CN105553116A - 无人飞行器降落捕获装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无人飞行器降落捕获装置，包括位置传感器和控制器，以及与控制器控制信号输出连接的驱动控制模块，该驱动控制模块与至少两个驱动部件连接，每个驱动部件与夹爪连接，每个夹爪与底座转动连接，当位置传感器检测到无人飞行器位于夹爪内时，控制驱动控制模块驱动夹爪同步转动引导无人飞行器降落并固定在底座上。当位置传感器检测到无人飞行器位置可捕获位置时，控制器向驱动控制模块输出控制指令，驱动控制模块控制驱动部件使处于初始张开状态的夹爪逐渐收缩闭合，引导下精确降落，并在降落后无人机处于夹紧固定状态。由于在无人飞行器降落过程中通过夹爪进行引导，可以避免无人飞行器自行降落时受外部环境干扰，无法精确降落，降低降落控制难度。
Description
技术领域
本发明涉及无人飞行器回收技术领域，尤其涉及一种无人飞行器降落自动捕获装置。
背景技术
现有无人飞行器，如无人机控制通过遥控器实现飞行姿态控制和回收控制。对于回收降落地点处于运动状态，如降落在骑行自行车上，由于骑行时处于运动状态，飞行器上的飞控制器控制精度受外部风速等影响，无法准确降落在自行车平台上，或者降落位置精度要求较场所，如无人飞行器降落自动充电，需要准确地将无人飞行器上的充电电极与充电器上的电极接触才能实现充电。而目前无人飞行器都无法遥控实现上述高精度降落控制。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种无人飞行器回收捕获装置，该无人飞行器回收捕获装置可以降低无人飞行器定点降落控制难度，提高降落精准度和稳定性。
本发明主要解决的技术问题是提供一种无人飞行器降落捕获装置，该无人飞行器降落捕获装置可以降低无人飞行器定点降落控制难度，提高降落精准度和稳定性。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种无人飞行器降落捕获装置，该无人飞行器降落捕获装置包括，位置传感器和控制器，以及与控制器控制信号输出连接的驱动控制模块，该驱动控制模块与驱动部件连接，每个驱动部件与夹爪连接，每个夹爪与底座转动连接，当位置传感器检测到无人飞行器位于夹爪内时，驱动控制模块控制驱动部件使夹爪同步转动收缩，引导无人飞行器降落并固定在底座上。
进一步地说，所述驱动部件包括电机或气缸。
进一步地说，所述无人飞行器降落捕获装置还包括充电装置，该充电装置包括与无人飞行器匹配的无线充电器，该无线充电器包括电源和与控制器信号连接并对电源进行管理的充电管理模块，以及将电源转为电磁信号的充电发射模块，该充电发射模块包括设有位于底座的发射线圈，当无人飞行器降落后无线充电器通过发射线圈为无人飞行器充电。
进一步地说，所述底座设有与充电管理模块信号连接控制触发充电的充电感应开关。
进一步地说，所述无人飞行器降落捕获装置还包括充电装置，该充电装置包括电源和与控制器信号连接并对电源进行管理的充电管理模块，以及设于底座并与无人飞行器匹配的充电接触片，当无人飞行器降落后充电接触片能与无人飞行器上的充电接触头形成电连接。
进一步地说，所述充电接触片为两个与电源连接的环形接触导电片。
进一步地说，所述底座上设有两环形槽，该环形接触导电片位于环形槽内。
进一步地说，所述无人飞行器降落捕获装置还包括充电接触片微调机构，该充电接触片微调机构包括微调电机和与该微调电机传动连接的充电盘，设于底座的充电盘的一面设有两个凹槽，所述充电接触片设于凹槽内。
进一步地说，所述转动充电盘的另一侧分别设有与电源电连接的两个环形接触导电片。
进一步地说，所述充电接触片上设有与充电管理模块信号连接的压力传感器，当压力传感器获得充电接触头产生压力时，充电管理模块使充电接触片通电。
本发明无人飞行器降落捕获装置，包括位置传感器和控制器，以及与控制器控制信号输出连接的驱动控制模块，该驱动控制模块与驱动部件连接，每个驱动部件与夹爪连接，每个夹爪与底座转动连接，当位置传感器检测到无人飞行器位于夹爪内时，驱动控制模块控制驱动部件使夹爪同步转动收缩，引导无人飞行器降落并固定在底座上。当位置传感器检测到无人飞行器位置可捕获位置时，控制器向驱动控制模块输出控制指令，驱动控制模块控制驱动部件使处于初始张开状态的夹爪逐渐收缩闭合，引导下精确降落，并在降落后无人机处于夹紧固定状态。由于在无人飞行器降落过程中通过夹爪进行引导，可以避免无人飞行器自行降落时受外部环境干扰，无法精确降落，降低降落控制难度。同时无人飞行器降落后处于夹紧固定状态，避免出现自行固定状态下固定还稳现象。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，而描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在还付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1是无人飞行器降落捕获装置实施例电气框图。
图2是图1实施例结构示意图。
图3是另一实施例无线充电器电气框图。
图4是采用有线充电器时无人飞行器降落捕获装置实施例电气框图。
图5是采用有线充电器时无人飞行器降落捕获装置实施例充电接触片结构示意图。
图6是充电接触片微调机构实施例结构示意图。
下面结合实施例，并参照附图，对本发明目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而还是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供一种无人飞行器降落捕获装置实施例。
该无人飞行器降落捕获装置包括：位置传感器2和控制器1，以及与控制器1控制信号输出连接的驱动控制模块3，该驱动控制模块3与驱动部件4连接，每个驱动部件4与一个夹爪6连接，每个夹爪6与底座7转动连接，当位置传感器2检测到无人飞行器位于夹爪6之间时，控制器1给驱动控制模块3输出指令，驱动控制模块3控制驱动部件4驱动处于初始张开状态的夹爪6逐渐收缩闭合，将位于夹爪6内的无人飞行器引导降落并固定在底座7上。
具体地说，所述位置传感器2用于检测无人飞行器是否位于捕获装置能捕获位置，具体采用何种器件还作特别限定，可以是能够实现确定无人飞行器位置的元器件即可，包括超声波探头、红外探头等。该位置传感器2设置于夹爪6收缩方向的内侧，其数量最好与夹爪6数据相同，可以是2-6个，优选为3个或4个，既可以保证准确确定能否捕获无人飞行器，也可以减少设备成本和控制难度。所述驱动部件4采用何种器件还作特别限定，可以包括电机或气缸。
所述夹爪6的数量为两个及以上，优先为3-6个，每个夹爪6初始状态时处于打开状态，捕获时，在控制器的控制下，每全驱动部件4使夹爪6都同步向内收缩。当位置传感器2检测到无人飞行器位置可捕获位置时，控制器1向驱动控制模块3输出控制指令，由驱动控制模块3控制驱动部件4使处于初始张开状态的夹爪6逐渐向内收缩闭合。无人飞行器处于降落状态时，通过夹爪6向内收缩，使得无人飞行器限在有限范围内，即在夹爪6的引导下实现精确降落。降落完成后，多个夹爪6使无人机处于夹紧固定状态。由于在无人飞行器降落过程中通过夹爪进行引导，可以避免无人飞行器自行降落时受外部风速、气流等扰动产生干扰，而飞控制系统无法精确控制导致无法精确降落，降低准确降落的控制难度。同时无人飞行器降落后处于夹紧固定状态，避免出现自行固定状态下固定不稳现象。
在上述实施例的基础上还提出另一种实施例，如图3和图4所示。
所述无人飞行器降落捕获装置还包括一个充电装置A，该充电装置包括无线充电器或有线充电器。采用无线充电器时，该无线充电器包括电源10和用于对电源10进行管理的充电管理模块9，以及将电源转为电磁信号的充电发射模块C，该充电发射模块C包括设有位于底座7的发射线圈。所述充电管理模块9与控制器1信号连接，在控制器1协调下进行充电，即只有在夹爪6处于闭合状态下才能对无人飞行器进行充电。当无人飞行器也设有无线充电接收电路时，在无人飞行器降落于底座7上即可对无人飞行器进行充电。
根据需要，在所述底座7设有与充电管理模块信号连接的充电感应开关11，通过该充电感应开关11仅在无人飞器降落在底座7上时发射线圈才会通电，进行感应充电，可以避免发射线圈长期待电浪费电能。所述充电感应开关11包括压力传感器或其他能实现开关功能的元器件。
如图4和图5所示，所述充电装置采用有线充电器时，在底座7上设有与无人飞行器匹配且与电源连接的充电接触片，当无人飞行器降落后充电接触片能与无人飞行器上的充电接触头（附图未标示）形成电连接。所述充电接触片为两个与电源连接的环形接触导电片72。具体地说，所述底座7上设有两环形槽，该环形接触导电片72位于环形槽内。由于环形接触导电片72，其与底座7的中心位置距离相同，只要通过适当匹配，在捕获装置的配合，不还需要无人飞行器降落角度都能使环形接触导电片72与无人飞行器上的充电接触头接触，实现充电。所述环形槽可以更好收纳部分无人机上的充电接触头，下降落时更稳。
所述充电装置A还设有充电感应开关11，只有当飞行器触发充电开关时，该环形接触导电片72才会通电，这样可以降低环形接触导电片72待存在风险。所述充电感应开关11设置在所述环形接触导电片72位置，当人飞行器上充电接触头与环形接触导电片72接触时，触发充电管理模块控制电源对无人飞行器进行充电。
所述充电装置采用有线充电器时，也可以采用如图6所示结构，即在底座7上设有与无人飞行器匹配且与电源连接的充电接触片71，当无人飞行器降落后充电接触片能与无人飞行器上的充电接触头（附图未标示）形成电连接，所述无人飞行器降落捕获装置还包括充电接触片微调机构，该充电接触片微调机构包括微调电机8和与该微调电机8传动连接的充电盘70，设于底座7的充电盘70的一面设有两个凹槽（附图未标示），所述充电接触片71设于凹槽内，该充电盘70采用圆形结构。该充电盘70的另一侧分别设有与电源电连接的两个环形接触导电片，其中电源的充电输出受充电管理模块控制。
由于充电接触片71设置的位置有限，无人飞行器在降落时的角度无法精确控制，但其降落的位置在夹爪6作用下，位置精度较高，即无人飞行器上的充电接触头与充电盘70中心点之间的距离是确定。当无人飞行器降落后，通过微调电机8带动充电盘70转动，当充电接触片71转动与无人飞行器充电接触头接触位置时，由于充电接触片71位于凹槽内，在充电盘70转动时，凹槽与无人飞行上的充电接触头之间产生较大的阻力，使得电机8输出负载电流发出突变，当控制器1控制电机8停止工作，完成位置调整。当所述充电接触片71处于待电状态时，即可对无人飞行器进行充电。
在本实施中，所述充电接触片71处于待电状态，存在完全风险，因此可以进一步改进。在所述充电接触片71位置设有与充电管理模块信号连接的压力传感器，当压力传感器获得充电接触头产生压力时，充电管理模块9使充电接触片通电。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或替换，并还使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.无人飞行器降落捕获装置，包括位置传感器和控制器，以及与控制器控制信号输出连接的驱动控制模块，该驱动控制模块与驱动部件连接，每个驱动部件与夹爪连接，每个夹爪与底座转动连接，当位置传感器检测到无人飞行器位于夹爪内时，驱动控制模块控制驱动部件使夹爪同步转动收缩，引导无人飞行器降落并固定在底座上。
2.根据权利要求1所述的无人飞行器降落捕获装置，其特征在于：所述驱动部件包括电机或气缸。
3.根据权利要求1所述的无人飞行器降落捕获装置，其特征在于：所述无人飞行器降落捕获装置还包括充电装置，该充电装置包括与无人飞行器匹配的无线充电器，该无线充电器包括电源和与控制器信号连接并对电源进行管理的充电管理模块，以及将电源转为电磁信号的充电发射模块，该充电发射模块包括设有位于底座的发射线圈，当无人飞行器降落后无线充电器通过发射线圈为无人飞行器充电。
4.根据权利要求3所述的无人飞行器降落捕获装置，其特征在于：所述底座设有与充电管理模块信号连接控制触发充电的充电感应开关。
5.根据权利要求1所述的无人飞行器降落捕获装置，其特征在于：所述无人飞行器降落捕获装置还包括充电装置，该充电装置包括电源和与控制器信号连接并对电源进行管理的充电管理模块，以及设于底座并与无人飞行器匹配的充电接触片，当无人飞行器降落后充电接触片能与无人飞行器上的充电接触头形成电连接。
6.根据权利要求5所述的无人飞行器降落捕获装置，其特征在于：所述充电接触片为两个与电源连接的环形接触导电片。
7.根据权利要求6所述的无人飞行器降落捕获装置，其特征在于：所述底座上设有两环形槽，该环形接触导电片位于环形槽内。
8.根据权利要求5所述的无人飞行器降落捕获装置，其特征在于：所述无人飞行器降落捕获装置还包括充电接触片微调机构，该充电接触片微调机构包括微调电机和与该微调电机传动连接的充电盘，设于底座的充电盘一面设有两个凹槽，所述充电接触片设于凹槽内。
9.根据权利要求8所述的无人飞行器降落捕获装置，其特征在于：所述转动充电盘的另一侧分别设有与电源电连接的两个环形接触导电片。
10.根据权利要求5或8所述的无人飞行器降落捕获装置，其特征在于：所述充电接触片上设有与充电管理模块信号连接的压力传感器，当压力传感器获得充电接触头产生压力时，充电管理模块使充电接触片通电。
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