无人机机臂及旋翼无人机的制作方法

1.本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种无人机机臂及旋翼无人机。

背景技术：

2.无人机目前已经在电网巡检、空中拍摄、远程监控、军事活动等领域大范围应用。特别是旋翼无人机，具有体积较小、结构简单、控制比较灵活等特点，能够垂直起降，自由悬停，还能够适应各种自然环境，具备自主飞行和着陆能力等优点，可以在一些不适合人类进行的复杂和危险环境中进行作业。
3.而在旋翼无人机中，由于无人机机臂尺寸较大，导致其整体体积增加不方便携带，故需要将旋翼无人机设计为可折叠的机臂，但机臂折叠后，其电气连接相对复杂，机臂部分一般由机臂结构件、电缆、无刷电机及螺旋桨组成，电缆即要保证在反复折叠过程中可靠连接，又要通过机臂进行供电。但是无刷电机正常工作，一般有三根电缆，所需电流较大，因而电缆线径较粗、较硬，设计时需预留布线空间，导致产品空间利用率低，不利于实现小型化。现有供电电缆一般采用绑定或穿过机臂内壁的形式固定，装配难度较大且不易拆卸，导致旋翼无人机机臂维修性差，影响用户的使用体验。

技术实现要素：

4.基于此，有必要针对传统的旋翼无人机存在体积较大且拆装繁琐的问题，提供一种可降低无人机体积且维修性能较好的无人机机臂及旋翼无人机。
5.一种无人机机臂，包括呈长条形且具有绝缘性能的机臂本体；所述机臂本体具有用于与机身可转动地连接的第一端及用于安装螺旋桨结构的第二端；所述机臂本体的表面通过激光加工和化学镀的方式形成有多个间隔设置的立体电路；每个所述立体电路由所述第一端延伸至所述第二端；每个所述立体电路的一端用于与所述机身中的控制电路板能够电连接，另一端用于与所述螺旋桨结构中的无刷电机电连接。
6.在其中一个实施例中，所述机臂本体采用3d打印、注塑或机械加工的方式一体成型。
7.在其中一个实施例中，多个所述立体电路位于所述机臂本体同一侧的表面上。
8.在其中一个实施例中，多个所述立体电路沿与所述机臂本体纵长方向垂直的方向平行且间隔设置。
9.在其中一个实施例中，所述立体电路突出于所述机臂本体的表面；每相邻两个所述立体电路之间形成有隔离凹槽。
10.在其中一个实施例中，所述机臂本体的表面采用激光加工的方式形成有多个间隔设置的导电凹槽；每个所述导电凹槽由所述第一端延伸至所述第二端；
11.所述立体电路包括采用化学镀的方式形成于所述导电凹槽内的导电层及采用化学镀的方式形成于所述导电层上的防护层；所述防护层的边缘与所述机臂本体的表面之间形成有绝缘防水结构。
12.在其中一个实施例中，所述立体电路为微带线；所述导电层的厚度大于或等于35微米；所述导电层的宽度大于或等于1毫米。
13.在其中一个实施例中，每个所述立体电路包括位于所述第二端的宽线段及与所述宽线段的一端连接的窄线段；在与所述立体电路的延伸方向垂直的方向上，所述宽线段的宽度大于所述窄线段的宽度；所述宽线段用于与所述无刷电机电连接；所述窄线段远离所述宽线段的一端用于与所述控制电路板能够电连接。
14.一种旋翼无人机，其特征在于，包括机身、多个如上所述的无人机机臂及多个螺旋桨结构；
15.多个所述无人机机臂沿所述机身的周向间隔设置；所述第一端可转动地安装于所述机身上，以将所述无人机机臂在打开状态和合拢状态之间切换；
16.所述无人机机臂处于打开状态时，每个所述立体电路靠近所述机身的一端与所述机身中的控制电路板电连接；所述无人机机臂处于合拢状态时，每个所述立体电路靠近所述机身的一端与所述机身中的控制电路板断开；
17.多个所述螺旋桨结构分别与多个所述无人机机臂一一对应；每个所述螺旋将结构安装于对应的所述第二端，并与对应所述机臂本体上的所述立体电路电连接。
18.在其中一个实施例中，所述机身与所述机臂本体连接的位置设有与所述控制电路板电连接的多个供电触点；
19.所述机臂本体处于张开状态时，所述供电触点与对应的所述立体电路电性接触；所述机臂本体处于合拢状态时，所述供电触点与对应的所述立体电路分开。
20.上述无人机机臂及旋翼无人机，形成于机臂本体上的立体电路能够替代供电电缆，节约了供电电缆和机臂本体之间的空间，促使旋翼无人机小型化、轻量化的发展。而立体电路通过激光加工和化学镀的方式形成于机臂本体上，简化了无人机机臂的拆装工序，便于维修。因此，上述无人机机臂的使用，不但简化了旋翼无人机的装配工作，提高了旋翼无人机的维修性，而且还有助于旋翼无人机的轻量化和小型化。
附图说明
21.通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
22.图1为本发明一实施例中供电触点为伸缩弹簧针时旋翼无人机的部分结构示意图；
23.图2为图1所示旋翼无人机的局部放大图；
24.图3为本发明另一实施例中供电触点为金属弹片时旋翼无人机的部分结构示意图；
25.图4为图3所示旋翼无人机的局部放大图；
26.图5为图1及图3所示旋翼无人机中无人机机臂的结构示意图。
27.具体实施方式中的附图标号说明：10、旋翼无人机；100、机身；110、供电触点；200、无人机机臂；210、机臂本体；221、第一端；222、第二端；220、立体电路；221、窄线段；222、宽线段；230、隔离凹槽；300、螺旋桨结构。
具体实施方式
28.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。
31.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由
……
组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。
32.此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。
33.图1及图3分别示出了本发明两个实施例中旋翼无人机的部分结构。为了便于说明，附图仅示出了与本发明实施例相关的部分结构。
34.请参阅图1及图3，本发明提出了一种无人机机臂及旋翼无人机。其中，旋翼无人机包括机身、多个无人机机臂及多个螺旋桨结构。
35.多个无人机机臂沿机身的周向间隔设置。每个无人机机臂的一端可转动地安装于机身，以将无人机机臂在打开状态和合拢状态之间切换。多个螺旋桨结构分别与多个无人机机臂一一对应。每个螺旋桨结构安装于对应无人机机臂远离机身的一端。每个螺旋桨结构中的无刷电机与机身中的控制电路板(图未示)能够电连接。
36.需要说明的是，当无人机机臂处于打开状态时，每个无人机机臂带动螺旋桨结构转动至机身的外部，且每个无刷电机与控制电路板电连接，以便于旋翼无人机执行飞行任务；当无人机机臂处于合拢状态时，每个无人机机臂带动螺旋桨结构收拢至机身内，且每个无刷电机与控制电路板之间断开，以方便旋翼无人机的随身携带。
37.图5示出了本发明一实施例中无人机机臂的结构。为了便于说明，附图仅示出了与本发明实施例相关的结构。
38.请一并参阅图5，本发明较佳实施例中无人机机臂包括机臂本体及多个立体电路。
39.机臂本体呈长条形且具有绝缘性能。具体地，机臂本体采用3d打印、注塑或机械加工的方式一体成型。机臂本体具有用于与机身可转动地连接的一端及用于安装螺旋桨结构的第二端。多个立体电路通过激光加工和化学镀的方式形成于机臂本体的表面。每个立体电路由第一端延伸至第二端。每个立体电路的一端用于与机身中控制电路板能够电连接，另一端用于与螺旋桨结构中的无刷电机电连接。其中，多个立体电路可以只在机臂本体同一侧的表面上，也可以分别位于机臂本体上多个连接的表面上。其中，机臂本体由电绝缘性能较好的非金属材料制成，例如高强度abs、聚碳酸酯、尼龙、玻璃钢等。
40.在旋翼无人机中，第一端可转动地安装于机身上，以将无人机机臂在打开状态和合拢状态之间切换。无人机机臂处于打开状态时，立体电路的一端与机身内的控制电路板电连接；无人机机臂处于合拢状态时，立体电路的一端与机身内的控制电路板断开。每个立体电路远离机身的一端与对应螺旋桨结构中的无刷电机电连接。每个螺旋桨结构安装于对应的第二端。
41.请一并参阅图2及图4，具体地，机身与机臂本体连接的位置设有与控制电路板电连接的多个供电触点。其中，供电触点的数量与旋翼无人机中立体电路的数量一致，且分别一一对应。机臂本体处于打开状态时，供电触点与对应的立体电路电性接触。机臂本体处于合拢状态时，供电触点与对应的立体电路分开。其中，供电触点可以为金属弹片、可伸缩弹簧针等具有弹性的导电触点，能够保证在振动的工作环境中与立体电路之间的可靠接触。
42.而立体电路通过激光加工和化学镀的方式形成于机臂本体上，使得两者集成为一个整体结构，可简化无人机机臂的拆装工序，便于维修。而形成于机臂本体上的立体电路能够替代供电电缆，节约了供电电路和机臂本体之间的空间，促使旋翼无人机小型化、轻量化发展。因此，上述无人机机臂的设置，不但简化了旋翼无人机的装配工作，维修性能较好，使得旋翼无人机的加工更为简单、快速，而且还有利于旋翼无人机体积的减小和重量的减轻，有助于旋翼无人及的小型化和轻量化。
43.请再次参阅图5，在一些实施例中，多个立体电路位于机臂本体同一侧的表面上。由此，在无人机机臂加工过程中，可在机臂本体上同时形成多个立体电路，有利于机臂本体加工效果的提升。其中，多个立体电路的延伸方向可以相同，也可以相互交叉，只要能保证多个立体电路之间间隔设置即可。具体地，多个立体电路沿与机臂本体纵长方向垂直的方向平行且间隔设置
44.进一步地，在一些实施例中，立体电路突出于机臂本体的表面。每相邻两个立体电路之间形成有隔离凹槽。具体地，隔离凹槽的深度大于或等于0.3毫米。隔离凹槽的设置，可避免机臂本体在张开状态和合拢状态之间切换的过程中不同的立体电路之间意外导通的情况发生，进一步提高了旋翼无人机的使用安全性。而将立体电路突出于机臂本体的表面，可保证立体电路与供电触点之间接触可靠。
45.在一些实施例中，机臂本体的表面采用激光加工的方式形成有多个间隔设置的导电凹槽(图未示)。每个导电凹槽由第一端延伸至第二端。立体电路包括采用化学镀的方式形成于导电凹槽内的导电层(图未示)及采用化学镀的方式形成于导电层上的防护层(图未示)。防护层的边缘与机臂本体的表面之间形成有绝缘防水结构(图未示)。其中，导电层为铜、铝或银等导电性能较好的金属层，而防护层则为镍或金等抗腐蚀性较好的材料层。
46.在无人机机臂加工过程中，先利用激光加工的方式在机臂本体上形成作为导电轨迹的导电凹槽；之后再在导电凹槽内进行镀铜、镀银等化学镀处理，以在导电凹槽内形成导电层；然后再在导电层上进行镀镍或镀金处理，以在导电层上形成防护层；之后再在对防护层的边缘与机臂本体的表面的接触处进行绝缘、防水化处理，以在防护层的边缘与机臂本体的表面之间形成绝缘防水结构，至此以完成立体电路在机臂本体上的加工。
47.由此，导电层被密封在防护层、绝缘防水结构和机臂本体之间，降低了导电层在长时间使用后发生氧化、腐蚀等的概率，使得立体电路具有较高的导电可靠性和较长的使用寿命。
48.具体地，立体电路为微带线。导电层的厚度大于或等于35微米。导电层的宽度大于或等于1毫米。如此，可保证立体电路在具有较小体积的同时，还保证能够输送较大的电流。
49.在一些实施例中，立体电路包括位于第二端的宽线段及与宽线段的一端连接的窄线段。在与立体电路的延伸方向垂直的方向上，宽线段的宽度大于窄线段的宽度。宽线段用于与无刷电机电连接。窄线段远离宽线段的一端用于与控制电路板能够电连接。其中，窄线段由第一端延伸至第二端，宽线段位于第二端，并分别与窄线段和无刷电机电连接。而宽线段的设置，使得无刷电机和立体电路在焊接或安装时充分接触，以保证立体电路与无刷电机之间能够快速、有效地电性连接，降低了无刷电机与立体电路之间的安装难度。
50.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
51.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种无人机机臂，其特征在于，包括呈长条形且具有绝缘性能的机臂本体；所述机臂本体具有用于与机身可转动地连接的第一端及用于安装螺旋桨结构的第二端；所述机臂本体的表面通过激光加工和化学镀的方式形成有多个间隔设置的立体电路；每个所述立体电路由所述第一端延伸至所述第二端；每个所述立体电路的一端用于与所述机身中的控制电路板能够电连接，另一端用于与所述螺旋桨结构中的无刷电机电连接。2.根据权利要求1所述的无人机机臂，其特征在于，所述机臂本体采用3d打印、注塑或机械加工的方式一体成型。3.根据权利要求2所述的无人机机臂，其特征在于，多个所述立体电路位于所述机臂本体同一侧的表面上。4.根据权利要求3所述的无人机机臂，其特征在于，多个所述立体电路沿与所述机臂本体纵长方向垂直的方向平行且间隔设置。5.根据权利要求3所述的无人机机臂，其特征在于，所述立体电路突出于所述机臂本体的表面；每相邻两个所述立体电路之间形成有隔离凹槽。6.根据权利要求1所述的无人机机臂，其特征在于，所述机臂本体的表面采用激光加工的方式形成有多个间隔设置的导电凹槽；每个所述导电凹槽由所述第一端延伸至所述第二端；所述立体电路包括采用化学镀的方式形成于所述导电凹槽内的导电层及采用化学镀的方式形成于所述导电层上的防护层；所述防护层的边缘与所述机臂本体的表面之间形成有绝缘防水结构。7.根据权利要求6所述的无人机机臂，其特征在于，所述立体电路为微带线；所述导电层的厚度大于或等于35微米；所述导电层的宽度大于或等于1毫米。8.根据权利要求1所述的无人机机臂，其特征在于，每个所述立体电路包括位于所述第二端的宽线段及与所述宽线段的一端连接的窄线段；在与所述立体电路的延伸方向垂直的方向上，所述宽线段的宽度大于所述窄线段的宽度；所述宽线段用于与所述无刷电机电连接；所述窄线段远离所述宽线段的一端用于与所述控制电路板能够电连接。9.一种旋翼无人机，其特征在于，包括机身、多个如权利要求1至8任一项所述的无人机机臂及多个螺旋桨结构；多个所述无人机机臂沿所述机身的周向间隔设置；所述第一端可转动地安装于所述机身上，以将所述无人机机臂在打开状态和合拢状态之间切换；所述无人机机臂处于打开状态时，每个所述立体电路靠近所述机身的一端与所述机身中的控制电路板电连接；所述无人机机臂处于合拢状态时，每个所述立体电路靠近所述机身的一端与所述机身中的控制电路板断开；多个所述螺旋桨结构分别与多个所述无人机机臂一一对应；每个所述螺旋将结构安装于对应的所述第二端，并与对应所述机臂本体上的所述立体电路电连接。10.根据权利要求9所述的旋翼无人机，其特征在于，所述机身与所述机臂本体连接的位置设有与所述控制电路板电连接的多个供电触点；所述机臂本体处于张开状态时，所述供电触点与对应的所述立体电路电性接触；所述机臂本体处于合拢状态时，所述供电触点与对应的所述立体电路分开。

技术总结

本发明涉及一种无人机机臂及旋翼无人机。无人机机臂包括呈长条形且具有绝缘性能的机臂本体。机臂本体具有用于与机身可转动地连接的第一端及用于安装螺旋桨结构的第二端。机臂本体的表面通过激光加工和化学镀的方式形成有多个间隔设置的立体电路。每个立体电路由第一端延伸至第二端。每个立体电路的一端用于与机身中的控制电路板能够电连接，另一端用于与螺旋桨结构中的无刷电机电连接。上述无人机机臂的使用，不但简化了旋翼无人机的装配工作，提高了旋翼无人机的维修性，而且还有助于旋翼无人机的轻量化和小型化。无人机的轻量化和小型化。无人机的轻量化和小型化。