通过下表面的台阶孔安装在机身下板下部的起落架安装孔上，所述起落架动作电机利用螺钉和安装架安装在起落架安装底板下部的电机安装孔上，起落架动作电机为两侧输出轴，一端输出轴通过联轴器连接正牙丝杠，另一端输出轴通过联轴器连接反牙丝杠，所述正牙丝杠一端连接联轴器，另一端安装在起落架安装底板主体部分的盖板的螺杆孔上，外表面上的右旋螺纹与起落架牵引头i的右旋螺纹形成螺纹传动关系，所述反牙丝杠一端连接联轴器，另一端安装在起落架安装底板主体部分的盖板的螺杆孔上，外表面上的左旋螺纹与起落架牵引头ii的左旋螺纹形成螺纹传动关系，所述导向轴位于起落架安装底板主体部分的两端盖板之间，安装在盖板的光轴孔中，中部穿过起落架牵引头i和起落架牵引头ii的光轴孔，所述起落架牵引头i和起落架牵引头ii前后面开有贯穿的螺纹孔和光轴孔，侧面固定有一个光轴柱，起落架牵引头i的螺纹孔为右旋螺纹，起落架牵引头ii的螺纹孔为左旋螺纹，所述起落架安装座下部端面开有安装孔，上部前后面开有贯穿的销轴孔和腰孔，起落架安装座利用销轴通过上部的销轴孔和起落架安装底板中部的销轴孔安装在起落架安装底板的安装槽中，起落架安装座的腰孔中插入起落架牵引头i和起落架牵引头ii的侧面光轴柱，所述起落架支撑腿由一根直立的管和一根平放的管通过三通件连接成t型结构，平放管的两端安装有弹性套，直立管的一端安装在起落架安装座下部的安装孔中；在使用本实用新型时，如果在平整地面起飞，由起落架支撑本实用新型，遥控本实用新型起飞，本实用新型在飞行状态时，可通过遥控向控制盒发送控制信号，控制盒通过导线控制起落架动作电机正向旋转，进而通过联轴器带动正牙丝杠和反牙丝杠正向旋转，起落架牵引头i和起落架牵引头ii在正牙丝杠、反牙丝杠和导向轴的作用下向两侧移动，进而通过起落架安装座带动两侧的起落架支撑腿抬起，当需要在平整地面降落时，可通过遥控向控制盒发送控制信号，控制盒通过导线控制起落架动作电机反向旋转，进而通过联轴器带动正牙丝杠和反牙丝杠反向旋转，起落架牵引头i和起落架牵引头ii在正牙丝杠、反牙丝杠和导向轴的作用下向中央移动，进而通过起落架安装座带动两侧的起落架支撑腿落下。

本实用新型具有如下优点：在现有无人机的基础上，改善机身机构，旋翼可折叠，操作简便，起落架可收放；增加柔性机械手，简化机构，更加灵活简便的抓取、运送物品，并且不会损伤物品；摄像头配合收放起落架和机械手的组合使用，即可实现平整地形的降落，又可在相对复杂的地形乃至不规则物体上长时间栖息或悬挂，节省电量，延长飞行时间，增加隐蔽性；摄像头与机械手的组合使用，可实现定点作业，并可对偏僻地区的物体直接进行采集取回而不需要人的参与；在飞行状态中，通过灵活调整机械手的位置和形态，以保证飞行器的平稳飞行。

附图说明

图1：本实用新型可定点作业的无人机的整体效果图，

图2：本实用新型可定点作业的无人机中机身部分结构图，

图3：本实用新型可定点作业的无人机中旋翼部分结构图，

图4：本实用新型可定点作业的无人机中机械手部分结构图，

图5：本实用新型可定点作业的无人机中起落架部分结构图，

图6：本实用新型可定点作业的无人机中机械手收拢状态图，

图7：本实用新型可定点作业的无人机中机械手部分剖视图，

图8：本实用新型可定点作业的无人机平整地形起降状态图，

图9：本实用新型可定点作业的无人机中不规则地形起降状态图，

图10：本实用新型可定点作业的无人机折叠状态图。

1.机身，2.旋翼，3.机械手，4.起落架，1.1.机身上板，1.2.机身连接座，1.3.机身下板，1.4.旋翼座，1.5.旋翼锁定轴，1.6.控制盒，1.7.电池，1.8.摄像头，1.9.gps，2.1.旋翼臂，2.2.管夹，2.3.电机安装板，2.4.电机，2.5.螺旋桨，3.1.机械手安装底板，3.2.机械手驱动盘，3.3.动作连杆，3.4.机械手动作电机，3.5.机械爪安装座，3.6.柔性爪，3.7.刚性辅助爪i，3.8.刚性辅助爪ii，4.1.起落架安装底板，4.2.起落架动作电机，4.3.正牙丝杠，4.4.反牙丝杠，4.5.起落架牵引头i，4.6.起落架牵引头ii，4.7导向轴，4.8.起落架安装座，4.9.起落架支撑腿。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明：

如图1-图10所示，本实用新型可定点作业的无人机，包括机身1、旋翼2、机械手3和起落架4四大部分组成，其中所述四组旋翼2通过机身1中旋翼座1.4与机身1安装连接在一起，并且旋翼2中电机2.4通过导线与机身1中控制盒1.6内部电路连接，所述机械手3通过螺钉固定在机身1中机身下板1.3下部，并且机械手3中机械手动作电机3.4通过导线与机身1中控制盒1.6内部电路连接，所述起落架4通过螺钉固定在机身1的机身下板1.3下部，并且起落架4中起落架动作电机4.2通过导线与机身1中控制盒1.6内部电路连接；所述机身1主要由机身上板1.1、机身连接座1.2、机身下板1.3、旋翼座1.4、旋翼锁定轴1.5、控制盒1.6、电池1.7、摄像头1.8和gps1.9组成，所述机身上板1.1四边连接处开有倒角边，在倒角边内侧开有连接孔，在一边内侧中间位置开有gps安装孔，在中央对称位置开有腰孔，所述机身下板1.3四边连接处开有倒角边，在倒角边内侧开有连接孔，在一边内侧中间位置开有摄像头安装孔，在中央位置开有机械手和起落架的安装孔，所述机身连接座1.2位于机身上板1.1和机身下板1.3之间，并通过螺钉连接机身上板1.1和机身下板1.3的倒角边内侧的连接孔，机身连接座1.2侧面开有腰孔和销轴孔，所述旋翼座1.4整体包括两片侧板和管夹，侧板前部开有安装孔，中部开有销轴孔，后部开有卡扣结构，管夹位于两片侧板之间，并通过螺钉经侧板前部的安装孔连接成一侧，旋翼座1.4通过销轴穿过机身连接座1.2的销轴孔和旋翼座1.4中侧板的销轴孔连接在机身连接座1.2上，所述旋翼锁定轴1.5安装在机身连接座1.2的腰孔中，并通过弹簧与机身连接座1.2和旋翼座1.4之间的连接销轴拉紧，可卡接在旋翼座1.4中侧板的卡扣结构中，所述控制盒1.6安装在机身上板1.1和机身下板1.3之间，位于机身上板1.1和机身下板1.3的中央位置，所述电池1.7安装在机身上板1.1上部中间位置，并通过带子穿过机身上板1.1中央的腰孔固定，所述摄像头1.8位于机身下板1.3下部，通过螺钉连接机身下板1.3一边内侧的摄像头安装孔，并通过导线与控制盒1.6内部电路连接，所述gps1.9位于机身上板1.1上部，通过螺钉连接机身上板1.1一边内侧的gps安装孔，所述旋翼2主要由旋翼臂2.1、管夹2.2、电机安装板2.3、电机2.4和螺旋桨2.5组成，所述旋翼臂2.1一端连接在旋翼座1.4的管夹上，另一端通过管夹2.2安装电机安装板2.3，并通过螺钉固定，所述电机2.4安装在上部的电机安装板2.3上，其输出轴安装螺旋桨2.5，并通过导线连接控制盒1.6内部电路，所述机械手3主要由机械手安装底板3.1、机械手驱动盘3.2、动作连杆3.3、机械手动作电机3.4、机械爪安装座3.5、柔性爪3.6、刚性辅助爪i3.7和刚性辅助爪ii3.8组成，所述机械手安装底板3.1为y字型结构，三个分支端部下部开有铰接孔，三个分支中部开有安装孔，中央位置开有电机安装孔，机械手安装底板3.1利用螺钉通过三个分支中部的安装孔固定在机身下板1.3下部的机械手安装孔上，所述机械手驱动盘3.2整体结构为上部轴线位置为同型结构，内孔开有螺纹，下部为圆盘结构，圆盘下表面外侧均布有三个铰接座，所述机械手动作电机3.4利用螺钉固定在机械手安装底板3.1下部的电机安装孔上，其输出轴为螺杆，输出轴与机械手驱动盘3.2的螺纹孔形成螺纹传动关系，所述机械爪安装座3.5上部内外侧各有一个铰接座，下部开有带t型结构的安装槽，机械爪安装座3.5上部外侧铰接座通过动作连杆3.3与机械手安装底板3.1下部的铰接孔连接，机械爪安装座3.5上部内侧铰接座通过销轴与机械手驱动盘3.2下部的铰接座连接，所述柔性爪3.6采用tpu等软质聚合物材料制成，上部开有带t型结构的安装槽，内部为平行的百叶窗结构，外侧上下开有两个安装凸台，每个凸台均开有销轴孔，柔性爪3.6的上部t型安装槽安装在机械爪安装座3.5下部的t型安装槽上，所述刚性辅助爪i3.7内侧开有安装凹槽，凹槽中部开有销轴孔，下部开有安装凸台，凸台中部开有销轴孔，刚性辅助爪i3.7内侧的安装凹槽安装在柔性爪3.6外侧上部的安装凸台上，并通过销轴连接相应位置的销轴孔，刚性辅助爪i3.7上部可与机械爪安装座3.5下部外侧斜面接触，所述刚性辅助爪ii3.8内侧开有安装凹槽，凹槽中部开有销轴孔，上部开有安装凹槽，凹槽中部开有销轴孔，凹槽外侧为直角结构，凹槽内侧为圆角结构，刚性辅助爪ii3.8内侧的安装凹槽安装在柔性爪3.6外侧下部的安装凸台上，并通过销轴连接相应位置的销轴孔，刚性辅助爪ii3.8上部的安装凹槽安装在刚性辅助爪i3.7下部的安装凸台上，并通过销轴连接相应位置的销轴孔，所述起落架4主要由起落架安装底板4.1、起落架动作电机4.2、正牙丝杠4.3、反牙丝杠4.4、起落架牵引头i4.5、起落架牵引头ii4.6、导向轴4.7、起落架安装座4.8和起落架支撑腿4.9组成，所述起落架安装底板4.1为槽型结构，两端分支端部外侧开有安装槽，安装槽中部开有销轴孔，主体部分两端固定有盖板，盖板上开有光轴孔和螺杆孔，主体中央位置开有电机安装孔，主体下表面开有多个安装台阶孔，起落架安装底板4.1利用螺钉通过下表面的台阶孔安装在机身下板1.3下部的起落架安装孔上，所述起落架动作电机4.2利用螺钉和安装架安装在起落架安装底板4.1下部的电机安装孔上，起落架动作电机4.2为两侧输出轴，一端输出轴通过联轴器连接正牙丝杠4.3，另一端输出轴通过联轴器连接反牙丝杠4.4，所述正牙丝杠4.3一端连接联轴器，另一端安装在起落架安装底板4.1主体部分的盖板的螺杆孔上，外表面上的右旋螺纹与起落架牵引头i4.5的右旋螺纹形成螺纹传动关系，所述反牙丝杠4.4一端连接联轴器，另一端安装在起落架安装底板4.1主体部分的盖板的螺杆孔上，外表面上的左旋螺纹与起落架牵引头ii4.6的左旋螺纹形成螺纹传动关系，所述导向轴4.7位于起落架安装底板4.1主体部分的两端盖板之间，安装在盖板的光轴孔中，中部穿过起落架牵引头i4.5和起落架牵引头ii4.6的光轴孔，所述起落架牵引头i4.5和起落架牵引头ii4.6前后面开有贯穿的螺纹孔和光轴孔，侧面固定有一个光轴柱，起落架牵引头i4.5的螺纹孔为右旋螺纹，起落架牵引头ii4.6的螺纹孔为左旋螺纹，所述起落架安装座4.8下部端面开有安装孔，上部前后面开有贯穿的销轴孔和腰孔，起落架安装座4.8利用销轴通过上部的销轴孔和起落架安装底板4.1中部的销轴孔安装在起落架安装底板4.1的安装槽中，起落架安装座4.8的腰孔中插入起落架牵引头i4.5和起落架牵引头ii4.6的侧面光轴柱，所述起落架支撑腿4.9由一根直立的管和一根平放的管通过三通件连接成t型结构，平方管的两端安装有弹性套，直立管的一端安装在起落架安装座4.8下部的安装孔中。

在使用本实用新型之前，首先通过滑动旋翼锁定轴1.5将处于折叠状态的旋翼2抬起至水平位置，并将旋翼锁定轴1.5滑动回原始位置卡主旋翼座1.4的卡扣结构以锁定旋翼2的位置，之后再安装螺旋桨2.5；在使用本实用新型时，如果在平整地面起飞，由起落架4支撑本实用新型，遥控本实用新型起飞，本实用新型在飞行状态时，可通过遥控向控制盒1.6发送控制信号，控制盒1.6通过导线控制起落架动作电机4.2正向旋转，进而通过联轴器带动正牙丝杠4.3和反牙丝杠4.4正向旋转，起落架牵引头i4.5和起落架牵引头ii4.6在正牙丝杠4.3、反牙丝杠4.4和导向轴4.7的作用下向两侧移动，进而通过起落架安装座4.8带动两侧的起落架支撑腿4.9抬起，当需要在平整地面降落时，可通过遥控向控制盒1.6发送控制信号，控制盒1.6通过导线控制起落架动作电机4.2反向旋转，进而通过联轴器带动正牙丝杠4.3和反牙丝杠4.4反向旋转，起落架牵引头i4.5和起落架牵引头ii4.6在正牙丝杠4.3、反牙丝杠4.4和导向轴4.7的作用下向中央移动，进而通过起落架安装座4.8带动两侧的起落架支撑腿4.9落下；在使用本实用新型飞行过程中，可通过遥控向控制盒1.6发送控制信号，控制盒1.6通过导线控制机械手动作电机3.4正向或反向旋转，进而对机械手3的姿态和本实用新型的整体重心进行灵活的调整，从而使得本实用新型有更好的飞行品质，适应外界复杂的环境变换；当需要抓取物品或支架时，可通过遥控向控制盒1.6发送控制信号，控制盒1.6通过导线控制机械手动作电机3.4正向旋转，进而通过机械手驱动盘3.2和动作连杆3.3带动机械爪安装座3.5、柔性爪3.6、刚性辅助爪i3.7和刚性辅助爪ii3.8向中心轴线靠拢，当柔性爪3.6与待抓取物接触后就会发生变形，使得柔性爪3.6的内侧夹紧待抓取物的同时，柔性爪3.6的外侧向外扩张，当刚性辅助爪i3.7上部与机械爪安装座3.5下部外侧斜面接触后，柔性爪3.6的外侧不能再向外扩张，若待抓取物上部结构的尺寸较大，当刚性辅助爪i3.7上部与机械爪安装座3.5下部外侧斜面接触后，柔性爪3.6下部会带动刚性辅助爪ii3.8向中心轴线靠拢，并夹紧待抓取物的下部结构；当需要长时间进行定点监测时，在本实用新型处于飞行状态准备定点停靠前，先将起落架支撑腿4.9抬起，之后通过摄像头1.8观察定点监测区域的实际情况，并辅助本实用新型利用机械手3在非结构化的地形下进行精准的降落或固定在支架上，当需要进行定点取样时，在本实用新型处于飞行状态准备取样前，先将起落架支撑腿4.9抬起，之后通过摄像头1.8观察待取样物，并辅助本实用新型利用机械手3抓取样品并进行运送；当不再使用本实用新型时，先将螺旋桨2.5拆下，之后通过滑动旋翼锁定轴1.5以接触旋翼2的锁定状态，之后将旋翼2向下折叠，当旋翼2折叠到位后，再将旋翼锁定轴1.5滑动到原位，从而减小本实用新型的占用空间，便于存放运输。