一种飞行器连接组件及飞行器

技术领域

本发明涉及飞行器连接技术领域，尤其涉及一种飞行器连接组件及飞行器。

背景技术

多体组合无人机由多架无人机组合而成，相邻两架无人机的机翼可以通过可拆卸了解结构实现对接和分离；与单个无人机相比，多体组合无人机拥有更大的展弦比，升阻比增大，所以具有更好的气动性能，增加了航程；但是目前并没有一种能够实现稳定铰接的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞行器连接组件及飞行器，用于两个或两个以上的飞行器连接。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种飞行器连接组件，包括：第一连接单元以及第二连接单元，所述第一连接单元包括第一磁性对接件；

所述第二连接单元包括：收纳管、第二磁性对接件以及主驱动机构，所述第二磁性对接件为可变径磁性对接件；所述收纳管具有与所述收纳管的内部空间连通的开口，所述主驱动机构与所述第二磁性对接件连接，所述主驱动机构用于驱动所述第一磁性对接件通过所述开口进出所述收纳管；

所述飞行器连接组件具有第一状态和第二状态；当所述飞行器连接组件处在第一状态，所述第二磁性对接件位于所述收纳管外，所述第一磁性对接件与所述第二磁性对接件磁性连接；当所述飞行器连接组件处在第二状态，所述第二磁性对接件位于所述收纳管内，所述第一磁性对接件与所述第二磁性对接件磁性连接。

进一步，所述第一磁性对接件包括安装杆以及设在所述安装杆上的第一磁性件。

进一步，所述第一连接单元还包括：辅驱动机构，所述辅驱动机构为伸缩驱动机构，所述辅驱动机构与所述安装杆连接。

进一步，所述安装杆包括依次连接的第一安装段、第二安装段和第三安装段，所述第一安装段与所述辅驱动机构的驱动端连接，所述第二安装段的一端与所述第一安装段远离所述驱动机构的一端铰接，所述第二安装段的另一端与所述第三安装段铰接；所述第一磁性对接件可转动的设在所述第三安装段远离所述第二安装段的一端，所述第三安装段与所述第一磁性件连接。

进一步，所述主驱动机构与所述第二磁性对接件柔性连接。

进一步，所述第二磁性对接件包括基座、第二磁性件以及多个叶片，所述基座具有相对的第一表面和第二表面，所述磁性件和多个所述叶片设在所述第一表面，多个所述叶片沿着所述基座的周向铰接在所述第一表面上，所述第二磁性件位于多个所述叶片围成的区域内；

当所述飞行器连接组件处在第一状态，多个所述叶片的叶面与所述第一表面的夹角为钝角，所述第二表面靠近所述开口；当所述飞行器连接组件处在第二状态，多个所述叶片的叶面与所述第二表面的夹角小于或等于90°，所述第一表面靠近所述开口。

进一步，主驱动机构包括：缠绕件以及弹性推力件，所述弹性推力件设置于所述收纳管内，所述弹性推力件的一端与所述收纳管的侧壁相抵，另一端与所述第二磁性对接件相抵；所述缠绕线与所述基座连接。

进一步，所述第二磁性对接件还包括形成在相邻两个所述叶片之间的柔性薄膜。

与现有技术相比，本发明提供的飞行器连接组件中，收纳管具有与收纳管的内部空间连通的开口，主驱动机构与第二磁性对接件连接，以驱动第二磁性对接件通过所述开口进出收纳管。当主驱动机构将第二磁性对接件从收纳管内推出时，第二磁性对接件与第一磁性对接件连接，在连接完成后，主驱动件机构驱动第二磁性对接件通过所述开口进入收纳管时，第二磁性对接件的直径在收纳管的作用下变小，使得第二磁性对接件被卡在收纳管。实现第一磁性对接件与第二磁性对接件的连接，进而实现在空中或在地面时两个飞行器的连接；本发明中的对接组件通过第一磁性对接件与第二磁性对接件是通过磁力进行的连接，磁性连接的可允许误差相对较高，不需要对飞行器的高精度控制，能够提升连接过程中的连接效率，在连接时两个飞行器是通过磁性互相吸引后连接，并不存在刚性连接，可以减小在连接过程中对飞行器的飞行影响。

本发明还提供一种飞行器，包括两个或两个以上的飞行器以及飞行器连接组件，两个所述飞行器通过所述飞行器连接组件连接；

其中，相邻两个所述飞行器包括第一飞行器和第二飞行器，所述飞行器连接组件包括的第一连接单元设在所述第一飞行器的机翼上；所述第二连接单元设在所述第二飞行器的机翼上。

进一步，所述第一飞行器的机翼上具有第一突出部，所述第二飞行器的机翼上具有第二突出部，所述第一突出部与所述第二突出部交错设置，所述第一突出部与所述第二突出部相适配。

与现有技术相比，本发明提供的飞行器的有益效果与上述技术方案所述的飞行器连接组件的有益效果相同，此处不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中第一连接单元的结构示意图；

图2为本发明实施例中第二连接单元的结构示意图；

图3为图2中A处的放大图；

图4为本发明实施例中安装杆的结构示意图；

图5为本发明实施例中第二磁性对接件的结构示意图；

图6为本发明实施例中飞行器连接后的结构示意图；

图7为本图6中B处的放大图。

附图标记：

100-连接组件，10-第一连接单元，20-第一磁性对接件，21-安装杆，211-第一安装段，212-第二安装段，213-第三安装段，22-辅驱动机构，30-第二连接单元，31-第二磁性对接件，311-基座，3111-第一表面，3112-第二表面，312-第二磁性件，313-叶片，32-收纳管；33-主驱动机构；331-缠绕件，332-弹性推力件，34-薄膜，200-飞行器，40-第一飞行器，41-第一机翼，411-第一突出部，50-第二飞行器，51-第二机翼，511-第二突出部。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

多体组合无人机由多架无人机组合而成，相邻两架无人机的机翼可以通过可拆卸了解结构实现对接和分离；与单个无人机相比，多体组合无人机拥有更大的展弦比，升阻比增大，所以具有更好的气动性能增加了航程；但是目前并没有一种能够实现空中实现稳定铰接的技术方案。

请参阅图1至图3，本发明实施例提供的飞行器连接组件100包括：第一连接单元10以及第二连接单元30，第一连接单元10与第二连接单元30分别设置于不同飞行器的机翼上，当第一连接单元10与第二连接单元30连接在一起时实现两个飞行器之间的连接，当然，第一连接单元10与第二连接单元30还可以设置多组，通过多组第一连接单元10与第二连接单元30的连接，实现多个飞行器的连接。

第一连接单元10包括第一磁性对接件20；第二连接单元30包括：收纳管32、第二磁性对接件31以及主驱动机构，第二磁性对接件31为可变径磁性对接件；收纳管32具有与收纳管32的内部空间连通的开口，主驱动机构33与第二磁性对接件31连接，主驱动机构33用于驱动第一磁性对接件20通过开口进出收纳管32。飞行器连接组件100具有第一状态和第二状态。

当飞行器为第一状态时，主驱动机构33驱动第二磁性对接件31在第二管道内移动并将第二磁性对接件31从收纳管32内推出；由于第二磁性对接件31不再受到收纳管32管壁的限制，第二磁性对接件31的直径变大，第二磁性对接件31的直径变大能够在连接时限制第一磁性对接件20的活动范围，便于第二磁性件312捕获第一磁性对接件20，进而便于第一磁性对接件20与第二磁性对接件31的连接。

当飞行器为第二状态时，主驱动机构33驱动第二磁性对接件31从收纳管32的外部进入到收纳管32的内部，当第二磁性对接件31在逐渐进入到收纳管32内时，第二磁性对接件31开始受到收纳管32管壁的约束，使第二磁性对接件31的直径变小；由于第一磁性对接件20与第二磁性对接件31此时通过磁力互相吸引，当第二磁性对接件31的管壁变小时，也将第一磁性对接件20卡接于收纳管32内，完成两个飞行器的连接。

可见，本实施例的对接组件是第一磁性对接件20与第二磁性对接件31通过磁力进行的连接，磁性连接可允许的误差相对较高，不需要对飞行器的高精度控制，能够提升两个飞行器在连接过程中的连接效率，在这个过程中两个飞行器也不需要刚性接触或连接，可以减小在连接过程中对飞行器的飞行影响。

在一些实施例中，所述第一磁性对接件20包括安装杆21以及设在安装杆21上的第一磁性件，安装杆21可以在两个飞行器连接过程中延长第一磁性对接件20的连接范围，使得两个飞行器在距离较远的情况下实现对接，从而减少两个飞行器连接过程中发生碰撞的可能性，保证一磁性对接件在与第二磁性对接件31能够更安全、快捷的进行连接。

在一些实施例中，第一连接单元10还包括：第三安装段213，第三安装段213可以为伸缩驱动机构，第三安装段213与安装杆21连接。可选的，第三安装段213可以为电动伸缩杆或气动伸缩杆或液压伸缩杆以及其他能够实现伸缩功能的伸缩杆。

可以理解的，第三安装段213与安装杆21铰接，用于驱动安装杆21沿与辅驱动装置的轴向延长线方向运动；第三安装段213上设置有限制安装杆21转动的限脚弹簧，所以安装杆21在第三安装段213上可转动的角度为180°左右，安装杆21可以与设置第一连接单元10的机翼紧贴，能够减小第一连接单元10设置于飞行器后的阻力，提升飞机的气动性。

在一般状态下(即单个飞行器状态或未连接时)安装杆21紧贴飞行器的机翼，与机翼平行。当飞行器需要连接时，第三安装段213将安装杆21向远离机翼的方向推动，使设置于安装杆21上的第一磁性对接件20靠近第二磁性对接件31，便于第一磁性对接件20与第二磁性对接件31的连接。

当第一磁性连接件在与第二磁性件312连接后，安装杆21还可旋转90°与第三安装段213同向(当主驱动机构33在拉动第二磁性对接件31时，安装杆21受到主驱动机构33的拉力后旋转)，通过第三安装段213驱动安装杆21朝靠近机翼的方向移动，以使两个飞行器的相对距离减小，便于连接后机翼之间的拼接。

在一些实施例中，请参阅图4，安装杆21包括依次连接的第一安装段211、第二安装段212和第三安装段213，第一安装段211与第三安装段213的驱动端连接，第二安装段212的一端与第一安装段211远离驱动机构的一端铰接，第二安装段212的另一端与第三安装段213铰接；第一磁性对接件20可转动的设在第三安装段213远离第二安装段212的一端，所述第三安装段213与所述第一磁性件连接。

可以理解的，第一安装段211、第二安装段212、第三安装段213均沿安装杆21的长度方向依次设置，第一安装段211的一端与第三安装段213铰接，使安装杆21能够围绕第三安装段213在特定角度内带动第二安装段212和第三安装段213转动，使安装杆21能够覆盖到更大的连接范围，能够适应不同方向的连接需要，以便于第一磁性对接件20与第二磁性对接件31的连接；进而提升第一连接单元10的连接效率。第二安装段212与第一安装段211铰接，使安装杆21能够覆盖更大的连接范围，也能与第一安装段211与第三安装段213的转动形成互补，使整个旋转杆的可转动角度变的更多，以使第二磁性对接件31在连接时可以从多个角度进行连接。

第二安装段212与第三安装段213可旋转连接；具体的，第二安装段212远离第一安装段211的一端设置有轴承，第三安装段213连接与轴承上，通过轴承实现可旋转连接，在对接过程中可旋转连接能够减小在对接过程中由于两台飞行器的飞行姿态不同或在对接过程中飞行姿态发生改变，导致飞行器损坏，以提升在对接过程中连接组件100的安全性。

在一些实施例中，主驱动机构33与第二磁性对接件31柔性连接，主驱动机构33与第二磁性对接件31柔性连接可以使第二磁性对接件31的在与第一磁性件对接时，第二磁性对接件31的位置可以随意发生变化，而不受主驱动件机构的影响，能够使第一磁性对接件20与第二磁性对接件31在连接时更加的灵活，便于第一磁性对接件20与第二磁性对接件31的连接，同时柔性连接也能减小在对接时对高精度操作的需要，减少在对接时所需的时间，提升对接的效率。

在一些实施例中，请参阅图5，第二磁性对接件31包括基座311、第二磁性件312以及多个叶片313，基座311具有相对的第一表面3111和第二表面3112，第二磁性件312和多个叶片313设在第一表面3111，多个叶片313沿着基座311的周向弹性铰接在第一表面3111上，第二磁性件312位于多个叶片313围成的区域内。应理解，基座311可以设置为圆柱体、长方体、锥体中的任意一种。

当飞行器连接组件100处在第一状时，多个叶片313的叶面与第一表面3111的夹角为钝角，第二表面3112靠近开口；当飞行器连接组件100处在第二状态，多个叶片313的叶面与第二表面3112的夹角小于或等于90°，第一表面3111靠近开口。

可以理解的，基座311用于承载磁性件以及叶片313，基座311设置叶片313和第二磁性件312的表面为第一表面3111，与第一表面3111相对的则为第二表面3112；叶片313通过限角弹簧与基座311连接，因此，设置于基座311上的叶片313可在一定范围内绕限角弹簧转动，使得叶片313在压力作用下发生变化，从而实现第二磁性对接件31变径的功能。

当所有叶片313收拢时，第二磁性对接件31的径向尺寸较小，第二磁性件312对接件可以位于收纳管32内，并且所有叶片313受到收纳管32的限制始终处在收拢状态，而受到收纳管32的作用，叶片313具有弹性势能，可以与收纳管32管壁相抵，从而使得第二磁性对接件31被限位在收纳管32内，放置第二磁性对接件31在不受控状态下从收纳管32脱出。可以理解的，当所有叶片313收拢状态，第二磁性对接件31的外形可以与杆状类似，因此，每个叶片313的叶面与第二表面3112的夹角小于或等于90°。

当第一连接单元10和第二连接单元30需要对接时，可以通过主驱动机构33驱动第二磁性对接件31从收纳管32的出口脱出收纳管32。此时，由于第二磁性对接件31位于收纳管32外部，叶片313不再受到收纳管32管壁的约束而后展开，因此，所有叶片313张开，第二磁性对接件31的径向尺寸较大，展开后的叶片313与漏斗形类似；并且叶片313与第一表面3111之间形成有夹角，所形成的夹角为钝角，钝角能够使第一磁性件与第二磁性件312在配合时，第二磁性件312对第一磁性件的捕获范围更大，并且叶片313也能起到导向作用，使第一磁性件逐渐靠近第二磁性件312并与第二磁性件312配合，能够提升第一磁性件与第二磁性件312的连接速度，同时也便于第一连接单元10与第二连接单元30的连接。

当第一连接单元10与第二连接单元30对接完成后，可以通过主驱动机构33驱动第二磁性对接件31向收纳管32所在方向移动，并在收纳管32管壁的作用下，将处在张开状态的叶片313重新收拢，直到第二磁性对接件31进入收纳管32内，并通过收纳管32对第二磁性对接件31进行限位，保证第一连接单元10与第二连接单元30的连接更为紧密和稳定。在这个过程中，第一连接单元10中的第三安装段213可以驱动第一磁性对接件20朝靠近第三安装段213的一侧运动。

在一些实施例中，主驱动机构33包括：缠绕件331以及弹性推力件，弹性推力件设置于收纳管32内，弹性推力件的一端与所述收纳管32的侧壁相抵，另一端与第二磁性对接件31相抵；所述缠绕件331与所述基座311连接。

可以理解的，弹性推力件设置于收纳管32远离开口的一侧，其为第二磁性件312提供向外的推力。该弹性推力件可以为弹簧或橡胶等其他能够提供弹力的部件。

上述缠绕件331则需要与弹性推力件332配合，将第二磁性对接件31从收纳管32内推出，具体的，缠绕件331可以包括电机以及设在电机转轴上的绕线柱，将线材设置于绕线柱上，并与第二磁性对接件31所包括的基座311连接。此时，可以通过电机带动绕线柱转动，以拉动基座311移动。

在一般状态下，第二磁性件312位于收纳管32内，此时，第二磁性对接件31在受到缠绕件331的拉力后压缩弹性推力件332，使弹性推力件332具有弹性势能；当第二磁性对接件31需要与第一磁性件对接时，缠绕件331放线使基座311不受缠绕件331的拉力限制，此弹性推力件332的弹性势能转为动能，将第二磁性对接件31从收纳管32内推出；当第二磁性对接件31在与第一磁性对接件20对接完成后，缠绕件331收线使第二磁性对接件31又再次位于收纳管32内，完第一磁性对接件20与第二磁性对接件31的连接。

当飞行器连接组件100处在第二状态，基座311具有的第一表面3111靠近开口，而多个叶片313设在第一表面3111，因此，当弹性推力件332抵接于第二磁性对接件31，实际中弹性推力件332所抵接的为基座311的第二表面3112，而缠绕件331则也是通过与基座311连接，通过拉动基座311以实现第二磁性对接件31进出收纳管32。

在一些实施例中，第二磁性对接件31还包括形成在相邻两个叶片313之间的柔性薄膜34，薄膜34可以降低对接过程中安装杆21从叶片313之间的缝隙划出，以提升第一磁性对接件20与第二磁性对接件31在对接时的对接效率。

请参阅图6至图7，本发明实施例还提供一种飞行器200，包括两个或两个以上的飞行器以及飞行器连接组件100，两个飞行器通过飞行器连接组件100连接；

其中，相邻两个飞行器包括第一飞行器40和第二飞行器50，飞行器连接组件100包括的第一连接单元10设在第一飞行器40的机翼上；第二连接单元30设在第二飞行器50的机翼上。

可以理解的，飞行器连接组件100用于两个或两个以上的飞行器连接，本实施例以两个飞行器为例说明，两个飞行器分别为第一飞行器40和第二飞行器50，第二飞行器50具有第一机翼41，第二飞行器50则具有第二机翼51，分别在第一机翼41上设置第一连接单元10，在第二机翼51上设置第二连接单元30，通过第一连接单元10与第二连接单元30连接，以实现第一飞行器40与第二飞行器50的连接，其具体连接方式与上述实施例中的连接方式相同。

在一些实施例中，第一机翼41上具有第一突出部411，第二机翼51上具有第二突出部511，第一突出部411与第二突出部511交错设置，第一突出部411与第二突出部511相适配。

可以理解的，第一机翼41上的第一突出部411与第二机翼51上的第二突出部511间隔交错设置，第一突出部411朝向第二翼设置第二突出部511的方向设置，第二突出部511则朝向第一突出部411朝向第二突出部511的方向设置，即第一突出部411与第二突出部511相对设置；第一突出部411与第二突出部511的形状分别根据第一机翼41与第二机翼51的形状确定；当第一连接单元10在与第二连接单元30连接后，第一突出部411与第二突出部511形成一个平面，交错间隔设置的突出部则能够限制第一机翼41和第二机翼51在其前进方向上的相对移动，不仅能够使两个飞行器在连接后更稳定，也能减小飞行器连接组件100在连接后所需要承受的承载力，以提升飞行器连接组件100的使用寿命。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。