CN105346724B - 一种飞行器收发控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种飞行器收发控制系统，包括爬壁机器人和飞行器收发平台，爬壁机器人包括主车体，主车体中部设有上下贯通的吸气口，在主车体中部吸气口处设有吸附机构，主车体下表面设有两组车轮以及用于一一驱动车轮的两组第一电机，主车体上边沿处设有用于驱动飞行器收发平台转动的第二电机，主车体外周设有与主车体相匹配的悬挂外框，主车体与悬挂外框固定连接，悬挂外框的下边沿设有密封结构。本发明的一种飞行器收发控制系统，通过爬壁机器人和飞行器收发平台可以实现飞行器自由地悬停和空间中的自由移动，并穿过狭小的空间将飞行器运输到制定投放点，具有很大的灵活性。此外，它结构简单，机械稳定性好，所以成本廉、性价比很高。

Description

一种飞行器收发控制系统

技术领域

本发明涉及飞行器控制技术领域，更为具体地，涉及一种飞行器收发控制系统。

背景技术

在侦查、营救的过程中，能够快速移动的无人机由于自身稳定性的原因，无法穿过墙缝等狭小的空间。而具有较强地面适应性的履带车移动速度过慢，而且很难到达较高地区如高楼等地方。履带式爬壁机器人能够稳定的移动到楼层高处，而且能够携带大量负载，但是其移动速度缓慢一直废人诟病。将无人机与履带式爬壁机器人相结合，能够充分结合二者优点，并且能弥补两者的不足。于是我们设计的“小型无人机壁面移动收发基站”由履带驱动，整体扁平，在墙面上有较好的稳定性和工作可靠性，十分适合在狭小移动空间的壁面移动工作。可通过采用竖直携带无人机的方式，使系统整体高度小于无人机本身的宽度，在对比适应性较好的球笼式飞行器的发现，能更有效的穿越狭小的墙缝等障碍。在运载无人机的同时也缩短了无人机到目标地点的飞行距离，节约了无人机有限能量，提高了其能量的利用效率。除此之外，该基站更重要的作用就是利用车载平台上的信号中继功能，建立楼内外的信号传递桥梁，使得信号“穿墙”的能力大大增强，获得了更大的侦察范围，这种方式也使得无人机可携带更轻便的信号传输装置，从而使其可去负载更多有用质量。

但是这种爬壁机器人的主要缺点是还没有能够很好解决对于真空腔体的密封问题，因为其密封圈与主车体属于刚性连接，当轮或履带遇到稍有凹凸的墙面时，整体会摇摆，从而使得密封圈与墙面接触产生缝隙。因此，需要开发出一种改善了密封性能的爬壁机器人。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种飞行器收发控制系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种飞行器收发控制系统，包括爬壁机器人和飞行器收发平台；所述爬壁机器人吸附在外部竖直墙面上，所述飞行器收发平台与所述爬壁机器人连接，并可转动至水平供外部飞行器降落。

其中，所述爬壁机器人包括主车体，所述主车体中部设有上下贯通的吸气口，在所述主车体中部所述吸气口处设有吸附机构，所述主车体下表面设有两组车轮以及用于一一驱动所述车轮的两组第一电机，所述主车体上边沿处设有用于驱动所述飞行器收发平台转动的第二电机，所述主车体外周设有与所述主车体相匹配的悬挂外框，所述主车体与所述悬挂外框固定连接，所述悬挂外框的下边沿设有密封结构。

所述飞行器收发平台包括停靠板和停靠架，所述停靠架的一端通过转接架与所述第二电机连接，所述停靠架四周设有凹槽，且所述停靠架中部设有磁铁，所述停靠板固定在所述停靠架上，所述停靠板中部设有开口，且所述磁铁正好位于所述停靠板中部的开口内。

本发明的一种飞行器收发控制系统，通过所述爬壁机器人和飞行器收发平台可以实现飞行器自由地悬停和空间中的自由移动，并穿过狭小的空间将飞行器运输到制定投放点，并辅以无线通讯设备中继，扩大信号的传输距离，使得信号可以轻松“穿墙”，从而可对楼宇内部情况进行实时侦察，大大增长了其续航能力，具有很大的灵活性。此外，它结构简单，机械稳定性好，所以成本廉、性价比很高。

附图说明

通过参考以下具体实施方式及权利要求书的内容并且结合附图，本发明的其它目的及结果将更加明白且易于理解。在附图中：

图1是本发明的一种飞行器收发控制系统的主视图；

图2是本发明的一种飞行器收发控制系统中爬壁机器人的主视图；

图3是本发明的一种飞行器收发控制系统中爬壁机器人的仰视图；

图4是本发明的一种飞行器收发控制系统中飞行器收发平台的结构示意图；

图5是本发明的一种飞行器收发控制系统中飞行器收发平台的底部结构的局部示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、主车体，2、悬挂外框；

11、吸气口，12、吸附机构，13、车轮，14、第一电机，15、第二电机，16、第一固定触点，21、密封结构，22、第二固定触点，31、停靠板，32、停靠架，33、转接架，34、凹槽，35、磁铁；

121、第三电机，122、风扇。

在附图中，相同的附图标记指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

下面将参照附图来对根据本发明的各个实施例进行详细描述。

如图1所示，一种飞行器收发控制系统的主视图，包括爬壁机器人和飞行器收发平台；爬壁机器人吸附在外部竖直墙面上，飞行器收发平台与爬壁机器人连接，并可转动至水平供外部飞行器降落。

如图2、3所示，爬壁机器人包括主车体1，主车体1中部设有上下贯通的吸气口11，在主车体1中部吸气口11处设有吸附机构12，主车体1下表面设有两组车轮13以及用于一一驱动车轮13的两组第一电机14，主车体1上边沿处设有用于驱动飞行器收发平台转动的第二电机15，主车体1外周设有与主车体1相匹配的悬挂外框2，主车体1与悬挂外框2固定连接，悬挂外框2的下边沿设有密封结构21。

如图4所示，飞行器收发平台包括停靠板31和停靠架32，停靠架32的一端通过转接架33与第二电机15连接，停靠架32四周设有凹槽34，且停靠架32中部设有磁铁35，停靠板31固定在停靠架32上，停靠板31中部设有开口，且磁铁35正好位于停靠板31中部的开口内。

本实施例中，主车体1上边沿处还设有多个第一固定触点16，悬挂外框2上边沿处设有与第一固定触点16数量相同第二固定触点22，第一固定触点16与第二固定触点22一一对应固定连接。通过第一固定触点16与第二固定触点22可以将悬挂外框2固定在主车体1外周并支撑主车体1下方形成空腔。

优选地，第一固定触点16均匀的设置在主车体1上边沿处，且第二固定触点22也均匀的设置在悬挂外框2的上边沿处并与第一固定触点16对齐。通过上述方式可以使得主车体1与悬挂外框2，并在墙体上爬行时均匀受力，确保爬壁机器人在墙壁上平稳的爬行，为后续飞行器的平稳降落或起来提供基础。

优选地，第一固定触点16与第二固定触点22通过胶棒固定连接。通过胶棒既可以达到固定的强度，又便于后期拆卸清洗，非常方便。当然也可以通过其他方式固定连接，这些皆在本发明的保护范围之内。

本实施例中，吸附机构12包括第三电机121和风扇122，风扇包括多片叶轮，第三电机121位于风扇中心并驱动风扇122转动，使得主车体1下方形成真空腔体。当第三电机121带动风扇122的叶轮旋转时，高速旋转的叶轮中叶片之间的气体也跟着旋转，并在离心力的作用下将这些气体甩到叶轮四周，气体流速增大,使气体在流动中把动能转换为静压能，然后随着流体的增压，使静压能又转换为速度能，通过吸气口11排出主车体1下方腔体内的气体，形成真空腔体，而在叶轮中间形成了一定的负压，由于吸气口11处呈负压，外部大气压便将主车体1压向墙体，整个爬壁机器人边吸附在墙上。

密封结构21包括支撑层，支撑层的一端与悬挂外框2的下边沿连接，支撑层的另一端及两侧均包覆有塑料薄膜，且支撑层的另一端通过塑料薄膜压附在外部墙面上。当吸附机构12工作时，大气压将主车体1压向墙体，此时支撑层起到支撑作用，使得主车体1下方保持真空腔体，使得主车体1能继续吸附在墙上。

需要指出的是，这里支撑层并不是起到密封作用，仅仅起到支撑的作用，支撑层内侧的塑料薄膜能够随风向内运动，而支撑层外侧的塑料薄膜由于内侧的塑料薄膜与支撑层的遮挡，很难向内运动，因此在紧贴墙面，由于塑料薄膜柔软、光滑的特性，能够紧贴地面，适应部分凹凸墙面，可以使得整个爬壁机器人在凹凸不平的墙面平稳的爬行。

优选地，支撑层为猪鬃材质。猪鬃的硬度能够支撑起整个主车体1和悬挂外框2的重量，因此在悬挂下方设一圈猪鬃可以起到较好的支撑作用。

优选地，塑料薄膜为聚四氟乙烯PTFE材质。聚四氟乙烯具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂，使用寿命较长，具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以具有较好的润滑作用。因此，当爬壁机器人在墙面爬行时几乎没有什么阻力，可以非常平稳的爬行。

优选地，停靠架32上设有第四电机36，第四电机36用于驱动磁铁35使其沿着靠近或远离停靠板31的方向运动。具体地，如图5所示，第四电机36与蜗轮蜗杆37相连，通过蜗轮蜗杆37使磁铁35远离停靠板31。当飞行器收发平台处于水平位置时，飞行器能够通过重力平稳停靠在收发平台上，此时，通过控制第四电机驱动磁铁35远离停靠板31，从而增加磁铁35与飞行器上铁片之间的距离，使其相互吸引力变小，当磁铁35与飞行器上铁片之间的引力小于飞行器起非的临界值时，飞行器能够安全平稳的起飞。

优选地，第一电机14为直流无刷电机，直流无刷电机具有传统直流电机的优点，同时又取消了碳刷、滑环结构，可以低速大功率运行，体积小、重量轻、出力大，转矩特性优异，中、低速转矩性能好，启动转矩大，启动电流小，无级调速，调速范围广，过载能力强，效率高，电机本身没有励磁损耗和碳刷损耗，消除了多级减速耗，综合节电率可达20％～60％，可靠性高，稳定性好，适应性强，维修与保养简单，耐颠簸震动，噪音低，震动小，运转平滑，寿命长。

本发明的一种飞行器收发控制系统，通过爬壁机器人和飞行器收发平台可以实现飞行器自由地悬停和空间中的自由移动，并穿过狭小的空间将飞行器运输到制定投放点，并辅以无线通讯设备中继，扩大信号的传输距离，使得信号可以轻松“穿墙”，从而可对楼宇内部情况进行实时侦察，大大增长了其续航能力，具有很大的灵活性。此外，它结构简单，机械稳定性好，所以成本廉、性价比很高。

尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的发明实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求，但是也可以设想具有多个元素，除非明确限制为单个元素。

Claims (10)

1.一种飞行器收发控制系统，其特征在于：包括爬壁机器人和飞行器收发平台；所述爬壁机器人吸附在外部竖直墙面上，所述飞行器收发平台与所述爬壁机器人连接，并可转动至水平供外部飞行器降落或起飞；

所述爬壁机器人包括主车体(1)，所述主车体(1)中部设有上下贯通的吸气口(11)，在所述主车体(1)中部所述吸气口(11)处设有吸附机构(12)，所述主车体(1)下表面设有两组车轮(13)以及用于一一驱动所述车轮(13)的两组第一电机(14)，所述主车体(1)上边沿处设有用于驱动所述飞行器收发平台转动的第二电机(15)，所述主车体(1)外周设有与所述主车体(1)相匹配的悬挂外框(2)，所述主车体(1)与所述悬挂外框(2)固定连接，所述悬挂外框(2)的下边沿设有密封结构(21)；

所述飞行器收发平台包括停靠板(31)和停靠架(32)，所述停靠架(32)的一端通过转接架(33)与所述第二电机(15)连接，所述停靠架(32)四周设有凹槽(34)，且所述停靠架(32)中部设有磁铁(35)，所述停靠板(31)固定在所述停靠架(32)上，所述停靠板(31)中部设有开口，且所述磁铁(35)正好位于所述停靠板(31)中部的开口内。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器收发控制系统，其特征在于：所述主车体(1)上边沿处还设有多个第一固定触点(16)，所述悬挂外框(2)上边沿处设有与所述第一固定触点(16)数量相同第二固定触点(22)，所述第一固定触点(16)与所述第二固定触点(22)一一对应固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种飞行器收发控制系统，其特征在于：所述第一固定触点(16)均匀的设置在所述主车体(1)上边沿处，且所述第二固定触点(22)也均匀的设置在所述悬挂外框(2)的上边沿处并与所述第一固定触点(16)对齐。

4.根据权利要求3所述的一种飞行器收发控制系统，其特征在于：所述第一固定触点(16)与所述第二固定触点(22)通过胶棒固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种飞行器收发控制系统，其特征在于：所述吸附机构(12)包括第三电机(121)和风扇(122)，所述风扇包括多片叶轮，所述第三电机(121)位于所述风扇中心并驱动所述风扇(122)转动，使得所述主车体(1)下方形成真空腔体。

6.根据权利要求1所述的一种飞行器收发控制系统，其特征在于：所述密封结构(21)包括支撑层，所述支撑层的一端与所述悬挂外框(2)的下边沿连接，所述支撑层的另一端及两侧均包覆有塑料薄膜，且所述支撑层的另一端通过所述塑料薄膜压附在外部墙面上。

7.根据权利要求6所述的一种飞行器收发控制系统，其特征在于：所述支撑层为猪鬃材质。

8.根据权利要求6所述的一种飞行器收发控制系统，其特征在于：所述塑料薄膜为聚四氟乙烯PTFE材质。

9.根据权利要求1所述的一种飞行器收发控制系统，其特征在于：所述停靠架(32)上设有第四电机，所述第四电机用于驱动磁铁(35)使其沿着靠近或远离所述停靠板(31)的方向运动。

10.根据权利要求1至9任一项所述的一种飞行器收发控制系统，其特征在于：所述第一电机(14)为直流无刷电机。