CN107065896A - 无人机出仓回仓的控制方法 - Google Patents

无人机出仓回仓的控制方法 Download PDF

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许泷潇
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    • G05D1/06—Rate of change of altitude or depth
    • G05D1/0607—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft
    • G05D1/0653—Rate of change of altitude or depth specially adapted for aircraft during a phase of take-off or landing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

无人机出仓回仓的控制方法，涉及无人机控制技术领域，解决现有无人机收仓回仓控制技术无法实现全自动控制方法，存在费时、费力等问题，控制器根据无人机发出的命令，控制机站的滑盖打开以及对升降平台的升起和降落，出仓时，控制器检测机站内侧壁的风速传感器值，当大于3.0m/s时，则无人机桨叶旋转正常；无人机发送起飞信号，并采集安装在升降平台底部中心的片式压力传感器值；当小于等于0.5kg，则判断无人机起飞；回仓时，控制器检测升降平台上片式压力传感器值，当所述片式压力传感器值大于0.5kg时，则判断无人机已经粗略降落在升降平台；当所述风速传感器的值低于1.5m/s时，实时采集压力传感器值；当片式压力传感器的值大于0.5kg时，确定停在升降平台中心。

Description

无人机出仓回仓的控制方法
技术领域
本发明涉及无人机控制技术领域，具体涉及一种无人机出仓回仓的控制方法。
背景技术
现有的无人机出仓回仓技术大多是人工操作的，具体为当无人机需要出仓时，人工打开无人机收容仓，手工让无人机起飞后，人工关仓。当无人机需要回仓时，人工打开无人机收容仓，让无人机降落回仓内时，再人工关闭仓门。这样的收容仓不仅费时费力，更重要的是需要源源不断的人工成本，耗费人力财力。因此这种技术不具备自动化设备的理念，不能够实现无人机和收容仓的联动。即无法实现当无人机需要回仓时，仓门根据传感器数据和自动通信，同步打开仓门回收后，再自动关闭仓门的功能。也无法实现当无人机需要出仓时，仓门根据中央控制器指令和无人机间的通信自动打开仓门，无人机起飞后再自动关闭仓门的功能。因此现有技术无法实现全自动的控制方法，不满足用户的需求。
发明内容
本发明为解决现有无人机收仓回仓控制技术无法实现全自动控制方法，存在费时、费力等问题，提供一种无人机出仓回仓的控制方法。
无人机出仓回仓的控制方法，包括搭建无人机停放的机站，其特征是，具体分为控制无人机出仓和回仓两个过程，
控制无人机出仓的方法为：
步骤一、控制器接收无人机出仓命令，控制机站的滑盖打开；
步骤二、控制器控制升降驱动机构驱动升降平台升起；
步骤三、控制器向无人机发送桨叶旋转信号，并检测风速传感器值，当所述风速传感器采集的值大于3.0m/s时，则无人机桨叶旋转正常；
步骤四、控制器向无人机发送起飞信号，同时采集片式压力传感器值；当所述片式压力传感器数值小于等于0.5kg，则判断无人机起飞；
步骤五、控制器控制升降驱动机构将升降平台降下，并控制电动滑轨滑动使滑盖关闭；完成出仓；
控制无人机回仓的方法为：
步骤A、控制器接收无人机回仓命令后，控制滑盖打开；
步骤B、控制器控制升降驱动机构驱动升降平台升起；
步骤C、控制器检测片式压力传感器值，当所述片式压力传感器值大于0.5kg时，则判断无人机已经粗略降落在升降平台；
步骤D、控制器采集风速传感器，当风速传感器值大于3.0m/s且片式压力传感器值大于0.5kg时，则确定无人机降落完成，控制器向无人机发送桨叶停转指令；
步骤E、控制器采集风速传感器值，当所述风速传感器的值低于1.5m/s时，控制器控制丝杠电机运动，在运动过程中控制器实时采集压力传感器值；当片式压力传感器的值大于0.5kg时，判断无人机停在升降平台中心，控制器控制丝杠电机停止运动；
步骤F、控制器控制升降驱动机构回收升降平台，控制机站的滑盖关闭。
本发明的有益效果：本发明所述的无人机控制方法，对机站的升降平台采用十字交叉方式结构机械调整无人机落点偏离机站中心的情况。本发明所述的控制方法针对不同无人机机型，采用单片机程序控制步进电机移动的方式，并同机械连杆调整无人机的落点，使无人机精准停落在升降平台上。
附图说明
图1为本发明所述的无人机出仓回仓的控制方法中机站的整体结构示意图；
图2为本发明所述的无人机出仓回仓的控制方法中机站的外壳结构示意图；
图3为本发明所述的无人机出仓回仓的控制方法中机站的升降装置结构示意图；
图4为本发明所述的无人机出仓回仓的控制方法中机站的归位装置结构示意图；
图5为本发明的无人机收容换电装置中机械手结构示意图；
图6为本发明的无人机收容换电装置中机械手夹持部分主视图；
图7为本发明的无人机收容换电装置中机械手夹持部分示意图；
其中：1、外壳，101、壳体，102、滑盖，103、滑台，104、电动滑轨，2、升降装置，201、升降平台，202、滑槽，203、丝杠电机，3、归位装置，301、归位杆，302、电动旋转平台，303、十字转杆，304、推杆，305、耳件，306、挡板，4、换电池装置，401、机械手，402、电池管家，403、机械手搭载平台，404、第一夹钳，405、第二夹钳，406、第一连接板，407、第二连接板，408、推杆，409、推板，410、外壳体，411、电动推杆，5、无人机。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1至图4说明本实施方式，无人机出仓回仓的控制方法，包括无人机控制机站，所述机站包括外壳1，
所述外壳1包括壳体101和设置在壳体101上并相对壳体101滑动的滑盖102，所述壳体101上端相对位置设置有滑台103；
设置在所述外壳1内的升降装置2，所述升降装置2包括升降平台201和驱动升降平台201升降的升降驱动机构，所述升降平台201上开有十字型的滑槽202；
设置在升降平台201上的归位装置3，所述归位装置3包括设置在升降平台201上端面的四个归位杆301和设置在升降平台201下端面的归位驱动机构；四个归位杆301分别和升降平台201上的十字型的滑槽202的一端垂直设置，所述归位驱动机构穿过十字型的滑槽202的四端和四个归位杆301固定连接，通过归位驱动机构带动四个归位杆301向同步内或向外运动；
还包括控制器，所述控制器控制电动滑轨104、升降驱动机构和归位驱动机构运动。
本实施方式中，所述换电池装置4包括和所述壳体101上的滑台103滑动配合的机械手搭载平台403、固定设置在机械手401搭在平台下端的机械手401以及通过转动平台设置在升降平台201上端面的电池管家402；
本实施方式所述的归位驱动机构包括：固定在升降平台201下端面和十字型的滑槽202中心位置相对应的电动旋转平台302；中心位置和所述电动旋转平台302固定连接的十字转杆303；
四个推杆304，所述四个推杆304的一端分别和十字转杆303的一个端部铰接，所述四个推杆304的另一端分别和一个耳件305铰接；以及分别和四个耳件305连接的四个挡板306，所述四个挡板306分别穿过升降平台201上的滑槽202的四端和四个归位杆301固定连接。
本实施方式所述的滑盖102和所述壳体101滑动配合具体为：所述壳体101上端相对位置设置有电动滑轨104，所述滑盖102分为左右两部分，滑盖102的左右两部分的两端分别和相对设置的电动滑轨104滑动配合实现开合，所述电动滑轨104结构为：将齿轮与电机输出轴固连，齿轮齿条与滑盖102固连，齿轮与齿条啮合，滑盖的侧缘与导轨上的滑块连接。动力来自于电机，利用齿轮齿条传动，通过控制电机，使滑盖可以在导轨上进行往复运动。
本实施方式所述的升降驱动机构包括丝杠电机203和丝杠，所述升降平台201分别和均匀分布的多个丝杠的一端螺纹连接，多个丝杠的另一端分别和一个丝杠电机203连接。
本实施方式所述的升降平台201为方形升降平台201，所述丝杠的数量为四个，分别和升降平台201的四角处配合。
本实施方式所述的机械手搭载平台403上设置有红外对管。对机械手搭载平台403提供定位保障，使偏差缩小到实现功能所能接受的范围内。红外对管利用红外线发射装置发射红外光束，当接收未检测到发出信号时，机械手搭载平台403在系统的控制下进行归位，当接收端检测到红外信号时，机械手搭载平台403停止运动，完成归位。
结合图5至图7说明本实施方式，所述机械手401包括：
固定在机械手搭载平台403下端面的外壳410；
设置外壳410内的推板409；
上端和推板409下端面铰接的第一连接板406和第二连接板407；
分别与第一连接板406和第二连接板407另一端铰接的第一夹钳404和第二夹钳405，所述第一夹钳404和第二夹钳405上端交叉铰接设置，铰接处设置有扭簧，并且两端和所述外壳体410连接，扭簧自然状态时，所述第一夹钳404和第二夹钳405处于夹紧状态，所述第一夹钳404和第二夹钳405下端位于外壳外部，所述第一连接板406、第二连接板407、第一夹钳404和第二夹钳405构成平行四边形机构；
一端和推板409上端面固定连接的推杆408，所述推杆408上端穿过外壳体410上端面和机械手搭载平台403；
以及固定在机械手搭载平台403上端面的电动推杆411，所述电动推杆411和所述推杆408上端配合驱动推杆408上下运动；
所述机械手右侧的L型杆件为触头，用于按动电池开关，焊在机械手401外壳体410上，该型号无人机的电池需要先短按，再长按启动，整个运动通过升降平台201的升降来完成。
本实施方式利用扭簧，使机械手401在未被驱动时，就处于夹紧状态。电动推杆工作时，机械手401处于放开状态。
控制无人机出仓的方法为：
步骤一、控制器接收无人机出仓命令，控制机站壳体顶部的滑盖102打开；
步骤二、控制器控制升降驱动机构驱动升降平台201升起，并向无人机发送桨叶旋转信号，同时检测机站内部风速传感器值，当所述风速传感值大于3.0m/s时，则无人机桨叶旋转正常；
步骤三、控制器向无人机发送起飞信号，同时采集安装在升降平台底部中心的片式压力传感器值；当片式压力传感器数值小于等于0.5kg，则判断无人机已经起飞；
步骤五、控制器控制升降驱动机构将升降平台201降下，并控制滑盖102关闭；完成无人机出仓过程；
控制无人机回仓的具体过程为：
A、控制器接收到无人机回仓命令后，控制滑盖102打开，
B、控制器控制升降驱动机构驱动升降平台201升起；
C、控制器检测站内部的片式压力传感器值，当片式压力传感器值大于阈值1kg时，则判断无人机已经粗略降落在升降平台201上；
D、控制器采集机站内风力传感器，此时风速传感器值大于3.0m/s，且片式压力传感器值大于0.5kg时，则确定无人机降落完成，同时桨叶在旋转。控制器向无人机发送桨叶停转指令。
E、控制器采集内部风速传感器值，当所述风速传感器值低于1.5m/s时，控制升降驱动机构控制丝杠电机203运动。丝杠电机203步距角为0.9°，时间间隔为0.5s。在运动过程中控制器实时采集片式压力传感器值；当所述片式压力传感器值大于0.5kg时，则可判断无人机停在升降平台201中心，控制器控制升降驱动机构控制丝杠电机203停止运动；
步骤F、控制器控制升降驱动机构回收升降平台201，再控制机滑盖102关闭。

Claims (8)

1.无人机出仓回仓的控制方法，包括搭建无人机停放的机站，其特征是，具体分为控制无人机出仓和回仓两个过程，
控制无人机出仓的方法为：
步骤一、控制器接收无人机出仓命令，控制机站的滑盖(102)打开；
步骤二、控制器控制升降驱动机构驱动升降平台(201)升起；
步骤三、控制器向无人机发送桨叶旋转信号，并检测风速传感器值，当所述风速传感器采集的值大于3.0m/s时，则无人机桨叶旋转正常；
步骤四、控制器向无人机发送起飞信号，同时采集安装在升降平台(201)底部中心的片式压力传感器值；当所述片式压力传感器数值小于等于0.5kg，则判断无人机起飞；
步骤五、控制器控制升降驱动机构将升降平台(201)降下，并控制电动滑轨(104)滑动使滑盖(102)关闭；完成出仓；
控制无人机回仓的方法为：
步骤A、控制器接收无人机回仓命令后，控制滑盖(102)打开；
步骤B、控制器控制升降驱动机构驱动升降平台(201)升起；
步骤C、控制器检测片式压力传感器值，当所述片式压力传感器值大于0.5kg时，则判断无人机已经粗略降落在升降平台(201)；
步骤D、控制器采集风速传感器，当风速传感器值大于3.0m/s且片式压力传感器值大于0.5kg时，则确定无人机降落完成，控制器向无人机发送桨叶停转指令；
步骤E、控制器采集风速传感器值，当所述风速传感器的值低于1.5m/s时，控制器控制丝杠电机(203)运动，在运动过程中控制器实时采集压力传感器值；当片式压力传感器的值大于0.5kg时，判断无人机停在升降平台(201)中心，控制器控制丝杠电机(203)停止运动；
步骤F、控制器控制升降驱动机构回收升降平台，控制机站的滑盖(102)关闭。
2.根据权利要求1所述的无人机出仓回仓的控制方法，其特征在于，所述机站包括外壳(1)，所述外壳(1)包括壳体(101)和设置在壳体(101)上并相对壳体(101)滑动的滑盖(102)，所述壳体(101)上端相对位置设置有滑台(103)；
所述壳体(101)上端相对位置还设置有电动滑轨(104)，所述滑盖(102)分为左右两部分，滑盖(102)的左右两部分的两端分别和相对设置的电动滑轨(104)滑动配合实现开合；
设置在所述外壳(1)内的升降装置(2)，所述升降装置(2)包括升降平台(201)和驱动升降平台(201)升降的升降驱动机构，所述升降平台(201)上开有十字型的滑槽(202)；
设置在升降平台(201)上的归位装置(3)，所述归位装置(3)包括设置在升降平台(201)上端面的四个归位杆(301)和设置在升降平台(201)下端面的归位驱动机构；四个归位杆(301)分别和升降平台(201)上的十字型的滑槽(202)的一端垂直设置，所述归位驱动机构穿过十字型的滑槽(202)的四端和四个归位杆(301)固定连接，通过归位驱动机构带动四个归位杆(301)向同步内或向外运动；
设置在壳体内侧壁的风速传感器以及在设置在升降平台底部中心的片式压力传感器；
还包括控制器，所述控制器控制电动滑轨(104)、升降驱动机构和归位驱动机构运动。
3.根据权利要求2所述的无人机出仓回仓的控制方法，其特征在于，所述机站还包括换电池装置(4)，所述换电池装置(4)设置在升降平台(201)上，
所述换电池装置(4)包括和所述壳体(101)上的滑台(103)滑动配合的机械手搭载平台(403)、固定设置在机械手(401)搭在平台下端的机械手(401)以及通过转动平台设置在升降平台(201)上端面的电池管家(402)。
4.根据权利要求3所述的无人机出仓回仓的控制系统，其特征在于，所述机械手(401)包括：
固定在机械手搭载平台(403)下端面的外壳体(410)；
设置外壳体(410)内的推板(409)；
上端和推板(409)下端面铰接的第一连接板(406)和第二连接板(407)；
分别与第一连接板(406)和第二连接板(407)另一端铰接的第一夹钳(404)和第二夹钳(405)，所述第一夹钳(404)和第二夹钳(405)上端交叉铰接设置，铰接处设置有扭簧，并且两端和所述外壳体(410)连接，扭簧自然状态时，所述第一夹钳(404)和第二夹钳(405)处于夹紧状态，所述第一夹钳(404)和第二夹钳(405)下端位于外壳外部，所述第一连接板(406)、第二连接板(407)、第一夹钳(404)和第二夹钳(405)构成平行四边形机构；
一端和推板(409)上端面固定连接的推杆(408)，所述推杆(408)上端穿过外壳体(410)上端面和机械手搭载平台(403)；
以及固定在机械手搭载平台(403)上端面的电动推杆(411)，所述电动推杆(411)和所述推杆(408)上端配合驱动推杆(408)上下运动。
5.根据权利要求3所述的无人机出仓回仓的控制方法，其特征在于，所述机械手搭载平台(403)上设置有红外对管。
6.根据权利要求2所述的无人机出仓回仓的控制方法，其特征在于，所述归位驱动机构包括：
固定在升降平台(201)下端面和十字型的滑槽(202)中心位置相对应的电动旋转平台(302)；
中心位置和所述电动旋转平台(302)固定连接的十字转杆(303)；
四个推杆(304)，所述四个推杆(304)的一端分别和十字转杆(303)的一个端部铰接，所述四个推杆(304)的另一端分别和一个耳件(305)铰接；
以及分别和四个耳件(305)连接的四个挡板(306)，所述四个挡板(306)分别穿过升降平台(201)上的滑槽(202)的四端和四个归位杆(301)固定连接。
7.根据权利要求2所述的无人机出仓回仓的控制方法，其特征在于，所述升降驱动机构包括丝杠电机(203)和丝杠，所述升降平台(201)分别和均匀分布的多个丝杠的一端螺纹连接，多个丝杠的另一端分别和一个丝杠电机(203)连接。
8.根据权利要求2所述的无人机出仓回仓的控制方法，其特征在于，所述升降平台(201)为方形升降平台(201)，所述丝杠的数量为四个，分别和升降平台(201)的四角处配合。
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