CN109204785A - 一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架 - Google Patents

一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,包括托架、导向滑轨、滑块、伸缩承载柱、承载块、压力传感器、测距装置、位移传感器及控制系统,其中托架为框架结构,其下端面均布两条导向滑轨,滑块通过行走机构与导向滑轨滑动连接,滑块前端面通过转台机构与一条伸缩承载柱相互铰接,每条伸缩承载柱均与一个承载块相互铰接。本发明一方面可有效为无人机设备在陆地上及水面上起飞降落作业提供可靠侧承载定位能力,另一方面有效实现无人机设备在复杂地面环境下实施降落并提高降落作业的可靠性的。

Description

一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架
技术领域
本发明涉及一种无人机机身,确切地说是一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架。
背景技术
当前所使用的无人机设备往往仅具备在陆地上进行起降作业的能力,虽然可以基本满足使用的需要,但无法有效实现在水面上进行起飞和降落的需要,从而极大的限制了无人机设备使用的灵活性、可靠性和通用性,针对这一问题,当前虽然也开发出了基于在无人机上增加建议浮筒等设备,实现无人机在水面起降作业的能力,但也仅仅解决了普通的起降问题,由于水面尤其时河流等水体具备一定的流动性,因此导致当前无人机在水面降落后进行水面定位能力较差,严重影响了无人机在水面上进行起降作业的可靠性,除此之外,当前往往也有需要无人机在水面上进行一定距离定向航行的要求,但当前通过对无人机添加传统浮筒的方式不能有效解决无人机水面航向的能力,因此针对这一现状,迫切需要开发一种全新的无人机结构,以满足实际使用的需要。
发明内容
针对现有技术上存在的不足,本发明提供一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,该发明结构简单,使用灵活方便,通用性好,一方面可有效满足无人机设备在陆地上及水面上起飞降落作业的需要,另一方面有的实现无人机设备在水面上具备较高的航行能力,从而极大的提高了无人机设备运行的灵活性和可靠性,并极大的拓展了无人机设备应用范围、领域,使得无人机设备的通用性得到极大提高。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,包括托架、导向滑轨、滑块、伸缩承载柱、承载块、压力传感器、测距装置、位移传感器及控制系统,其中托架为框架结构,其下端面均布两条导向滑轨,导向滑轨以托架轴线对称分布并与托架轴线相互平行分布,滑块通过行走机构与导向滑轨滑动连接,且每条导向滑轨上均设至少两个滑块,滑块前端面通过转台机构与一条伸缩承载柱相互铰接,伸缩承载柱轴线与水平面和托架下端面呈30°—90°夹角,伸缩承载柱下端面通过转台机构与承载块上端面铰接,且每条伸缩承载柱均与一个承载块相互铰接,承载块上端面与伸缩承载柱轴线呈0°—180°夹角,压力传感器若干,安装在滑块上并与伸缩承载柱相互连接,测距装置若干,其中至少一个位于托架下端面,且托架下端面的测距装置轴线与水平面垂直分布,承载块侧表面和下表面均设至少一个测距装置,且承载块侧表面的测距装置轴线与水平面平行分布,承载块下表面测距装置轴线与承载块下表面垂直分布,位移传感器嵌于滑块侧表面并与导向滑轨相互连接,控制系统位于托架上端面,并分别与伸缩承载柱、压力传感器、测距装置、位移传感器、转台机构及行走机构电气连接。
进一步的,所述的托架为横断面呈闭合环形的柱状结构、圆弧形的板状及矩形的板状机构中的任意中。
进一步的,所述的伸缩承载柱为液压杆、气压缸、电动伸缩杆中的任意一种。
进一步的,所述的伸缩承载柱另设行程传感器,所述的行程传感器与控制系统电气连接。
进一步的,所述的行走机构为直线电动机。
进一步的,所述的承载块为矩形、圆形及正多边形结构中的任意一种的密闭腔体结构,且下表面面积为托架下表面面积的5%—30%。
进一步的,所述的承载块中,位于同一导向滑轨处相邻的两个承载块间通过弹性连接带相互连接。
进一步的,所述的控制系统为基于工业单片机的数字控制电路,且所述的降落适应控制系统上另设一个无线数据通讯装置、一个远程定位装置及至少一个串口数据通讯端子。
本发明结构简单,使用灵活方便,通用性好,一方面可有效为无人机设备在陆地上及水面上起飞降落作业提供可靠侧承载定位能力,另一方面在降落过程中,可根据地形,自动调整起落架的分布位置、工作角度,并实现根据降落作业的需要,调整无人机设备降落时的受力点分布状态,有效实现无人机设备在复杂地面环境下实施降落并提高降落作业的可靠性的,从而达到提高无人机设备对环境的适应性,极大的提高了无人机设备使用的灵活性和通用性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。
图1为本发明侧视结构示意图;
图2为本发明主视结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1和2所述的一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,包括托架1、导向滑轨2、滑块3、伸缩承载柱4、承载块5、压力传感器6、测距装置7、位移传感器8及控制系统9,其中托架2为框架结构,其下端面均布两条导向滑轨3,导向滑轨3以托架2轴线对称分布并与托架2轴线相互平行分布,滑块4通过行走机构10与导向滑轨3滑动连接,且每条导向滑轨3上均设至少两个滑块3,滑块3前端面通过转台机构11与一条伸缩承载柱4相互铰接,伸缩承载柱轴4线与水平面和托架2下端面呈30°—90°夹角,伸缩承载柱4下端面通过转台机构11与承载块5上端面铰接,且每条伸缩承载柱4均与一个承载块5相互铰接,承载块5上端面与伸缩承载柱4轴线呈0°—180°夹角,压力传感器6若干,安装在滑块3上并与伸缩承载柱4相互连接,测距装置7若干,其中至少一个位于托架2下端面,且托架2下端面的测距装置7轴线与水平面垂直分布,承载块5侧表面和下表面均设至少一个测距装置7,且承载块5侧表面的测距装置7轴线与水平面平行分布,承载块5下表面测距装置7轴线与承载块5下表面垂直分布,位移传感器8嵌于滑块3侧表面并与导向滑轨2相互连接,控制系统9位于托架1上端面,并分别与伸缩承载柱4、压力传感器6、测距装置7、位移传感器8、转台机构11及行走机构10电气连接。
本实施例中,所述的托架1为横断面呈闭合环形的柱状结构、圆弧形的板状及矩形的板状机构中的任意中。
本实施例中,所述的伸缩承载柱4为液压杆、气压缸、电动伸缩杆中的任意一种。
本实施例中,所述的伸缩承载柱4另设行程传感器12,所述的行程传感器12与控制系统9电气连接。
本实施例中,所述的行走机构10为直线电动机。
本实施例中,所述的承载块5为矩形、圆形及正多边形结构中的任意一种的密闭腔体结构,且下表面面积为托架1下表面面积的5%—30%。
本实施例中,所述的承载块5中,位于同一导向滑轨2处相邻的两个承载块5间通过弹性连接带13相互连接。
本实施例中,所述的控制系统9为基于工业单片机的数字控制电路,且所述的降落适应控制系统上另设一个无线数据通讯装置、一个远程定位装置及至少一个串口数据通讯端子。
本发明在具体实施中,首先对托架、导向滑轨、滑块、伸缩承载柱、承载块、压力传感器、测距装置、位移传感器及控制系统进行组装,然后将组装后的本发明通过托架安装到无人机设备下端面,并使控制系统与无人机设备的主控系统电气连接。
在进行降落作业时,首先通过测距装置,对托架与当前地面间间距、承载块下端面与地面间间距及承载块侧表面与地面障碍物间间距进行检测,然后根据检测的数据,判定当前着陆场地表面的起伏度,同时根据着陆场地起伏状态,一方面调整各伸缩承载柱与托架及承载块间的夹角,调整伸缩承载柱的长度,另一方面调整各滑块在导向滑轨上的分布位置,整体调整伸缩承载柱、承载块的分布位置,使其在伸缩承载柱、承载块在满足对无人机设备有效承载定位的同时,选择最佳着落位置和着陆角度,同时在降落过程中及无人机完成降落的停放过程中,通过压力传感器检测各伸缩承载柱在降落时的受力情况,及时对各伸缩承载柱及承载块间的工作角度和伸缩承载柱的工作程度进行调整,确保无人机设备降落作业受力的稳定性和平衡性,从而达到根据承载块下表面与当前着陆地面结构相匹配,并避免因地面起伏而导致承载块发生侧滑等定位不稳现象和托架与地面局部发生碰撞现象的目的,并有效实现无人机设备降落时的可靠性、安全性及对地面的适应能力。
在进行降落作业时,承载块在提供有效承载力的同时,另可通过其密闭腔体结构一方面减轻承载块的重量,降低无人机设备负载,另一方面为无人机在水面降落时提供浮力,满足无人机水面起降作业的需要。
本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,其特征在于:所述的全地形自适应性无人机垂直起降起落架包括托架、导向滑轨、滑块、伸缩承载柱、承载块、压力传感器、测距装置、位移传感器及控制系统,其中所述的托架为框架结构,其下端面均布两条导向滑轨,所述的导向滑轨以托架轴线对称分布并与托架轴线相互平行分布,所述的滑块通过行走机构与导向滑轨滑动连接,且每条导向滑轨上均设至少两个滑块,所述滑块前端面通过转台机构与一条伸缩承载柱相互铰接,所述的伸缩承载柱轴线与水平面和托架下端面呈30°—90°夹角,伸缩承载柱下端面通过转台机构与承载块上端面铰接,且每条伸缩承载柱均与一个承载块相互铰接,所述的承载块上端面与伸缩承载柱轴线呈0°—180°夹角,所述的压力传感器若干,安装在滑块上并与伸缩承载柱相互连接,所述的测距装置若干,其中至少一个位于托架下端面,且托架下端面的测距装置轴线与水平面垂直分布,所述的承载块侧表面和下表面均设至少一个测距装置,且承载块侧表面的测距装置轴线与水平面平行分布,承载块下表面测距装置轴线与承载块下表面垂直分布,所述的位移传感器嵌于滑块侧表面并与导向滑轨相互连接,所述的控制系统位于托架上端面,并分别与伸缩承载柱、压力传感器、测距装置、位移传感器、转台机构及行走机构电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,其特征在于:所述的托架为横断面呈闭合环形的柱状结构、圆弧形的板状及矩形的板状机构中的任意中。
3.根据权利要求1所述的一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,其特征在于:所述的伸缩承载柱为液压杆、气压缸、电动伸缩杆中的任意一种。
4.根据权利要求1或3所述的一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,其特征在于:所述的伸缩承载柱另设行程传感器,所述的行程传感器与控制系统电气连接。
5.根据权利要求1所述的一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,其特征在于:所述的行走机构为直线电动机。
6.根据权利要求1所述的一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,其特征在于:所述的承载块为矩形、圆形及正多边形结构中的任意一种的密闭腔体结构,且下表面面积为托架下表面面积的5%—30%。
7.根据权利要求1所述的一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,其特征在于:所述的承载块中,位于同一导向滑轨处相邻的两个承载块间通过弹性连接带相互连接。
8.根据权利要求1所述的一种全地形自适应性无人机垂直起降起落架,其特征在于:所述的控制系统为基于工业单片机的数字控制电路,且所述的降落适应控制系统上另设一个无线数据通讯装置、一个远程定位装置及至少一个串口数据通讯端子。
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