本發(fā)明涉及無人機領域，特別涉及一種便攜式無人機及其槳葉轉動組件和轉動系統(tǒng)以及轉動系統(tǒng)的組裝方法。

背景技術：

無人機，根據(jù)飛行特點，主要分為固定翼式、旋翼式和撲翼式，其中旋翼式無人機具有體積小、結構簡單、控制比較靈活等特點，能夠垂直起降、自由懸停，還能夠適應各種自然環(huán)境，具備自主飛行和著陸能力等優(yōu)點，可以在一些不適合人類進入的復雜和危險環(huán)境中進行作業(yè)，近年來有著越來越重要的應用。

圖1a至圖1c示出了一種旋翼式無人機，其具有四個旋翼11，每個旋翼11由電機12、槳座13和兩片槳葉14組成。如圖1d所示，每個旋翼11組裝時，首先將槳葉14放置在槳座13上相應位置，保證槳葉14上的連接孔與槳座13上的連接孔對齊，之后插入螺釘15，將槳葉14和槳座13一起鎖定在電機12上的螺紋孔中。

在這樣的安裝方式中，無論是廠商還是用戶自行組裝，均需先對準相應的孔位才能將電機12、槳座13和槳葉14連接在一起，操作非常不便。而且若由用戶自行組裝電機12、槳座13和槳葉14，還存在著包裝瑣碎、容易出錯等問題，不利于出貨管控。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種便攜式無人機及其槳葉轉動組件和轉動系統(tǒng)及其組裝方法，以簡化便攜式無人機在組裝以及更換時的操作過程，且在用戶使用前便將槳葉和槳座裝配在一起形成槳葉轉動組件，一旦用戶需要更換損壞的槳葉時，只需整體更換槳葉轉動組件即可，避免了因單獨更換槳葉對槳座以及電機所造成的損傷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種槳葉轉動組件，用于便攜式無人機，其包括槳座、槳葉、第一連接件和第二連接件；所述槳座上設有貫通的第一連接孔，所述槳葉上設有貫通的第二連接孔，所述第一連接件具有一夾持空間，所述第二連接件具有一限位特征；所述第二連接件穿設于所述第一連接孔和第二連接孔內，并分別與所述第一連接孔和第二連接孔間隙配合；

其中，所述第一連接件通過所述夾持空間與所述第二連接件相夾持，且所述第二連接件通過所述限位特征與所述槳座相配合，所述限位特征與所述第一連接件共同限定所述第二連接件在軸向上的位移。

可選的，所述槳座具有與所述第一連接孔相連的沉頭孔，所述第二連接件的一端設置有用于容置在所述沉頭孔內的所述限位特征；所述第二連接件的另一端設置有周向延伸的凹槽，所述第一連接件于所述凹槽內夾持所述第二連接件。

可選的，所述夾持空間由多個周向間隔設置的弧形段構成。

可選的，所述第一連接孔具有上半段以及用于靠近電機的下半段，所述第二連接孔位于所述上半段以及所述下半段之間；所述第二連接件依次穿過所述上半段、第二連接孔以及下半段；

其中，所述第二連接件還具有相連的一段外螺紋以及一段光滑段，所述一段外螺紋的全部經由所述下半段伸出所述槳座，且所述一段光滑段分別與所述第二連接孔以及所述上半段和下半段中的至少一個間隙配合，所述第一連接件與所述一段光滑段伸出所述下半段的部分相夾持。

可選的，所述第二連接件還具有與所述一段光滑段相連的頭部，該頭部構成所述限位特征。

可選的，所述槳座為對稱結構并還設置有非貫通的中心孔，所述第一連接孔為多個，多個所述第一連接孔對稱設置在所述槳座上。

可選的，所述槳座靠近電機的一面呈中央高于兩側的階梯型結構。

進一步的，本發(fā)明還提供了一種轉動系統(tǒng)，其包括電機以及上述任意一項所述的槳葉轉動組件，所述電機包括殼體和驅動軸，所述驅動軸固設在所述殼體上，且所述驅動軸伸出所述殼體的一端與所述槳座固連；其中，所述殼體上設置有螺紋孔，該螺紋孔與所述第二連接件螺紋配合。

更進一步的，本發(fā)明另提供了一種便攜式無人機，其包括可折疊的機身以及上述任意一項所述的轉動系統(tǒng)，所述轉動系統(tǒng)為多個，多個所述轉動系統(tǒng)均與所述機身連接。

再進一步的，本發(fā)明又提供了一種上述轉動系統(tǒng)的組裝方法，包括：

將所述第二連接件插入所述槳座的第一連接孔以及所述槳葉的第二連接孔內，并使所述第二連接件的限位特征與所述槳座相配合；

將所述第一連接件與所述第二連接件相夾持，以使所述第一連接件與所述限位特征共同限定所述第二連接件在軸向上的位移；以及

將所述電機的驅動軸插入所述槳座的中心孔并固連，并將所述電機的殼體與所述第二連接件伸出所述槳座的一端螺紋連接。

綜上，為了便于用戶組裝，以及便于用戶更換損壞的槳葉，在將便攜式無人機出貨之前，本發(fā)明可預先通過生產端(比如工廠)將槳葉和槳座裝配在一起，這樣一來，可以減少包裝數(shù)量，提升出貨包裝的美觀性，而且不容易包裝出錯，便于生產管控。更為重要的是，本發(fā)明通過與槳座相配合的第二連接件以及與第二連接件相夾持的第一連接件，實現(xiàn)了槳座與槳葉的組裝，使得槳葉、槳座、第一連接件和第二連接件形成了整體，這樣一來，相比于一體成型的槳葉和槳座以及其他實現(xiàn)槳座和槳葉連接的方式，夾持結合形鎖配合所能實現(xiàn)的連接更為簡單，且組裝方便，生產成本也低。

附圖說明

圖1a是現(xiàn)有的旋翼式無人機的結構示意圖；

圖1b是圖1a所示旋翼式無人機的旋翼的結構示意圖；

圖1c是圖1b所示旋翼的剖視圖；

圖1d是圖1a所示旋翼的分解示意圖；

圖2a是本發(fā)明一實施例提供的便攜式無人機上單個槳葉轉動組件的分解示意圖；

圖2b是圖2a所示槳葉轉動組件裝配后的剖視圖；

圖2c是圖2a所示槳葉轉動組件裝配后的示意圖；

圖3是本發(fā)明一實施例提供的槳葉轉動組件之槳葉的示意圖；

圖4a是本發(fā)明一實施例提供的槳葉轉動組件之槳座的示意圖；

圖4b是圖4a所示槳座的俯視圖；

圖4c是圖4a所示槳座的剖視圖；

圖5是本發(fā)明一實施例提供的槳葉轉動組件之第二連接件的示意圖；

圖6是本發(fā)明一實施例提供的槳葉轉動組件之第一連接件的示意圖；

圖7a是本發(fā)明一實施例提供的便攜式無人機上單個轉動系統(tǒng)的分解示意圖；

圖7b是圖7a所示轉動系統(tǒng)裝配后的示意圖；

圖7c是圖7b所示轉動系統(tǒng)裝配后的剖視圖；

圖8是本發(fā)明一實施例提供的電機的示意圖；

圖9是本發(fā)明一實施例提供的便攜式無人機的示意圖。

附圖標記說明如下：

旋翼-11；電機-12；槳座-13；槳葉-14；螺釘-15；

槳葉轉動組件-20；

槳葉-21；第二連接孔-211；

槳座-22；第一連接孔-221；上半段-221a；下半段-221b；凹槽-222；沉頭孔-223；中心孔-224；

第一連接件-23；夾持空間-231；

第二連接件-24；限位特征-241；一段光滑段-242；一段外螺紋-241；凹槽-244；轉動系統(tǒng)-40；

電機-30；殼體-31；驅動軸-32；螺紋孔-33；

便攜式無人機-50；

機身-51；連接臂-52。

具體實施方式

以下結合附圖2a至附圖9，以及具體實施例對本發(fā)明提出的便攜式無人機及其槳葉轉動組件、轉動系統(tǒng)以及轉動系統(tǒng)的組裝方法作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

首先參閱圖2a至圖6，圖2a為本發(fā)明一實施例的便攜式無人機上單個槳葉轉動組件20的分解結構，圖2b是圖2a所示槳葉轉動組件20裝配后的剖視結構，圖2c是圖2a所示槳葉轉動組件20裝配后的結構，圖3是本發(fā)明一實施例的槳葉轉動組件20之槳葉21的結構，圖4a是本發(fā)明一實施例的槳葉轉動組件20之槳座22的結構，圖4b是圖4a所示槳座22的俯視結構，圖4c是圖4a所示槳座22的剖視結構，圖5是本發(fā)明一實施例的槳葉轉動組件20之第二連接件24的結構，圖6是本發(fā)明一實施例的槳葉轉動組件20之第一連接件23的結構。

如圖2a所示，所述槳葉轉動組件20包括槳葉21、槳座22、第一連接件23和第二連接件24。所述槳葉21包括但不限于二個，還可以是三個或三個以上等。但是所述第一連接件23和第二連接件24的數(shù)量均與槳葉21一致，即一個第二連接件24上套接有一個槳葉21，一個第一連接件23與一個第二連接件24相夾持。然而，為了便于敘述，以下描述中針對一個槳葉21來說明本實施例的槳葉轉動組件20。

接著，所述槳座22上設置有貫通的第一連接孔221(更清楚顯示于圖4c)，該第一連接孔221與槳葉21的轉動平面相垂直。所述槳葉21上設置有貫通的第二連接孔211(更清楚顯示于圖3)，該第二連接孔211與槳葉21的轉動平面相垂直。此外，所述第一連接件23具有一個夾持空間231(更清楚顯示于圖6)，該夾持空間231可以由多個周向間隔設置的弧形段構成，如三個弧形段，每個弧形段的輪廓優(yōu)選與第二連接件24的表面相匹配。

參閱圖5，所述第二連接件24具有一個限位特征241，該限位特征241的橫截面尺寸可大于第二連接件24之本體的橫截面尺寸，比如t字型的第二連接件24。具體的，所述第二連接件24之本體具有一段光滑段242(光滑段在本文中，并不是字面上所理解的具有光滑的表面，也就是，本發(fā)明并不限定光滑段的表面狀況，如也可設置凸起或凹槽等)。所述一段光滑段242的一端設置有所述限位特征241，另一端用于插入第一連接孔221和第二連接孔211。實際組裝時，所述一段光滑段242與第二連接孔211間隙配合，并與第一連接孔221的一部分間隙配合。優(yōu)選的，所述第二連接件24之本體還具有與所述一段光滑段242相連的一段外螺紋243(更清楚顯示于圖5)，該一段外螺紋243用于與下述的電機30螺紋連接。

參閱圖6，所述第一連接件23在本實施例中為一薄片，其具有二個相對設置的夾持臂，該二個夾持臂之間的空間構成夾持空間231。參閱圖5，所述一段光滑段242上設置有周向延伸的凹槽244，以使第一連接件23通過該凹槽244夾持第二連接件24。所述凹槽244在軸向上的寬度大于或等于第一連接件23的厚度，以使第一連接件23的夾持臂可插入凹槽244內。該凹槽244所在區(qū)域的直徑可以是1.5mm。

可選的，所述第一連接孔221具有上半段221a和下半段221b(可參閱圖4c)，所述上半段221a用于與所述一段光滑段242實現(xiàn)間隙配合。且所述下半段221b的一部分或全部與所述一段光滑段242，既可以過盈配合，也可以間隙配合，優(yōu)選過盈配合，增強連接強度。

結合圖2a至圖6來說，所述槳葉轉動組件20的組裝過程具體包括：

首先，將所述槳葉21放置在槳座22上一預定位置處，并使槳葉21的第二連接孔211與槳座22的第一連接孔221對齊(即同軸)；本實施例中，所述槳葉21帶有第二連接孔211的根部插入槳座22的凹槽222中(凹槽222清楚顯示于圖4c)，該凹槽222位于上半段221a和下半段221b之間；

接著，沿著箭頭r所指示的方向，將第二連接件24依次插入第一連接孔221的上半段221a、第二連接孔211和第一連接孔221的下半段221b內，且所述下半段221b用于靠近下述的電機30設置；

完全插入后，所述第二連接件24的所述一段光滑段242至少與第一連接孔221的上半段221a間隙配合，且所述一段光滑段242還與第二連接孔211間隙配合，此時，使所述第二連接件24的限位特征241與槳座22相配合，以防止第二連接件24沿著軸向以靠近電機30的方向移動；

之后，將所述第一連接件23與第二連接件24伸出下半段221b的部分相夾緊，以防止第二連接件24沿著軸向以背離電機30的方向移動；這樣一來，所述第一連接件23與所述限位特征241共同限定第二連接件24在軸向上的位移，即第二連接件24在軸向上不可移動。

進而，通過上述方式可實現(xiàn)第一連接件23與第二連接件23的固定連接、第二連接件24與槳葉21的轉動連接、以及第二連接件23與槳座22的相對固定；如此，一方面使得槳葉21能夠繞第二連接件24轉動，另一方面使得第二連接件24以軸向上限位的方式間接實現(xiàn)了與槳座22的相對固定，從而將槳葉21以可擺動的方式設置在槳座22上。當然，所述槳葉21套接在第二連接件24上后，所述第二連接件24或所述槳座22上設置有另一限位特征，該另一限位特征用以限定槳葉21在軸向上的移動，以防止槳葉21脫落，優(yōu)選的，將槳葉21插入槳座22的凹槽222內，可在軸向上限定槳葉21的位移。

本實施例中，所述第二連接件24之所述一段外螺紋243的最大直徑優(yōu)選小于第一連接孔221之上半段221a和下半段221b的孔徑，并還小于第二連接孔211的孔徑，以便于所述一段外螺紋243可以順利通過上半段221a、第二連接孔211以及下半段221b伸出槳座22。

繼續(xù)參閱圖5，所述一段光滑段242可具有第一直徑和第二直徑，所述第二直徑靠近所述一段外螺紋243，且所述第二直徑小于所述第一直徑。所述第一直徑用于與第一連接孔221的上半段221a以及第二連接孔211間隙配合，且通過與上半段221a相間隙配合的第一直徑，可以實現(xiàn)良好的導向作用。所述第二直徑用于與下半段221b間隙配合或過盈配合。

當所述第二直徑與下半段221b間隙配合時，所述下半段221b的孔徑可小于上半段221a的孔徑。優(yōu)選的，所述第一直徑大于所述一段外螺紋243的最大直徑(即螺紋的大徑)，所述第二直徑大于或等于所述一段外螺紋243的最大直徑，優(yōu)選所述第二直徑與所述一段外螺紋243的最大直徑相等，便于加工。

需要說明的是，為了方便用戶組裝，以及在使用過程中便于用戶更換損壞的槳葉21，在將便攜式無人機出貨之前，預先通過生產端(比如工廠)將槳葉21和槳座22裝配在一起，這樣一來，可以減少包裝數(shù)量，提升出貨包裝的美觀性，而且不容易包裝出錯，便于生產管控。更為重要的是，通過與槳座22相配合的第二連接件24、以及與第二連接件24相夾持的第一連接件23，實現(xiàn)了槳座22與槳葉21的組裝，使得槳葉21、槳座22、第一連接件23和第二連接件24形成了整體，這樣一來，相比于一體成型的槳葉和槳座以及其他實現(xiàn)槳座和槳葉連接的方式，夾持結合形鎖配合所能實現(xiàn)的連接更為簡單，且組裝方便，生產成本低。

參閱圖4a至圖4c，所述槳座22上還設置有沉頭孔223，該沉頭孔223與上半段221a相連，使得第一連接孔221與沉頭孔223一起構成了t字型孔，那么，所述限位特征241便可容置在該沉頭孔223內。將限位特征241容置在所述沉頭孔223內，既可避免其凸出槳座22的頂面(背離電機的一面)，以確保美觀性，又可限定第二連接件24在軸向上的位移。

所述槳座22優(yōu)選為對稱結構，多個所述第一連接孔221優(yōu)選關于槳座22沿高度方向的中軸線對稱。此外，所述槳座224還設置有中心孔224，該中心孔224的中心線與槳座22沿高度方向的中軸線重合，以便于后續(xù)電機驅動軸穿設于中心孔，實現(xiàn)讓擋以及槳座中心定位的目的。另外，所述中心孔224可以是通孔，也可以是盲孔，優(yōu)選為盲孔，美觀性好。

繼續(xù)參閱圖4c，所述槳座22與其頂面相對的底面為階梯型結構，即底面的中央相對于兩側凸起，這樣可以避免第一連接件23凸出于槳座22的底面，致使第一連接件23直接與電機表面接觸，造成電機表面磨損且接觸面積減小，影響固定的牢靠度。

接著，返回參閱圖2c，每個槳葉21可繞著第二連接件24在一定范圍內轉動，以實現(xiàn)飛行功能。而且，應當知曉的是，將所述第一連接孔221的上半段221a設置為與第二連接件24間隙配合，目的在于防止第二連接件24偏斜，以起到限位作用，以便于第二連接件24順利插入第一連接孔221和第二連接孔211，操作更為方便。

繼續(xù)參閱圖5，所述第二連接件24的限位特征241，即頭部包括但不限于凸頭，也可以是平頭，優(yōu)選為平頭，美觀性好。所述限位特征241上可設置槽孔(未標號)，比如一字型或十字型的槽孔，以便于外部工具借助該槽孔拆卸或鎖緊第二連接件24。且優(yōu)選的，所述第二連接件24為實心結構。

可選的，所述第二連接件24之所述一段外螺紋243的規(guī)格可以為m2，但粗牙或細牙皆可，只要能夠牢固鎖緊即可。為了與m2的外螺紋配合，下述電機30的螺紋孔的孔徑可選是直徑1.7mm。所述第二連接件24優(yōu)選金屬材質，連接強度高，更優(yōu)選黃銅或類似的金屬材質，以防生銹。所述第一連接件23相應優(yōu)選金屬材質。

進而，在完成槳葉21和槳座22的裝配后，便可將兩者一起包裝出貨，之后，用戶在收貨時，只需將槳葉轉動組件20與對應的電機30相組裝，便可實現(xiàn)便攜式無人機之轉動系統(tǒng)的組裝，最后，將所有轉動系統(tǒng)設置在便攜式無人機的連接臂上，即可完成便攜式無人機的組裝，如此，簡化了用戶的組裝過程，而且一旦槳葉21出現(xiàn)損壞，只要將槳葉轉動組件20整體自電機30上取下，即可實現(xiàn)槳葉21的更換，非常方便。以下說明另一實施例的便攜式無人機之單個轉動系統(tǒng)40，請參閱圖7a至圖8。

圖7a是本發(fā)明另一實施例的便攜式無人機上單個轉動系統(tǒng)40的分解結構，7b是圖7a所示轉動系統(tǒng)40裝配后的結構，7c是圖7b所示轉動系統(tǒng)40裝配后的剖視結構，圖8是本發(fā)明一實施例提供的電機30的結構。所述轉動系統(tǒng)40即包括上述槳葉轉動組件20和電機30。

如圖8所示，所述電機30包括殼體31和驅動軸32，所述驅動軸32設置在殼體31上并與殼體31固連，且所述殼體31上設置有二個螺紋孔33，具體螺紋孔33的數(shù)量與槳葉21的數(shù)量相一致。

結合圖7a至圖7c，所述轉動系統(tǒng)40的組裝過程為：

首先，將所述驅動軸32伸出外殼31的部分插入槳座22的中心孔224內，同時沿箭頭s所指示的方向，使二個所述第二連接件24伸出槳座22的所述一段外螺紋243各自旋入對應的一個螺紋孔33內；

之后，將所有第二連接件24伸出槳座22的所述一段外螺紋243與對應的螺紋孔33鎖緊，即可實現(xiàn)槳葉轉動組件20與電機30的固連，即可得到所述轉動系統(tǒng)40。

實際使用時，所述電機30通過其驅動軸32驅動槳座22轉動，并同時帶動槳座22上的二個槳葉21轉動，而且，該電機30的殼體31也隨之轉動。其中，所述驅動軸32與中心孔224可以緊配以實現(xiàn)固連，且所述槳座22的底面之一部分與殼體31的上表面貼合。

進一步的，如圖9所示，本發(fā)明實施例還提供了一種便攜式無人機50，其包括可折疊的機身51以及多個轉動系統(tǒng)40，每個轉動系統(tǒng)40包括一個槳葉轉動組件20以及一個電機30。

多個轉動系統(tǒng)50沿機身51的周向間隔設置，且每個轉動系統(tǒng)40的電機殼體與一根可折疊的連接臂52連接。每根連接臂52以可伸縮的方式與機身51相連接，即連接臂52可以作靠近或遠離機身51的運動。當所述連接臂52作靠近機身51的運動時，可以縮小便攜式無人機50的尺寸，便于攜帶和運輸；當所述連接臂52作遠離機身51的運動時，可以實現(xiàn)飛行功能。所述轉動系統(tǒng)在本實施例中為四個，但包括且不限于四個，主要根據(jù)飛行需要設置。

最后，本發(fā)明較佳實施例如上所述，但不限于上述實施例所公開的范圍，例如，不限于在槳座的第一連接孔處開設容置槳葉之第二連接孔的凹槽(即第二連接孔位于第一連接孔的上、下半段之間)，顯然，此處的凹槽用于限位槳葉在第二連接件軸向上的移動，確保槳葉不會掉落，但是，在第二連接件分別與槳座和第一連接件相配合的前提下，其他能夠實現(xiàn)第二連接件與槳葉活動連接且能夠確保槳葉不會從第二連接件上掉落的方式，亦可適用于本發(fā)明的槳葉與槳座的組裝。另外，本發(fā)明的槳葉轉動組件尤其適用于旋翼可折疊的無人機。

綜上所述，為了便于用戶組裝，以及便于用戶更換損壞的槳葉，在將便攜式無人機出貨之前，本發(fā)明可預先通過生產端(比如工廠)將槳葉和槳座裝配在一起，這樣一來，可以減少包裝數(shù)量，提升出貨包裝的美觀性，而且不容易包裝出錯，便于生產管控。更為重要的是，本發(fā)明通過與槳座相配合的第二連接件以及與第二連接件相夾持的第一連接件，實現(xiàn)了槳座與槳葉的組裝，使得槳葉、槳座、第一連接件和第二連接件形成了整體，這樣一來，相比于一體成型的槳葉和槳座以及其他實現(xiàn)槳座和槳葉連接的方式，夾持結合形鎖配合所能實現(xiàn)的連接更為簡單，且組裝方便，生產成本低。

上述描述僅是對本發(fā)明較佳實施例的描述，并非對本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領域的普通技術人員根據(jù)上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬于權利要求書的保護范圍。