CN110065637A - 一种对接无人机及空中装卸货物方式 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对接无人机及空中装卸货物方式。一种对接无人机包括无人机中心区,对接系统,电池,电机,机臂,螺旋桨,起落架;所述对接系统包括升降机,对接机构和视觉模块。空中装卸货时,固定翼飞机到达目的地上方,通过导航定位系统发送实时坐标给地面对接无人机,地面对接无人机收到信号后,起飞飞至固定翼下方,通过摄像头识别固定翼飞机腹部的二维码,进行精确位置调整,之后通过对接机构完成装卸货箱。本发明采用二维码视觉识别对接,精准度高,同时不需要承载固定翼重量和连接气动部件,有效提升整体性能。

Description

一种对接无人机及空中装卸货物方式
技术领域
本发明涉及一种对接无人机及空中装卸货物方式。
技术背景
现代货运飞机都是固定翼飞机,其装载货物需要降落到地面,卸货可以采用空投或者降落在地面。固定翼飞机降落需要跑道,空投只能在荒野而且需要额外装置。这都限制了空中运输发展,尤其是在现代物流快递领域的应用。公告号为CN106882370A的专利中公开了一种组合飞行器及其起降方式,其使用雷达来完成对接实际中很难实现,而且没有屏蔽装置的电磁铁会干扰多旋翼控制。公告号为CN109502018A的专利中公开了一种组合式无人飞行器,其多旋翼从上方对接会破坏下方固定翼机翼的气动性能,使得固定翼坠落。同时这两个专利都连接固定翼,使得固定翼本身的重量加载在多旋翼上,使得整体载重能力不高,而且固定翼这样的气动部件直接连接会影响多旋翼本身控制。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的不足,一种对接无人机及空中装卸货物方式。
本发明通过以下技术方案得以实现。
一种对接无人机包括无人机中心区5,对接系统4,电池7,电机2,机臂3,螺旋桨1,起落架6;所述机臂3的一端连接无人机中心区5,另一端连接电机2;所述电机2连接螺旋桨1;优选的,所述电机2为四个,所述机臂3为四个,所述螺旋桨1为四个。
所述对接系统4包括升降机12,对接机构18,视觉模块15;所述升降机包括升降机上平台11,升降机构9,升降机下平台10;所述对接系统4通过单轴平衡装置8与无人机中心区5连接,所述单轴平衡8用来控制对接系统4在对接过程中始终保持水平;
所述对接机构18包括磁场屏蔽盒16,电磁铁17;所述电磁铁17放置在磁场屏蔽盒16内部,所述的对接机构18为四个,安装在升降机上平台11的四个角落上;所述的磁场屏蔽盒16材料采用坡莫合金。
所述视觉模块15包括摄像头14,视觉识别处理系统13;所述视觉模块15安装在升降机下平台10前方,距离对接无人机中心的水平距离可调节,使得货箱不遮蔽摄像头14,所述摄像头14方向朝上。
空中装货方式,其特征在于:当固定翼飞机到达目的地上方时,进入直线定高飞行,通过导航定位系统发送实时坐标给地面对接无人机;地面对接无人机收到信号后,电磁铁17通电使得货箱与对接装置固定,之后起飞飞至固定翼下方,保持同速飞行,单轴平衡装置8使得对接系统4及货物始终保持水平;摄像头14识别固定翼飞机腹部的二维码,通过二维码识别,调整对接无人机的位置,使得对接无人机的摄像头14正对着二维码中心位置,此时升降机12开始上升,货箱进入固定翼飞机腹部空缺位置,当货箱完全进入固定翼飞机机身,固定翼飞机放下襟翼同时自动锁死货箱,对接无人机的电磁铁17断电,固定翼飞机按预设航线飞行,对接无人机向下飞行降落到原地点。
空中卸货方式,其特征在于:当固定翼飞机到达目的地上方时,进入直线定高飞行,通过导航定位系统发送实时坐标给地面对接无人机,地面对接无人机接收到信号后起飞飞至固定翼下方,保持同速飞行;摄像头14识别固定翼飞机腹部的二维码,通过二维码识别,调整对接无人机的位置,使得对接无人机的摄像头14正对着二维码中心位置,升降机12开始上升直到对接装置接触到货箱腹部,电磁铁17通电。固定翼飞机解除对货箱的锁死,对接无人机向下飞行带着货箱降落到目的地,同时升降机12向下运动回到原始位置,固定翼飞机按预设航线飞行;单轴平衡装置8在全过程中保持对接系统4及货物水平。
本发明的有益效果是:采用二维码视觉识别对接,精准度高;不需要承载固定翼重量,有效提升整套系统的载重能力;空中运输可以实现不落地装卸货;可以在场地限制的地区,现实时物流货物的交接派送等;全智能化可以减少对人的依赖,安全高效;没有气动部件的连接,控制系统简单。
附图说明
图1为本发明一种对接无人机整体结构示意图;
图2为本发明一种对接无人机对接系统结构示意图;
图3为本发明空中装货方式过程示意图;
图4为本发明空中卸货方式过程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在本文中,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
如图1,一种对接无人机包括无人机中心区5,对接系统4,电池7,电机2,机臂3,螺旋桨1,起落架6;优选的,无人机中心区为上表面为正方形的立方体;优选的,所述电机2为四个,所述机臂3为四个,所述螺旋桨1为四个;四个所述机臂3的一端对称的连接无人机中心区5四个角,另一端连接四个电机2;所述电机2连接螺旋桨1;。
如图1,和图2,所述对接系统4包括升降机12,对接机构18,视觉模块15;所述升降机包括升降机上平台11,升降机构9,升降机下平台10;所述对接系统4通过单轴平衡装置8与无人机中心区5连接,所述单轴平衡8用来控制对接系统4在对接过程中始终保持水平;优选的,单轴平衡装置采用舵机。
如图2,所述对接机构18包括磁场屏蔽盒16,电磁铁17;所述电磁铁17放置在磁场屏蔽盒16内部,所述的对接机构18为四个,安装在升降机上平台11的四个角落上;所述的磁场屏蔽盒16材料采用坡莫合金;所述视觉模块15包括摄像头14,视觉识别处理系统13;所述视觉模块15安装在升降机下平台10前方,距离对接无人机中心的水平距离可调节,使得货箱不遮蔽摄像头14,所述摄像头14方向朝上。
如图3,空中装货方式:当固定翼飞机到达目的地上方时,进入直线定高飞行,通过导航定位系统发送实时坐标给地面对接无人机;地面对接无人机收到信号后,电磁铁17通电使得货箱与对接装置固定,之后起飞飞至固定翼下方,保持同速飞行,单轴平衡装置8使得对接系统4及货物始终保持水平;摄像头14识别固定翼飞机腹部的二维码,通过二维码识别,调整对接无人机的位置,使得对接无人机的摄像头14正对着二维码中心位置,此时升降机12开始上升,货箱进入固定翼飞机腹部空缺位置,当货箱完全进入固定翼飞机机身,固定翼飞机放下襟翼同时自动锁死货箱,对接无人机的电磁铁17断电,固定翼飞机按预设航线飞行,对接无人机向下飞行降落到原地点。
如图4,空中卸货方式:当固定翼飞机到达目的地上方时,进入直线定高飞行,通过导航定位系统发送实时坐标给地面对接无人机,地面对接无人机接收到信号后起飞飞至固定翼下方,保持同速飞行;摄像头14识别固定翼飞机腹部的二维码,通过二维码识别,调整对接无人机的位置,使得对接无人机的摄像头14正对着二维码中心位置,升降机12开始上升直到对接装置接触到货箱腹部,电磁铁17通电。固定翼飞机解除对货箱的锁死,对接无人机向下飞行带着货箱降落到目的地,同时升降机12向下运动回到原始位置,固定翼飞机按预设航线飞行;单轴平衡装置8在全过程中保持对接系统4及货物水平。

Claims (7)

1.一种对接无人机,其特征在于,包括无人机中心区(5),对接系统(4),电池(7),电机(2),机臂(3),螺旋桨(1),起落架(6);所述机臂(3)的一端连接无人机中心区(5),另一端连接电机(2);所述电机(2)连接螺旋桨(1)。
2.根据权利要求1所述一种对接无人机,其特征在于,所述电机(2)为四个,所述机臂(3)为四个,所述螺旋桨(1)为四个。
3.根据权利要求1所述一种对接无人机,其特征在于,所述对接系统(4)包括升降机(12),对接机构(18),视觉模块(15);所述升降机包括升降机上平台(11),升降机构(9),升降机下平台(10);所述对接系统(4)通过单轴平衡装置(8)与无人机中心区(5)连接,所述单轴平衡(8)用来控制对接系统(4)在对接过程中始终保持水平。
4.根据权利要求3所述一种对接无人机,其特征在于,所述对接机构(18)包括磁场屏蔽盒(16),电磁铁(17);所述电磁铁(17)放置在磁场屏蔽盒(16)内部,所述的对接机构(18)为四个,安装在升降机上平台(11)的四个角落上;所述的磁场屏蔽盒(16)材料采用坡莫合金。
5.根据权利要求1所述一种对接无人机,其特征在于,所述视觉模块(15)包括摄像头(14),视觉识别处理系统(13);所述视觉模块(15)安装在升降机下平台(10)前方,距离对接无人机中心的水平距离可调节,使得货箱不遮蔽摄像头(14),所述摄像头(14)方向朝上。
6.一种空中装货方式,其特征在于:当固定翼飞机到达目的地上方时,进入直线定高飞行,通过导航定位系统发送实时坐标给地面对接无人机;地面对接无人机收到信号后,电磁铁(17)通电使得货箱与对接装置固定,之后起飞飞至固定翼下方,保持同速飞行,单轴平衡装置(8)使得对接系统(4)及货物始终保持水平;摄像头(14)识别固定翼飞机腹部的二维码,通过二维码识别,调整对接无人机的位置,使得对接无人机的摄像头(14)正对着二维码中心位置,此时升降机(12)开始上升,货箱进入固定翼飞机腹部空缺位置,当货箱完全进入固定翼飞机机身,固定翼飞机放下襟翼同时自动锁死货箱,对接无人机的电磁铁(17)断电,固定翼飞机按预设航线飞行,对接无人机向下飞行降落到原地点。
7.一种空中卸货方式,其特征在于:当固定翼飞机到达目的地上方时,进入直线定高飞行,通过导航定位系统发送实时坐标给地面对接无人机,地面对接无人机接收到信号后起飞飞至固定翼下方,保持同速飞行;摄像头(14)识别固定翼飞机腹部的二维码,通过二维码识别,调整对接无人机的位置,使得对接无人机的摄像头(14)正对着二维码中心位置,升降机(12)开始上升直到对接装置接触到货箱腹部,电磁铁(17)通电。固定翼飞机解除对货箱的锁死,对接无人机向下飞行带着货箱降落到目的地,同时升降机(12)向下运动回到原始位置,固定翼飞机按预设航线飞行;单轴平衡装置(8)在全过程中保持对接系统(4)及货物水平。
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