CN107914870A - 一种物流配送用旋翼机器人 - Google Patents

Abstract

一种物流配送用旋翼机器人。主要目的在于提供一种由四旋翼无人飞行器作为载具，携带仓库、支座等进行物流配送的旋翼机器人。由四旋翼无人机、仓库和支座三部分组成，四旋翼无人机用于携带仓库及支座飞行至指定地点进行物流配送，包括控制舱、机臂、电机及旋翼、旋翼护罩；仓库上下共可分为三层，每层仓库都包括仓库箱体、旋转扇叶、轴承、舵机和舵机座，通过控制指定的舵机来将相应仓库层数的指定隔间旋转至取件口来完成包裹的存取；底座安装在仓库的下方，用于减轻起飞和降落等情况下对系统的冲击，并为第三层仓库提供底座。

Description

一种物流配送用旋翼机器人

技术领域

本发明涉及一种物流配送用旋翼机器人。

背景技术

电子商务的发展给物流配送带来了较大压力，尤其是在交通不便或阻塞地区，配送人员想要完成配送费时费力，对偏远地区进行配送的成本较高，而配送密集的地区，需要大量配送人员，提高了配送成本。利用旋翼机器人进行物流配送，能够很好的提高配送效率，降低配送成本，并能对偏远地区提供灵活的配送方案。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种物流配送用旋翼机器人，是一种以四旋翼无人机为载具的集成设备。该型旋翼机器人通过利用旋翼无人机不受地形限制、飞行速度较快、便于快速部署等优点，可以大大扩大物流配送的范围，缩短物流配送的时间，提高物流配送的效率。

本发明的技术方案是：该种物流配送用旋翼机器人包括四旋翼无人机、仓库和支座三部分，四旋翼无人机是整个系统的载具，其独特之处在于：仓库由结构相同的第一层仓库、第二层仓库和第三层仓库组成。第一层仓库通过螺栓固定在四旋翼无人机的下方，第二层仓库安装在第一层仓库下方，第三层仓库安装在第二层仓库下方，支架通过螺栓安装在第三层仓库的下方。

四旋翼无人机主要由机架、四台电机、四个旋翼以及四个旋翼护罩组成。其中，机架包含控制舱和四个机臂，控制舱分为舱体和舱盖，通过螺栓连接，内部集成了飞行控制系统以及电源，四个机臂均布焊接在控制舱四周，电机安装在机臂末端的电机台上，电机台上有螺栓孔，用于与旋翼护罩连接，并实现电机的固定，旋翼安装在电机输出轴上。

第一层仓库、第二层仓库和第三层仓库均包括仓库箱体、旋转扇叶、轴承、舵机、舵机座、舵盘以及盖子组成。仓库箱体上方有圆柱突起，用作上一层仓库轴承的安装，在其上下边缘各有三个连接台用于仓库的上下层固定，并限制盖子的位移，同时也开有一个取件口，由于包裹的存取，仓库箱体的上边缘有一个滑道，用于限制盖子的运动轨迹。舵机安装在舵机座上，舵机座安装在仓库箱体的内部，舵盘安装在舵机输出轴上。旋转扇叶通过中心的舵盘连接孔与舵盘相连，在舵盘连接孔旁有一个通孔，用于控制线路的布设，因为该通孔不在旋转扇叶的旋转中心上，因而在控制过程中舵机应正反交替旋转。轴承外圈与旋转扇叶的中心通孔接触，内圈与下层仓库箱体或者支架的圆柱突起接触。通过控制相应舵机，即可控制相应层数的仓库，通过控制舵机的旋转角度即可控制旋转扇叶将制定隔间旋转至取件口，完成包裹的存取。

支架是一个整体，在它的圆盘上方有一个圆柱突起，用于第三层仓库的轴承的安装，同时圆盘的边缘还有三个连接台与第三层仓库相连接固定，以及一个支撑，用于第三层仓库的盖子的安装，起落架用于缓冲起飞或降落时产生的冲击。

本发明具有如下有益效果：首先，以四旋翼飞行器作为整个系统的载具是十分有利的，因为目前旋翼无人机技术已经相对成熟，无论是在结构还是控制上。而且旋翼无人机有它独特的优点，其不受地形限制、飞行速度较快、便于快速部署、起飞降落对场地要求低，通过更换电池可以实现连续工作，可以大大提升物流配送的效率，降低物流配送的成本。其次，本设计采用了多层仓库，既便于拆卸维护，也便于配送人员自行组合，当配送物品体积小重量轻时，可采用三层或更多层数的仓库来进行配送，可以提高配送效率，但配送物体较重时，则可适当减少仓库层数来保证系统的安全可靠，仓库采用圆形旋转送件的形式，提高了可携带件数并简化了仓库结构。

附图说明：

图1是本发明的总装图。

图2是本发明所述四旋翼无人机结构示意图。

图3是本发明所述四旋翼无人机的机架结构示意图。

图4是本发明所述四旋翼无人机的电机安装结构示意图。

图5是本发明所述四旋翼无人机的舱盖结构示意图。

图6是本发明所述仓库的整体结构示意图。

图7是本发明所述仓库的单层剖视图。

图8是本发明所述仓库的仓库箱体结构示意图。

图9是本发明所述仓库的旋转扇叶三视图。

图10是本发明所述仓库的舵机座结构示意图。

图11是本发明所述仓库的舵盘结构图。

图12是本发明所述仓库的盖子结构示意图。

图13是本发明所述支座的结构示意图。

图中1-四旋翼无人机，2-仓库，3-支座，4-机架，5-旋翼护罩，6-旋翼，7-控制舱，8-机臂，9-电机台，10-电机，11-第一层仓库，12-第二层仓库，13-第三层仓库，14-仓库箱体，15-旋转扇叶，16-轴承，17-舵盘，18-舵机，19-舵机座，20-盖子，21-圆柱突起，22-连接台，23-取件口,24-滑道，25-舵机座安装孔，26-机架连接孔，27-轴承安装孔，28-舵盘连接孔，29-通孔，30-圆盘，31-起落架，32-支撑。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1至图13所示，该种物流配送用旋翼机器人，包括作为整个系统载具的四旋翼无人机1，其独特之处在于：所述旋翼机器人还包括仓库2以及支架3。

仓库2由结构相同的第一层仓库11、第二层仓库12和第三层仓库13组成。第一层仓库11通过螺栓固定在四旋翼无人机1的下方，第二层仓库12安装在第一层仓库11下方，第三层仓库13安装在第二层仓库12下方，支架3通过螺栓安装在第三层仓库13的下方。

所述四旋翼无人机1包括机架4、四个旋翼护罩5、四个旋翼6以及四台电机10。其中，机架4包含控制舱7和四个机臂8；控制舱7内部集成了飞行控制系统以及电源，其下部有一个圆孔，用于不与仓库箱体的圆柱突起21干涉，上部与舱盖通过螺栓固定，四个机臂8均布焊接在控制舱7四周；电机10安装在机臂8末端的电机台9上，电机台9上有螺栓孔，用于与旋翼护罩5连接，并实现对电机10的固定，旋翼6安装在电机10输出轴上。

第一层仓库11、第二层仓库12和第三层仓库13均包括仓库箱体14、旋转扇叶15、轴承16、舵机18、舵机座19、舵盘17以及盖子20；其中，仓库箱体14上方有圆柱突起21，用作上一层仓库轴承16的安装，在仓库箱体14上下边缘各有三个连接台22用于仓库的上下层固定，并对盖子20的运动范围进行限制，同时开有一个取件口23，用于包裹的存取。仓库箱体14的上边缘有一个滑道24，用于限制盖子20的运动轨迹，其上部有机架连接孔26，用于与四旋翼无人机1的机架4通过螺栓连接；舵机18安装在舵机座19上，舵机座19安装在仓库箱体14的内部的舵机座安装孔上25，舵盘17安装在舵机18输出轴上；旋转扇叶15通过中心的舵盘连接孔28与舵盘17相连，通孔29用于线路的布设；轴承16外圈与旋转扇叶15的轴承安装孔27接触，内圈与下层仓库箱体14或者支架3的圆柱突起21接触；通过控制相应舵机18，即可控制相应层数的仓库，通过控制舵机18的旋转角度即可控制旋转扇叶15将指定隔间旋转至取件口23，完成包裹的存取。

支架3的圆盘30上方有一个圆柱突起21，用于第三层仓库的轴承16的安装，同时圆盘30的边缘还有三个连接台22与第三层仓库相连接固定，同时为了安装第三层仓库的盖子20，圆盘30的边缘还有一个支撑32，起落架31用于起飞或降落时的缓冲。

使用时，存入包裹时，打开盖子，将包裹放入旋转扇叶的隔间中，驱动舵机，旋转扇叶旋转，将下一个隔间旋转至取件口，放入包裹，若隔间已满，则使用下一层仓库，直至包裹存放完毕或者三层仓库已满；投放包裹时，利用四旋翼无人机作为载具飞行至指定地点，通过控制舵机的来将指定的仓库层数和隔间数的包裹运送到取件口，打开取件口的盖子即可取走包裹，而后即可飞往下一地点进行物流配送。在物流配送完毕后或者电量不足时，物流配送旋翼机器人返航。

下面给出利用本装置作业过程：

步骤1：配送人员根据配送方案调整仓库层数；

步骤2：打开仓库盖子，将包裹从取件口放入仓库，控制舵机旋转将下一仓库隔间旋转至取件口，放入下一包裹，重复此过程直至仓库已满或包裹全部存入完毕；

步骤3：物流配送旋翼机器人在人工遥控或自主飞行状态下飞至指定区域，通过控制舵机，将指定层数仓库的指定隔间旋转至取件口，打开盖子即可取走包裹，而后，旋翼机器人继续飞往下一指定区域，重复此过程，直至物流配送完成或电力不足；

步骤4：旋翼机器人返回出发点或降落其它区域。

Claims (1)

1.一种物流配送用旋翼机器人，包括作为整个系统载具的四旋翼无人机（1），其特征在于：所述旋翼机器人还包括仓库（2）以及支架（3）；仓库（2）由结构相同的第一层仓库（11）、第二层仓库（12）和第三层仓库（13）组成；第一层仓库（11）通过螺栓固定在四旋翼无人机（1）的下方，第二层仓库（12）安装在第一层仓库（11）下方，第三层仓库（13）安装在第二层仓库（12）下方，支架（3）通过螺栓安装在第三层仓库（13）的下方；

所述四旋翼无人机（1）包括机架（4）、四个旋翼护罩（5）、四个旋翼（6）以及四台电机（10）；其中，机架（4）包含控制舱(7)和四个机臂（8）；控制舱（7）内部集成了飞行控制系统以及电源，其下部有一个圆孔，用于不与仓库箱体的圆柱突起（21）干涉，上部与舱盖通过螺栓固定，四个机臂（8）均布焊接在控制舱（7）四周；电机（10）安装在机臂（8）末端的电机台（9）上，电机台（9）上有螺栓孔，用于与旋翼护罩（5）连接，并实现对电机（10）的固定，旋翼(6)安装在电机(10)输出轴上；

第一层仓库（11）、第二层仓库（12）和第三层仓库（13）均包括仓库箱体（14）、旋转扇叶（15）、轴承（16）、舵盘（17）、舵机（18）、舵机座（19）以及盖子（20）；其中，仓库箱体（14）上方有圆柱突起（21），用作上一层仓库轴承（16）的安装，在仓库箱体（14）上下边缘各有三个连接台（22）用于仓库的上下层固定，并对盖子（20）的运动范围进行限制，同时开有一个取件口（23），用于包裹的存取；仓库箱体（14）的上边缘有一个滑道（24），用于限制盖子（20）的运动轨迹，其上部有机架连接孔（26），用于与四旋翼无人机（1）的机架（4）通过螺栓连接；舵机（18）安装在舵机座（19）上，舵机座（19）安装在仓库箱体（14）的内部的舵机座安装孔上（25），舵盘（17）安装在舵机（18）输出轴上；旋转扇叶（15）通过中心的舵盘连接孔（28）与舵盘（17）相连，通孔（29）用于线路的布设；轴承（16）外圈与旋转扇叶（15）的轴承安装孔（27）接触，内圈与下层仓库箱体（14）或者支架（3）的圆柱突起（21）接触；通过控制相应舵机（18），即可控制相应层数的仓库，通过控制舵机（18）的旋转角度即可控制旋转扇叶（15）将指定隔间旋转至取件口（23），完成包裹的存取；

支架（3）的圆盘（30）上方有一个圆柱突起（21），用于第三层仓库的轴承（16）的安装，同时圆盘（30）的边缘还有三个连接台（22）与第三层仓库相连接固定，同时为了安装第三层仓库的盖子（20），圆盘（30）的边缘还有一个支撑（32），起落架（31）用于起飞或降落时的缓冲。