CN110217403B - 一种无人机回收装置及回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无人机回收装置及回收系统,属于无人机回收领域。该无人机回收装置包括升降平台、用于停放无人机的工作台、corexy平移机构;其中,corexy平移机构,包括:X滑架,与升降平台固定连接,其相对的两端均安装有至少一个同步轮和一个被动轮;Y滑架,与工作台固定连接,其一端安装有至少两个被动轮;基座,组合X滑架和Y滑架,包括至少四个被动轮;同步带,相应的绕过所有被动轮和同步轮,且两端固定在Y滑架上;至少两个电机,与至少两个同步轮对应安装,用于驱动至少两个同步轮转动,以利用同步轮带动同步带控制Y滑架的移动方向,以带动工作台移动。本发明的无人机回收装置及回收系统能够提高无人机回收的准确度。

Description

一种无人机回收装置及回收系统
技术领域
本发明涉及无人机回收领域,特别是涉及一种无人机回收装置及回收系统。
背景技术
无人机自动回收时,降落精度由自身的GPS定位,气压计,视觉传感器获取的数据感知空间相对位置决定的。由于飞控的稳定性、外部因素、无人机旋翼产生强气流与地面之间的效应以及气象因素等原因,降落精度误差普遍在30cm左右。
现有技术中,为了更好地回收无人机,无人机回收装置通常具有一定自由度,例如可以进行升降动作。
但是,单自由度的回收装置无法保证与无人机的降落点对齐,因此存在回收的准确度不高的问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种无人机回收装置及回收系统,能够提高无人机回收的准确度。
本发明的一个进一步的目的是要保证无人机降落在回收装置的中心。
特别地,本发明提供了一种无人机回收装置,包括:
升降平台、用于停放所述无人机的工作台、corexy平移机构;其中,所述corexy平移机构,包括:
X滑架,与所述升降平台固定连接,所述X滑架为条形结构,其相对的两端均安装有至少一个同步轮和一个被动轮;
Y滑架,与所述工作台固定连接,所述Y滑架为条形结构,其一端安装有至少两个被动轮;
基座,组合所述X滑架和所述Y滑架,包括至少四个被动轮;
同步带,相应的绕过所述基座上的被动轮、所述Y滑架上的被动轮、所述X滑架上的被动轮和同步轮,其两端固定在所述Y滑架上的与安装有被动轮一端相对的另一端上;
至少两个电机,与所述至少两个同步轮对应安装,用于驱动所述至少两个同步轮转动,以利用所述同步轮带动所述同步带控制所述Y滑架的移动方向,以带动所述工作台移动。
可选地,所述corexy平移机构还包括:
X导向结构,设置于所述基座内,用于穿设所述X滑架并为所述X滑架导向;和
Y导向结构,设置于所述基座内,用于穿设所述Y滑架并为所述Y滑架导向。
可选地,所述X滑架包括:
两根X滑杆,均沿水平的X向布置;和
两块X端板,与所述两根X滑杆围设成方框形结构。
可选地,所述Y滑架包括:
两根Y滑杆,均沿水平的Y向布置,所述Y向与所述X向垂直;和
两块Y端板,与所述两根Y滑杆围设成方框形结构。
可选地,每一所述X端板均安装有所述X滑架上的所述至少一个同步轮和一个被动轮,所述Y滑架上的所述至少两个被动轮安装于一个所述Y端板处。
可选地,所述X导向结构包括:
四个X轴承,其轴向沿X向布置,呈“口”字形分布且与所述基座固定连接,其中每组轴线重合的两个X轴承用于穿设一个所述X滑杆;
所述Y导向结构包括:
四个Y轴承,其轴向沿Y向布置,呈“口”字形分布且与所述基座固定连接,其中每组轴线重合的两个Y轴承用于穿设一个所述Y滑杆。
可选地,每一所述X轴承与每一所述Y轴承上下布置且相连形成“十”字形,每一组相连的所述X轴承和所述Y轴承均与所述基座固定连接。
可选地,所述基座包括:
两块沿竖向对齐布置的基板,为中部设有矩形开口的矩形板,相连的所述X轴承和所述Y轴承的上下侧分别与所述两块基板相连。
可选地,所述升降平台包括:
连接平台,其顶面与所述X滑架相连;
剪叉式升降机构,连接于所述连接平台的底部;和
顶升电机,与所述剪叉式升降机构相连,用于实现所述剪叉式升降机构的升降。
特别地,本发明还提供了一种无人机回收系统,包括:
上述的无人机回收装置;
传感器,用于实时采集所述无人机的空间位置信息;
飞行器控制器,用于发送所述无人机的降落信号;
平台控制器,用于接收所述降落信号和所述空间位置信息,并用于在接收到所述降落信号时,根据所述空间位置信息实时计算所述无人机回收装置的所述工作台的平台位置信息;和
电机控制器,用于接收所述平台位置信息并根据所述平台位置信息控制所述至少两个电机和所述顶升电机的输出,从而控制所述工作台的位置,以使得所述工作台与所述无人机对应。
本发明的无人机回收装置包括可实现升降动作的升降平台和可实现水平面内两个方向的平移动作的平移机构,使得该无人机回收装置的工作台可以在一定范围内进行三自由度的移动,从而实现工作台在一定范围内任意位置的调整,使之与无人机的降落位置相匹配。该平移机构可以通过第一电机和第二电机实现工作台较为精确的位置输出,从而保证无人机降落在工作台的中心位置,提高无人机回收的准确度。
根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述,本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解,这些附图未必是按比例绘制的。附图中:
图1是根据本发明一个实施例的无人机回收装置的结构示意图(还示出了无人机);
图2是根据本发明一个实施例的无人机回收装置的结构示意图(隐去了工作台);
图3是根据本发明一个实施例的无人机回收装置的平移机构的结构示意图;
图4是根据本发明一个实施例的无人机回收系统的连接框图。
具体实施方式
图1是根据本发明一个实施例的无人机回收装置的结构示意图(示出了无人机)。图2是根据本发明一个实施例的无人机回收装置的结构示意图(隐去了工作台)。图3是根据本发明一个实施例的无人机回收装置的平移机构的结构示意图。本发明提供了一种无人机回收装置,一个实施例中,如图1所示,该无人机回收装置100包括升降平台10、工作台25和corexy平移机构20。如图2所示,该corexy平移机构20包括基座21、X滑架22、Y滑架23、同步带24和至少两个电机26。X滑架22与升降平台10固定连接,X滑架22为条形结构,其相对的两端均安装有至少一个同步轮201和一个被动轮202。Y滑架23与工作台25固定连接,Y滑架23为条形结构,其一端安装有至少两个被动轮202。基座21组合X滑架22和Y滑架23,基座21包括至少四个被动轮202。同步带24相应的绕过基座21上的被动轮202、Y滑架23上的被动轮202、X滑架22上的被动轮202和同步轮201,同步带24的两端固定在Y滑架23上的与安装有被动轮202一端相对的另一端上。每一电机26与每一同步轮201对应安装,用于驱动至少两个同步轮201转动,以利用同步轮201带动同步带24控制Y滑架23的移动方向,以带动工作台25移动。
本实施例的无人机回收装置100包括可实现升降动作的升降平台10和可实现水平面内两个方向的平移动作的corexy平移机构20,使得该无人机回收装置100的工作台25可以在一定范围内进行三自由度的移动,从而实现工作台25在一定范围内任意位置的调整,使之与无人机200的降落位置相匹配。该corexy平移机构20可以电机26实现工作台25较为精确的位置输出,从而保证无人机200降落在工作台25的中心位置,提高无人机回收的准确度。
可选地,电机26为步进电机或伺服电机,以提供较好地精度。
如图3所示,本发明中定义基座21的中心为原点,水平的第一方向为X向,定义该图内沿纸面向左为+X向,与第一方向垂直且水平的方向为Y向,沿纸面向上为+Y向。一个实施例中,该无人机回收装置的corexy平移机构20包括两个电机26,X滑架22包括两个同步轮201和两个被动轮202,Y滑架23包括两个被动轮202,基座21包括呈“口”字形分布的四个被动轮202。一个实施例中,X滑架22的两个同步轮201均位于X滑架22的-Y侧,两个被动轮202位于X滑架22的+Y侧。当两个电机26均输出顺时针的转矩时,Y滑架23沿+X向移动;当两个电机26均输出逆时针的转矩时,Y滑架23沿-X向移动;当第三象限内的电机26输出顺时针的转矩,同时第四象限内电机26输出逆时针的转矩时,Y滑架23沿+Y向移动;当第三象限内的电机26输出逆时针的转矩,同时第四象限内电机26输出顺时针的转矩时,Y滑架23沿-Y向移动。本实施例通电机26的正反转组合实现了Y滑架23两个方向上的自由移动,带动工作台25一起移动,实现工作台25在一定范围内水平面内的任意位置的停留。
一个实施例中,corexy平移机构20还包括X导向结构和Y导向结构。X导向结构设置于基座21内,用于穿设X滑架22并为X滑架22导向。Y导向结构设置于基座21内,用于穿设Y滑架23并为Y滑架23导向。
如图3所示,另一个实施例中,X滑架22包括两根X滑杆221和两块X端板222。两根X滑杆221均沿水平的X向布置。两块X端板222与两根X滑杆221围设成方框形结构。本实施例中由两根X滑杆221和两块X端板222组合形成的方框式的X滑架22可以更好地支撑工作台25。
一个实施例中,如图3所示,Y滑架23包括两根Y滑杆231和两块Y端板232。两根Y滑杆231均沿水平的且与X向垂直的Y向布置。两块Y端板232与两根Y滑杆231围设成方框形结构。
如图3所示,另一个实施例中,每一X端板222均安装有X滑架22上的至少一个同步轮201和一个被动轮202,Y滑架23上的至少两个被动轮202安装于一个Y端板232处。
一个实施例中,如图3所示,X导向结构包括四个X轴承28,其轴向沿X向布置,呈“口”字形分布且与基座21固定连接,其中每组轴线重合的两个X轴承28用于穿设一个X滑杆221。Y导向结构包括四个Y轴承29,其轴向沿Y向布置,呈“口”字形分布且与基座21固定连接,其中每组轴线重合的两个Y轴承29用于穿设一个Y滑杆231。可选地,X轴承28和Y轴承29均为直线轴承,在支撑X滑杆221和Y滑杆231的同时起到导向的作用。
如图3所示,另一个实施例中,每一X轴承28与每一Y轴承29上下布置且相连形成“十”字形,每一组相连的X轴承28和Y轴承29均与基座21固定连接。
一个实施例中,如图2所示,基座21包括两块沿竖向对齐布置的基板211,为中部设有矩形开口212的矩形板,相连的X轴承28和Y轴承29的上下侧分别与两块基板21相连。矩形开口212的设置可以减轻基座21的重量。两块基板211之间用于设置“十”字形的X轴承28和Y轴承29,相连X轴承28和Y轴承29顶部和底部分别与两块基板211相连,使得上下基板211与X轴承28、Y轴承29形成一个固连的整体,上下基板211之间可以用于设置被动轮202。
如图1所示,另一个实施例中,升降平台10包括连接平台11、剪叉式升降机构12和顶升电机13。连接平台11的顶面与X滑架22相连。剪叉式升降机构12连接于连接平台11的底部。顶升电机13与剪叉式升降机构12相连,用于实现剪叉式升降机构12的升降。
图4是根据本发明一个实施例的无人机回收系统的连接框图。如图4所示,本发明还提供了一种无人机回收系统300,一个实施例中,该无人机回收系统300一般性地可以包括上述实施例中的无人机回收装置100、传感器31、飞行器控制器32、平台控制器33和电机控制器34。传感器31用于实时采集无人机200的空间位置信息。飞行器控制器32用于发送无人机200的降落信号。平台控制器33用于接收降落信号和空间位置信息,并用于在接收到降落信号时,根据空间位置信息实时计算无人机回收装置100的工作台25的平台位置信息。电机控制器34用于接收平台位置信息并根据平台位置信息控制至少两个电机26和顶升电机13的输出,从而控制工作台25的位置,以使得工作台25与无人机200对应。
本实施例中的平台控制器33在无人机200要降落时,根据实时采集的无人机200的空间位置信号计算工作台25的位置信息,发送给电机控制器34,电机控制器34实时调整顶升电机13、至少两个电机26的输出转角,进而调整工作台25的高度和水平位置,使得工作台25的中心与无人机200的中心对齐,确保无人机200的降落精度。
可选地,如图4所示,该无人机回收系统300还包括电源模块35,用于为电机26、顶升电机13、平台控制器33和电机控制器34提供电源。
至此,本领域技术人员应认识到,虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例,但是,在不脱离本发明精神和范围的情况下,仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此,本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种无人机回收装置,其特征在于,包括:
升降平台、用于停放所述无人机的工作台、corexy平移机构;其中,所述corexy平移机构,包括:
X滑架,与所述升降平台固定连接,所述X滑架为条形结构,其相对的两端均安装有至少一个同步轮和一个被动轮;
Y滑架,与所述工作台固定连接,所述Y滑架为条形结构,其一端安装有至少两个被动轮;
基座,组合所述X滑架和所述Y滑架,包括至少四个被动轮;
同步带,相应的绕过所述基座上的被动轮、所述Y滑架上的被动轮、所述X滑架上的被动轮和同步轮,其两端固定在所述Y滑架上的与安装有被动轮一端相对的另一端上;
至少两个电机,与所述至少两个同步轮对应安装,用于驱动所述至少两个同步轮转动,以利用所述同步轮带动所述同步带控制所述Y滑架的移动方向,以带动所述工作台移动;
所述corexy平移机构还包括:
X导向结构,设置于所述基座内,用于穿设所述X滑架并为所述X滑架导向;和
Y导向结构,设置于所述基座内,用于穿设所述Y滑架并为所述Y滑架导向;
所述基座包括两块沿竖向对齐布置的基板,所述基座内的四个被动轮和所述X导向结构和所述Y导向结构均设置于两块所述基板之间;
所述Y滑架的两个被动轮沿X向间隔布置,所述X滑架的至少一个同步轮和一个被动轮沿Y向间隔布置。
2.根据权利要求1所述的无人机回收装置,其特征在于,所述X滑架包括:
两根X滑杆,均沿水平的X向布置;和
两块X端板,与所述两根X滑杆围设成方框形结构。
3.根据权利要求2所述的无人机回收装置,其特征在于,所述Y滑架包括:
两根Y滑杆,均沿水平的Y向布置,所述Y向与所述X向垂直;和
两块Y端板,与所述两根Y滑杆围设成方框形结构。
4.根据权利要求3所述的无人机回收装置,其特征在于,
每一所述X端板均安装有所述X滑架上的所述至少一个同步轮和一个被动轮,所述Y滑架上的所述至少两个被动轮安装于一个所述Y端板处。
5.根据权利要求4所述的无人机回收装置,其特征在于,
所述X导向结构包括:
四个X轴承,其轴向沿X向布置,呈“口”字形分布且与所述基座固定连接,其中每组轴线重合的两个X轴承用于穿设一个所述X滑杆;
所述Y导向结构包括:
四个Y轴承,其轴向沿Y向布置,呈“口”字形分布且与所述基座固定连接,其中每组轴线重合的两个Y轴承用于穿设一个所述Y滑杆。
6.根据权利要求5所述的无人机回收装置,其特征在于,
每一所述X轴承与每一所述Y轴承上下布置且相连形成“十”字形,每一组相连的所述X轴承和所述Y轴承均与所述基座固定连接。
7.根据权利要求6所述的无人机回收装置,其特征在于,
每一所述基板均为中部设有矩形开口的矩形板,相连的所述X轴承和所述Y轴承的上下侧分别与所述两块基板相连。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的无人机回收装置,其特征在于,所述升降平台包括:
连接平台,其顶面与所述X滑架相连;
剪叉式升降机构,连接于所述连接平台的底部;和
顶升电机,与所述剪叉式升降机构相连,用于实现所述剪叉式升降机构的升降。
9.一种无人机回收系统,其特征在于,包括:
权利要求8所述的无人机回收装置;
传感器,用于实时采集所述无人机的空间位置信息;
飞行器控制器,用于发送所述无人机的降落信号;
平台控制器,用于接收所述降落信号和所述空间位置信息,并用于在接收到所述降落信号时,根据所述空间位置信息实时计算所述无人机回收装置的所述工作台的平台位置信息;和
电机控制器,用于接收所述平台位置信息并根据所述平台位置信息控制所述至少两个电机和所述顶升电机的输出,从而控制所述工作台的位置,以使得所述工作台与所述无人机对应。
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