CN107097956A - 一种装备于无人机的多功能拾弹装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装配于无人机多功能拾弹装置，可以进行抓弹、运弹和投弹，包括顶板、移动支架环、丝杠、挡板、V形底板、移动L形支架和固定L形支架等部分。顶板固定在无人机底部，顶板底部设置有两个平行且对称的底板支架，V形底板可通过连杆沿底板支架中的弧形槽滑动。改变挡板的位置，控制弹丸的存储和释放。丝杠是本发明的传动部分，移动支架环套在丝杠上并与移动螺母固连。固定L形支架等间距设置，两端分别固定在顶板底部和V形底板上，静止不动。移动L形支架一端与支架连杆固连，另一端套在滑杆上，支架连杆与移动支架环固连，丝杠电机转动，便可带动移动部分运动。本发明结构简单、构思精巧、抓弹效率高并不影响无人机飞行的稳定性。

Description

一种装备于无人机的多功能拾弹装置

技术领域

本发明属于无人机技术，具体涉及一种装备于无人机的多功能拾弹装置。

背景技术

随着科技的发展，无人机以其使用灵活、生存概率高、记载配置多样化、滞空时间长、操作灵活等优点在多个领域得到广泛的应用。无人机在战场毁伤评估、地质勘探、海岸缉毒、灾情监测、农业植保、航拍巡视、物品运输、医疗救援、危险地区采样等方面发挥着重要的作用。在特殊环境下进行的采样工作和高空作业，往往会使人类的工作量加大并且存在风险，此时无人机的作用就可以发挥出来了，对无人机上进行改造，增加上其他平台后，操控者可以在相对较为安全的地区进行操控，这样可以降低意外情况的发生。在特殊环境中如比赛规定或紧急状况人类是无法进入现场的，通过带抓取机构的无人机，人们可以操纵它进入一些人类不能进入的环境进行作业，大大方便了操作者，同时，也能提升工作效率。

专利201610701495.X公开了一种装备于无人机的抓取机构，该装置利用齿轮齿条传动机构实现水平方向上的前后伸缩，并于伸缩机构的末端加装塑料铲子，铲子后部装有转轴，利用舵机带动转轴，便可以使铲子以特定角度上下俯仰。在实际工作时，通过控制带动齿轮的电机，调整铲子的前后位置，使之到达便于抓取物品的合适位置，再控制带动铲子转轴的舵机，使铲子上仰，将物品铲起并兜住，然后将铲子收回，由此便完成抓取动作，待无人机飞到指定地点后，再控制舵机使铲子下摆，即可将物品投放下去。本专利的缺点在于：只能应用在平地上，在有坡度的地面上进行抓取非常困难；铲子下摆后，铲子内的所有弹丸都将投放下去，不能实现逐个放弹，无法精准的攻击敌方。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装备于无人机的多功能拾弹装置，解决了现有技术不能在斜坡上抓取弹丸以及无法逐个放弹的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种装配于无人机多功能拾弹装置，包括移动支架环、丝杠电机、丝杠、支架连杆、顶板、挡板、挡板电机、V形底板、两个底板支架、两个丝杠螺母固定座、三个滑杆、N个移动L形支架和N+1个固定L形支架，其中N≥3；所述顶板固定在无人机底部，两个相互平行的底板支架对称设置在顶板底部一侧，所述底板支架上设有弧形槽，V形底板通过两根连杆分别沿对应的弧形槽滑动，从而适应不同坡度的停机坪；V形底板一端设有电机座，挡板电机固定在上述电机座上，挡板与挡板电机连接，控制V形底板上弹丸11的存储和释放；丝杠通过两个丝杠螺母固定座固定在顶板底部的另一侧，移动支架环套在丝杠上，并与丝杠的移动螺母固连，移动支架环上对称设有两个支耳，两个支耳分别套在两根平行设置的滑杆上，滑杆与顶板固连；N+1个固定L形支架等间距设置，其一端固定在顶板底部，另一端与V形底板固连，第三个滑杆穿过N+1个固定L形支架靠近V形底板的端部；N个移动L形支架等间距分布，其一端与支架连杆固连，另一端套在固定L形支架端部的滑杆上，支架连杆与移动支架环固连，丝杠电机设置在丝杠一端，并与顶板固连。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于：（1）结构简单、构思精巧，机构框架采用3D打印制成，质量轻对无人机的负担小；（2）抓弹、投弹时，只需要丝杠电机、挡板电机转动很小角度，产生的外力小，不会影响无人机的飞行稳定性；（3）V形底板沿弧形槽可调，V形底板随着顶部平台围栏内部坡度的变化进行贴合，大量弹丸滚入其中；辅助改变移动L形支架和固定L形支架的间距来实现抓弹，两者结合后抓弹效率会更加高效；（4）当无人机飞行时，移动L形支架稳定，弹丸不会滑落，保证了弹丸的稳定运输。

附图说明

图1 为本发明的整体结构示意图。

图2 为本发明的移动L形支架和固定L形支架的局部放大图。

图3为本发明丝杠传动处的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1~图3，本发明提出了一种装配于无人机多功能拾弹装置，可以进行抓弹、运弹和投弹，包括移动支架环2、丝杠电机3、丝杠4、支架连杆6、顶板7、挡板9、挡板电机10、V形底板12、两个底板支架8、两个丝杠螺母固定座1、三个滑杆5、N个移动L形支架14和N+1个固定L形支架13，其中N≥3。所述顶板7固定在无人机底部，两个相互平行的底板支架8对称设置在顶板7底部一侧，所述底板支架8上设有弧形槽，V形底板12通过两根连杆分别沿对应的弧形槽滑动，从而适应不同坡度的停机坪。V形底板12一端设有电机座，挡板电机10固定在上述电机座上，挡板9与挡板电机10连接，控制V形底板12上弹丸11的存储和释放。丝杠4通过两个丝杠螺母固定座1固定在顶板7底部的另一侧，移动支架环2套在丝杠4上，并与丝杠4的移动螺母固连，移动支架环2上对称设有两个支耳，两个支耳分别套在两根平行设置的滑杆5上，滑杆5与顶板7固连。N+1个固定L形支架13等间距设置，其一端固定在顶板7底部，另一端与V形底板12固连，第三个滑杆5穿过N+1个固定L形支架13靠近V形底板12的端部。N个移动L形支架14等间距分布，其一端与支架连杆6固连，另一端套在固定L形支架13端部的滑杆5上，支架连杆6与移动支架环2固连，丝杠电机3设置在丝杠4一端，并与顶板7固连。

所述相邻两个固定L形支架13的间距与相邻两个移动L形支架14的间距相等。

所述相邻两个固定L形支架13的间距小于两个弹丸11的直径。

所述弧形槽的圆心方向指向V形底板12方向。

所述V形底板12的开口朝上，便于收集弹丸11。

所述V形底板12倾斜设置，设有挡板9的一侧高度低，另一侧高度高。

所述固定L形支架13和移动L形支架14在第三个滑杆5上交错分布。

所述固定L形支架13与第三个滑杆5连接的支杆倾斜，与第三个滑杆5的连接端高度低。

所述移动L形支架14与固定L形支架13平行。

停机立柱顶面设有围栏，围栏内侧设有斜坡，围栏内分布若干弹丸11时，当无人机降落在该停机立柱进行补弹时，丝杠4在丝杠电机3的控制下，带动移动移动支架环2，使得移动L形支架14靠紧固定L形支架13，在无人机自身的降落位置，就会有一定数量的弹丸11进入L形支架的空隙。无人机降落时观察弹丸11位置，通过桨叶旋转产生的风力将弹丸11吹向停机立柱顶部平台围栏的一侧，然后无人机朝该侧降落，在无人机降落后，V形底板12设有连杆的一侧与斜坡面贴合，部分弹丸11自其滚入V形底板12中。此时丝杠4在丝杠电机3的控制下，带动移动支架环2，使得移动L形支架14向两个相邻固定L形支架13的中间移动，到达中间位置后，无人机抓弹完成，无人机起飞，此时V形底板12在重力作用下沿弧形槽向下滑动到最低端，由于L形支架存在倾斜角度，移动L形支架14和固定L形支架13上的弹丸11滚入V形底板12中，V形底板12设有挡板9的一侧位置较低，因此弹丸11不会滑落，均卡在挡板9位置处。两者结合后抓弹效率会更加高效。

接着无人机将弹丸11带入敌方区域，锁定目标，控制挡板电机10旋转，带动挡板9转动一定角度，弹丸11从挡板9处降落，从而攻击敌方目标。本发明可连续放弹，也可通过挡板电机10控制挡板9进行逐个放弹。

实施例1

在当今无人机技术迅猛发展的背景下，由大疆公司举办的Robomaters比赛中具有无人机作战环节，比赛中每方可上场一台空中机器人，无人机携带HDMI输出的相机和图传产品。比赛过程中无人机可将图传信号单向地传入操作间内为地面机器人操作手提供全场的俯瞰视野；无人机在限定的区域内飞行，可搭载42mm弹丸依靠重力投弹攻击敌方目标。基于Robomaters大赛的要求，我们设计图1~图3所示的简易的装配于无人机多功能拾弹装置，用于无人机抓弹、运弹、投弹。

本发明提出了一种装配于无人机多功能拾弹装置，可以进行抓弹、运弹和投弹，包括移动支架环2、丝杠电机3、丝杠4、支架连杆6、顶板7、挡板9、挡板电机10、V形底板12、两个底板支架8、两个丝杠螺母固定座1、三个滑杆5、三个移动L形支架14和四个固定L形支架13。所述顶板7通过螺栓固定在无人机底部，两个相互平行的底板支架8通过螺栓对称固定在顶板7底部，所述底板支架8上设有弧形槽，V形底板12通过两根连杆分别沿对应的弧形槽滑动，从而适应不同坡度的停机坪。V形底板12一端设有电机座，挡板电机10通过螺栓固定在上述电机座上，挡板9与挡板电机10连接，控制V形底板12上弹丸11的存储和释放。丝杠4通过两个丝杠螺母固定座1固定在顶板7底部的另一侧，移动支架环2套在丝杠4上，并与丝杠4的移动螺母通过螺栓固连，移动支架环2上对称设有两个支耳，两个支耳分别套在两根平行设置的滑杆5上，滑杆5通过连接件与顶板7固连。四个固定L形支架13等间距设置，其一端通过螺栓固定在顶板7底部，另一端通过铰链与V形底板12固连，第三个滑杆5穿过四个固定L形支架13靠近V形底板12的端部。三个移动L形支架14等间距分布，其一端通过螺栓与支架连杆6固连，另一端套在固定L形支架13端部的滑杆5上，支架连杆6通过螺栓与移动支架环2固连，丝杠电机3设置在丝杠4一端，并与顶板7固连。

所述相邻两个固定L形支架13的间距与相邻两个移动L形支架14的间距相等。

所述相邻两个固定L形支架13的间距小于两个弹丸11的直径。

所述弧形槽的圆心方向指向V形底板12方向。

所述V形底板12的开口朝上，便于收集弹丸11。

所述V形底板12倾斜设置，设有挡板9的一侧高度低，另一侧高度高。

所述固定L形支架13和移动L形支架14在第三个滑杆5上交错分布。

所述固定L形支架13与第三个滑杆5连接的支杆倾斜，与第三个滑杆5的连接端高度低。

所述移动L形支架14与固定L形支架13平行。

比赛中，15颗42mm弹丸分布在直径400mm圆形区域内，四周有围栏，无人机依靠辅助视觉识别的花纹飞到停机立柱附近，降落前观察区域内弹丸位置，通过桨叶旋转产生的风力将弹丸吹向顶部平台围栏内部2-5度平台的一侧，然后朝该侧降落，在无人机降落后，三角底板与斜面贴合，许多斜面上的球会滚落到三角底板中，另外少量弹丸顺着支架的缝隙进入抓弹装置。降落后，运行丝杠电机，使移动支架14位于静止支架13之间，抓弹机构关闭。无人机起飞，将42mm弹丸带入敌方区域，锁定目标，拨动遥控器开关，挡板电机旋转，带动挡板转动一小角度，42mm弹丸从挡板一侧降落，从而攻击敌方目标。

综上所述，本发明既可以适应不同地形的要求，在斜坡上抓取弹丸；又可以连续放弹，也可逐个放弹。

Claims (9)

1.一种装配于无人机多功能拾弹装置，其特征在于：包括移动支架环（2）、丝杠电机（3）、丝杠（4）、支架连杆（6）、顶板（7）、挡板（9）、挡板电机（10）、V形底板（12）、两个底板支架（8）、两个丝杠螺母固定座（1）、三个滑杆（5）、N个移动L形支架（14）和N+1个固定L形支架（13），其中N≥3；所述顶板（7）固定在无人机底部，两个相互平行的底板支架（8）对称设置在顶板（7）底部一侧，所述底板支架（8）上设有弧形槽，V形底板（12）通过两根连杆分别沿对应的弧形槽滑动，从而适应不同坡度的停机坪；V形底板（12）一端设有电机座，挡板电机（10）固定在上述电机座上，挡板（9）与挡板电机（10）连接，控制V形底板（12）上弹丸11的存储和释放；丝杠（4）通过两个丝杠螺母固定座（1）固定在顶板（7）底部的另一侧，移动支架环（2）套在丝杠（4）上，并与丝杠（4）的移动螺母固连，移动支架环（2）上对称设有两个支耳，两个支耳分别套在两根平行设置的滑杆（5）上，滑杆（5）与顶板（7）固连；N+1个固定L形支架（13）等间距设置，其一端固定在顶板（7）底部，另一端与V形底板（12）固连，第三个滑杆（5）穿过N+1个固定L形支架（13）靠近V形底板（12）的端部；N个移动L形支架（14）等间距分布，其一端与支架连杆（6）固连，另一端套在固定L形支架（13）端部的滑杆（5）上，支架连杆（6）与移动支架环（2）固连，丝杠电机（3）设置在丝杠（4）一端，并与顶板（7）固连。

2.根据权利要求1所述的装配于无人机多功能拾弹装置，其特征在于：所述相邻两个固定L形支架（13）的间距与相邻两个移动L形支架（14）的间距相等。

3.根据权利要求1所述的装配于无人机多功能拾弹装置，其特征在于：所述相邻两个固定L形支架（13）的间距小于两个弹丸11的直径。

4.根据权利要求1所述的装配于无人机多功能拾弹装置，其特征在于：所述弧形槽的圆心方向指向V形底板（12）方向。

5.根据权利要求1所述的装配于无人机多功能拾弹装置，其特征在于：所述V形底板（12）的开口朝上，便于收集弹丸11。

6.根据权利要求1所述的装配于无人机多功能拾弹装置，其特征在于：所述V形底板（12）倾斜设置，设有挡板（9）的一侧高度低，另一侧高度高。

7.根据权利要求1所述的装配于无人机多功能拾弹装置，其特征在于：所述固定L形支架（13）和移动L形支架（14）在第三个滑杆（5）上交错分布。

8.根据权利要求1所述的装配于无人机多功能拾弹装置，其特征在于：所述固定L形支架（13）与第三个滑杆（5）连接的支杆倾斜，与第三个滑杆（5）的连接端高度低。

9.根据权利要求1所述的装配于无人机多功能拾弹装置，其特征在于：所述移动L形支架（14）与固定L形支架（13）平行。