CN108382288A - 一种用于无人机的一体式收发装置 - Google Patents

一种用于无人机的一体式收发装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于无人机的一体式收发装置，其包括旋转台组件、车载平台、第一起竖机构、发射机构、第二起竖机构、回收机构和控制器；所述旋转台组件设置在车载平台上，所述第一起竖机构设置在旋转台组件上并且与发射机构连接用于支撑及调整发射机构与旋转台组件的夹角，所述第二起竖机构设置在旋转台组件上并且与回收机构连接用于支撑及调整回收机构与旋转台组件的夹角，所述控制器分别与旋转台组件、第一起竖机构、发射机构、第二起竖机构和回收机构连接用于控制收发无人机，这样，本发明通过设置旋转台组件、发射机构和回收机构，实现自动定位发射目标，并且发射与回收一体式装置。

Description

一种用于无人机的一体式收发装置
技术领域
本发明属于无人机回收装置技术领域，具体涉及一种用于无人机的一体式收发装置。
背景技术
无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器，无人机不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务。
现有技术中，无人机回收的方式通常为：首先是自动着陆，其着陆过程与有人驾驶飞机相同，由地面操纵人员通过遥控装置或机内程序控制装置操纵飞机在跑道上着陆；其次是降落伞回收，无人机上带有降落伞，着陆阶段自动打开，或根据遥控指令打开，降落伞悬挂着无人机缓慢飘落着陆；再还有空中回收，开始的程序与降落伞回收方式相同，当无人机打开降落伞在空中飘落时，用直升机等回收母机在空中将无人机回收，并携带回场着陆；另外，还有是撞网回收，通过无人机飞向竖直的一道网墙，无人机依据引导，机头撞向网墙，并在撞上的一瞬间，机体机构锁住网墙，防止无人机掉落。网墙通过后移，吸收冲击能量，从而达到回收无人机的目标，该方式对场地要求很小，并且撞网能移动，从而可以在船上采用，但是，撞网的面积较大，展开较困难。该方法对无人机的机型也有限制，无法适用螺旋桨前拉式的无人机。同时，撞网的冲击巨大，容易导致飞行器突出物件，比如空速管、通讯天线、甚至机翼受到损伤。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种用于无人机的一体式收发装置。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种用于无人机的一体式收发装置，其包括旋转台组件、车载平台、第一起竖机构、发射机构、第二起竖机构、回收机构和控制器；所述旋转台组件设置在车载平台上，所述第一起竖机构设置在旋转台组件上并且与发射机构连接用于支撑及调整发射机构与旋转台组件的夹角，所述第二起竖机构设置在旋转台组件上并且与回收机构连接用于支撑及调整回收机构与旋转台组件的夹角，所述控制器分别与旋转台组件、第一起竖机构、发射机构、第二起竖机构和回收机构连接用于控制收发无人机。
上述方案中，所述旋转台组件包括半球型旋转台和旋转步进电机，所述旋转步进电机设置在半球型旋转台的内部并且与控制器连接用于控制半球型旋转台旋转；所述半球型旋转台的上表面沿周向平行开设有第一限位滑槽和第二限位滑槽。
上述方案中，所述发射机构包括发射架、连接部和支撑座，所述发射架通过连接部与支撑座连接，所述支撑座固定设置在第一限位滑槽内；所述连接部设置在发射架的后端的底部，所述连接部包括相互铰接的上连接部和下连接部，所述上连接部与发射架连接，所述下连接部与支撑座连接；所述发射架通过第一起竖机构与旋转平台组件连接，所述第一起竖机构设置在第一限位滑槽内。
上述方案中，所述回收机构包括主臂、撞网机构和挂载机构，所述撞网机构和挂载机构均设置在主臂上；所述主臂通过第二起竖机构与旋转台组件连接，所述第二起竖机构设置在第二限位滑槽内；所述主臂包括依次连接的第一伸缩臂和至少一个第二伸缩臂，所述第一伸缩臂设置在第二限位滑槽上，所述第一伸缩臂和至少一个第二伸缩臂均设置有电动气缸，所述电动气缸与控制器连接用于控制主臂的伸缩；所述撞网机构设置在第一伸缩臂上；所述至少一个第二伸缩臂均设置挂载机构。
上述方案中，所述撞网机构包括回收网、收缩杆组件和两个支撑杆，所述收缩杆组件设置有两个分别位于回收网的左右两侧，所述两个支撑杆对称设置在主臂的两侧分别用于连接回收网的左右两侧的收缩杆组件，所述支撑杆的一端与主臂连接，另一端与收缩杆组件连接；所述支撑杆与主臂之间设置电动气缸，所述电动气缸与控制器连接。
上述方案中，所述收缩杆组件包括支撑竖杆、悬臂组、第一摆杆、第二摆杆；所述支撑竖杆的一端与支撑杆连接，另一端与悬臂组连接；所述悬臂组包括第一悬臂、连接悬臂和第二悬臂，所述第一悬臂和第二悬臂分别通过转轴与支撑竖杆连接，所述第一悬臂的一端通过连接悬臂和第二悬臂的连接，另一端与第一摆杆连接，所述第二悬臂还与第二摆杆连接；所述连接悬臂的一端连接在第二悬臂的中部。
上述方案中，所述撞网机构还包括阻尼机构，所述阻尼机构与悬臂组连接。
上述方案中，所述挂载机构包括主杆、绳索和挂载杆，所述主杆的一端与主臂连接，另一端通过绳索与挂载杆连接；所述主杆与主臂呈角度，所述绳索与挂载杆围成三角形；所述主杆与主臂之间设置电动气缸，所述电动气缸与控制器连接。
上述方案中，所述挂载机构还包括传感器，所述传感器与控制器连接，所述挂载机构还包括用于与无人机配合的挂钩。
上述方案中，所述第一起竖机构和第二起竖机构均为与控制器连接的电动气缸。
与现有技术相比，本发明实施例提供一种用于无人机的一体式收发装置，其包括旋转台组件、车载平台、第一起竖机构、发射机构、第二起竖机构、回收机构和控制器；所述旋转台组件设置在车载平台上，所述第一起竖机构设置在旋转台组件上并且与发射机构连接用于支撑及调整发射机构与旋转台组件的夹角，所述第二起竖机构设置在旋转台组件上并且与回收机构连接用于支撑及调整回收机构与旋转台组件的夹角，所述控制器分别与旋转台组件、第一起竖机构、发射机构、第二起竖机构和回收机构连接用于控制收发无人机，这样，本发明通过设置旋转台组件、发射机构和回收机构，实现自动定位发射目标，并且发射与回收一体式装置。
附图说明
图1为本发明实施例一种用于无人机的一体式收发装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一种用于无人机的一体式收发装置的正视图；
图3为本发明实施例一种用于无人机的一体式收发装置的后视图；
图4为本发明实施例一种用于无人机的一体式收发装置中的撞网机构的结构示意图；
图5为本发明实施例一种用于无人机的一体式收发装置中的挂载机构的结构示意图。
附图标记如下：
1——旋转台组件、11——半球型旋转台、12——旋转步进电机、2——车载平台、3——第一起竖机构、4——发射机构、41——发射架、42——连接部、43——支撑座、5——第二起竖机构、6——回收机构、61——主臂、611——第一伸缩臂、612——第二伸缩臂、62——撞网机构、621——回收网、622——收缩杆组件、6221——支撑竖杆、6222——第一摆杆、6223——第二摆杆、6224——第一悬臂、6225——连接悬臂、6226——第二悬臂、623——支撑杆、624——阻尼机构、63——挂载机构、631——主杆、632——绳索、633——挂载杆、7——控制器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
本发明实施例提供一种用于无人机的一体式收发装置，如图1-5所示，其包括旋转台组件1、车载平台2、第一起竖机构3、发射机构4、第二起竖机构5、回收机构6和控制器7；所述旋转台组件1设置在车载平台2上，所述第一起竖机构3设置在旋转台组件1上并且与发射机构4连接用于支撑及调整发射机构4与旋转台组件1的夹角，所述第二起竖机构5设置在旋转台组件1上并且与回收机构6连接用于支撑及调整回收机构6与旋转台组件1的夹角，所述控制器7分别与旋转台组件1、第一起竖机构3、发射机构4、第二起竖机构5和回收机构6连接用于控制收发无人机。
其中，所述旋转台组件1包括半球型旋转台11和旋转步进电机12，所述旋转步进电机12设置在半球型旋转台11的内部并且与控制器7连接用于控制半球型旋转台11旋转；所述半球型旋转台11的上表面沿周向平行开设有第一限位滑槽和第二限位滑槽。
控制器7能够控制旋转步进电机12工作，从而控制旋转台组件11在水平面旋转，即带动分别设置与第一限位滑槽和第二限位滑槽中的第一起竖机构3和第二起竖机构5转动，进一步控制发射机构4和回收机构6随旋转台组件转动。
控制器7能够直接根据目标方位，控制旋转台组件1转动到目标方位。
旋转台组件1上还设置有探测器，所述探测器用于感应待回收的无人机的位置，并将该位置信息传送至控制器7，控制器7根据位置信息，控制旋转台组件1转动到目标方位。
其中，所述发射机构4包括发射架41、连接部42和支撑座43，所述发射架41通过连接部42与支撑座43连接，所述支撑座43固定设置在第一限位滑槽43内；所述连接部42设置在发射架41的后端的底部，所述连接部42包括相互铰接的上连接部和下连接部，所述上连接部与发射架41连接，所述下连接部与支撑座43连接；所述发射架41通过第一起竖机构3与旋转平台组件1连接，所述第一起竖机构3设置在第一限位滑槽内。所述第一起竖机构3为与控制器7连接的电动气缸。
控制器7控制第一起竖机构3工作，起竖机构3设置发射架41前部的下方并且向上推动发射架41，同时发射架41随连接部42绕支撑座43转动，从而实现与旋转台组件1呈任意夹角。
其中，所述回收机构6包括主臂61、撞网机构62和挂载机构63，所述撞网机构62和挂载机构62均设置在主臂61上；所述主臂61通过第二起竖机构5与旋转台组件1连接，所述第二起竖机构5设置在第二限位滑槽内。所述第二起竖机构5为与控制器7连接的电动气缸。
本发明通过挂载机构和撞网机构的设置，能够采用不同方式进行回收，适用性更广泛；本发明的撞网机构通过收缩杆可自动收缩，同时设置阻尼机构能够在整体网面后退的过程中缓慢减速，安全回收无人机；多个挂载机构的设置能够提高回收的效率；本发明占地面积小，对场地要求不高，安装和布置简易，回收精度高，回收可靠性高，极大地提高了中小型无人机的应用范围。
其中，所述主臂61包括依次连接的第一伸缩臂611和至少一个第二伸缩臂612，所述第一伸缩臂611设置在第二限位滑槽上，所述第一伸缩臂611和至少一个第二伸缩臂612均设置有电动气缸，所述电动气缸与控制器7连接用于控制主臂61的伸缩；所述撞网机构62设置在第一伸缩臂611上；所述至少一个第二伸缩臂612均设置挂载机构63。
主臂61为可伸缩结构，包括第一伸缩臂611和至少一个第二伸缩臂612，第一伸缩臂611与底座铰接，并且与第二起竖机构5连接，第二起竖机构5通过控制器7控制，能够调整第一伸缩臂611与旋转台组件1之间的夹角；
所述撞网机构62设置在第一伸缩臂611上；所述撞网机构62包括回收网621、收缩杆组件622和两个支撑杆623，所述收缩杆组件622设置有两个分别位于回收网621的左右两侧，所述两个支撑杆623对称设置在主臂61的两侧分别用于连接回收网621的左右两侧的收缩杆组件622，所述支撑杆623的一端与主臂61连接，另一端与收缩杆组件622连接；所述支撑杆623与主臂61之间设置电动气缸，所述电动气缸与控制器7连接。
收缩杆组件622设置在回收网621的两侧用于将回收网621撑展，支撑杆623对称设置在主臂61的两侧，用于打开回收网两侧的收缩杆组件622，从而撑展回收网621。
收缩杆组件622包括支撑竖杆6221、悬臂组、第一摆杆6222、第二摆杆6223；所述支撑竖杆6221的一端与支撑杆623连接，另一端与悬臂组连接；所述悬臂组包括第一悬臂6224、连接悬臂6225和第二悬臂6226，所述第一悬臂6224和第二悬臂6226分别通过转轴与支撑竖杆6221连接，所述第一悬臂6224的一端通过连接悬臂6225和第二悬臂6226的连接，另一端与第一摆杆6222连接，所述第二悬臂6226还与第二摆杆6223连接；所述连接悬臂6225的一端连接在第二悬臂6226的中部。
所述撞网机构62还包括阻尼机构624，所述阻尼机构624与悬臂组连接。
收缩杆组件622主要用来回收撞入网内的无人机，其工作原理为：当无人机撞入回收网621，无人机的冲击力传递给回收网621，无人机的机翼对回收网621产生拉力，由于第一摆杆6222在第二摆杆6223的上侧，由于第一摆杆6222和第二摆杆6223分别通过第一悬臂6224和第二悬臂6226连接，并且第一悬臂6224和第二悬臂6226均通过转轴与支撑竖杆6221连接，因此，无人机的机翼对回收网621产生拉力，从而带动第一摆杆6222和第二摆杆6223相对运动，由于第一摆杆6222和第二摆杆6223分别通过第一悬臂6224和第二悬臂6226连接，并且通过连接悬臂6225保证第一悬臂6224与第二悬臂6226在一定的角度范围内(一般10°到70°)对称运动，从而保证第一摆杆6222和第二摆杆6223做对称运动，更好地完成回收动作；并且第一摆杆6222和第二摆杆6223通过悬臂组将力传递给阻尼机构624，阻尼机构624完成吸能，将无人机安全回收。
所述挂载机构63包括主杆631、绳索632和挂载杆633，所述主杆631的一端与主臂61连接，另一端通过绳索632与挂载杆633连接；所述主杆631与主臂61呈角度，所述绳索632与挂载杆633围成三角形；所述主杆631与主臂61之间设置电动气缸，所述电动气缸与控制器7连接。
所述挂载机构63还包括传感器，所述传感器与控制器7连接，所述挂载机构63还包括用于与无人机配合的挂钩。
挂载组件63的工作过程为：在无人机上安装挂钩，无人机在降落时放下挂钩，在降落过程中，挂钩挂住挂载杆633，挂载杆633将拉力传递至阻尼机构，阻尼机构完成吸能，然后主杆631的传感器向控制器7发出信号，控制器7可以控制主臂61收缩，回收无人机。
本发明实施例提供一种用于无人机的一体式收发装置，其包括旋转台组件、车载平台、第一起竖机构、发射机构、第二起竖机构、回收机构和控制器；所述旋转台组件设置在车载平台上，所述第一起竖机构设置在旋转台组件上并且与发射机构连接用于支撑及调整发射机构与旋转台组件的夹角，所述第二起竖机构设置在旋转台组件上并且与回收机构连接用于支撑及调整回收机构与旋转台组件的夹角，所述控制器分别与旋转台组件、第一起竖机构、发射机构、第二起竖机构和回收机构连接用于控制收发无人机，这样，本发明通过设置旋转台组件、发射机构和回收机构，实现自动定位发射目标，并且发射与回收一体式装置；本发明通过挂载机构和撞网机构的设置，能够采用不同方式进行回收，适用性更广泛；本发明的撞网机构通过收缩杆可自动收缩，同时设置阻尼机构能够在整体网面后退的过程中缓慢减速，安全回收无人机；多个挂载机构的设置能够提高回收的效率；本发明占地面积小，对场地要求不高，安装和布置简易，回收精度高，回收可靠性高，极大地提高了中小型无人机的应用范围。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，其包括旋转台组件(1)、车载平台(2)、第一起竖机构(3)、发射机构(4)、第二起竖机构(5)、回收机构(6)和控制器(7)；所述旋转台组件(1)设置在车载平台(2)上，所述第一起竖机构(3)设置在旋转台组件(1)上并且与发射机构(4)连接用于支撑及调整发射机构(4)与旋转台组件(1)的夹角，所述第二起竖机构(5)设置在旋转台组件(1)上并且与回收机构(6)连接用于支撑及调整回收机构(6)与旋转台组件(1)的夹角，所述控制器(7)分别与旋转台组件(1)、第一起竖机构(3)、发射机构(4)、第二起竖机构(5)和回收机构(6)连接用于控制收发无人机。
2.根据权利要求1所述的一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，所述旋转台组件(1)包括半球型旋转台(11)和旋转步进电机(12)，所述旋转步进电机(12)设置在半球型旋转台(11)的内部并且与控制器(7)连接用于控制半球型旋转台(11)旋转；所述半球型旋转台(11)的上表面沿周向平行开设有第一限位滑槽和第二限位滑槽。
3.根据权利要求2所述的一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，所述发射机构(4)包括发射架(41)、连接部(42)和支撑座(43)，所述发射架(41)通过连接部(42)与支撑座(43)连接，所述支撑座(43)固定设置在第一限位滑槽(43)内；所述连接部(42)设置在发射架(41)的后端的底部，所述连接部(42)包括相互铰接的上连接部和下连接部，所述上连接部与发射架(41)连接，所述下连接部与支撑座(43)连接；所述发射架(41)通过第一起竖机构(3)与旋转平台组件(1)连接，所述第一起竖机构(3)设置在第一限位滑槽内。
4.根据权利要求2所述的一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，所述回收机构(6)包括主臂(61)、撞网机构(62)和挂载机构(63)，所述撞网机构(62)和挂载机构(62)均设置在主臂(61)上；所述主臂(61)通过第二起竖机构(5)与旋转台组件(1)连接，所述第二起竖机构(5)设置在第二限位滑槽内；所述主臂(61)包括依次连接的第一伸缩臂(611)和至少一个第二伸缩臂(612)，所述第一伸缩臂(611)设置在第二限位滑槽上，所述第一伸缩臂(611)和至少一个第二伸缩臂(612)均设置有电动气缸，所述电动气缸与控制器(7)连接用于控制主臂(61)的伸缩；所述撞网机构(61)设置在第一伸缩臂(611)上；所述至少一个第二伸缩臂(612)均设置挂载机构(63)。
5.根据权利要求4所述的一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，所述撞网机构(62)包括回收网(621)、收缩杆组件(622)和两个支撑杆(623)，所述收缩杆组件(622)设置有两个分别位于回收网(621)的左右两侧，所述两个支撑杆(623)对称设置在主臂(61)的两侧分别用于连接回收网(621)的左右两侧的收缩杆组件(622)，所述支撑杆(623)的一端与主臂(61)连接，另一端与收缩杆组件(622)连接；所述支撑杆(623)与主臂(61)之间设置电动气缸，所述电动气缸与控制器(7)连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，所述收缩杆组件(622)包括支撑竖杆(6221)、悬臂组、第一摆杆(6222)、第二摆杆(6223)；所述支撑竖杆(6221)的一端与支撑杆(623)连接，另一端与悬臂组连接；所述悬臂组包括第一悬臂(6224)、连接悬臂(6225)和第二悬臂(6226)，所述第一悬臂(6224)和第二悬臂(6226)分别通过转轴与支撑竖杆(6221)连接，所述第一悬臂(6224)的一端通过连接悬臂(6225)和第二悬臂(6226)的连接，另一端与第一摆杆(6222)连接，所述第二悬臂(6226)还与第二摆杆(6223)连接；所述连接悬臂(6225)的一端连接在第二悬臂(6226)的中部。
7.根据权利要求6所述的一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，所述撞网机构(62)还包括阻尼机构(624)，所述阻尼机构(624)与悬臂组连接。
8.根据权利要求4所述的一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，所述挂载机构(63)包括主杆(631)、绳索(632)和挂载杆(633)，所述主杆(631)的一端与主臂(61)连接，另一端通过绳索(632)与挂载杆(633)连接；所述主杆(631)与主臂(61)呈角度，所述绳索(61)与挂载杆(633)围成三角形；所述主杆(631)与主臂(61)之间设置电动气缸，所述电动气缸与控制器(7)连接。
9.根据权利要求8所述的一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，所述挂载机构(63)还包括传感器，所述传感器与控制器(7)连接，所述挂载机构(63)还包括用于与无人机配合的挂钩。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种用于无人机的一体式收发装置，其特征在于，所述第一起竖机构(3)和第二起竖机构(5)均为与控制器(7)连接的电动气缸。
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