CN106394915B - 无人机多合一任务载荷 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种无人机多合一任务载荷，包括喇叭、探照灯、相机、投放装置、挂载板，所述挂载板的上板面与无人机连接，其特征在于：所述相机通过云台连接云台支架；所述喇叭、云台支架、投放装置设于所述挂载板的下板面，所述喇叭位于所述云台支架一侧，所述投放装置位于所述云台支架的另一侧，所述喇叭与所述投放装置关于云台支架对称，所述投放装置包括至少一个投放舵机。本发明的有益效果：将常用的四种载荷喇叭、探照灯、相机、投放装置集成为一个整体载荷，大大丰富了无人机可以执行的任务，减少了重复拆装载荷的操作，降低了对飞控手的使用要求，增加了整体载荷及飞机平台的可靠性。

Description

无人机多合一任务载荷

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种无人机多合一任务载荷。

背景技术

无人机是一种处于迅速发展中的飞行装置，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点，可广泛应用于农业、勘探、摄影、边境巡逻等领域。

无人机任务载荷是无人机系统的重要组成部分，无人机通过装载各种不同的载荷来执行任务。

当前无人机的任务载荷较多设计为单一载荷，最多简单集成两种载荷，执行不同任务时，需要将现有载荷拆下，再安装新载荷，连接各种线路插头，不仅使用不方便，对操作者要求较高，且经常拆装容易增加故障点，影响任务载荷的寿命。不仅如此，由于无人机一般情况下主要用在航拍、无人侦查等领域，因此对任务载荷可靠性以及载重要求较低，难以应用于运输、快递配送等对结构可靠性要求较高的领域。

发明内容

本发明的主要目的为：提供一种无人机多合一任务载荷，该任务载荷一次挂载即可以实现多种功能，大大增加了无人机的适用范围，简化了操作，增加了可靠性。

本发明提出了一种无人机多合一任务载荷，包括喇叭、探照灯、相机、投放装置、挂载板，所述挂载板的上板面与无人机连接，所述相机通过云台连接云台支架；所述喇叭、云台支架、投放装置设于所述挂载板的下板面，所述喇叭位于所述云台支架一侧，所述投放装置位于所述云台支架的另一侧，所述喇叭与所述投放装置关于云台支架对称；

所述投放装置包括至少一个投放舵机。

进一步的，所述任务载荷还包括挡片，所述挡片一端垂直设于所述挂载板的下板面，所述挡片远离挂载板一端设置成背离云台支架的弧状弯。

进一步的，挡片与挂载板相接触的一端滑动设置在所述挂载板的下板面。

进一步的，所述喇叭底部固接于所述挂载板，所述喇叭开口方向与所述挂载板成一锐角，所述喇叭的扩音腔与所述云台支架下部相接触。

进一步的，所述喇叭还包括音频模块，所述音频模块设于所述云台支架内部空间；所述喇叭、探照灯、相机与投放装置电连接无人机电源。

进一步的，所述相机位置低于所述喇叭最低点位置。

进一步的，所述喇叭扩音腔中设置反射腔，所述探照灯设于所述反射腔上。

进一步的，所述探照灯还包括灯头、灯杯和灯杯盖，所述灯杯设于所述灯头上，所述灯杯盖设于所述灯杯上，所述灯头设于所述反射腔上，所述灯头设有散热片。

进一步的，所述挂载板为碳纤维-硬质泡沫夹层材料制造而成的挂载板，所述云台支架和挡片为镁合金材料制造而成的云台支架和挡片。

本发明具有如下有益效果：将常用的四种载荷喇叭、探照灯、相机、投放装置集成为一个整体载荷，并通过优化设计，使得集成的载荷具有较小的空间和较轻的重量，挂载到飞机平台上，大大丰富了无人机可以执行的任务，减少了重复拆装载荷的操作，降低了对飞控手的使用要求，增加了整体载荷及飞机平台的可靠性。

附图说明

图1是本发明一实施例一种无人机多合一任务载荷的结构示意图；

图2是本发明一实施例一种无人机多合一任务载荷的喇叭和探照灯的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

参照图1与图2，本发明提供一种较为优选的无人机多合一任务载荷的实施方式，包括喇叭1、探照灯2、相机3、投放装置4、挂载板5，挂载板5的上板面与无人机连接，相机3通过云台连接云台支架6，相机3通过云台可调整拍摄范围；喇叭1、云台支架6、投放装置4设于挂载板5的下板面，喇叭1位于云台支架6一侧，投放装置4位于云台支架6的另一侧，喇叭1与投放装置4关于云台支架6对称，使得喇叭1，云台支架6、投放装置4在一条直线上，优选的，将喇叭1设置在与无人机正常飞行时前进方向的一侧，将投放装置4设置在于云台支架6对称的后一侧，使喇叭1、云台支架6、投放装置4在飞机正常飞行时与飞行轨道在一条直线上；在本实施方式中，云台支架6的前侧和无人机正常飞行的方向相同；喇叭1设置在云台支架6的前侧，投放装置4设置在云台支架6的后侧，一方面投放装置4设置在后侧能减少运输过程中风力对投放物的影响，还可以使得重心保持得相对平衡，减小了任务载荷工作时对飞机平台的影响。投放装置4包括至少一个投放舵机，可根据任务需要设置多个投放舵机以便完成任务。

本实施方式中设置的位置关系减小了排布空间，保证整体载荷的重心在投放物投放前和投放后变化不大，减小其对飞机稳定性影响；在投放物体积、重量确定条件下，保证了投放前、投放后任务载荷重心的矩对飞机平台的影响较小，不会出现投放前任务载荷重心与飞机平台重心重合，投放后，载荷重心前移过多，对飞机平台产生较大的矩。

参照图1，在本实施方式中，投放装置4包括两个投放舵机，一个投放舵机与挂载板5的下板面相连并贴合云台支架6，另一个投放舵机与挂载板5的下板面相连并贴合挡片7；投放装置4的设置可以使无人机能够运输一些急需的必备物品；投放舵机与挂载板5相连可以使得投放舵机随无人机运动时更加稳定；两个投放舵机分别贴合云台支架6与挡片7，消除投放舵机在运输时，由于无人机高速运动带来的摇晃，使得投放物在运输过程中脱落的概率大大减小，两个投放舵机同时对一个投放物进行工作，基本可以排除运输过程中投放物脱落的可能，遇到紧急情况时，当其中一个投放舵机发生故障，另一个投放舵机依然可以进行工作，进一步增大了任务载荷的作用。可以理解，在无人机的载重能力允许的情况下，投放舵机的数量可以相应增加。

参照图1，任务载荷还包括挡片7，所述挡片7一端垂直设于所述挂载板5的下板面，挡片7远离挂载板5的一端设置成背离云台支架6的弧状弯。在本实施方式中，挡片7设置成U型形状的片状体，在节省材料、减轻重量的同时，还可以在运输过程中防止投放物的摇摆；U型片状体挡片7的U型底部与挂载板5贴合连接，挡片7远离与挂载板5贴合的一端设置成弧状弯，目的是为了方便装配投放物。在本实施方式中，挡片7与挂载板5相接触的一端滑动设置在所述挂载板5的下板面，目的在于，可根据投放物的大小调整挡片7，使得投放物在运输能更加稳定，不会摇摆，在投放物体积、重量确定条件下，可以通过调整挡片7的位置来调整任务载荷的重心，保证飞机平台与任务载荷的整体载荷重心在投放物投放前和投放后变化不大，减小其对飞机稳定性影响；不会出现投放前载荷重心与飞机平台重心重合，投放后，任务载荷重心前移过多，对飞机平台产生较大的矩。可以理解，在其他实施方式中，挡片7可以有多个，在设置好位置关系，保证任务载荷的重心与无人机平台的重心相协调后，与投放舵机、云台支架6配合运输投放物。

在本实施方式中，设计任务载荷的挂载点在无人机的几何中心处，投放物的重量为1.5kg，任务载荷挂载投放物时，任务载荷整体的重心在任务载荷挂载点之后，将投放物投放之后，任务载荷整体的重心在任务载荷挂载点之前，使得无人机在投放物投放前和投放后重心不受影响，当投放物的重量是1.5kg但接近于1.5kg时，无人机可通过自身动力调节飞机平衡，可以理解，当投放物是其他确定的重量时，可以调节挡片与云台支架的相对距离，使得悬挂投放物后，任务载荷的重心与飞机平台的重心保持平衡。

参照图1，在本实施方式中，云台支架6设置成四棱台形状的架子，架子内部中空，形成一个内部空间，在情况紧急时，内部空间可以携带一些急需的物品或者携带备用电源等；架子有一个斜面框，斜面框正对面框垂直于挂载板5，与斜面框竖直方向上相邻的位置会形成大小不等的两个面框，面积小的面框与挂载板5的下板面贴合设置，云台通过紧固件固接于面积大的面框下部；与斜面水平相邻的两个框面为梯形形状，梯形框面中部设有加强筋，用于加强云台支架6的稳定性；喇叭1重量相对较重，所以将喇叭1底部固接于挂载板5的下板面，降低无人机飞行时喇叭1脱落的风险，喇叭1开口方向与挂载板5成一锐角，喇叭1的扩音腔9与云台支架6下部相接触，在本实施方式中，云台支架6与喇叭1的扩音腔9接触的地方位于云台支架6斜面框的下部，因为喇叭1重量相对于其他任务载荷较重，在飞行时惯性较大，容易对无人机产生影响，在飞行时还容易脱落，当喇叭1与云台支架6接触后，云台支架6承受喇叭1部分重量，可以减少喇叭自身重量带来的摆动以及其他受力影响，在本实施方式中还使用连接件将挂载板5与喇叭1的扩音腔连接，既能减小喇叭1底部与挂载板5接点的压力，又能防止喇叭1自身重量带来的摇摆；在本实施方式中，喇叭1设置的位置与云台支架6斜面框的位置贴合，减小了空间排布；在本实施方式中还将喇叭1的对讲机换成音频模块8，音频模块8设于所述云台支架6内部空间，即减小了载荷的重量，又减小了空间排布；喇叭1、探照灯2、相机3与投放装置4电连接无人机电源，使得任务载荷无需携带电源，减轻了任务载荷的重量。可以理解，在其他实施方式中，可以根据无人机的承重能力、任务载荷中各种载荷的大小与重量来设置云台支架6的形状来减小任务载荷的重心对无人机平台重心的影响或者减小空间排布、减小重量等。

参照图1在本实施方式中，安装完成后，相机3的位置应低于喇叭1最低点的位置，保证了相机的视野无遮挡。

参照图2，在本实施方式中，喇叭1的扩音腔9中设置反射腔10，探照灯2设于反射腔10上；探照灯2还包括灯头11、灯杯13和灯杯盖14，灯杯13设于灯头11；灯杯13用于增加灯头11照射距离、增大照射区域，灯杯盖14设于灯杯13上，防止灰尘进入，灯头11设于反射腔10上，大大减小了空间排布与任务载荷的重量；灯头11设有散热片12，保证灯芯不会因高温而烧坏。

在本实施方式中，挂载板5为碳纤维-硬质泡沫夹层材料制造而成的挂载板5，云台支架6和挡片7为镁合金材料制造而成的云台支架6和挡片7，大大减轻载荷的重量。

将常用的四种载荷喇叭1、探照灯2、相机3、投放装置4集成为一个整体载荷，并通过优化设计，使得集成的载荷具有较小的空间和较轻的重量，挂载到飞机平台上，大大丰富了无人机可以执行的任务，减少了重复拆装载荷的操作，降低了对飞控手的使用要求，增加了整体载荷及飞机平台的可靠性。

在本发明的技术方案中，挂载板5和云台支架6的位置确定以后，当无需运输投放物时，投放装置4可以挂载喇叭1、探照灯2、相机3以外的任务载荷，例如雷达、传感器等，增加无人机可执行的任务；当挂载板5的位置和云台支架6的位置确定以后，可以将挂载有喇叭1、探照灯2、相机3换成其他任务载荷，例如将挂载相机3位置换成探测仪，也可以将喇叭1、云台支架6、投放装置4的位置互换，例如，将云台支架6的位置与喇叭1的位置互换，使得云台支架6与投放装置4关于喇叭1对称，这时，可将装设在喇叭1上的探照灯2装设在云台支架6的内部空间；探照灯2也可以装设在云台背离相机3镜头一侧，当云台为可旋转云台时，探照灯2可以通过云台三百六十度旋转进行工作。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种无人机多合一任务载荷，包括喇叭、探照灯、相机、投放装置、挂载板，所述挂载板的上板面与无人机连接，其特征在于：所述相机通过云台连接云台支架；所述喇叭、云台支架、投放装置设于所述挂载板的下板面，所述喇叭位于所述云台支架一侧，所述投放装置位于所述云台支架的另一侧，所述喇叭与所述投放装置关于所述云台支架对称，所述喇叭、云台支架、投放装置在一条直线上；

所述投放装置包括至少一个投放舵机；

还包括挡片，所述挡片一端垂直设于所述挂载板的下板面，所述挡片远离所述挂载板一端设置成背离所述云台支架的弧状弯；所述挡片与挂载板相接触的一端滑动设置在所述挂载板的下板面。

2.根据权利要求1所述的无人机多合一任务载荷，其特征在于：所述喇叭底部固接于所述挂载板，所述喇叭的开口方向与所述挂载板成一锐角，所述喇叭的扩音腔与所述云台支架下部相接触。

3.根据权利要求2所述的无人机多合一任务载荷，其特征在于：所述喇叭还包括音频模块，所述音频模块设于所述云台支架内部空间。

4.根据权利要求1所述的无人机多合一任务载荷，其特征在于：所述喇叭、探照灯、相机与投放装置电连接无人机电源。

5.根据权利要求1所述的无人机多合一任务载荷，其特征在于：所述相机位置低于所述喇叭最低点位置。

6.根据权利要求1所述的无人机多合一任务载荷，其特征在于：所述喇叭扩音腔中设置反射腔，所述探照灯设于所述反射腔上。

7.根据权利要求6所述的无人机多合一任务载荷，其特征在于：所述探照灯还包括灯头、灯杯和灯杯盖，所述灯杯设于所述灯头上，所述灯杯盖设于所述灯杯上，所述灯头设于所述反射腔上，所述灯头设有散热片。

8.根据权利要求1所述的无人机多合一任务载荷，其特征在于：所述挂载板为碳纤维-硬质泡沫夹层材料制造而成的挂载板，所述云台支架和挡片为镁合金材料制造而成的云台支架和挡片。