CN109941432A - 一种飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，包括主体、平衡机构和四个辅助机构，辅助机构包括侧板、旋翼、支脚和固定组件，固定组件包括包括平移单元、平移块、气缸、气杆和托板，平衡机构包括第一电机、转动板和平衡组件，平衡组件包括平衡块、第二电机、两个限位单元、两个移动单元和四个定位单元，移动单元包括驱动轴和滚轮，该飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机通过辅助机构便于将货物固定在主体的下方，防止设备飞行过程中货物晃动导致无人机飞行不稳定，不仅如此，通过平衡机构可调节设备的中心位置，使其位于主体的中心轴线上，从而有利于无人机的平稳飞行，提高了该设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及无人机领域，特别涉及一种飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机。
背景技术
无人驾驶飞机，简称无人机(UAV)，是一种处在迅速发展中的新概念武器装备，其具有机动灵活、反应快速、无人飞行、操作要求低的优点。无人机通过搭载多类传感器，可以实现影像实时传输、高危地区探测功能，是卫星遥感与传统航空遥感的有力补充。目前，无人机的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。
随着无人机技术的发展和成熟，无人机已应用在物流配送上，帮助人们运输货物，但是现有的物流无人机在使用时，通常利用绳索将货物绑定在无人机的下方，在运输过程中，货物会随着绳索发生晃动偏移，导致无人机整体在飞行过程中，重心位置不断发生移动，难以保证无人机的平稳飞行，从而降低了现有的物流配送无人机的实用性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，包括主体、平衡机构和四个辅助机构，所述主体的形状为圆柱形，所述辅助机构周向均匀分布在主体的外周，所述主体内设有天线和PLC，所述平衡机构设置在主体的上方，所述天线与PLC电连接；
所述辅助机构包括侧板、旋翼、支脚和固定组件，所述侧板与主体平行，所述侧板固定在主体行，所述旋翼固定在侧板的上方，所述支脚固定在侧板的下方，所述固定组件位于支脚的靠近主体的一侧，所述固定组件包括包括平移单元、平移块、气缸、气杆和托板，所述平移单元与平移块传动连接，所述气缸竖向设置，所述气缸的顶端固定在平移块的下方，所述气杆的顶端设置在气缸内，所述气缸的底端与托板固定连接，所述凸板位于气杆的靠近主体的一侧，所述气缸和旋翼均与PLC电连接；
所述平衡机构包括第一电机、转动板和平衡组件，所述第一电机固定在主体的上方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与转动板传动连接，所述平衡组件位于转动板的上方；
所述平衡组件包括平衡块、第二电机、两个限位单元、两个移动单元和四个定位单元，所述第二电机固定在平衡块的下方，两个限位单元分别位于平衡块的两侧，两个移动单元分别位于第二电机的两侧，所述移动单元包括驱动轴和滚轮，所述第二电机通过驱动轴与滚轮传动连接，四个定位单元分别位于平衡块的下方的四角处。
作为优选，为了便于检测无人机的飞行状态，所述侧板的远离主体的一端设有超声波测距仪，所述超声波测距仪与PLC电连接。
作为优选，为了驱动平移块移动，所述平移单元包括第三电机、轴承和丝杆，所述第三电机和轴承均固定在侧板的下方，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在轴承内，所述平移块套设在丝杆上，所述平移块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹。
作为优选，为了实现平移块的平稳移动，所述平移块的上方的四角处均设有滑轮，所述滑轮固定在平移块的上方，所述滑轮抵靠在侧板的下方。
作为优选，为了限制平衡块的移动，所述限位单元包括滑环和滑轨，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在转动板的上方，所述滑环套设在滑轨上，所述滑环与平衡块固定连接。
作为优选，为了便于固定平衡块的位置，所述定位单元包括电磁铁、弹簧、铁块和两个定向单元，所述电磁铁固定在平衡块的下方，所述铁块通过弹簧设置在电磁铁的下方，所述电磁铁与PLC电连接，所述弹簧处于压缩状态，两个定向单元分别位于弹簧的两侧。
作为优选，为了实现平衡块和铁块的同步移动，所述定向单元包括定向杆和定向管，所述定向杆固定在平衡块的下方，所述定向杆的底端设置在定向管内，所述定向管固定在铁块的上方。
作为优选，为了辅助转动板转动，所述转动板的两端的下方均设有滑块，所述滑块固定在转动板的下方，所述主体的上方设有环形槽，所述滑块与环形槽滑动连接。
作为优选，为了避免转动板上下晃动，所述环形槽为燕尾槽。
作为优选，为了加强设备的续航能力，所述主体的上方设有光伏板和两个支杆，所述支杆固定在主体的上方，所述光伏板架设在两个支杆上。
本发明的有益效果是，该飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机通过辅助机构便于将货物固定在主体的下方，防止设备飞行过程中货物晃动导致无人机飞行不稳定，不仅如此，通过平衡机构可调节设备的中心位置，使其位于主体的中心轴线上，从而有利于无人机的平稳飞行，提高了该设备的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机的结构示意图；
图2是本发明的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机的辅助机构的结构示意图；
图3是本发明的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机的平衡机构的结构示意图；
图4是本发明的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机的平衡组件的结构示意图；
图中：1.主体，2.侧板，3.旋翼，4.支脚，5.平移块，6.气缸，7.气杆，8.托板，9.第一电机，10.转动板，11.平衡块，12.第二电机，13.驱动轴，14.滚轮，15.超声波测距仪，16.第三电机，17.轴承，18.丝杆，19.滑轮，20.滑环，21.滑轨，22.电磁铁，23.弹簧，24.铁块，25.定向杆，26.定向管，27.滑块，28.环形槽，29.光伏板，30.支杆。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，一种飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，包括主体1、平衡机构和四个辅助机构，所述主体1的形状为圆柱形，所述辅助机构周向均匀分布在主体1的外周，所述主体1内设有天线和PLC，所述平衡机构设置在主体1的上方，所述天线与PLC电连接；
该物流无人机在使用时，用户可通过手机、电脑等遥控装置向主体1发射无线信号，主体1内的天线负责接收无线信号后，将信号传递给PLC，PLC根据信号内容控制辅助机构和平衡机构运行，辅助机构可将货物绑定在主体1的下方，并可实现无人机的飞行功能，而平衡机构用于调节设备的整体重心分布，使得设备的重心位于主体1的中心轴线上，便于保证无人机的平稳飞行，从而提高了无人机的实用性。
如图2所示，所述辅助机构包括侧板2、旋翼3、支脚4和固定组件，所述侧板2与主体1平行，所述侧板2固定在主体1行，所述旋翼3固定在侧板2的上方，所述支脚4固定在侧板2的下方，所述固定组件位于支脚4的靠近主体1的一侧，所述固定组件包括包括平移单元、平移块5、气缸6、气杆7和托板8，所述平移单元与平移块5传动连接，所述气缸6竖向设置，所述气缸6的顶端固定在平移块5的下方，所述气杆7的顶端设置在气缸6内，所述气缸6的底端与托板8固定连接，所述凸板位于气杆7的靠近主体1的一侧，所述气缸6和旋翼3均与PLC电连接；
辅助机构中通过侧板2固定了支脚4和旋翼3的位置，PLC控制旋翼3转动，产生向下的气流，便于支撑主体1在空中漂浮，从而实现了无人机的飞行功能，而支脚4用以辅助主体1着陆，侧板2的下方，通过平移单元可带动平移块5进行移动，调节平移块5与主体1的轴线的距离，同时PLC还可控制气缸6运行，调节气缸6内部的气压，使得气杆7带动托板8移动，在放置货物时，首先气缸6运行，使得气杆7带动托板8向下移动，而后将货物放置在各个托板8上方，再由平移单元带动平移块5靠近主体1的轴线移动，使得辅助机构从侧面固定货物，再减小气缸6内部的气压，使得气杆7带动托板8向上移动，使得货物抵靠在主体1的上方，便于将货物固定，防止无人机在飞行过程中，货物发生晃动，引起设备重心的变化，从而有利于无人机的平稳飞行。
如图3-4所示，所述平衡机构包括第一电机9、转动板10和平衡组件，所述第一电机9固定在主体1的上方，所述第一电机9与PLC电连接，所述第一电机9与转动板10传动连接，所述平衡组件位于转动板10的上方；
所述平衡组件包括平衡块11、第二电机12、两个限位单元、两个移动单元和四个定位单元，所述第二电机12固定在平衡块11的下方，两个限位单元分别位于平衡块11的两侧，两个移动单元分别位于第二电机12的两侧，所述移动单元包括驱动轴13和滚轮14，所述第二电机12通过驱动轴13与滚轮14传动连接，四个定位单元分别位于平衡块11的下方的四角处。
无人机在飞行过程中，通常货物重心不在主体1的中心轴线上，导致无人机飞行过程中容易倾斜过大，影响无人机的平稳飞行，此时根据无人机的飞行的倾斜程度，平衡机构运行，PLC控制第一电机9启动，带动转动板10转动，调节转动板10上的平衡组件的角度位置，同时平衡组件中，平衡块11下方的第二电机12启动，通过驱动轴13带动两侧的滚轮14在转动板10的上方滚动，实现平衡块11在两个限位单元的作用下的移动，调节了平衡块11的位置，从而改变了无人机的重心分布，当无人机的整体重心位于主体1的中心轴线上时，平衡块11下方的四个定位单元运行，固定平衡块11的位置，防止平衡块11在转动板10上滑动，使得主体1的重心位于主体1的中心轴线上，便于保证无人机的平稳飞行。
作为优选，为了便于检测无人机的飞行状态，所述侧板2的远离主体1的一端设有超声波测距仪15，所述超声波测距仪15与PLC电连接。通过超声波测距仪15检测侧板2的远离主体1的一端与地面的高度距离，并将距离数据传递给PLC，PLC根据四个距离数据即可确定无人机飞行时的角度倾斜状态，从而控制平衡机构作出相应的调整。
作为优选，为了驱动平移块5移动，所述平移单元包括第三电机16、轴承17和丝杆18，所述第三电机16和轴承17均固定在侧板2的下方，所述第三电机16与PLC电连接，所述第三电机16与丝杆18的一端传动连接，所述丝杆18的另一端设置在轴承17内，所述平移块5套设在丝杆18上，所述平移块5的与丝杆18的连接处设有与丝杆18匹配的螺纹。PLC控制第三电机16启动，带动丝杆18在轴承17的支撑作用下旋转，丝杆18通过螺纹作用在平移块5上，使得平移块5沿着丝杆18的轴线进行移动。
作为优选，为了实现平移块5的平稳移动，所述平移块5的上方的四角处均设有滑轮19，所述滑轮19固定在平移块5的上方，所述滑轮19抵靠在侧板2的下方。丝杆18通过螺纹作用在平移块5上时，由于平移块5的上方，滑轮19抵靠在侧板2的下方，使得平移块5无法发生转动，进而保证了平移块5的平稳移动。
作为优选，为了限制平衡块11的移动，所述限位单元包括滑环20和滑轨21，所述滑轨21的形状为U形，所述滑轨21的两端固定在转动板10的上方，所述滑环20套设在滑轨21上，所述滑环20与平衡块11固定连接。将U形的滑轨21固定在转动板10的上方，从而固定了滑环20的移动方向和移动范围，由于滑环20与平衡块11保持固定连接，从而限制了平衡块11的移动。
如图4所示，所述定位单元包括电磁铁22、弹簧23、铁块24和两个定向单元，所述电磁铁22固定在平衡块11的下方，所述铁块24通过弹簧23设置在电磁铁22的下方，所述电磁铁22与PLC电连接，所述弹簧23处于压缩状态，两个定向单元分别位于弹簧23的两侧。
当需要调节平衡块11的位置时，PLC控制电磁铁22通电，产生磁性，对下方的铁块24产生吸引力，吸引铁块24向上移动，压缩弹簧23，从而方便滚轮14转动带动平衡块11移动，当平衡块11移动完毕后，PLC控制电磁铁22断电，失去磁性，受到压缩的弹簧23为恢复形变，推动铁块24向下移动，使得铁块24抵靠在转动板10的上方，避免平衡块11发生位移变化。
作为优选，为了实现平衡块11和铁块24的同步移动，所述定向单元包括定向杆25和定向管26，所述定向杆25固定在平衡块11的下方，所述定向杆25的底端设置在定向管26内，所述定向管26固定在铁块24的上方。当平衡块11移动时，平衡块11带动定向杆25进行移动，定向杆25作用在定向管26上，使得定向管26带动铁块24进行同步移动，弹簧23的形变量发生变化时，定向管26沿着定向杆25上下滑动，从而实现了铁块24在竖直方向的平稳移动。
作为优选，为了辅助转动板10转动，所述转动板10的两端的下方均设有滑块27，所述滑块27固定在转动板10的下方，所述主体1的上方设有环形槽28，所述滑块27与环形槽28滑动连接。利用固定的环形槽28固定了滑块27的滑动轨迹，由于滑块27与转动板10固定连接，从而实现了转动板10的稳定转动。
作为优选，为了避免转动板10上下晃动，所述环形槽28为燕尾槽。由于环形槽28为燕尾槽，使得滑块27无法脱离环形槽28，进而避免了转动板10在转动过程中上下晃动。
作为优选，为了加强设备的续航能力，所述主体1的上方设有光伏板29和两个支杆30，所述支杆30固定在主体1的上方，所述光伏板29架设在两个支杆30上。通过支杆30对光伏板29进行固定支撑，利用光伏板29接收太阳光进行光伏发电，供设备运行，从而加强了设备的续航能力。
该物流配送无人机使用时，通过气杆7带动托板8向下移动后，在托板8上放置货物，而后气杆7带动托板8向上移动，同时平移单元驱动平移块5靠近主体1，从而将货物固定在主体1的下方，避免飞行时货物晃动导致无人机的飞行不平稳，不仅如此，通过第一电机9带动转动板10转动，同时平衡组件改变在转动板10上的位置，从而改变了转动板10在主体1上的位置，便于调节设备的重心，使得设备的整体重心位于主体1的中心轴线上，从而有利于无人机的平稳飞行，提高了设备的实用性。
与现有技术相比，该飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机通过辅助机构便于将货物固定在主体1的下方，防止设备飞行过程中货物晃动导致无人机飞行不稳定，不仅如此，通过平衡机构可调节设备的中心位置，使其位于主体1的中心轴线上，从而有利于无人机的平稳飞行，提高了该设备的实用性。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，包括主体(1)、平衡机构和四个辅助机构，所述主体(1)的形状为圆柱形，所述辅助机构周向均匀分布在主体(1)的外周，所述主体(1)内设有天线和PLC，所述平衡机构设置在主体(1)的上方，所述天线与PLC电连接；
所述辅助机构包括侧板(2)、旋翼(3)、支脚(4)和固定组件，所述侧板(2)与主体(1)平行，所述侧板(2)固定在主体(1)行，所述旋翼(3)固定在侧板(2)的上方，所述支脚(4)固定在侧板(2)的下方，所述固定组件位于支脚(4)的靠近主体(1)的一侧，所述固定组件包括包括平移单元、平移块(5)、气缸(6)、气杆(7)和托板(8)，所述平移单元与平移块(5)传动连接，所述气缸(6)竖向设置，所述气缸(6)的顶端固定在平移块(5)的下方，所述气杆(7)的顶端设置在气缸(6)内，所述气缸(6)的底端与托板(8)固定连接，所述凸板位于气杆(7)的靠近主体(1)的一侧，所述气缸(6)和旋翼(3)均与PLC电连接；
所述平衡机构包括第一电机(9)、转动板(10)和平衡组件，所述第一电机(9)固定在主体(1)的上方，所述第一电机(9)与PLC电连接，所述第一电机(9)与转动板(10)传动连接，所述平衡组件位于转动板(10)的上方；
所述平衡组件包括平衡块(11)、第二电机(12)、两个限位单元、两个移动单元和四个定位单元，所述第二电机(12)固定在平衡块(11)的下方，两个限位单元分别位于平衡块(11)的两侧，两个移动单元分别位于第二电机(12)的两侧，所述移动单元包括驱动轴(13)和滚轮(14)，所述第二电机(12)通过驱动轴(13)与滚轮(14)传动连接，四个定位单元分别位于平衡块(11)的下方的四角处。
2.如权利要求1所述的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，所述侧板(2)的远离主体(1)的一端设有超声波测距仪(15)，所述超声波测距仪(15)与PLC电连接。
3.如权利要求1所述的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，所述平移单元包括第三电机(16)、轴承(17)和丝杆(18)，所述第三电机(16)和轴承(17)均固定在侧板(2)的下方，所述第三电机(16)与PLC电连接，所述第三电机(16)与丝杆(18)的一端传动连接，所述丝杆(18)的另一端设置在轴承(17)内，所述平移块(5)套设在丝杆(18)上，所述平移块(5)的与丝杆(18)的连接处设有与丝杆(18)匹配的螺纹。
4.如权利要求1所述的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，所述平移块(5)的上方的四角处均设有滑轮(19)，所述滑轮(19)固定在平移块(5)的上方，所述滑轮(19)抵靠在侧板(2)的下方。
5.如权利要求1所述的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，所述限位单元包括滑环(20)和滑轨(21)，所述滑轨(21)的形状为U形，所述滑轨(21)的两端固定在转动板(10)的上方，所述滑环(20)套设在滑轨(21)上，所述滑环(20)与平衡块(11)固定连接。
6.如权利要求1所述的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，所述定位单元包括电磁铁(22)、弹簧(23)、铁块(24)和两个定向单元，所述电磁铁(22)固定在平衡块(11)的下方，所述铁块(24)通过弹簧(23)设置在电磁铁(22)的下方，所述电磁铁(22)与PLC电连接，所述弹簧(23)处于压缩状态，两个定向单元分别位于弹簧(23)的两侧。
7.如权利要求6所述的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，所述定向单元包括定向杆(25)和定向管(26)，所述定向杆(25)固定在平衡块(11)的下方，所述定向杆(25)的底端设置在定向管(26)内，所述定向管(26)固定在铁块(24)的上方。
8.如权利要求1所述的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，所述转动板(10)的两端的下方均设有滑块(27)，所述滑块(27)固定在转动板(10)的下方，所述主体(1)的上方设有环形槽(28)，所述滑块(27)与环形槽(28)滑动连接。
9.如权利要求8所述的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，所述环形槽(28)为燕尾槽。
10.如权利要求1所述的飞行平稳的具有调节功能的物流配送无人机，其特征在于，所述主体(1)的上方设有光伏板(29)和两个支杆(30)，所述支杆(30)固定在主体(1)的上方，所述光伏板(29)架设在两个支杆(30)上。
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