CN109484648A - 一种适用于无人机搬运的平台自动校正装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于无人机搬运的平台自动校正装置及使用方法，所述平台自动校正装置包括设置于无人机上的无人机对接机构和设置于载物平台上的载物平台对接机构，所述无人机对接机构包括多个校准推杆以及同步转动驱动机构，所述多个校准推杆环绕无人机的中心圆周分布，校准推杆的一端与无人机框架铰接，另一端与同步转动驱动机构连接；所述载物平台对接机构包括载物平台校准架，该载物平台校准架具有若干个校准架杆；当所述多个校准推杆同步地转动至倾斜状态，且每个校准推杆均与校准架杆接触时，所述无人机与载物平台之间处于理想的对准状态。所述平台自动校正装置能够自动实现无人机和搬运平台的精准对接，大大提高了搬运工作的效率。

Description

一种适用于无人机搬运的平台自动校正装置及使用方法

技术领域

本发明涉及无人机起降对正校准技术领域，具体涉及一种适用于无人机搬运的平台自动校正装置及使用方法。

背景技术

现如今，无人机在各个领域日渐流行，得到了越来越多的应用，也愈发的向着自动化、智能化的趋势发展着。在一些地形复杂，人员和车辆不便于进入的地方，使用无人机作为搬运载体进行物资运输的方便快捷的优势更是得到了极大的体现。

当前使用无人机进行搬运的自动化程度还较低，还需要人工对无人机和搬运平台进行配合校正，操作过程存在一定的局限性，比较费时费力，配合精度也较差。为克服上述缺点，设计一种自动、快捷、高效的适用于无人机搬运的平台自动校正装置便具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于无人机搬运的平台自动校正装置，该平台自动校正装置能够自动实现无人机和搬运平台的精准对接，大大提高了搬运工作的效率。

本发明的另一个目的在于提供一种适用于无人机搬运的平台自动校正装置的使用方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种适用于无人机搬运的平台自动校正装置，包括设置于无人机上的无人机对接机构和设置于载物平台上的载物平台对接机构，其中，

所述无人机对接机构包括多个转动连接在无人机框架上的校准推杆以及用于驱动所述多个校准推杆同步地相对于无人机框架在竖直面内转动的同步转动驱动机构，其中，所述多个校准推杆环绕无人机的中心圆周分布，校准推杆的一端与无人机框架铰接，另一端与同步转动驱动机构连接；

所述载物平台对接机构包括设置在载物平台上的载物平台校准架，该载物平台校准架具有若干个用于与校准推杆进行接触校正的校准架杆；当所述多个校准推杆同步地转动至倾斜状态，且每个校准推杆均与校准架杆接触时，所述无人机与载物平台之间处于理想的对准状态。

优选的，所述无人机框架由横向结构支撑杆和纵向结构支撑杆组成，其中，所述横向结构支撑杆和纵向结构支撑杆为两组，所述横向结构支撑杆水平横向设置，所述纵向结构支撑杆水平纵向设置，所述两组横向结构支撑杆的两端分别与两组纵向结构支撑杆连接，所述两组横向结构支撑杆和两组纵向结构支撑杆之间构成一个正方形结构的无人机框架；所述校准推杆分别设置在所述正方形结构的无人机框架的各个边框的中部。

优选的，所述无人机框架还包括设置在两组横向结构支撑杆之间的中部结构支撑杆，所述中部结构支撑杆的两端分别与两组横向结构支撑杆的中部连接。

优选的，所述两组纵向结构支撑杆的端部设置有起落支撑架，所述起落支撑架竖向设置。

优选的，所述横向结构支撑杆和纵向结构支撑杆交接的位置处设置有无人机旋翼，所述无人机旋翼的数量为多个。

优选的，所述同步转动驱动机构包括竖直设置在中部结构支撑杆上的电动伸缩杆以及设置在电动伸缩杆和各个校准推杆之间的连杆，其中，所述连杆一端连接在所述电动伸缩杆的顶部，另一端与所述校准推杆转动连接。

优选的，所述中部结构支撑杆上设置有飞行控制系统，用于控制无人机旋翼的转动以此控制无人机对接机构的升降；该中部结构支撑杆上还安放有电池组，用于给无人机对接机构供电。

优选的，所述无人机框架上还设置有上连接件，所述上连接件位于所述横向结构支撑杆和纵向结构支撑杆的中部外侧，所述载物平台校准架在与所述上连接件的对应位置处设置有下连接件，所述上连接件和下连接件均为可受远程无线控制的电磁铁。

优选的，所述上连接件为四个，对应的，所述下连接件也为四个；所述校准推杆为四个，对应的，所述校准架杆也为四个。

一种适用于权利要求1所述的无人机搬运的平台自动校正装置的使用方法，包括投放过程(1)和回收过程(2)，其中，

所述投放过程(1)包括以下步骤：

(1-1)、设定目的地坐标和方向，规划飞行路线；

(1-2)、无人机对接机构带动载物平台对接机构从起始点起飞，飞往目的地；

(1-3)、到达目的地后，无人机对接机构带动载物平台对接机构降落；

(1-4)、无人机对接机构和载物平台对接机构分离；

(1-5)、无人机对接机构起飞，飞回起始点；

(1-6)、无人机对接机构到达起始点后降落；

所述回收过程(2)包括以下步骤：

(2-1)、获取载物平台对接机构的坐标和方向，设定无人机对接机构的目的地坐标和方向，规划飞行路线；

(2-2)、无人机对接机构从起始点起飞,飞往载物平台对接机构所在目的地；

(2-3)、到达目的地，无人机对接机构降落在载物平台对接机构上,开启无人机对接机构与载物平台对接机构之间的位姿调整，首先同步转动驱动机构带动校准推杆在竖直面上同步转动，通过校准推杆与载物平台校准架的校准架杆接触，使得无人机对接机构逐渐移动到载物平台校准架中的中心位置处，完成无人机对接机构和载物平台对接机构的姿态调整对正；

(2-4)、位姿调整完毕后，无人机对接机构和载物平台对接机构连接；

(2-5)、无人机对接机构带动载物平台对接机构飞回起始点；

(2-6)、到达起始点，无人机对接机构带动载物平台对接机构降落，整个作业完成。

本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本发明的适用于无人机搬运的平台自动校正装置的适用性强，能够根据不同作业需求进行对应调节，可适用于多种复杂的、人员难已进入的作业场景。

2、本发明的适用于无人机搬运的平台自动校正装置的工作方式相对于现有的人工手动对接方式而言，操作更加简单、灵活，节约了操作时间，大大提高了搬运工作效率。

3、本发明的适用于无人机搬运的平台自动校正装置还可以通过远程实现控制操作，无需人员在现场，人员安全性得到了保障，同时也大大降低了劳动强度，节省了作业成本。

4、本发明的适用于无人机搬运的平台自动校正装置整体结构简单，便于安装、转移搬运、拆卸，收起后占用空间小，成本低，易于推广普及，提供了一种更为可靠便捷的搬运手段，进而为我国无人机技术的快速健康发展起到良好的推动促进作用。

附图说明

图1是本发明的适用于无人机搬运的平台自动对准装置的具体实施方式的立体结构示意图。

图2是本发明的适用于无人机搬运的平台自动对准装置的位置姿态对准调节的原理示意图。

图3是本发明的适用于无人机搬运的平台自动对准装置的投放过程的工作原理示意图。

图4是本发明的适用于无人机搬运的平台自动对准装置的回收过程的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

参见图1-图4，本发明的适用于无人机搬运的平台自动校正装置包括设置于无人机上的无人机对接机构和设置于载物平台3上的载物平台对接机构，其中，所述无人机对接机构包括多个转动连接在无人机框架上的校准推杆9以及用于驱动所述多个校准推杆9同步地相对于无人机框架在竖直面内转动的同步转动驱动机构，其中，所述多个校准推杆9环绕无人机的中心圆周分布，校准推杆9的一端与无人机框架铰接，另一端与同步转动驱动机构连接；所述载物平台对接机构包括设置在载物平台3上的载物平台校准架，该载物平台校准架具有若干个用于与校准推杆9进行接触校正的校准架杆；当所述多个校准推杆9同步地转动至倾斜状态，且每个校准推杆9均与校准架杆接触时，所述无人机与载物平台3之间处于理想的对准状态。

参见图1-图4，所述无人机框架由横向结构支撑杆2和纵向结构支撑杆1组成，其中，所述横向结构支撑杆2和纵向结构支撑杆1为两组，所述横向结构支撑杆2水平横向设置，所述纵向结构支撑杆1水平纵向设置，所述两组横向结构支撑杆2的两端分别与两组纵向结构支撑杆1连接，所述两组横向结构支撑杆2和两组纵向结构支撑杆1之间构成一个正方形结构的无人机框架；所述校准推杆9分别设置在所述正方形结构的无人机框架的各个边框的中部；所述两组纵向结构支撑杆1的端部设置有起落支撑架4，所述起落支撑架4竖向设置。

参见图1-图4，所述载物平台校准架的校准架杆为四个，所述四个校准架杆包括两根横向校准架杆11和两根纵向校准架杆12，其中，所述两根横向校准架杆11和两根纵向校准架杆12连接，从而构成一个正方形结构的校准框架，由于所述横向校准架杆11的尺寸与纵向结构支撑杆1的尺寸一致，所述纵向校准架杆12的尺寸小于横向结构支撑杆2的尺寸，因此所述正方形结构的校准框架的尺寸小于所述正方形结构的无人机框架。且所述横向校准架杆11的高度略低于所述纵向校准架杆12的高度，这样，在校正过程中，所述无人机框架上的校准推杆9就会率先与载物平台校准架上的横向校准架杆11接触，从而完成前后方向上的校准，然后在与纵向校准架杆12接触，从而完成左右方向上的校准。

参见图1-图4，所述无人机框架还包括设置在两组横向结构支撑杆2之间的中部结构支撑杆7，所述中部结构支撑杆7的两端分别与两组横向结构支撑杆2的中部连接，该中部结构支撑杆7上设置有飞行控制系统，用于控制无人机旋翼5的转动以此控制无人机对接机构的升降；该中部结构支撑杆7上还安放有电池组，用于给无人机对接机构供电。

参见图1-图4，所述横向结构支撑杆2和纵向结构支撑杆1交接的位置处设置有无人机旋翼5，所述无人机旋翼5的数量为多个。通过设置多个无人机旋翼5，可以提供起降所需的升力。

参见图1-图4，所述同步转动驱动机构包括竖直设置在中部结构支撑杆7上的电动伸缩杆6以及设置在电动伸缩杆6和各个校准推杆9之间的连杆8，其中，所述连杆8一端连接在所述电动伸缩杆6的顶部，另一端与所述校准推杆9转动连接。这样，通过电动伸缩杆6带动连杆8向下运动，从而带动校准推杆9在竖直面上向下转动，这样，所述多个校准推杆9就会与载物平台校准架中的校准架杆接触，从而实现对无人机对接机构和载物平台对接机构的自动校正。

参见图1-图4，所述无人机框架上还设置有上连接件10，所述上连接件10位于所述横向结构支撑杆2和纵向结构支撑杆1的中部外侧，所述载物平台校准架在与所述上连接件10的对应位置处设置有下连接件13，所述上连接件10和下连接件13均为可受远程无线控制的电磁铁。这样，当无人机对接机构和载物平台对接机构完成自动校正后，控制系统通过远程无线电控制上连接件10和下连接件13得电，从而使得所述上连接件10和下连接件13处于吸引状态，使得所述无人机对接机构可以带动载物平台对接机构运动，从而将载物平台对接机构中的物品搬运到特定位置。当到达特定位置后，控制系统控制上连接件10和下连接件13失电，使得无人机对接机构和载物平台对接机构实现分离。

参见图1-图4，本实施例中的上连接件10为四个，对应的，所述下连接件13也为四个；所述校准推杆9为四个，对应的，所述连接也为四个。

除上述实施方式外，所述的无人机框架和校准框架还可以是圆形、正多边形等一些中心对称图形。

参见图1-图4，本发明的适用于无人机搬运的平台自动校正装置的使用方法，包括投放过程(1)和回收过程(2)，其中，

所述投放过程(1)包括以下步骤：

(1-1)、设定目的地坐标和方向，规划飞行路线；

(1-2)、无人机对接机构带动载物平台对接机构从起始点起飞，飞往目的地；

(1-3)、到达目的地后，无人机对接机构带动载物平台对接机构降落；

(1-4)、无人机对接机构和载物平台对接机构分离；

(1-5)、无人机对接机构起飞，飞回起始点；

(1-6)、无人机对接机构到达起始点后降落；

所述回收过程(2)包括以下步骤：

(2-1)、获取载物平台对接机构的坐标和方向，设定无人机对接机构的目的地坐标和方向，规划飞行路线；

(2-2)、无人机对接机构从起始点起飞,飞往载物平台对接机构所在目的地；

(2-3)、到达目的地，无人机对接机构降落在载物平台对接机构上,开启无人机对接机构与载物平台对接机构之间的位姿调整，首先同步转动驱动机构带动校准推杆9在竖直面上同步转动，通过校准推杆9与载物平台校准架的校准架杆接触，使得无人机对接机构逐渐移动到载物平台校准架中的中心位置处，完成无人机对接机构和载物平台对接机构的姿态调整对正；

(2-4)、位姿调整完毕后，无人机对接机构和载物平台对接机构连接；

(2-5)、无人机对接机构带动载物平台对接机构飞回起始点；

(2-6)、到达起始点，无人机对接机构带动载物平台对接机构降落，整个作业完成。

参见图1-图4，本发明的适用于无人机搬运的平台自动校正装置得工作原理是：

在进行姿态调整过程中，首先，无人机对接机构降落在载物平台对接机构上，使得所述无人机框架位于所述载物平台校准架的上方。接着，同步转动驱动机构带动所述多个校准推杆9在竖直面内同步转动，在这个过程中，若无人机对接机构和载物平台对接机构之间发生偏移，所述无人机框架上的多个校准推杆9中的其中一个或多个螺旋推杆就会率先与所述载物平台校准架的其中一个或多个校准架杆接触，在作用力与反作用力的作用下，所述无人机对接机构与载物平台对接机构就会发生相对移动，使得所述无人机对接机构逐渐运动到载物平台校准架的中心位置处，从而实现无人机对接机构和载物平台对接机构的自动校正。例如：当无人机对接机构相对于载物平台对接机构是向右偏移的，那么多个校准推杆9在转动的过程中，位于右侧的校准推杆9就会率先与载物平台校准架中位于右侧的校准推杆9接触并对该载物平台校准架产生一个推力，所述载物平台校准架对该无人机对接机构产生一个反作用力，在该反作用力的作用下，无人机对接机构就会向左运动，直至该无人机对接机构中的无人机框架中位于左侧的校准推杆9与载物平台校准架中位于左侧的校准架杆接触，从而实现无人机对接机构和载物平台对接机构在左右方向上的自动校正。同理，其他方向上也同样实现自动校正，这样就实现了无人机对接机构和载物平台对接机构的自动校正。

上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种适用于无人机搬运的平台自动校正装置，其特征在于，包括设置于无人机上的无人机对接机构和设置于载物平台上的载物平台对接机构，其中，

所述无人机对接机构包括多个转动连接在无人机框架上的校准推杆以及用于驱动所述多个校准推杆同步地相对于无人机框架在竖直面内转动的同步转动驱动机构，其中，所述多个校准推杆环绕无人机的中心圆周分布，校准推杆的一端与无人机框架铰接，另一端与同步转动驱动机构连接；

所述载物平台对接机构包括设置在载物平台上的载物平台校准架，该载物平台校准架具有若干个用于与校准推杆进行接触校正的校准架杆；当所述多个校准推杆同步地转动至倾斜状态，且每个校准推杆均与校准架杆接触时，所述无人机与载物平台之间处于理想的对准状态。

2.根据权利要求1所述的适用于无人机搬运的平台自动校正装置，其特征在于，所述无人机框架由横向结构支撑杆和纵向结构支撑杆组成，其中，所述横向结构支撑杆和纵向结构支撑杆为两组，所述横向结构支撑杆水平横向设置，所述纵向结构支撑杆水平纵向设置，所述两组横向结构支撑杆的两端分别与两组纵向结构支撑杆连接，所述两组横向结构支撑杆和两组纵向结构支撑杆之间构成一个正方形结构的无人机框架；所述校准推杆分别设置在所述正方形结构的无人机框架的各个边框的中部。

3.根据权利要求2所述的适用于无人机搬运的平台自动校正装置，其特征在于，所述无人机框架还包括设置在两组横向结构支撑杆之间的中部结构支撑杆，所述中部结构支撑杆的两端分别与两组横向结构支撑杆的中部连接。

4.根据权利要求3所述的适用于无人机搬运的平台自动校正装置，其特征在于，所述两组纵向结构支撑杆的端部设置有起落支撑架，所述起落支撑架竖向设置。

5.根据权利要求4所述的适用于无人机搬运的平台自动校正装置，其特征在于，所述横向结构支撑杆和纵向结构支撑杆交接的位置处设置有无人机旋翼，所述无人机旋翼的数量为多个。

6.根据权利要求1所述的适用于无人机搬运的平台自动校正装置，其特征在于，所述同步转动驱动机构包括竖直设置在中部结构支撑杆上的电动伸缩杆以及设置在电动伸缩杆和各个校准推杆之间的连杆，其中，所述连杆一端连接在所述电动伸缩杆的顶部，另一端与所述校准推杆转动连接。

7.根据权利要求5所述的适用于无人机搬运的平台自动校正装置，其特征在于，所述中部结构支撑杆上设置有飞行控制系统，用于控制无人机旋翼的转动以此控制无人机对接机构的升降；该中部结构支撑杆上还安放有电池组，用于给无人机对接机构供电。

8.根据权利要求2所述的适用于无人机搬运的平台自动校正装置，其特征在于，所述无人机框架上还设置有上连接件，所述上连接件位于所述横向结构支撑杆和纵向结构支撑杆的中部外侧，所述载物平台校准架在与所述上连接件的对应位置处设置有下连接件，所述上连接件和下连接件均为可受远程无线控制的电磁铁。

9.根据权利要求8所述的适用于无人机搬运的平台自动校正装置，其特征在于，所述上连接件为四个，对应的，所述下连接件也为四个；所述校准推杆为四个，对应的，所述校准架杆也为四个。

10.一种适用于权利要求1所述的无人机搬运的平台自动校正装置的使用方法，包括投放过程(1)和回收过程(2)，其特征在于，

所述投放过程(1)包括以下步骤：

(1-1)、设定目的地坐标和方向，规划飞行路线；

(1-2)、无人机对接机构带动载物平台对接机构从起始点起飞，飞往目的地；

(1-3)、到达目的地后，无人机对接机构带动载物平台对接机构降落；

(1-4)、无人机对接机构和载物平台对接机构分离；

(1-5)、无人机对接机构起飞，飞回起始点；

(1-6)、无人机对接机构到达起始点后降落；

所述回收过程(2)包括以下步骤：

(2-1)、获取载物平台对接机构的坐标和方向，设定无人机对接机构的目的地坐标和方向，规划飞行路线；

(2-2)、无人机对接机构从起始点起飞，飞往载物平台对接机构所在的目的地；

(2-3)、到达目的地，无人机对接机构降落在载物平台对接机构上,开启无人机对接机构与载物平台对接机构之间的位姿调整，首先同步转动驱动机构带动校准推杆在竖直面上同步转动，通过校准推杆与载物平台校准架的校准架杆接触，使得无人机对接机构逐渐移动到载物平台校准架中的中心位置处，完成无人机对接机构和载物平台对接机构的姿态调整对正；

(2-4)、位姿调整完毕后，无人机对接机构和载物平台对接机构连接；

(2-5)、无人机对接机构带动载物平台对接机构飞回起始点；

(2-6)、到达起始点，无人机对接机构带动载物平台对接机构降落，整个作业完成。