CN108621899A - 车载无人机物流平台及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载无人机物流平台及其工作方法，该平台包括起降台、控制系统、顶层保护机构、升降机构及存储系统，其中：顶层保护机构，包括滑移顶棚，当无人机在平台待机时，所述滑移顶棚关闭，保护无人机免受外部干扰；升降机构，通过升降载货货仓，对无人机进行装载或卸载货物；存储系统，用于存储货物、备用无人机及电池，并为无人机电池充电；所述控制系统分别与所述顶层保护机构和升降机构连接，通过接收无人机的降落信号，控制顶层保护机构开启，为无人机提供降落平台，并通过控制升降机构的升降控制货物的装载或卸载。本发明不仅提高了无人机载货的安全性，解决了无人机电池的续航问题，也实现了无人机货物的自动装载及卸载。

Description

车载无人机物流平台及其工作方法

技术领域

本发明涉及无人机物流领域，具体的说，是涉及一种车载无人机物流平台及其工作方法。

背景技术

随着物流快递行业的快速发展，对送货的时效性要求越来越高，如何提高最后一公里送货的响应速度成为了整个物流快递行业的难题。

目前，使用无人机运送货物是目前解决这一问题的一个探索方向，但如何保证无人机进行物流运输时的安全性，至今仍是行业内难以攻克的难关。

此外，现有的电池水平无法支撑无人机做长时间的飞行，无人机从仓库出发至投递目的地的距离严重受限。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本发明的第一目的是提供一种车载无人机物流平台，该平台不仅有利于提高无人机载货的安全性以及无人机电池的续航问题，同时也可实现无人机载货的自动装载机卸载，提高了采用无人机投递货物的可操作性。

本发明的第二目的是提供一种车载无人机物流平台的工作方法，为本领域技术人员应用上述车载无人机物流平台提供指导。

为实现上述目的，一个方面，本发明提供一种车载无人机物流平台，包括起降台，控制系统、顶层保护机构、升降机构及存储系统，其中：

顶层保护机构，包括滑移顶棚，设置于所述起降台上方，当无人机在起降台待机时，所述滑移顶棚关闭，保护无人机免受外部干扰；

升降机构，通过升降载货货仓，对无人机进行装载或卸载货物；

存储系统，用于存储货物、备用无人机及电池，并为无人机电池充电；

所述控制系统分别与所述顶层保护机构和升降机构连接，通过接收无人机的降落信号，控制顶层保护机构开启，为无人机提供降落平台，并通过控制升降机构的升降控制货物的装载或卸载。

作为一种优选的方案，所述升降机构包括支撑架、升降平台及位移组件，所述位移组件设置在所述支撑架上，所述升降平台设置在所述位移组件上。

所述位移组件包括垂直运动模组和水平运动模组，所述垂直运动模组和水平运动模组均安装在所述支撑架上；所述升降平台固定于所述水平运动模组上，且可沿所述水平运动模组左右移动；所述水平运动模组沿垂直运动模组进行上下移动，进而带动升降平台的上下移动。

进一步的，所述车载无人机物流平台还包括货物中转部，所述升降机构将无人机的载货货仓引入货物中转部，再由人工将货物自所述货物中转部转移至存储系统内。

进一步的，所述升降平台包括传送带，所述传送带启动时，将货仓推入货物中转部。

作为一种优选方案，所述存储系统包括货仓存储单元、电池存储及充电单元以及备用无人机仓位。所述货仓存储单元用于：在投送以及投递高峰期时，作为货物的缓存区域；存储备用无人机的意义在于：若所述无人机因意外状况宕机，可启用备用无人机继续执行任务；此外，由于现有的电池水平无法支撑无人机做长时间飞行，且无人机从仓库出发，一次往返飞行能覆盖的区域有限，因此，本申请在存储系统中准备有替换电池，同时设有电池充电端口，防止由于缺电导致的无人机不能正常工作的情况。

作为一种优选的方案，所述车载无人机物流平台还包括与所述控制系统连接的环境监测系统，用于监测车载无人机物流平台周围的物理环境信息。具体的，所述环境监测系统包括分别安装于所述车载无人机物流平台边角处的图像采集装置，用于实时监测车载无人机物流平台的外部环境，并将监测到的外部环境信息传送至控制系统，控制系统判断该外部环境是否适宜无人机的降落或起飞，若不适合，则提醒驾驶员将车辆行驶至适宜无人机起降的场地，进一步的，驾驶室内设有显示装置，用于显示所述环境监测系统监测到的外部环境信息。

作为一种优选的方案，本发明还包括顶升机构，所述顶升机构设置在所述起降台上，所述顶升机构基于检测的卸货或装载完成操作顶升无人机机身。

此外，所述车在无人机物流平台内还设有多个灭火器。

另一方面，本发明提供了上述车载无人机物流平台的工作方法，具体的：包括卸货方法和装货方法，其中，

所述卸货方法包括：

控制系统接收无人机降落命令，开启滑移顶棚，无人机降落至起降台；

无人机卸载载货货仓，升降机构将载货货仓传送至货物中转部进行暂存；

货物搬运端将载货货仓自货物中转部转移至存储系统内进行存储；

所述装货方法包括：

货物搬运端将载货货仓放置在升降机构的升降平台上；

升降机构将载货货仓传送至无人机底部，将载货货仓固定于无人机上。

进一步的，所述升降机构卸载载货货仓，升降机构将载货货仓传送至货物中转部进行暂存，包括：

无人机降落至升降机构上，载货货仓的锁扣自动打开，载货货仓进入升降机构平台；

将无人机机身上移，升降机构带动载货货仓下降，将载货货仓传送至货物中转部进行暂存。

进一步的，所述升降机构将载货货仓传送至无人机底部，载货货仓固定于无人机上，包括：

升降机构将载货货仓传送至无人机下方；

载货货仓上的锁舌与无人机上的锁扣对接，将载货货仓固定于无人机上。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1)本发明通过加设顶层保护机构，避免了无人机待机时受到不必要的干扰，提高了无人机及载货的安全性，又通过加设存储系统，为无人机提供备用电池组，且提供充电装置，解决了无人机电池的续航问题。

2)本发明通过采用升降机构实现了无人机货物的自动装载及卸载，提高了无人机参与物流的可操作性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明的结构立体图；

图2是本发明的侧视图；

图3是本发明滑移顶棚关闭状态下的结构示意图；

图4是本发明局部结构图1；

图5是本发明局部结构图2；

图6是本发明升降机构承载载货货仓的示意图；

图7是本发明存储系统结构图。

其中，1、箱式货车，2、无人机，3、升降机构，4、货物中转部，5、存储系统；

11、液压尾板，12、滑移顶棚，13、监控摄像头，14、侧门，15、顶升机构；

21、载货货仓；

31、支撑架，32、升降平台，33、垂直运动模组，34、水平运动模组；

41、储货格口，51、货仓存储单元，52、电池存储及充电单元，53、备用无人机仓位。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例一：

一种车载无人机物流平台，如图1-3所示，考虑到承载量、体积及灵活度，本实施例的车载无人机物流平台的整体采用的是一种箱式货车1，该箱式货车内设有控制系统以及与控制系统连接的起降台、顶层保护机构、顶升机构15、升降机构3、货物中转部4、环境监测系统以及存储系统5。

其中，顶层保护机构，包括滑移顶棚12(如图3)，设置于起降台上方，当无人机2在起降台待机时，滑移顶棚12关闭，保护无人机2免受外部干扰；

顶升机构15，设置在上述的起降台上，该顶升机构基于检测的卸货或装载完成操作顶升无人机机身，具体的，在进行货物卸载时，顶升机构15将无人机机身上移，给升降机构带动载货货仓下降留出操作空间。

升降机构3，如图5所示，通过升降载货货仓21，对无人机2进行装载或卸载货物；如图6，升降机构3具体包括：支撑架31、升降平台32和位移组件。

其中，位移组件包括垂直运动模组33和水平运动模组34；垂直运动模组33和水平运动模组34均安装在支撑架31上；升降平台32固定于水平运动模组34上，且可沿水平运动模组34左右移动；升降平台32实现位置移动的原理为：水平运动模组34沿垂直运动模组33上下移动，进而带动升降平台32的在竖直方向上的移动；同时，升降平台32沿水平运动模组34左右移动，进而实现了升降平台32在水平方向上的移动。此外，本实施例的升降平台32采用的是传送带，通过传送带的传送功能对载货货仓21进行传送。

货物中转部4，包括4个储货格口41，且4个储货格口41分布在升降机构3的两侧。升降机构3接收到无人机2的载货货仓21后，将载货货仓21传送至与货物中转部4相对应的水平位置，再通过传送带将载货货仓21传送至货物中转部4内，再通过人工搬运将货物从货物中转部4转移至存储系统5内，其中，侧门14为人员进出门，为保证箱式货车1内无人机2及货物的安全，厢式货车1的车尾处采用液压尾板11加强保护。

环境监测系统，该系统主要包括图像采集装置、烟雾检测装置等，具体的，图像采集装置为分别设置于厢式货车1车顶、车侧和车尾处的6个监控摄像头13，其中，车顶摄像头用于监控无人机2的降落和起飞，若出现意外或紧急状况，则人工介入处理；车尾和车侧的监控摄像头用于实时监控箱式货车1的外部环境，若出现不适宜无人机起降的条件，则将货车行驶至适宜无人机2起降的场地；而烟雾检测装置包括多个烟雾传感器，这些烟雾传感器分散于箱式货车的内、外部，用于实时检测箱式货车1的周边环境及内部的货物中是否存在烟雾，一旦监测到烟雾的存在，则控制系统立即启动报警程序，对应的，厢式货车1内配置有3个灭火器。

存储系统5，用于存储货物、备用无人机及电池，并为无人机电池充电；如图7所示，存储系统5具体包括货仓存储单元51、电池存储及充电单元52以及备用无人机仓位53；其中，货仓存储单元51用于：在投送以及投递高峰期时，作为货物的缓存区域；存储备用无人机的意义在于：若送货无人机因意外状况宕机，可启用备用无人机继续执行任务；此外，由于现有的电池水平无法支撑无人机做长时间飞行，且无人机从仓库出发，一次往返飞行能覆盖的区域有限，因此，本实施例在存储系统5中准备有替换电池，同时设有电池充电端口，防止由于缺电导致的无人机不能正常工作的情况。

本实施例中，控制系统分别与顶层保护机构和升降机构3连接，其工作内容包括：接收无人机2的降落信号，控制顶层保护机构开启，为无人机2提供降落平台，并通过控制升降机构3的升降控制货物的装载或卸载以及判断周围环境是否适合载货的无人机2的起降。

特别的，该箱式货车1的驾驶室内还设有显示装置，用于实时显示环境监测系统采集到的环境监测数据。

综上，为本实施例中车载无人机物流平台的具体结构，基于上述结构，以一次无人机送货为例，详细介绍本实施例的具体工作流程：

作为车载无人机物流平台载体的箱式货车1根据环境监测系统检测周围环境是否适宜无人机2的起降，若不适宜，则提醒工作人员将车辆转移至适宜无人机2降落的场地，需要注意的是，上述车辆转移过程可不由人工控制，而是通过车辆的自动控制实现，这里仅说明的是本发明的一种实施方式，并不对本发明的保护范围作出限定；

送货无人机2携带货物自仓库起飞，送往作为车载无人机物流平台载体的箱式货车1；

当无人机到达箱式货车1上方时，箱式货车1的控制系统接收到无人机请求降落的信号，顶部的滑移顶棚12自动打开，无人机2自动导引降落系统引导无人机降落在厢式货车1的升降机构的上方，此时，无人机载货货仓21的锁扣自动打开，载货货仓21进入升降机构3的升降平台32上，如图4，顶升机构15将无人机向上托举，给升降结构32以运行空间；

升降平台32将载货货仓21引入到其中一个储货格口41中，完成卸货工作。再由人工或搬运机器人将载货货仓从储货格口41中取出，存放到货仓存储单元51内，等待投递处理。

取下完成投递任务的无人机2的电池组，将该电池组放置入电池存储及充电单元52，并给该无人机2装入已充满电的电池组。

再以一次投送货物为例，详细说明本实施例的工作流程：

工作人员或搬运机器人将待投送的货物装入载货货仓，并将装满货物的载货货仓放置在升降平台上，控制升降机构上升，使升降平台上升至无人机的下方，将载货货仓21上的锁舌与无人机2上的锁扣对接，进而将载货货仓固定在无人机上；

无人机2接收指令，携带载货货仓返航至仓库。

本实施例中，通过加设顶层保护机构，避免了无人机待机时受到不必要的干扰，提高了无人机及载货的安全性，又通过加设存储系统，为无人机提供备用电池组，且提供充电装置，解决了无人机电池的续航问题。又通过采用升降机构实现了无人机货物的自动装载及卸载，提高了无人机参与物流的可操作性。

此外，需要说明的是：

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (12)

1.一种车载无人机物流平台，其特征在于，包括起降台、控制系统、顶层保护机构、升降机构及存储系统，其中：

顶层保护机构，包括滑移顶棚，设置于所述起降台上方，当无人机在起降台待机时，所述滑移顶棚关闭，保护无人机免受外部干扰；

升降机构，通过升降载货货仓，对无人机进行装载或卸载货物；

存储系统，用于存储货物、备用无人机及电池，并为无人机电池充电；

所述控制系统分别与所述顶层保护机构和升降机构连接，控制系统通过接收无人机的降落信号，控制顶层保护机构开启，为无人机提供降落平台，并通过控制升降机构的升降控制货物的装载或卸载。

2.根据权利要求1所述的一种车载无人机物流平台，其特征在于，所述升降机构包括支撑架、升降平台及位移组件，所述位移组件设置在所述支撑架上，所述升降平台设置在所述位移组件上。

3.根据权利要求2所述的一种车载无人机物流平台，其特征在于，所述位移组件包括垂直运动模组和水平运动模组，所述垂直运动模组和水平运动模组均安装在所述支撑架上；所述升降平台固定于所述水平运动模组上，且可沿所述水平运动模组左右移动；所述水平运动模组沿垂直运动模组进行上下移动，进而带动升降平台的上下移动。

4.根据权利要求2所述的一种车载无人机物流平台，其特征在于，所述车载无人机物流平台还包括货物中转部，所述升降机构将无人机的载货货仓引入货物中转部，再由人工将货物自所述货物中转部转移至存储系统内。

5.根据权利要求4所述的一种车载无人机物流平台，其特征在于，所述升降平台包括传送带，所述传送带启动时，将货仓推入货物中转部。

6.根据权利要求1所述的一种车载无人机物流平台，其特征在于，所述存储系统包括货仓存储单元、电池存储及充电单元以及备用无人机仓位。

7.根据权利要求1所述的一种车载无人机物流平台，其特征在于，还包括与所述控制系统连接的环境监测系统，用于监测车载无人机物流平台周围的物理环境信息。

8.根据权利要求7所述的一种车载无人机物流平台，其特征在于，所述环境监测系统包括分别安装于所述车载无人机物流平台边角处的图像采集装置。

9.根据权利要求1所述的一种车载无人机物流平台，其特征在于，还包括顶升机构，所述顶升机构设置在所述起降台上，所述顶升机构基于检测的卸货或装载完成操作顶升无人机机身。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述车载无人机物流平台的工作方法，其特征在于，包括卸货方法和装货方法，其中，

所述卸货方法包括：

控制系统接收无人机降落命令，开启滑移顶棚，无人机降落至起降台；

无人机卸载载货货仓，升降机构将载货货仓传送至货物中转部进行暂存；

货物搬运端将载货货仓自货物中转部转移至存储系统内进行存储；

所述装货方法包括：

货物搬运端将载货货仓放置在升降机构的升降平台上；

升降机构将载货货仓传送至无人机底部，将载货货仓固定于无人机上。

11.根据权利要求10所述的车载无人机物流平台的工作方法，其特征在于，

所述升降机构卸载载货货仓，升降机构将载货货仓传送至货物中转部进行暂存，包括：

无人机降落至升降机构上，载货货仓的锁扣自动打开，载货货仓进入升降机构平台；

将无人机机身上移，升降机构带动载货货仓下降，将载货货仓传送至货物中转部进行暂存。

12.根据权利要求10所述的车载无人机物流平台的工作方法，其特征在于，所述升降机构将载货货仓传送至无人机底部，载货货仓固定于无人机上，包括：

升降机构将载货货仓传送至无人机下方；

载货货仓上的锁舌与无人机上的锁扣对接，将载货货仓固定于无人机上。