一种无人机折叠桨收桨装置的制作方法

本实用新型属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机折叠桨收桨装置。

背景技术：

目前多旋翼无人机常采用机臂和机身固定为一体的方式，这将大大增加无人机待机时的占地面积，不利于对无人机的存贮收藏，也不利于其搬运转移。虽然也有部分无人机采用折叠机臂结构，但是大部分折叠机臂结构采用铝合金的方式使得机臂成本较高，质量较重，生产效率较低；而且由于实现方式较复杂或者费时而没能到达快捷存贮收藏的目的。折叠机臂结构主要由桨叶和固定轴组成，其中，固定轴与电机定轴转动，固定轴与桨叶连接为可转动连接，无人机在正常飞行过程，电机转动带动桨叶保持直线转动；飞行结束停靠后，桨叶随惯性收束。而现阶段的无人机折叠桨在停靠后的惯性收束存在随机性，往往需要人为二次确认和重新收紧，这样不仅增加繁琐的工作量，同时还需要增大停靠停机坪的大小来满足无人机机体和桨叶的存放，不利于小型化收纳。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种无人机折叠桨收桨装置，本实用新型能实现折叠桨的自动化桨叶收叠动作，大大减小无人机所占用的空间。为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术效果：

根据本发实用新型的一个方面，提供了一种无人机折叠桨收桨装置，所述折叠桨收桨装置包括机臂、桨叶组件、桨叶电机和设置在所述机臂上设置有可转动的限位组件，在所述机臂的末端固定所述桨叶电机，该桨叶电机的输出轴向上竖直伸出与所述桨叶组件的中部转动连接，所述桨叶组件包括第一螺旋桨叶、第二螺旋桨叶和桨叶夹组件，在桨叶夹组件的两端设置有中心轴，所述第一螺旋桨叶的转动端和第二螺旋桨叶的转动端套设在中心轴上且分别夹持在桨叶夹组件的两端，所述限位组件设置在所述机臂的固定端与中部之间。

上述方案进一步优选的，所述桨叶夹组件包括呈上下相互对称间隔设置的上桨叶夹和下桨叶夹，所述桨叶电机的输出轴向上竖直穿过所述上桨叶夹的中部和下桨叶夹的中部，所述第一螺旋桨叶的转动端通过中心轴转动连接在上桨叶夹的一端和下桨叶夹的一端之间形成的夹持端部上，所述第二螺旋桨叶的转动端通过中心轴转动连接在上桨叶夹的另一端和下桨叶夹的另一端之间形成的夹持端部上。

上述方案进一步优选的，所述桨叶夹组件还包括弹片垫圈和防磨垫圈，在所述第一螺旋桨叶的转动端的上表面和下表面以及在所述第二螺旋桨叶的转动端的上表面和下表面分别通过中心轴套设所述防磨垫圈，所述弹片垫圈分别通过中心轴套设在上桨叶夹的两端的表面。

上述方案进一步优选的，所述折叠桨收桨装置还包括控制器、舵机驱动电路和供电模块，所述限位组件包括舵机、限位杆、光耦检测电路，所述供电模块的电源输出端分别与舵机的电源端、控制器的电源端、舵机驱动电路的电源端和光耦检测电路的电源端电气连接，所述控制器的控制输入端通过舵机驱动电路与所述舵机的控制输入端端连接，所述光耦检测电路的输出端与所述控制器连接，所述舵机的输出轴从机臂的侧部水平伸出，所述舵机的输出轴与所述限位杆的固定端转动连接，该限位杆的自由端以舵机的输出轴为中心且沿机臂的上方转动0°～180°，所述光耦检测电路设置在舵机的输出轴的一侧或两侧，所述限位杆的自由端转动至转动0°或180°时，该限位杆的自由端接近或触碰所述光耦检测电路。

上述方案进一步优选的，所述光耦检测电路位于在机臂的侧部且与所述舵机的输出轴在同一水平线上；所述光耦检测电路的输出端与所述控制器之间还设置有信号调理电路，该光耦检测电路的输出端通过信号调理电路与所述控制器连接。

上述方案进一步优选的，所述所号调理电路包括第一信号指示电路、分压电路、电压比较电路和第二信号指示电路，所述光耦检测电路包括光耦传感器u1、电阻r4和电容c2，所述第一信号指示电路的一端、分压电路的一端、电压比较电路的正极输入端、第二信号指示电路的一端分别与供电模块的电源输出端连接，所述分压电路的另一端与所述电压比较电路的负极输入端连接，所述电阻r4的一端与所供电模块的电源输出端连接，该电阻r4的另一端与光耦传感器u1的阳极连接，该光耦传感器u1的集电极分别与电容c2的一端和电压比较电路的正极输入端连接，所述电压比较电路的输出端分别与第二信号指示电路463的另一端和控制器的数据输入端连接，所述光耦传感器u1的阴极、光耦传感器u1的发射极和电容c2的另一端分别与地连接。

上述方案进一步优选的，所述第一信号指示电路包括电阻r1、电容c1和发光二极管d1，所述分压电路包括电阻r2和电阻r3，所述电压比较电路包括电阻r5和运算比较器u2，所述第二信号指示电路包括电阻r6、电阻r7和发光二极管d2；所述发光二极管d1的阳极、电容c1的一端、电阻r2的一端、电阻r5的一端、电阻r6的一端和发光二极管d2的阳极分别与供电模块的电源输出端连接，所述发光二极管d1的阴极通过电阻r1与地连接，所述电阻r2的另一端分别与电阻r3的一端和运算比较器u2的负极输入端连接，所述电阻r5的另一端与所述运算比较器u2的正极输入端连接，所述发光二极管d2的阴极通过电阻r7与运算比较器u2的输出端连接，所述电阻r6的另一端与运算比较器u2的输出端连接，所述电容c1的另一端、电阻r3的另一端分别与地连接，所述光耦传感器u1的集电极和电容c2的一端分别与运算比较器u2的负极输入端连接。

上述方案进一步优选的，所述光耦传感器u1为槽型光耦传感器，该槽型光耦传感器设置在舵机与桨叶电机之间的机臂侧部

综上所述，由于本实用新型采用了上述技术方案，本实用新型具有以下技术效果：

本实用新型能实现折叠桨的自动化桨叶收叠动作，并配合光耦传感器进一步确认动作完成的准确性，从而使螺旋桨可以在不使用的时候折叠起来，大大减小无人机所占用的空间；螺旋桨与桨夹连接处，增加了弹性较强的弹性垫圈和摩擦系数较小的垫圈，极大地较少了螺旋桨与桨夹直接的摩擦，防止螺旋桨磨损。

附图说明

图1是本实用新型的一种无人机折叠桨收桨装置的简易示意图；

图2是本实用新型的一种无人机折叠桨收桨装置的结构示意图；

图3是本实用新型的一种无人机折叠桨收桨装置的正视图；

图4是本实用新型的桨叶夹组件的结构示意图；

图5是本实用新型的桨叶夹组件的正视图；

图6是本实用新型的限位组件的控制原理图；

图7是本实用新型的光耦检测电路的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

如图1和图2所示，根据本实用新型的一个方面，提供一种无人机折叠桨收桨装置，所述折叠桨收桨装置包括机臂1、桨叶组件2、桨叶电机3和设置在所述机臂1上设置有可转动的限位组件4，在所述机臂1的末端固定所述桨叶电机3，该桨叶电机3的输出轴30向上竖直伸出与所述桨叶组件2的中部转动连接；如图2、所述桨叶组件2包括第一螺旋桨叶20、第二螺旋桨叶21和桨叶夹组件22，在桨叶夹组件22的两端设置有中心轴23，所述第一螺旋桨叶20的转动端和第二螺旋桨叶21的转动端套设在中心轴23上且分别夹持在桨叶夹组件22的两端，所述限位组件4设置在所述机臂1的固定端与中部之间；无人机飞行时，所述桨叶电机3转动并带动桨叶组件2在机臂1的末端转动，当无人机降落停靠后，限位组件4沿机臂1向上转动且呈90°状态，从而阻挡和限定所述第一螺旋桨叶20和第二螺旋桨叶21继续转动，当某一片螺旋桨叶先被阻挡停止转动后，另外一片螺旋桨叶由于惯性作用将继续沿着原来的方向转动并触碰到限位组件4而停止转动，从而完成了收桨操作。所述桨叶夹组件22包括呈上下相互对称间隔设置的上桨叶夹220和下桨叶夹221，如图3、图4和图5所示，所述桨叶电机3的输出轴30向上竖直穿过所述上桨叶夹220的中部和下桨叶夹221的中部，所述第一螺旋桨叶20的转动端通过中心轴23转动连接在上桨叶夹220的一端和下桨叶夹221的一端之间形成的夹持端部上，所述第二螺旋桨叶21的转动端通过中心轴23转动连接在上桨叶夹220的另一端和下桨叶夹221的另一端之间形成的夹持端部上，所述上桨叶夹220和下桨叶夹221的两端分别通过中心轴23连接，在上桨叶夹220和下桨叶夹221之间形成缝隙后安装螺旋桨叶，在上桨叶夹220的表面通过螺母拧紧在所述中心轴23上，使螺旋桨叶夹紧在上桨叶夹220和下桨叶夹221之间形成缝隙中，如图4所示，也可以方便将螺旋桨叶以及上桨叶夹220、下桨叶夹221从中心轴23上进行拆卸和安装，第一螺旋桨叶20和第二螺旋桨叶21并可沿中心轴23转动，而桨叶电机3转动时第一螺旋桨叶20和第二螺旋桨叶21通过中心轴23支撑固定在上桨叶夹220和下桨叶夹221上，并以桨叶电机3的输出轴为中心且通过带动上桨叶夹220和下桨叶夹221上一起转动，无人机飞行时，使第一螺旋桨叶20和第二螺旋桨叶21在桨叶电机3的转动带动下进行离心转动；所述桨叶夹组件22还包括弹片垫圈24和防磨垫圈25，在所述第一螺旋桨叶20的转动端的上表面和下表面以及在所述第二螺旋桨叶21的转动端的上表面和下表面分别通过中心轴23套设所述防磨垫圈25，所述弹片垫圈24分别通过中心轴23套设在上桨叶夹220的两端的表面，在螺旋桨叶的转动端分别设置弹性较强的弹片垫圈以及摩擦系数较小的防磨垫垫圈，再通过螺母拧紧在中心轴23上，从而能稳定地将螺旋桨叶通过桨叶夹进行夹紧固定，极大地较少了螺旋桨叶与桨叶夹之间直接的摩擦。

在本实用新型中，结合图3和图6所示，所述折叠桨收桨装置还包括控制器43、舵机驱动电路44和供电模块45，所述限位组件4包括舵机40、限位杆41、光耦检测电路42，光耦检测电路42、控制器43、舵机驱动电路44和供电模块45安装在无人机的机体内，所述供电模块45的电源输出端分别与舵机40的电源端、控制器43的电源端、舵机驱动电路44的电源端和光耦检测电路42的电源端电气连接，所述控制器43的控制输入端通过舵机驱动电路44与所述舵机40的控制输入端端连接，所述舵机驱动电路44一对pnp型三极管和一对npn型三极管组成的h桥驱动电路,通过h桥驱动电路驱动舵机40正反转动的速度和角度，所述控制器43采用stm32f103zet6单片机作为核心控制器，所述光耦检测电路42的输出端与所述控制器43连接，所述舵机40的输出轴从机臂1的侧部水平伸出，所述舵机40的输出轴与所述限位杆41的固定端转动连接，该限位杆41的自由端以舵机40的输出轴为中心且沿机臂1的上方转动0°～180°，所述光耦检测电路42设置在舵机40的输出轴的一侧或两侧，所述光耦检测电路42位于在机臂1的侧部且与所述舵机40的输出轴在同一水平线上。

在本实用新型中，结合图3、图6和图7所示，所述光耦检测电路42的输出端与所述控制器43之间还设置有信号调理电路46，该光耦检测电路42的输出端通过信号调理电路46与所述控制器43连接；所述所号调理电路46包括第一信号指示电路460、分压电路461、电压比较电路462和第二信号指示电路463，所述光耦检测电路42包括光耦传感器u1、电阻r4和电容c2，所述第一信号指示电路460的一端、分压电路461的一端、电压比较电路462的正极输入端、第二信号指示电路463的一端分别与供电模块45的电源输出端连接，所述分压电路461的另一端与所述电压比较电路462的负极输入端连接，所述电阻r4的一端与所供电模块45的电源输出端连接，该电阻r4的另一端与光耦传感器u1的阳极连接，该光耦传感器u1的集电极分别与电容c2的一端和电压比较电路462的正极输入端连接，所述电压比较电路462的输出端分别与第二信号指示电路463的另一端和控制器43的数据输入端连接，所述光耦传感器u1的阴极、光耦传感器u1的发射极和电容c2的另一端分别与地连接；所述第一信号指示电路460包括电阻r1、电容c1和发光二极管d1，所述分压电路461包括电阻r2和电阻r3，所述电压比较电路462包括电阻r5和运算比较器u2，所述第二信号指示电路463包括电阻r6、电阻r7和发光二极管d2；所述发光二极管d1的阳极、电容c1的一端、电阻r2的一端、电阻r5的一端、电阻r6的一端和发光二极管d2的阳极分别与供电模块45的电源输出端连接，所述发光二极管d1的阴极通过电阻r1与地连接，所述电阻r2的另一端分别与电阻r3的一端和运算比较器u2的负极输入端连接，所述电阻r5的另一端与所述运算比较器u2的正极输入端连接，所述发光二极管d2的阴极通过电阻r7与运算比较器u2的输出端连接，所述电阻r6的另一端与运算比较器u2的输出端连接，所述电容c1的另一端、电阻r3的另一端分别与地连接，所述光耦传感器u1的集电极和电容c2的一端分别与运算比较器u2的负极输入端连接。发光二极管d1为供电指示灯，所述运算比较器u2是个电压比较器，型号采用lm393电压比较器，所述光耦传感器u1的光耦发射和检测端(为凹型槽)，限位杆41没有遮挡的时候，槽型光耦传感器420的测端接收到发射的信号，运算比较器u2的正极输入端电压比负极输入端的电压小，运算比较器u2输出端为低电平，发光二极管d2发亮，表示限位杆41没有遮挡槽型光耦传感器420；当限位杆41转动至槽型光耦传感器420时，槽型光耦传感器420的检测端接收不到发射端的信号，运算比较器u2的正极输入端的电压比负极输入端的电压高，运算比较器u2输出高电平，此时发光二极管d2灯熄灭，输出的高低电平信号给到控制器43，控制器43根据情况作后续的判断和控制。

在本实用新型中，结合图2、图3、5和图6所示，所述限位杆41的自由端转动至转动0°或180°时，该限位杆41的自由端接近或触碰所述光耦检测电路42，所述光耦传感器u1为槽型光耦传感器420，该槽型光耦传感器420设置在舵机40与桨叶电机3之间的机臂1侧部，舵机40的输出轴水平垂直于机臂1上，无人机正常飞行时舵机40不转动，待无人机降落停靠后10s至20s后(在无人机停靠前桨叶电机3本身还转动几圈，舵机40转动保证限位杆41被螺旋桨叶打到，从而进行限位)，所述舵机40开始旋转时，并带动限位杆41旋转朝上(一般旋转至90°)，当第一螺旋桨叶20和第二螺旋桨叶21以低速继续旋转时，受到限位杆41阻挡，从而完成收桨。由于靠近所述限位杆41的自由设置有端槽型光耦传感器420，通过槽型光耦传感器420检测是否有遮挡，以驱动lm393电压比较器输出得到不同的信号，以作为检测限位杆41是否升起，从而确保限位杆41正常升起，当桨叶收叠结束后5s至10s后，舵机40反向转动，在所述舵机40反向转动下，槽型光耦传感器420接收到限位杆41的遮挡信号，舵机40停止转动，完成全部收桨动作。槽型光耦传感器420使得舵机40能够准确获知转动的位置，且电路简单，控制器43能及时控制舵机40转动的位置。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。