CN110015385A - 一种无人船的多旋翼无人机载运机舱及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
一种无人船的多旋翼无人机载运机舱及其工作方法，属于无人机搭载无人艇技术领域。载运机舱包括无人机载运机舱箱体、降落外展甲板、无人机移位装置、无人机升降平台；该降落外展甲板通过连杆与机舱箱体相连，外展甲板打开状态与机舱箱体舱口保持在同一水平面，外展甲板关闭状态能够封闭舱口；该无人机移位装置通过滑动轨道与外展甲板相连，移位装置通过移位驱动装置沿轨道向机舱滑动，推动无人机最终移动到升降平台；该升降平台通过平台驱动装置，沿机舱滑道实现升降，平台升至顶端使其与外展甲板保持水平作为无人机的降落甲板，平台降落实现载运无人机到达舱内；本发明通过多功能应用的装置实现无人机在船上的起降、移位、载运，从而降低无人机的载运难度，保障了无人机的载运安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种无人船的多旋翼无人机载运机舱及其工作方法，属于无人机搭载无人艇技术领域。
背景技术
随着智能无人平台的推广以及信息采集传输技术、定位导航技术、控制技术的快速发展，越来越多的无人海洋平台应用到无人侦察、海洋监测、海事搜救等领域。无人船尺寸较小，重量轻，可以搭载精密仪器,用途广泛，能够在海洋任务中迅速转变角色,承担不同任务，执行任务效率高、机动性能好、使用方便等优点。但其视角有限，海域监测过程需要无人机配合执行任务，两者的结合能够更好的完成任务，形成立体化的工作模式。因此，无人机在无人艇上安全载运成为无人机与无人船任务协同配合的基础问题。
对于无人机载运机舱公开的一些专利，多是考虑舱体的设计如公开号为CN201721434745.4（公开日为2018年06月26日）的专利公开了一种车载无人机舱。
在无人机机舱设计的问题上，需要考虑到无人机的降落精度问题，无人机载运机舱的尺寸不能满足无人机降落面积的要求，同时考虑到无人船自身航行状态因素，无人船一般尺寸较小，航行状态不稳定，需要较大的甲板平台提供给无人机降落使用，减小无人机降落的面积约束进而减小降落难度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种能适应多种环境约束，增加多旋翼无人机降落安全性，保障无人机安全载运的多旋翼无人机载运机舱。
本发明所采用的技术方案为：一种无人船的多旋翼无人机载运机舱，载运机舱包括载运机舱箱体，载运机舱还包括两个降落外展甲板、两个移位装置和升降平台，所述降落外展甲板通过连杆与舱箱体铰接，所述连杆通过箱体内连杆驱动装置驱动并带动两个降落外展甲板横向移动；两个降落外展甲板在打开状态时与载运机舱箱体的舱口保持在同一水平面，两个降落外展甲板在关闭状态时封闭载运机舱箱体的舱口；所述移位装置分别采用两个移位驱动装置驱动，并通过滑动轨道分别在两个降落外展甲板上移动，使两个移位装置分别沿轨道向载运机舱箱体中心滑动；所述升降平台通过平台驱动装置和机舱滑道实现升降，升降平台上升至顶端时与降落外展甲板保持水平作为无人机的降落甲板，升降平台下降时载运无人机到达载运机舱箱体内。
所述降落外展甲板包含第一降落外展甲板和第二降落外展甲板，所述第一降落外展甲板通过第一连杆、第二连杆与载运机舱箱体铰接，第二降落外展甲板通过第三连杆、第四连杆与载运机舱箱体铰接。
所述移位装置包含第一移位装置和第二移位装置，第一移位装置和第二移位装置分别采用第一移位驱动装置和第二移位驱动装置驱动。
所述移位驱动装置和平台驱动装置采用齿轮齿条传动机构或螺杆螺母传动机构；所述箱体内连杆驱动装置采用步进电机传动机构。
所述的一种无人船的多旋翼无人机载运机舱的工作方法：所述无人机载运机舱安装在无人船上，当无人机向无人船发出降落请求时，无人船会启动无人机载运机舱准备接收无人机，此时控制系统发送指令打开载运机舱箱体，两个移位装置通过两个移位驱动装置驱动，沿着两个降落外展甲板上的轨道由中心向两侧滑动，最后停止在两个降落外展甲板的最外侧；两个降落外展甲板在四个连杆的驱动下向两侧展开，停靠在载运机舱箱体舱口两侧并保持水平状态；升降平台通过两个平台驱动装置驱动，沿载运机舱箱体内部轨道上升，到达载运机舱箱体舱口，实现升降平台、两个降落外展甲板、载运机舱箱体舱口三者处于同一平面，完成无人机的接受准备工作；无人机降落至升降平台上后，两个移位装置分别沿着两个降落外展甲板上的轨道由两侧向中心滑动，推动无人机定位在升降平台的中心位置，升降平台支撑无人机下降至载运机舱箱体内，两个降落外展甲板在四个连杆的驱动下关闭，封闭载运机舱箱体舱口，完成无人机载运入舱。
本发明的有益效果为：这种无人机载运机舱箱体可以安装在无人船的船舱或无人船甲板，可以整体布置，安装方便，具有较广泛的适用性；无人机降落外展甲板通过连杆与机舱箱体相连，连杆数量可以是八个或者多个，根据驱动拓展甲板尺寸定制，连杆通过箱体底部步进电机驱动旋转进而带动外展甲板横向运动，采用步进电机驱动角度精确，保证整体结构的紧密结合；无人机降落外展甲板打开状态与机舱箱体舱口保持在同一水平面，保证了机舱舱口、外展甲板、升降平台都处于同一水平面，增大降落甲板面积，提高无人机降落安全性；无人机降落外展甲板关闭状态能够封闭舱口，连杆的运动带动外展甲板运动完成外展甲板和箱体舱盖的转换，实现单一装置的多功能应用。无人机移位装置通过滑动轨道与外展甲板相连，移位装置沿轨道向机舱中心滑动，实现推动无人机最终移动到升降平台，保障无人机最终定位到升降平台，在接收无人机状态时，移位装置处于外展甲板最外侧起到防止无人机滑出甲板的作用；无人机升降平台布置电池继电器可控制通断固定无人机，无人机升降平台通过机舱滑道实现升降，平台降落载运无人机到达舱内，实现无人机的安全进舱。
附图说明
图1为一种无人船的多旋翼无人机载运机舱处于打开状态的结构示意图。
图2为一种无人船的多旋翼无人机载运机舱处于关闭状态的结构示意图。
图3为图1的俯视图。
图4为图1 的正视图。
图5为图3中的A-A剖视图。
图中：1、载运机舱箱体，2、第一降落外展甲板，2a、第二降落外展甲板，3、第一移位装置，3a、第二移位装置，4、升降平台，5、第一连杆，5a、第二连杆，5b、第三连杆，5c、第四连杆，6、第一移位驱动装置，6a、第二移位驱动装置，7、第一平台驱动装置，7a、第二平台驱动装置，8、箱体内连杆驱动装置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1-5示出了一种无人船的多旋翼无人机载运机舱。
这种无人船的多旋翼无人机载运机舱包括载运机舱箱体、两个降落外展甲板、两个移位装置和升降平台4。降落外展甲板通过连杆与舱箱体1铰接，连杆通过箱体内连杆驱动装置8驱动并带动两个降落外展甲板横向移动。两个降落外展甲板在打开状态时与载运机舱箱体1的舱口保持在同一水平面，两个降落外展甲板在关闭状态时封闭载运机舱箱体1的舱口。移位装置分别采用两个移位驱动装置驱动，并通过滑动轨道分别在两个降落外展甲板上移动，使两个移位装置分别沿轨道向载运机舱箱体1中心滑动。升降平台4通过平台驱动装置和机舱滑道实现升降，升降平台4上升至顶端时与降落外展甲板保持水平作为无人机的降落甲板，升降平台4下降时载运无人机到达载运机舱箱体1内。
降落外展甲板包含第一降落外展甲板2和第二降落外展甲板2a，第一降落外展甲板2通过第一连杆5、第二连杆5a与载运机舱箱体1铰接，第二降落外展甲板2a通过第三连杆5b、第四连杆5c与载运机舱箱体1铰接。移位装置包含第一移位装置3和第二移位装置3a，第一移位装置3和第二移位装置3a分别采用第一移位驱动装置6和第二移位驱动装置6a驱动。移位驱动装置和平台驱动装置采用齿轮齿条传动机构或螺杆螺母传动机构；箱体内连杆驱动装置8采用步进电机传动机构。
这种无人船的多旋翼无人机载运机舱的工作方法：无人机载运机舱安装在无人船上，当无人机向无人船发出降落请求时，无人船会启动无人机载运机舱准备接收无人机，此时控制系统发送指令打开载运机舱箱体1，第一移位装置3和第二移位装置3a分别通过第一移位驱动装置6和第二移位驱动装置6a被驱动，并沿着第一降落外展甲板2和第二降落外展甲板2a上的轨道由中心向两侧滑动，最后停止在第一降落外展甲板2和第二降落外展甲板2a最外侧，起到防止无人机滑出甲板的作用。第一降落外展甲板2和第二降落外展甲板2a在第一连杆5、第二连杆5a、第三连杆5b和第四连杆5c的驱动下向两侧展开，最后停靠在载运机舱箱体1舱口两侧并保持水平状态。升降平台4通过第一平台驱动装置7、第二平台驱动装置7a驱动，沿载运机舱箱体1的内部轨道上升，到达载运机舱箱体1舱口，实现升降平台4、第一降落外展甲板2和第二降落外展甲板2a、载运机舱箱体1舱口三者处于同一平面，完成无人机的接受准备工作。无人机降落至升降平台4后，第一移位装置3和第二移位装置3a沿着第一降落外展甲板2和第二降落外展甲板2a上的轨道由两侧向中心滑动，推动无人机定位在升降平台4的中心位置，升降平台4支撑无人机下降至载运机舱箱体1内，第一降落外展甲板2和第二降落外展甲板2a在第一连杆5、第二连杆5a、第三连杆5b和第四连杆5c的驱动下关闭，封闭载运机舱箱体1舱口，完成无人机载运入舱。
上述的技术方案与现有技术相比较，本发明成功解决了无人船载运多旋翼无人机的问题，无人机降落外展甲板的设计增加了无人机的降落平台面积，降低了无人机的降落精度要求，外展甲板关闭状态起到了载运机舱舱盖的作用，减少了机构复杂度，实现了装置的多用途应用效果，采用步进电机驱动连杆的方式保障了外展甲板在运动时一直保持水平状态，同时旋转角度能够精确控制。无人机移位装置的设计解决了无人机降落位置误差的问题，移位装置沿着轨道的滑动实现了无人机最终定位到升降平台上，升降平台的上下运动实现无人机的进舱和出舱，各机构的程序化运动有利于控制系统的编程，使该机舱能够在自动控制下保障无人机的安全起降及载运。
Claims (5)
1.一种无人船的多旋翼无人机载运机舱，载运机舱包括载运机舱箱体（1），其特征是：载运机舱还包括两个降落外展甲板、两个移位装置和升降平台（4），所述降落外展甲板通过连杆与舱箱体（1）铰接，所述连杆通过箱体内连杆驱动装置（8）驱动并带动两个降落外展甲板横向移动；两个降落外展甲板在打开状态时与载运机舱箱体（1）的舱口保持在同一水平面，两个降落外展甲板在关闭状态时封闭载运机舱箱体（1）的舱口；所述移位装置分别采用两个移位驱动装置驱动，并通过滑动轨道分别在两个降落外展甲板上移动，使两个移位装置分别沿轨道向载运机舱箱体（1）中心滑动；所述升降平台（4）通过平台驱动装置和机舱滑道实现升降，升降平台（4）上升至顶端时与降落外展甲板保持水平作为无人机的降落甲板，升降平台（4）下降时载运无人机到达载运机舱箱体（1）内。
2.根据权利要求1所述的一种无人船的多旋翼无人机载运机舱，其特征是：所述降落外展甲板包含第一降落外展甲板（2）和第二降落外展甲板（2a），所述第一降落外展甲板（2）通过第一连杆（5）、第二连杆（5a）与载运机舱箱体（1）铰接，第二降落外展甲板（2a）通过第三连杆（5b）、第四连杆（5c）与载运机舱箱体（1）铰接。
3.根据权利要求1所述的一种无人船的多旋翼无人机载运机舱，其特征是：所述移位装置包含第一移位装置（3）和第二移位装置（3a），第一移位装置（3）和第二移位装置（3a）分别采用第一移位驱动装置（6）和第二移位驱动装置（6a）驱动。
4.根据权利要求1所述的一种无人船的多旋翼无人机载运机舱，其特征是：所述移位驱动装置和平台驱动装置采用齿轮齿条传动机构或螺杆螺母传动机构；所述箱体内连杆驱动装置（8）采用步进电机传动机构。
5.根据权利要求1所述的一种无人船的多旋翼无人机载运机舱的工作方法，其特征是：所述无人机载运机舱安装在无人船上，当无人机向无人船发出降落请求时，无人船会启动无人机载运机舱准备接收无人机，此时控制系统发送指令打开载运机舱箱体（1），两个移位装置通过两个移位驱动装置驱动，沿着两个降落外展甲板上的轨道由中心向两侧滑动，最后停止在两个降落外展甲板的最外侧；两个降落外展甲板在四个连杆的驱动下向两侧展开，停靠在载运机舱箱体（1）舱口两侧并保持水平状态；升降平台（4）通过两个平台驱动装置驱动，沿载运机舱箱体内部轨道上升，到达载运机舱箱体（1）舱口，实现升降平台（4）、两个降落外展甲板、载运机舱箱体（1）舱口三者处于同一平面，完成无人机的接受准备工作；无人机降落至升降平台（4）上后，两个移位装置分别沿着两个降落外展甲板上的轨道由两侧向中心滑动，推动无人机定位在升降平台（4）的中心位置，升降平台（4）支撑无人机下降至载运机舱箱体（1）内，两个降落外展甲板在四个连杆的驱动下关闭，封闭载运机舱箱体（1）舱口，完成无人机载运入舱。
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