一种无人机及其冲击装置的制作方法

[0001]
本实用新型总体来说涉及无人机技术领域，具体而言，涉及一种冲击装置，以及包括该冲击装置的无人机。


背景技术：

[0002]
在无人机物流领域，会有货物空投的需求，货物空投通常会使用一些空投装置。但是，由于飞机在飞行过程中会产生变形，导致空投装置变形而将货物卡住，造成空投失败，甚至可能给飞机带来安全风险。
[0003]
此时，需要给货物一个冲击力，即应急冲击，使货物从空投装置脱离。现有技术中通常采用爆破应急冲击和气压应急冲击。爆破应急冲击方法效果显著但安全风险相对较高，且爆破装置属于特种装置，难以保存和使用；气压应急冲击装置系统复杂，需要一整套气压装置，不适用于一般物流无人机。
[0004]
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本实用新型的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。


技术实现要素：

[0005]
本实用新型的一个主要目的在于提供一种无人机及其冲击装置，通过机械冲击的方式，达到应急冲击的作用，解决了现有技术中存在的安全风险高及系统复杂的问题。
[0006]
为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
[0007]
根据本实用新型的一个方面，提供了一种冲击装置，包括储能机构、壳体、锤头和冲击杆组件，储能机构包括弹性储能元件和驱动机构，所述弹性储能元件包括储能状态和释放状态，在所述释放状态时，所述弹性储能元件产生一冲击力；壳体连接于所述驱动机构，并能被驱动沿冲击方向移动，所述壳体具有导向槽，所述导向槽沿冲击方向延伸，所述弹性储能元件设于所述导向槽；锤头设于所述导向槽内并能沿所述导向槽移动，所述弹性储能元件的一端抵接于所述驱动机构，所述弹性储能元件的另一端抵接于所述锤头的一侧；至少部分冲击杆组件设于所述导向槽内，所述冲击杆组件的一端抵接于所述锤头的另一侧；其中，在所述冲击杆组件抵接于所述锤头的第一位置时，所述弹性储能元件处于所述储能状态；在所述冲击杆组件抵接于所述锤头的第二位置时，所述弹性储能元件处于所述释放状态。
[0008]
根据本实用新型一些实施方式，所述冲击杆组件包括撞针和顶杆，所述顶杆的一端抵接于所述撞针，所述顶杆的另一端抵接于所述锤头的另一侧；在所述顶杆抵接于所述锤头的所述第一位置时，所述撞针的轴线和所述顶杆的轴线不平行；在所述顶杆抵接于所述锤头的所述第二位置时，所述撞针的轴线和所述顶杆的轴线平行。
[0009]
根据本实用新型一些实施方式，所述撞针的与所述顶杆抵接的表面为弧形表面，所述顶杆的与所述撞针抵接的表面为斜面。
[0010]
根据本实用新型一些实施方式，所述锤头的另一侧设有凹槽和外缘；所述锤头的
第一位置为所述外缘，所述锤头的第二位置为所述凹槽的底部。
[0011]
根据本实用新型一些实施方式，所述冲击杆组件包括撞针和顶杆，所述顶杆的一端抵接于所述撞针，所述顶杆的另一端抵接于所述锤头的另一侧；当所述顶杆抵接于所述锤头的所述外缘时，所述储能机构在所述储能状态；当所述顶杆抵接于所述凹槽的底部时，所述储能机构在所述释放状态。
[0012]
根据本实用新型一些实施方式，所述顶杆的与所述锤头抵接的部分具有坡口结构。
[0013]
根据本实用新型一些实施方式，所述冲击杆组件还包括复位弹簧，所述复位弹簧套设于所述顶杆的外部，所述复位弹簧的一端抵顶于所述顶杆的凸缘，所述复位弹簧的另一端沿所述顶杆的轴向方向延伸；
[0014]
当所述顶杆抵接于所述凹槽的底部时，所述复位弹簧被压缩。
[0015]
根据本实用新型一些实施方式，所述驱动机构包括：
[0016]
电机；以及
[0017]
连动组件，连动于所述电机和所述壳体之间，以将所述电机的输出轴的旋转运动转化为所述壳体的直线运动。
[0018]
根据本实用新型一些实施方式，所述连动组件包括：
[0019]
连杆，一端连接于所述壳体；
[0020]
摆臂，所述摆臂的一端连接于所述电机的输出轴，所述摆臂的另一端与所述连杆的另一端构成移动副。
[0021]
根据本实用新型的另一个方面，提供一种无人机，包括上述任一项所述的冲击装置。
[0022]
上述实用新型中的一个实施例具有如下优点或有益效果：
[0023]
本实用新型实施例的冲击装置包括储能机构、壳体、锤头和冲击杆组件，储能机构包括储能状态和释放状态，驱动机构驱动壳体移动以实现弹性储能元件储能，积蓄弹力。在释放状态时，弹性储能元件产生一冲击力，依次推抵锤头和冲击杆组件，最终实现冲击动作。本实用新型实施例的冲击装置的储能状态和释放状态均是通过机械结构的运动而实现的，相比现有技术中的爆破冲击和气压冲击，具有安全性高以及冲击装置系统简单的优点。
附图说明
[0024]
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本实用新型的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
[0025]
图1是根据一示例性实施方式示出的冲击装置的剖视图。
[0026]
图2是图1的侧视图。
[0027]
图3是根据一示例性实施方式示出的冲击装置的爆炸图。
[0028]
图4是根据一示例性实施方式示出的撞针与顶杆的轴线平行时的示意图。
[0029]
图5是根据一示例性实施方式示出的撞针与顶杆的轴线不平行时的示意图。
[0030]
图6是根据一示例性实施方式示出的冲击杆组件、锤头和弹性储能元件的安装示意图。
[0031]
图7是根据一示例性实施方式示出的连动组件的示意图。
[0032]
图8是根据一示例性实施方式示出的电机座与套筒的示意图。
[0033]
图9是根据一示例性实施方式示出的冲击装置的各部件的运动状态示意图。
[0034]
其中，附图标记说明如下：
[0035]
10、储能机构
[0036]
110、弹性储能元件
[0037]
120、驱动机构
[0038]
121、电机
[0039]
122、连动组件
[0040]
123、连杆
[0041]
1231、滑动槽
[0042]
124、摆臂
[0043]
1241、轴
[0044]
125、帽盖
[0045]
1251、槽
[0046]
131、电机座
[0047]
1311、槽
[0048]
132、套筒
[0049]
1321、槽
[0050]
1322、槽
[0051]
30、壳体
[0052]
301、导向槽
[0053]
310、第一壳
[0054]
311、孔
[0055]
312、阻挡部
[0056]
320、第二壳
[0057]
321、凸肩
[0058]
50、锤头
[0059]
510、锤头的一侧
[0060]
520、锤头的另一侧
[0061]
521、凹槽
[0062]
522、外缘
[0063]
70、冲击杆组件
[0064]
710、撞针
[0065]
711、弧形表面
[0066]
712、头部
[0067]
720、顶杆
[0068]
721、斜面
[0069]
722、凸缘
[0070]
730、复位弹簧
[0071]
p1、第一位置
[0072]
p2、第二位置
具体实施方式
[0073]
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
[0074]
虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”、“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。其他相对性的用语，例如“顶”、“底”等也作具有类似含义。用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
[0075]
如图1至图3所示，图1是根据一示例性实施方式示出的冲击装置的剖视图，图2是图1的侧视图，图3是根据一示例性实施方式示出的冲击装置的爆炸图。其中，为了便于展示冲击装置的内部结构，图2和图3中的壳体30、锤头50、套筒132等部件仅展示一半结构。
[0076]
在本实施例中，冲击装置包括储能机构10、壳体30、锤头50和冲击杆组件70。储能机构10包括弹性储能元件110和驱动机构120，弹性储能元件110包括储能状态和释放状态，在释放状态时，弹性储能元件110能够产生一冲击力。壳体30连接于驱动机构120，并能被驱动沿冲击方向移动，壳体30具有导向槽301，导向槽301沿冲击方向延伸，弹性储能元件110设于导向槽301。锤头50设于导向槽301内并能沿导向槽301移动，弹性储能元件110的一端抵接于驱动机构120，弹性储能元件110的另一端抵接于锤头50的一侧510。至少部分冲击杆组件70设于导向槽301内，冲击杆组件70的一端抵接于锤头50的另一侧520；其中，在冲击杆组件70抵接于锤头50的第一位置p1时，弹性储能元件110处于储能状态；在冲击杆组件70抵接于锤头50的第二位置p2时，弹性储能元件110处于释放状态。
[0077]
如图1和图7所示，图7是根据一示例性实施方式示出的连动组件的示意图。驱动机构120包括电机121和连动组件122，电机121设于电机座131中，连动组件122连动于电机121和壳体30之间，以将电机121的输出轴的旋转运动转化为壳体30的直线运动。
[0078]
如图7和图8所示，在一示例实施方式中，连动组件122包括连杆123和摆臂124。连杆123穿过电机座131的槽1311和套筒132的槽1322，且连杆123的两端分别连接于帽盖125和摆臂124，连杆123的一端可以通过帽盖125连接于壳体30，摆臂124的一端固定连接于电机121的输出轴，摆臂124的另一端与连杆123的滑动槽1231构成移动副，例如摆臂124的另一端设有轴1241，轴1241可沿着连杆123的滑动槽1231移动。当电机121工作时，电机121带动摆臂124旋转，摆臂124的轴1241沿着滑动槽1231移动，使得连杆123往复移动。通过连杆123的往复移动，壳体30能够一同往复移动。
[0079]
继续参阅图8，电机座131和套筒132固定连接，套筒132设有槽1321，固定连接的帽
盖125和壳体30在受到驱动机构120驱动时，可在套筒132的槽1321内移动。
[0080]
可以理解的是，上述实施例的连动组件122还可以采用其他的机构，以将电机121的旋转运动转化为直线运动，例如，凸轮和顶杆的配合、齿轮和齿条的配合或其他合适的机构，此处不再一一列举。
[0081]
如图4和图5所示，图4是根据一示例性实施方式示出的撞针与顶杆的轴线平行时的示意图，图5是根据一示例性实施方式示出的撞针与顶杆的轴线不平行时的示意图。冲击杆组件70包括撞针710和顶杆720，顶杆720的一端抵接于撞针710，顶杆720的另一端抵接于锤头50的另一侧520。锤头50的另一侧520设有凹槽521和外缘522，外缘522可以形成于凹槽521的边缘。
[0082]
撞针710的与顶杆720抵接的表面为弧形表面711，顶杆720的与撞针710的抵接的表面为斜面721。在冲击装置处于竖直状态时，由于撞针710与顶杆720的抵接表面通过弧形表面711和斜面721的作用，使得顶杆720在未受到冲击力时，顶杆720的轴线不与撞针710的轴线平行，即顶杆720的远离撞针710的一端会抵接于锤头50的外缘522。
[0083]
当驱动机构120工作且撞针710的远离顶杆720的一端抵顶于物体时，弹性储能元件110被锤头50压缩处于储能状态，此时，顶杆720的远离撞针710的一端会由第一位置p1移动至第二位置p2，即顶杆720从与锤头50的外缘522接触变为与锤头50的凹槽521的底部接触。在顶杆720由第一位置p1变为第二位置p2后，弹性储能元件110处于释放状态，产生一冲击力，该冲击力冲击锤头50，锤头50冲击顶杆720，最终实现撞针710冲击物体。
[0084]
可以理解的是，顶杆720和撞针710的相互接触的表面还可以为：顶杆720的与撞针710接触的表面也为弧形表面，例如球面，撞针710与顶杆720接触的表面为弧形表面，例如球面；或者，顶杆720的与撞针710的接触表面为弧形表面，例如球面，撞针710与顶杆720接触的表面为斜面。
[0085]
在一实施方式中，上述的顶杆720的与锤头50抵接的部分具有坡口结构(图未示)。通过坡口结构的设计，使得顶杆720顺滑地由第一位置p1变为第二位置p2，避免了顶杆720卡死于锤头50的第一位置p1，而无法实现冲击动作。
[0086]
如图6所示，图6是根据一示例性实施方式示出的冲击杆组件70、锤头50和弹性储能元件110的安装示意图。在一示例实施方式中，冲击杆组件70还包括复位弹簧730，复位弹簧730套设于顶杆720的外部，复位弹簧730的一端抵顶于顶杆720的凸缘722，复位弹簧730的另一端沿顶杆720的轴向方向延伸。其中，复位弹簧730的弹力小于弹性储能元件110的弹力。当顶杆720抵接于凹槽521的底部(即弹性储能元件110处于释放状态)时，复位弹簧730被压缩。
[0087]
在弹性储能元件110处于释放状态时，产生一冲击力，该冲击力依次推抵锤头50、顶杆720和撞针710，最终实现冲击物体。此时，复位弹簧730的一端抵顶于顶杆720的凸缘722，复位弹簧730的另一端抵顶于锤头50的凹槽521的底部，故复位弹簧730产生一弹力，使得顶杆720和撞针710向着远离锤头50的方向移动。当顶杆720的一端脱离锤头50的凹槽521后，由于顶杆720和撞针710的接触表面为弧形表面和斜面，故顶杆720会发生倾斜，导致顶杆720的轴线与撞针710的轴线不平行，顶杆720的一端最终抵顶于锤头50的第一位置p1(即锤头50的外缘522)。在本实施例中，通过增加复位弹簧730，使得本申请实施例的冲击装置能够实现往复冲击。
[0088]
如图7所示，上述实施方式中的壳体30可以包括第一壳310和第二壳320，第一壳310和第二壳320均可以呈筒状，第一壳310和第二壳320可以可拆卸地连接，例如螺纹连接。第一壳310和第二壳320的内部形成上述的导向槽301。举例来说，第一壳310内设有第一槽3012，第二壳320内设有第二槽3011，第一槽3012和第二槽3011共同形成导向槽301。锤头50设于第二槽3011内，并能够沿着第二槽3011移动。第二壳320与帽盖125也可以采用可拆卸的连接，例如螺纹连接。第二壳320的第二槽3011与帽盖125的槽1251连通。弹性储能元件110设于第二槽3011和槽1251内，弹性储能元件110的一端抵顶于帽盖125，弹性储能元件110的另一端抵顶于锤头50。
[0089]
第二壳320内还设有凸肩321，当锤头50沿着第二槽3011移动时，凸肩321能够阻挡锤头50继续移动。换句话说，锤头50和弹性储能元件110位于凸肩321和帽盖125的顶面之间。
[0090]
第一壳310的远离第二壳320的端部具有孔311，撞针710穿设于孔311。撞针710包括杆部和头部712，第一壳310具有阻挡部312，杆部穿设于孔311，头部712可以抵接于阻挡部312。当撞针710冲击时，撞针710的杆部穿过孔311实现冲击，撞针710的头部712抵接于阻挡部312，以防撞针710从壳体30掉落。
[0091]
下面结合图9详细说明本申请实施例的冲击装置的工作过程。
[0092]
如图9所示，图9是根据一示例性实施方式示出的冲击装置的各部件的运动状态示意图。首先，将电机座131固定于第一物体上(例如无人机)，撞针710抵顶于第二物体上(例如待空投的货物)，此时顶杆720抵接于锤头50的第一位置p1。接着，电机121的输出轴按照箭头方向转动，摆臂124也按照箭头方向转动，从而带动连杆123往复移动。连杆123通过帽盖125连接于壳体30，故当连杆123向左移动时，连杆123推动壳体30整体向左移动。由于撞针710抵顶于第二物体，故撞针710、顶杆720和锤头50会向右挤压弹性储能元件110，此时弹性储能元件110处于储能状态。随着弹性储能元件110逐渐被压缩，积蓄的弹性力越来越大，顶杆720会从第一位置p1移动至第二位置p2。在顶杆720的一端落入锤头50的凹槽521后，此时，弹性储能元件110处于释放状态，驱动锤头50向左移动，并锤击顶杆720，最终实现撞针710冲击物体的动作。
[0093]
在撞针710完成一次冲击后，复位弹簧730提供一弹力，将顶杆720恢复至初始位置，即顶杆720继续抵接锤头50的第一位置p1，以完成多次的冲击动作。
[0094]
本实用新型还提供一种无人机，该无人机安装有上述的冲击装置。
[0095]
在一些实施例中，上述的无人机可以为应用于物流领域，无人机包括空投装置，空投装置上设有待空投的货物。冲击装置设置于无人机与货物之间，冲击装置的驱动机构120安装于无人机，冲击装置的撞针710抵顶于货物。
[0096]
当空投装置失效时，冲击装置能提供货物一冲击力，使货物从空投装置脱离，避免给飞机带来安全问题。
[0097]
综上所述，本实用新型实施例的无人机及其冲击装置的优点和有益效果在于：
[0098]
本实用新型实施例的冲击装置包括储能机构、壳体、锤头和冲击杆组件，储能机构包括储能状态和释放状态，驱动机构驱动壳体移动以实现弹性储能元件储能，积蓄弹力。在释放状态时，弹性储能元件产生一冲击力，依次推抵锤头和冲击杆组件，最终实现冲击动作。本实用新型实施例的冲击装置的储能状态和释放状态均是通过机械结构的运动而实现
的，相比现有技术中的爆破冲击和气压冲击，具有安全性高以及冲击装置系统简单的优点。
[0099]
在此应注意，附图中示出而且在本说明书中描述的无人机及其冲击装置仅仅是采用本实用新型的原理的一个示例。本领域的普通技术人员应当清楚地理解，本实用新型的原理并非仅限于附图中示出或说明书中描述的装置的任何细节或任何部件。
[0100]
应可理解的是，本实用新型不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本实用新型能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本实用新型的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本实用新型延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本实用新型的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本实用新型的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本实用新型。

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