一种自锁式无人机铰接臂的预调节方法与流程

本申请涉及无人机技术领域，具体涉及一种自锁式无人机铰接臂的预调节方法。

背景技术：

无人机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器；与载人飞机相比，它具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。无人机大多采用了整体式的机构，而整体式机构无人机占用空间大，不利于无人机体积的小型化设计，且整体式无人机限制了机臂的调节角度，因此需要无人机折叠臂。

授权公告号cn110789704b的专利公开了一种无人机折叠臂，包括主臂和副臂，其通过限位球实现主臂和副臂之间的折叠，尽可能的减少非使用状态下的体积。但是两臂结构意味着无人机很难取得动态平衡，因此还需要涉及一种在三臂状态下可以实现折叠和锁止的无人机用铰接臂。

技术实现要素：

一种自锁式无人机铰接臂的预调节方法，其特征在于：

使用一种自锁式无人机铰接臂，至少包括:

纵置中轴，沿纵向设置，包括空心圆柱状的中轴本体，所述中轴本体内壁上端、下端分别设有一只中轴凹环；

可拆侧臂，可拆卸的固定在纵置中轴侧面；

活动侧臂，设有两只，所述活动侧臂铰接在所述纵置中轴侧面；

所述铰接侧臂包括空心壳体状的中置壳体，还包括：：

外置套环，成型于所述中置壳体中部，所述外置套环可转动的套设在所述纵置中轴外壁；

内置芯轴，同轴成型于所述外置套环中心，所述内置芯轴可转动的插设在所述中轴本体内腔，所述内置芯轴外壁成型有与中轴凹环插接的芯轴凸沿，所述内置芯轴中心沿纵向成型有矩形插槽，所述矩形插槽内壁扩宽成型有弹簧插槽；

侧臂本体，连通设在所述中置壳体侧面，所述侧臂本体内腔成型有与中置壳体连通的侧臂轴孔，所述侧臂轴孔中部扩宽成型有侧臂宽槽；

径向锁体，设有两只，所述径向锁体与活动侧臂一一对应，所述径向锁体设在对应的活动侧臂内，所述径向锁体用以实现活动侧臂和纵置中轴之间转动自由度的锁止；

所述所述径向锁体包括：

输入组件，包括可转动的设在所述侧臂轴孔内的输入横轴、成型于所述输入横轴远端的扭转端头、成型于所述输入横轴近端位于中置壳体内的输入圆盘、成型于输入圆盘外壁的输入圆环，所述输入横轴位于侧臂宽槽内的部分还绕接有输入扭簧，所述输入扭簧一端与侧臂宽槽连接而另一端与输入横轴连接；

锥轮组件，包括由左前向右后倾斜设置在中置壳体前端的锥轮芯轴、可转动的设在所述锥轮芯轴上的第一转轮、成型于所述第一转轮后端的传动锥头，所述传动锥头圆锥侧面的后沿呈左右方向设置并与输入圆环上端传动连接；

蜗杆组件，包括由左前向右后倾斜设置在中置壳体前端的蜗杆芯轴、可转动的套设在所述蜗杆芯轴上的蜗杆本体、成型于所述蜗杆本体下端并与传动圆筒传动连接的第二转轮；

蜗轮组件，包括可转动的套设在所述外置套环上并与蜗杆本体传动连接的蜗轮本体，还包括周向均布在所述蜗轮本体内壁的驱动插槽、成型在所述驱动插槽两侧的插槽斜面，还包括周向均布在所述外置套环上并与驱动插槽一一对应的径向通孔、可滑动的插设在所述径向通孔以及对应的驱动插槽内的径向插杆；

弹性锁芯，周向均布在所述纵置中轴上并与所述径向插杆一一对应，每只弹性锁芯包括沿径向设在所述纵置中轴远心端的粗径插孔、设在所述粗径插孔近心端的细径插孔、可滑动的插设在所述粗径插孔内的滑动触头、固定在滑动触头近心端并插设在细径插孔内的滑动触杆，还包括绕接在所述滑动触杆上位于粗径插孔部分的弹性压簧，常态下所述弹性压簧驱动滑动触头插入对应的径向通孔内，并将对应的径向插杆远心端顶入对应的驱动插槽内；

还包括轴向锁体、伸缩锁头：

每只内置芯轴内分别设有一只轴向锁体，两只轴向锁体对称分布，每只轴向锁体包括：

矩形锁柱，可滑动的插设在所述内置芯轴的矩形插槽中；

锁柱凸环，成型于所述矩形锁柱外壁下沿，并可滑动的设在弹簧插槽内；

锁体压簧，绕接在所述矩形锁柱位于弹簧插槽内的部分，所述锁体压簧将所述锁柱凸环向纵置中轴中心方向挤压；

窄径锁柱，设在所述矩形锁柱靠近纵置中轴中心方向的一端，所述窄径锁柱和矩形锁柱之间成型有连接锥台，常态下所述连接锥台抵靠在所述滑动触杆近心端；

伸缩锁头，设在位于上方的轴向锁体上，所述伸缩锁头包括沿轴向设在窄径锁柱侧面的轴向插槽、可滑动的套设在所述轴向插槽上的伸缩套筒、设在所述伸缩套筒内壁并插设在所述轴向插槽内壁的止旋插条、设在所述伸缩套筒内并与窄径锁柱抵接的锁头压簧；

还包括用以调节输入组件的调节组件，所述调节组件包括：

调节孔，包括沿轴向贯通所述输入横轴、扭转端头、输入圆盘设置的调节轴孔、成型于所述调节轴孔中部的收紧窄孔、周向均布在所述调节轴孔左端与输入圆盘对应处的侧置通孔；

调节杆，包括可转动的设在所述调节轴孔内的螺纹横杆、成型于所述螺纹横杆外壁并与所述收紧窄孔转动配合的横杆凹环、周向均布在所述输入圆环内壁并与所述侧置通孔一一插接配合的径向插杆，所述径向插杆近心端设有与所述螺纹横杆螺接配合的内螺纹；

所述伸缩套筒下端面、位于下方的轴向锁体其窄径锁柱上端面分别周向均布有沿径向设置的径向齿条，并通过径向齿条实现转动自由度的锁止；

所述伸缩套筒在轴向插槽上的伸缩行程为l；

所述预调节方法包括以下步骤：

捏住扭转端头然后用手转动所述螺纹横杆、横杆凹环；

所述螺纹横杆驱动所述径向插杆、输入圆环沿着输入圆盘轴向移动；

所述传动锥头与输入圆环实际接触的轨迹圆半径不断变化；

所述输入组件与锥轮组件之间的传动比得以调节；

最终调节在扭转端头转动速率一定的前提下，所述锥轮组件、蜗杆组件、蜗轮组件的转动速率，即所述径向锁体的解锁速率。

有益效果：

本发明所述的一种自锁式无人机铰接臂，常态下打开可拆侧臂和两只活动侧臂呈三辐状，在所述可拆侧臂和活动侧臂上设置的旋翼自然成型为三旋翼无人机，相对于对比文件的两翼式结构，具有突破性的结构稳定性。

本发明所述的一种自锁式无人机铰接臂，每只活动侧臂通过径向锁体与纵置中轴锁止，且两只活动侧臂之间通过轴向锁体互相锁止，具有双重锁止功能：

当且只当同时扭转两只活动侧臂的扭转端头时，两只活动侧臂分别于纵置中轴解锁，且两只活动侧臂之间也解锁，此时可以调整两只活动侧臂的角度。

如果只扭转某一个活动侧臂的扭转端头，则即便该活动侧臂的径向锁体解锁，但由于其还被另一种活动侧臂锁止，仍然无法转动，因此本案的活动侧臂的通过双重锁体结构实现了良好的锁止功能，保持稳定的姿态。

发明所述的一种自锁式无人机铰接臂，还可以调节输入组件与锥轮组件之间的传动比，进而调节所述径向锁体的动作速率：

捏住扭转端头然后用手转动所述螺纹横杆、横杆凹环；所述螺纹横杆驱动所述径向插杆、输入圆环沿着输入圆盘轴向移动；所述传动锥头与输入圆环实际接触的轨迹圆半径不断变化；所述输入组件与锥轮组件之间的传动比得以调节；最终调节在扭转端头转动速率一定的前提下，所述锥轮组件、蜗杆组件、蜗轮组件的转动速率，即所述径向锁体的解锁速率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1是所述无人机铰接臂一种实施例的俯视图。

图2是所述无人机铰接臂另一种实施例的俯视图。

图3是所述无人机铰接臂一种实施例的剖视图。

图4是所述无人机铰接臂另一种实施例的剖视图。

图5是所述无人机铰接臂另一种实施例的剖视图。

图6是所述无人机铰接臂另一种实施例的剖视图

图7是所述纵置中轴和可拆侧臂一种实施例的剖视图。

图8是所述无人机铰接臂一种实施例的剖视图。

图9是图8中a部一种实施例的放大图。

图10是图8中a部另一种实施例的放大图。

图11是图8中a部另一种实施例的放大图。

图12是轴向锁体一种实施例的俯视图。

图13是所述活动侧臂和径向锁体一种实施例的剖视图。

图14是所述活动侧臂和径向锁体另一种实施例的剖视图。

图15是径向锁体一种实施例的剖视图。

图16是径向锁体一种实施例的剖视图。

图标：

a.螺栓,b.旋翼；

1.纵置中轴，11.中轴本体，12.中轴凹环；

2.可拆侧臂；

3.活动侧臂，31.中置壳体，32.外置套环，33.内置芯轴，33a.芯轴凸沿,33b.矩形插槽,33c.弹簧插槽,34.侧臂本体,34a.侧臂轴孔,34b.侧臂宽槽；

4.径向锁体；

41.输入组件，41a.输入横轴,41b.扭转端头,41c.输入圆盘,41d.输入圆环,41e.输入扭簧；

42.锥轮组件,42a.锥轮芯轴,42b.第一转轮,42c.传动锥头；

43.蜗杆组件，43a.蜗杆芯轴,43b.蜗杆本体,43c.第二转轮；

44.蜗轮组件，44a.蜗轮本体,44b.驱动插槽,44c.插槽斜面,44d.径向通孔,44e.径向插杆；

45.弹性锁芯，45a.粗径插孔,45b.细径插孔,45c.滑动触头,45d.滑动触杆,45e.弹性压簧；

5.轴向锁体，51.矩形锁柱，52.锁柱凸环，53.锁体压簧，54.窄径锁柱，55.连接锥台；

6.伸缩锁头，61.轴向插槽，62.伸缩套筒，63.止旋插条，64.锁头压簧；

7.调节组件；

71.调节孔，71a.调节轴孔,71b.收紧窄孔,71c.侧置通孔；

72.调节杆,72a.螺纹横杆,72b.横杆凹环,72c.径向插杆。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

一种自锁式无人机铰接臂的预调节方法，其特征在于：

使用一种自锁式无人机铰接臂，至少包括:

纵置中轴11，沿纵向设置，包括空心圆柱状的中轴本体11，所述中轴本体11内壁上端、下端分别设有一只中轴凹环12；

可拆侧臂2，可拆卸的固定在纵置中轴1侧面；

活动侧臂3，设有两只，所述活动侧臂3铰接在所述纵置中轴1侧面；

所述铰接侧臂3包括空心壳体状的中置壳体31，还包括：：

外置套环32，成型于所述中置壳体31中部，所述外置套环32可转动的套设在所述纵置中轴1外壁；

内置芯轴33，同轴成型于所述外置套环32中心，所述内置芯轴33可转动的插设在所述中轴本体11内腔，所述内置芯轴33外壁成型有与中轴凹环12插接的芯轴凸沿33a，所述内置芯轴33中心沿纵向成型有矩形插槽33b，所述矩形插槽33b内壁扩宽成型有弹簧插槽33c；

侧臂本体34，连通设在所述中置壳体31侧面，所述侧臂本体34内腔成型有与中置壳体31连通的侧臂轴孔34a，所述侧臂轴孔34a中部扩宽成型有侧臂宽槽34b；

径向锁体4，设有两只，所述径向锁体4与活动侧臂3一一对应，所述径向锁体4设在对应的活动侧臂3内，所述径向锁体4用以实现活动侧臂3和纵置中轴1之间转动自由度的锁止；

所述所述径向锁体4包括：

输入组件41，包括可转动的设在所述侧臂轴孔34a内的输入横轴41a、成型于所述输入横轴41a远端的扭转端头41b、成型于所述输入横轴41a近端位于中置壳体31内的输入圆盘41c、成型于输入圆盘41c外壁的输入圆环41d，所述输入横轴41a位于侧臂宽槽34b内的部分还绕接有输入扭簧41e，所述输入扭簧41e一端与侧臂宽槽34b连接而另一端与输入横轴41a连接；

锥轮组件42，包括由左前向右后倾斜设置在中置壳体31前端的锥轮芯轴42a、可转动的设在所述锥轮芯轴42a上的第一转轮42b、成型于所述第一转轮42b后端的传动锥头42c，所述传动锥头42c圆锥侧面的后沿呈左右方向设置并与输入圆环41d上端传动连接；

蜗杆组件43，包括由左前向右后倾斜设置在中置壳体31前端的蜗杆芯轴43a、可转动的套设在所述蜗杆芯轴43a上的蜗杆本体43b、成型于所述蜗杆本体43b下端并与传动圆筒42b传动连接的第二转轮43c；

蜗轮组件44，包括可转动的套设在所述外置套环32上并与蜗杆本体43b传动连接的蜗轮本体44a，还包括周向均布在所述蜗轮本体44a内壁的驱动插槽44b、成型在所述驱动插槽44b两侧的插槽斜面44c，还包括周向均布在所述外置套环32上并与驱动插槽44b一一对应的径向通孔44d、可滑动的插设在所述径向通孔44d以及对应的驱动插槽44b内的径向插杆44e；

弹性锁芯45，周向均布在所述纵置中轴1上并与所述径向插杆44e一一对应，每只弹性锁芯45包括沿径向设在所述纵置中轴1远心端的粗径插孔45a、设在所述粗径插孔45a近心端的细径插孔45b、可滑动的插设在所述粗径插孔45a内的滑动触头45c、固定在滑动触头45c近心端并插设在细径插孔45b内的滑动触杆45d，还包括绕接在所述滑动触杆45d上位于粗径插孔45a部分的弹性压簧45e，常态下所述弹性压簧45e驱动滑动触头45c插入对应的径向通孔44d内，并将对应的径向插杆44e远心端顶入对应的驱动插槽44b内；

还包括轴向锁体5、伸缩锁头6：

每只内置芯轴33内分别设有一只轴向锁体5，两只轴向锁体5对称分布，每只轴向锁体5包括：

矩形锁柱51，可滑动的插设在所述内置芯轴33的矩形插槽33b中；

锁柱凸环52，成型于所述矩形锁柱51外壁下沿，并可滑动的设在弹簧插槽33c内；

锁体压簧53，绕接在所述矩形锁柱51位于弹簧插槽33c内的部分，所述锁体压簧53将所述锁柱凸环52向纵置中轴1中心方向挤压；

窄径锁柱54，设在所述矩形锁柱51靠近纵置中轴1中心方向的一端，所述窄径锁柱54和矩形锁柱51之间成型有连接锥台55，常态下所述连接锥台55抵靠在所述滑动触杆45d近心端；

伸缩锁头6，设在位于上方的轴向锁体5上，所述伸缩锁头6包括沿轴向设在窄径锁柱54侧面的轴向插槽61、可滑动的套设在所述轴向插槽61上的伸缩套筒62、设在所述伸缩套筒62内壁并插设在所述轴向插槽61内壁的止旋插条63、设在所述伸缩套筒62内并与窄径锁柱54抵接的锁头压簧64；

还包括用以调节输入组件41的调节组件7，所述调节组件7包括：

调节孔71，包括沿轴向贯通所述输入横轴41a、扭转端头41b、输入圆盘41c设置的调节轴孔71a、成型于所述调节轴孔71a中部的收紧窄孔71b、周向均布在所述调节轴孔71a左端与输入圆盘41c对应处的侧置通孔71c；

调节杆72，包括可转动的设在所述调节轴孔71a内的螺纹横杆72a、成型于所述螺纹横杆72a外壁并与所述收紧窄孔71b转动配合的横杆凹环72b、周向均布在所述输入圆环41d内壁并与所述侧置通孔71c一一插接配合的径向插杆72c，所述径向插杆72c近心端设有与所述螺纹横杆72a螺接配合的内螺纹；

所述伸缩套筒62下端面、位于下方的轴向锁体5其窄径锁柱54上端面分别周向均布有沿径向设置的径向齿条，并通过径向齿条实现转动自由度的锁止；

所述伸缩套筒62在轴向插槽61上的伸缩行程为l；

所述预调节方法包括以下步骤：

捏住扭转端头41b然后用手转动所述螺纹横杆72a、横杆凹环72b；

所述螺纹横杆72a驱动所述径向插杆72c、输入圆环41d沿着输入圆盘41c轴向移动；

所述传动锥头42c与输入圆环41d实际接触的轨迹圆半径不断变化；

所述输入组件41与锥轮组件42之间的传动比得以调节；

最终调节在扭转端头41b转动速率一定的前提下，所述锥轮组件42、蜗杆组件43、蜗轮组件44的转动速率，即所述径向锁体4的解锁速率。

所述自锁式无人机铰接臂的角度调节方法，包括以下步骤：

步骤1，解锁径向锁体4：

握持一只活动侧臂3，然后扭转对应的扭转端头41b使其克服输入扭簧41e的扭力转动；

所述扭转端头41b带动对应的输入横轴41a、输入圆盘41c、输入圆环41d转动；

所述输入圆环41d带动对应的传动锥头42c、第一转轮42b绕着锥轮芯轴42a转动；

所述第一转轮42b带动第二转轮43c、蜗杆本体43b绕着蜗杆芯轴43a转动；

所述蜗杆本体43b驱动所述蜗轮本体44a绕着所述外置套环32转动；

所述插槽斜面44c作用于对应的径向插杆44e使其沿着径向通孔44d向近心端移动，所述径向插杆44e带动所述滑动触头45c、滑动触杆45d克服所述弹性压簧45e的阻力向近心端移动；

直至所述径向插杆44e从插槽斜面44c内完全略过而抵接在涡轮本体44a内圈，此时所述径向插杆44e近心端、滑动触头45c的接触面恰好位于所述外置套环32和纵置中轴1接触面，此时所述径向锁体4解锁，所述活动侧臂3、外置套环32绕所述纵置中轴1转动的自由度解锁；

步骤2，轴向锁体5的解锁：

常态下，所述伸缩锁头6与位于下方的轴向锁体5压紧接触并锁止转动自由度；

对于每只径向锁体4来讲，由于其解锁过程中所述弹性锁芯45的滑动触头45c、滑动触杆45d向近心端移动，所述滑动触杆45d近心端挤压对应的连接锥台55、矩形锁柱51、窄径锁柱54使其克服锁体压簧53的压力而向远离纵置中轴1中心的方向位移距离l；

当只解锁任一径向锁体4时：

只有该径向锁体4对应的轴向锁体5回缩，但与此同时所述伸缩套筒62在轴向插槽61上的舒张距离也为l，即所述伸缩锁头6舒张距离弥补了对应的轴向锁体5回缩的距离，所述伸缩套筒62与位于下方的轴向锁体5仍保持接触并锁止转动自由度；

当双手分别握持活动侧臂3并同时解锁对应的径向锁体4时：

两只径向锁体4分别驱动对应的轴向锁体5行进l距离，两只轴向锁体5相背行进2l距离，所述伸缩锁头6舒张l距离后，所述伸缩套筒62与位于下方的轴向锁体5仍保持l距离，进而使得两只轴向锁体5之间的转动自由度得以解锁，即一对活动侧臂3之间的自由度解锁；

步骤3，活动侧臂3的角度调节：

在步骤1中，所述径向锁体4解锁后，每只活动侧臂3与纵置中轴1之间的自由度解锁；

在步骤2中，所述轴向锁体5解锁后，两只活动侧臂3之间的自由度解锁；

此时使用者保持对扭转端头41b的扭转，然后旋转两只活动侧臂3至接近的角度即可；

松开扭转所述扭转端头41b的手，所述输入扭簧41e作用于所述输入横轴41a进而使得所述输入组件41、锥轮组件42、蜗杆组件43、蜗轮组件44以相反于步骤1中的方向转动复位，并复位至常态，所述蜗轮组件44的驱动插槽44b复位到与径向插杆44e对应处；

然后使用者再次微调转动两只活动侧臂3，至所述径向通孔44d、径向插杆44e恰好对齐滑动触头45c、滑动触杆45d，所述弹性压簧45e驱动滑动触头45c、滑动触杆45d伸出，使得所述滑动触杆45d插入对应的径向通孔44d内，锁止所述纵置中轴1和外置套环32之间的自由度；

所述活动侧臂3在纵置中轴1上的角度位置调节完毕。

所述可拆侧臂2与纵置中轴1之间通过螺栓a实现可拆卸连接。

所述锥轮芯轴42a上设有一圈环形凸沿，所述第一转轮42b内壁设有与所述环形凸沿配合的环形凹槽，用以限制第一转轮42b轴向移动。

所述径向插杆44e、滑动触头45c互相接触的端头分别成型为圆弧状。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。