CN110963033B - 一种无人机悬停机构及悬停吸附方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机悬停机构及悬停吸附方法。无人机悬停机构包括储存有待搬运货物的无人车以及能够将待搬运货物运送至目的地的无人机，无人机包括起落架（39），无人车的车顶设置有停机坪（7），停机坪（7）上设置有磁性机构A，起落架（39）的端部设有磁性机构B；磁性机构A在通电的情况下与磁性机构B之间能够产生磁吸力，且磁性机构A与磁性机构B之间所具有的磁吸力能够确保无人机稳停在停机坪（7）上；磁性机构A在断电的情况下，磁性机构A与磁性机构B之间的磁吸力消失。由此可知，本发明通过特定的磁吸结构，实现无人机在无人车车顶上的停靠，提高无人机停靠的稳定性，操作简单便利，设计新颖。

Description

一种无人机悬停机构及悬停吸附方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机悬停机构及悬停吸附方法。

背景技术

随着无人机在航拍、农业、测绘和物流快递等领域广泛的应用，无人快递提高了配送效率，减少了人力成本。无人机在运送快递过程中不需要工作时，需要降落在无人车指定位置以便节省能耗，延长续航时间，否则不能完成货物的自主运输，现有的无人机在降落过程中经常会出现降落位置有偏差不稳定的情况需要人工调整位置，给无人机的使用造成了很大的不便。

因此，一种设计新颖，操作简单，方便无人机停靠在车顶上，提高无人机停靠的稳定性，适合无人机在车顶降落的无人机悬停机构及悬停吸附方法被提出。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种设计新颖，操作简单，方便无人机停靠在车顶上，提高无人机停靠的稳定性，适合无人机在车顶降落的无人机悬停机构及悬停吸附方法。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种无人机悬停机构，包括储存有待搬运货物的无人车以及能够将待搬运货物运送至目的地的无人机，无人机包括起落架（39），无人车的车顶设置有停机坪（7），停机坪（7）上设置有磁性机构A，起落架（39）的端部设有磁性机构B；磁性机构A在通电的情况下与磁性机构B之间能够产生磁吸力，且磁性机构A与磁性机构B之间所具有的磁吸力能够确保无人机稳停在停机坪（7）上；磁性机构A在断电的情况下，磁性机构A与磁性机构B之间的磁吸力消失。

进一步地，所述的磁性机构A，包括电磁块（19）；所述电磁块（19）安装在停机坪（7）上所设置的安装槽（22）中，并与安装槽（22）同心设置，且与无人机内的电源电性连接；磁性机构B包括更正小线圈（37）和大线圈（38）；更正小线圈（37）、大线圈（38）均呈涡旋线状，且更正小线圈（37）的最外环线圈直径大于无人车上的电磁块（19）直径，而大线圈（38）的最外环线圈直径为更正小线圈（37）的最外环线圈直径的1.5-2倍；更正小线圈（37）、大线圈（38）均安装在起落架（39）上，且大线圈（38）比更正小线圈（37）更靠近起落架（39）的端部设置；

无人机悬停在停机坪（7）上的预设位置时，更正小线圈（37）、大线圈（38）在通电的电磁块（19）的磁性感应下，能够分别与电磁块（19）产生磁吸力，大线圈（38）产生的宽泛围磁场可在较大的范围内捕获到无人车上的电磁块（19）产生的磁吸力，而更正小线圈（37）则可以进一步实现无人机和无人车的姿态调整，促使大线圈（38）吸附在停机坪（7）上对应的安装槽（22）上，而更正小线圈（37）悬停在安装槽（22）的上方，实现无人机在停机坪（7）上的磁吸停机。

进一步地，停机坪（7）上所设置的安装槽（22）具有若干个，并与无人机的各起落架（39）一一对应设置，且每一个安装槽（22）中均设置有一个电磁块（19）；而各起落架（39）的端部对应于各磁性机构A，均设置有一个磁性机构B。

进一步地，所述停机坪（7）为双层结构，呈圆形设置，包括上层板（18）、下层板（20）、连接柱（21）；所述上层板（18）与车体外壳（1）上侧面固定，所述下层板（20）通过连接柱（21）与上层板（18）固定；

所述的安装槽（22），包括沿着上层板（18）所设置的贯通孔以及在贯通孔与上层板（18）的上板面齐平的位置处分别设置的两个直径不同的同心环形台阶嵌槽，两个同心环形台阶嵌槽分别为环形嵌槽a（43）、环形嵌槽b（44），环形嵌槽a（43）的槽口与上层板（18）的上板面齐平且直径较大，环形嵌槽b（44）的槽口与环形嵌槽a（43）的槽底齐平且直径较小，电磁块（19）通过嵌装在安装槽（22）的贯通孔中而固定；

更正小线圈（37）、大线圈（38）在通电的电磁块（19）的磁性感应下，能够分别与电磁块（19）产生磁吸力，促使大线圈（38）吸附在停机坪（7）上对应的环形嵌槽a（43）中，而更正小线圈（37）悬停在环形嵌槽b（44）的上方。

进一步地，所述无人车包括呈长方体形设置的车体外壳（1）以及设置在车体外壳（1）底部的车轮（2）；所述车体外壳（1）内部主要通过快递柜安装架（33）固定两列快递柜（9），所述两列快递柜（9）开口向外，所述车体外壳（1）内侧固定有单线雷达安装架（31）、后摄像头安装架（32）、快递柜安装架（33）、收集箱安装架（34）、触控屏安装架（35）、前摄像头安装架（36），所述车体外壳（1）安装在底盘（11）的正上方，所述车体外壳（1）四条边角均在靠近车体外壳（1）底部的位置处通过单线雷达安装架（31）固定设有一个单线激光雷达（10），所述车体外壳（1）的四个侧壁，其中的一个侧壁a在靠近车体外壳（1）底部的位置处设有GPS接收机（15），GPS接收机（15）旁边设有GPS天线（14），所述停机坪（7）设置在车体外壳（1）的顶部靠近侧壁a的一侧，车体外壳（1）的顶部在远离侧壁a的另一侧设置多线激光雷达升降台（6），所述多线激光雷达升降台（6）包括升降台安装架（23）、步进电机（24）、丝杠滑台底座（25）、滑块（26）、支撑杆（27）、多线激光雷达（28）、丝杆（29）和衔接块（30），所述多线激光雷达升降台（6）通过升降台安装架（23）固定在触控屏安装架（35）背面，所述升降台安装架（23）内部正中位置与丝杠滑台底座（25）固定，所述丝杠滑台底座（25）一侧与步进电机（24）固定，所述丝杆（29）与步进电机（24）输出轴同轴连接，所述支撑杆（27）一端通过衔接块（30）与滑块（26）固定，另一端与多线激光雷达（28）固定；所述多线激光雷达升降台（6）下方连接有触控屏（4），所述触控屏（4）经与侧壁a平行的侧壁b嵌装在车体外壳（1）内部，所述触控屏前嵌台（3）与触控屏（4）通过触控屏安装架（35）固定，所述触控屏（4）上方正中间位置通过前摄像头安装架（36）固定设有前摄像头（5）；在触控屏（4）下方设有用于储存待搬运货物的收集箱（2），所述收集箱（2）通过收集箱安装架（34）固定在车体外壳（1）内部，所述收集箱（2）下方设有前毫米波雷达（12）；

所述车体外壳（1）后侧面通过位于正中位置后摄像头安装架（32）固定后摄像头（13），所述后摄像头（13）下方正中位置固定外挂电池组（16），所述外挂电池组（16）正中最下方位置固定后毫米波雷达（17）。

进一步地，所述无人机包括无人机主体（8）、螺旋桨（41）、电机（40）、用于控制无人机上对应的电机（40）的电调（42）；所述电调（42）有4-8个且成对安装在无人机主体（8）外侧，所述电调（42）的外侧端上有电机（40），所述电机（40）的转轴上端安装有螺旋桨（41），所述电机（40）的转轴另一端安装有起落架（39）。

进一步地，所述无人机是四旋翼无人机，起落架（39）的数量、停机坪（7）上的安装槽（22）的数量均为4个。

进一步地，所述多线激光雷达升降台（6）采用镭神16线激光雷达。

进一步地，所述更正小线圈（37）和大线圈（38）之间的间距为2-5cm；所述更正小线圈（37）和大线圈（38）均为铁质线圈。

本发明的另一个技术目的是提供一种基于上述无人机悬停机构的悬停吸附方法，包括：当无人机悬停在无人车的停机坪（7）上时，电磁块（19）处于通电状态；无人机的各起落架（39）上的磁性机构B与停机坪（7）上的各磁性机构A一一磁吸连接；

当无人机需要搬运无人车内置放的待搬运货物、飞离停机坪（7）时，先在无人机主体（8）中配装待搬运货物，接着断开电磁块（19）与电源之间的连接，使得电磁块（19）处于断电状态，然后启动无人机的电机（40），在电机（40）的动力驱动下，无人机飞离停机坪（7），前往目标地；

当送完待搬运货物，无人机返回无人车时，先根据单线激光雷达（10）的监测，控制无人机抵达无人车的顶部，然后接通电磁块（19）与电源之间的连接，使得电磁块（19）处于通电状态，同时根据多线激光雷达升降台（6）的监测，控制无人机悬停在停机坪（7）上方的预设位置，更正小线圈（37）、大线圈（38）在通电的电磁块（19）的磁性感应下，能够分别与电磁块（19）产生磁吸力，促使大线圈（38）吸附在停机坪（7）上对应的环形嵌槽a（43）中，而更正小线圈（37）悬停在环形嵌槽b（44）的上方，实现无人机在停机坪（7）上的磁吸停机。

本发明的积极效果如下：

1、本发明利用磁吸原理，在无人车上设置带有磁性结构A的停车坪，在无人机的起落架上安装磁性结构B，且磁性机构A在通电的情况下与磁性机构B之间能够产生磁吸力，且磁性机构A与磁性机构B之间所具有的磁吸力能够确保无人机稳停在停机坪上；磁性机构A在断电的情况下，磁性机构A与磁性机构B之间的磁吸力消失。由此可知，本发明通过特定的磁吸结构，实现无人机在无人车车顶上的停靠，提高无人机停靠的稳定性，操作简单便利，设计新颖。

2、更靠近起落架端部设置的大线圈，产生的宽泛围磁场可在较大的范围内捕获到无人车上的电磁块产生的磁吸力，能够实现无人机停机至停车坪上的大致定位；再通过更正小线圈矫正，来实现无人机停机至停车坪上的精确定位。

3、通过不同的疏密程度设置大线圈，可以减轻无人机重量和材料消耗，同时，大线圈疏密不同，能够产生不同场强的电磁场，越往中间场强越强，从而使无人机一步步靠近无人车。

4、本发明为无人机提供配套的无人车，延长了续航时间，完成货物的自主运输，提高了无人快递的配送效率，减少了人力成本，具有良好的市场推广价值。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明一个方向的等轴测图；

图3是本发明的停机坪示意图；

图4a是本发明的停机坪结构图；图4b是图4a的剖视图；

图5是本发明的多线激光雷达升降台结构图；

图6是本发明的车体内部结构示意图；

图7是本发明的无人机立体结构示意图；

图8是本发明的更正小线圈示意图；

图9是本发明的大线圈结构图；

图中：1、车体外壳，2、收纳箱，3、触控屏前嵌台，4、触控屏，5、前摄像头，6、多线激光雷达升降台，7、停机坪，8、无人机主体，9、快递柜，10、单线激光雷达，11、底盘，12、前毫米波雷达，13、后摄像头，14、GPS天线，15、GPS接收机，16、外挂电池组，17、后毫米波雷达，18、上层板，19、电磁块，20、下层板，21、连接柱，22、安装槽，23、升降台安装架，24、步进电机，25、丝杠滑台底座，26、滑块，27、支撑杆，28、多线激光雷达，29、丝杆，30、衔接块，31、单线雷达安装架，32、后摄像头安装架，33、快递柜安装架，34、收集箱安装架，35、触控屏安装架，36、前摄像头安装架，37、更正小线圈，38、大线圈，39、起落架，40、电机，41、螺旋桨，42、电调, 43、环形嵌槽a， 44、环形嵌槽b。

具体实施方式：

下面详细说明本发明的优选实施方式。本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

如图1至7所示，本发明所述的无人机悬停机构，包括储存有待搬运货物的无人车以及能够将待搬运货物运送至目的地的无人机，其中：无人机包括起落架39，无人车的车顶设置有停机坪7，停机坪7上设置有磁性机构A，起落架39的端部设有磁性机构B；磁性机构A在通电的情况下与磁性机构B之间能够产生磁吸力，且磁性机构A与磁性机构B之间所具有的磁吸力能够确保无人机稳停在停机坪7上；磁性机构A在断电的情况下，磁性机构A与磁性机构B之间的磁吸力消失。

为便于磁性机构A的安装，如图1-3、4a、4b所示，本发明在停机坪7上设置有安装槽22；则将磁性机构A设置在安装槽22中。本发明中，停机坪7上所设置的安装槽22具有若干个，并与无人机的各起落架39一一对应设置，且每一个安装槽22中均设置有一个磁性机构A；而各起落架39的端部对应于各磁性机构A，均设置有一个磁性机构B。停机坪7呈椭圆形或者圆形设置，当停机坪7呈椭圆形设置时，停机坪7上各安装槽22沿停机坪7的长轴线对称分布；当停机坪7呈圆形设置时，各安装槽22沿停机坪7的周向均布。

本发明中，如图4a、4b所示，所述停机坪7为双层结构，呈圆形设置，包括上层板18、下层板20、连接柱21；所述上层板18与车体外壳1上侧面（顶板）固定，所述下层板20通过连接柱21与上层板18固定。所述磁性机构A通过安装槽22均布固定在下层板20圆周上，并贯穿上层板18而露出。具体地，所述的安装槽22，包括沿着上层板18所设置的贯通孔以及在贯通孔与上层板18的上板面齐平的位置处分别设置的两个直径不同的同心环形台阶嵌槽，两个同心环形台阶嵌槽分别为环形嵌槽a43、环形嵌槽b44，环形嵌槽a43的槽口与上层板18的上板面齐平且直径较大，环形嵌槽b44的槽口与环形嵌槽a43的槽底齐平且直径较小，磁性机构A通过嵌装在安装槽22的贯通孔中而固定，且磁性机构A与环形嵌槽b44的槽口齐平或者略低。

本发明中，所述的磁性机构A，如图1-3、4a、4b所示，包括电磁块19；电磁块19安装在安装槽22的贯通孔中，并与安装槽22同心设置，且电磁块19的顶端与环形嵌槽a43的槽底基本齐平，且与无人机内的电源电性连接；磁性机构B包括更正小线圈37和大线圈38；如图8、图9所示，更正小线圈37、大线圈38均呈涡旋线状，且更正小线圈37的最外环线圈直径大于无人车上的电磁块19直径，而大线圈38的最外环线圈直径为更正小线圈37的最外环线圈直径的1.5-2倍均可，为了实现更正小线圈37、大线圈38的准确定位，根据电磁感应原理，需要大线圈的直径比小线圈大，通电以后会产生大小两个磁场，为了方便计，这里取大线圈直径为小线圈的两倍；如图1-2、7所示，更正小线圈37、大线圈38均安装在起落架39上，且大线圈38比更正小线圈37更靠近起落架39的端部设置；更靠近起落架39端部设置的大线圈38只是为了大致定位，并不是精准定位，后面有更正小线圈37矫正，所以大线圈38不需要全部一个密度，为了减轻无人机重量和材料消耗，所以中间做的疏一点；此外，大线圈38疏密不同产生不同场强的电磁场，越往中间场强越强，从而使无人机一步步靠近无人车。无人机悬停在停机坪7上的预设位置时，更正小线圈37、大线圈38在通电的电磁块19的磁性感应下，能够分别与电磁块19产生磁吸力，大线圈38产生的宽泛围磁场可在较大的范围内捕获到无人车上的电磁块19产生的磁吸力，而更正小线圈37则可以进一步实现无人机和无人车的姿态调整，促使大线圈38吸附在停机坪7上对应的环形嵌槽a43中，而更正小线圈37悬停在安装槽22的环形嵌槽b44上方，实现无人机在停机坪7上的磁吸停机。本发明中，所述更正小线圈37和大线圈38之间的间距为2-5cm，优选3.5cm；所述更正小线圈37和大线圈38均为铁质线圈。

所述无人车，如图1-2所示，包括呈长方体形设置的车体外壳1以及设置在车体外壳1底部的车轮2；所述车体外壳1的四条边角均在靠近车体外壳1底部的位置处各设有一个单线激光雷达10，用于监测返航时的无人机飞行路线，从而控制无人机飞行方向，保证无人机能够飞至无人车的车顶；所述车体外壳1的四个侧壁，其中的一个侧壁a在靠近车体外壳底部的位置处设有GPS接收机15，GPS接收机15旁边设有GPS天线14，所述停机坪7设置在车体外壳1的顶部靠近侧壁a的一侧，车体外壳1的顶部在远离侧壁a的另一侧设置多线激光雷达升降台6，本发明中，所述多线激光雷达升降台6采用镭神16线激光雷达，且多线激光雷达升降台6用于监测返航无人机抵达无人车车顶后的飞行路线，从而控制无人机飞行方向，保证无人机能够飞至停车坪上方，所述多线激光雷达升降台6下方连接有触控屏4，所述触控屏4通过与侧壁a平行的侧壁b嵌装在车体外壳1内部，所述触控屏4用于显示多线激光雷达升降台6、单线激光雷达10监测到的无人机的飞行路线，便于需要查看时查阅。所述触控屏前嵌台3与触控屏4通过触控屏安装架35固定，所述触控屏4上方正中间位置通过前摄像头安装架36固定设有前摄像头5；在触控屏4下方设有用于储存待搬运货物的收集箱2，所述收集箱2通过收集箱安装架34固定在车体外壳1内部，所述收集箱2下方设有前毫米波雷达12；

所述车体外壳1后侧面通过位于正中位置后摄像头安装架32固定后摄像头13，所述后摄像头13下方正中位置固定外挂电池组16，所述外挂电池组16正中最下方位置固定后毫米波雷达17。

由此可知，所述无人车具有以下特点：

1、分别设置有前摄像头5和后摄像头13，可以对无人机运动进行监控。

2、所述无人车安装有前毫米波雷达12和后毫米波雷达17，可全天候全天时工作，进行有无检测、测距、测速以及方位测量，实现高速安全运动。

3、所述多线激光雷达升降台6具备升降功能，可以对附近环境做全面的监控。

4、所述无人车采用单线激光雷达10，以便在行人探测、小目标探测及前方障碍物探测等方面获取高分辨率。

所述无人机，如图7所示，还包括无人机主体8、螺旋桨41、电机40、用于控制无人机上对应的电机40的电调42；所述电调42有4-8个且成对安装在无人机主体8外侧，所述电调42的外侧端上有电机40，所述电机40的转轴上端安装有螺旋桨41，所述电机40的转轴另一端安装有起落架39。本发明中，所述无人机是四旋翼无人机，起落架39的数量、停机坪7上的安装槽22的数量均为4个。

基于上述无人机悬停机构，本发明提供了一种无人机在无人车上的悬停吸附方法，包括：当无人机悬停在无人车的停机坪7上时，电磁块19处于通电状态；无人机的各起落架39上的磁性机构B与停机坪7上的各磁性机构A一一磁吸连接；

当无人机需要搬运无人车内置放的待搬运货物、飞离停机坪7时，先在无人机主体8中配装待搬运货物，接着断开电磁块19与电源之间的连接，使得电磁块19处于断电状态，然后启动无人机的电机40，在电机40的动力驱动下，无人机飞离停机坪7，前往目标地；

当送完待搬运货物，无人机返回无人车时，先根据单线激光雷达10的监测，控制无人机抵达无人车的顶部，然后接通电磁块19与电源之间的连接，使得电磁块19处于通电状态，同时根据多线激光雷达升降台6的监测，控制无人车悬停在停机坪7上方的预设位置，更正小线圈37、大线圈38在通电的电磁块19的磁性感应下，能够分别与电磁块19产生磁吸力，促使大线圈38吸附在停机坪7上对应的环形嵌槽a中，而更正小线圈37悬停在环形嵌槽b44上方，实现无人机在停机坪7上的磁吸停机。

以下将结合附图，详细地说明本发明的一个具体实施例。

本实施例中，所述的无人机悬停机构，包括无人机和配套的无人车，其中：所述无人车包括呈长方体形设置的车体外壳1以及设置在车体外壳1底部的车轮2；所述车体外壳1内部主要通过快递柜安装架33固定两列快递柜9，所述两列快递柜9开口向外，所述车体外壳1内侧固定有单线雷达安装架31、后摄像头安装架32、快递柜安装架33、收集箱安装架34、触控屏安装架35、前摄像头安装架36，所述车体外壳1安装在底盘11的正上方，所述车体外壳1四条边角均在靠近车体外壳1底部的位置处通过单线雷达安装架31固定设有一个单线激光雷达10，所述车体外壳1的四个侧壁，其中的一个侧壁a在靠近车体外壳1底部的位置处设有GPS接收机15，GPS接收机15旁边设有GPS天线14，所述停机坪7设置在车体外壳1的顶部靠近侧壁a的一侧，车体外壳1的顶部在远离侧壁a的另一侧设置多线激光雷达升降台6，所述多线激光雷达升降台6由升降台安装架23、步进电机24、丝杠滑台底座25、滑块26、支撑杆27、多线激光雷达28、丝杆29和衔接块30组成，所述多线激光雷达升降台6通过升降台安装架23固定在触控屏安装架35背面，所述升降台安装架23内部正中位置与丝杠滑台底座25固定，所述丝杠滑台底座25一侧与步进电机24固定，所述丝杆29与步进电机24输出轴同轴连接，所述支撑杆27一端通过衔接块30与滑块26固定，另一端与多线激光雷达28固定。所述多线激光雷达升降台6下方连接有触控屏4，所述触控屏4通过与侧壁a平行的侧壁b嵌装在车体外壳1内部，所述触控屏前嵌台3与触控屏4通过触控屏安装架35固定，所述触控屏4上方正中间位置通过前摄像头安装架36固定设有前摄像头5；在触控屏4下方设有用于储存待搬运货物的收集箱2，所述收集箱2通过收集箱安装架34固定在车体外壳1内部，所述收集箱2下方设有前毫米波雷达12；所述车体外壳1后侧面通过位于正中位置后摄像头安装架32固定后摄像头13，所述后摄像头13下方正中位置固定外挂电池组16，所述外挂电池组16正中最下方位置固定后毫米波雷达17。

所述无人机，包括无人机主体8、螺旋桨41、电调42、电机40、起落架39、更正小线圈37和大线圈38，所述电调42有4-8个且成对安装在无人机主体8外侧，所述电调42的外侧端上有电机40，所述电机40的转轴上端安装有螺旋桨41，所述电机40的转轴另一端安装有起落架39，所述起落架39另一端部安装有更正小线圈37，所述更正小线圈37下部约3.5cm处安装有大线圈38，所述无人机大线圈38可吸附在停机坪7上且起支撑稳固作用，所述更正小线圈37会在无人车上的安装槽22内部的电磁块19通电后产生的吸附力作用下悬停吸附在停机坪上；

所述更正小线圈37呈涡旋线状，且最外环线圈直径略大于无人车上的电磁块19直径；

所述大线圈38呈涡旋线状，且最外环直径约为更正小线圈37的2倍。

所述无人机更正小线圈37是铁质材料。

所述无人机大线圈38是铁质材料。

作为优选，所述无人机是四旋翼无人机。

作为优选，所述多线激光雷达升降台6采用镭神16线激光雷达。

作为改进，所述停机坪7可设置至少一个。

进一步的，本发明无人车配套有雷达及无人机停机坪7，便于无人机降落，车体有收纳箱2可以将将要运送的快递放置其内。

进一步的，无人机不需要工作的时候悬停在停机坪7上，进行充能或者由无人车带动至其他位置。当需要搬运快递时，无人车停机坪7上的安装槽22内部电磁块19断电，无人机配装上快递起飞，当无人机完成快递运送返回时，无人车安装槽22内部的电磁块19通电产生吸附力，无人机上的更正小线圈37会在无人车电磁块19的作用下悬停吸附在停机坪7上环形嵌槽b44上方，无人机大线圈38可吸附在停机坪7上环形嵌槽a43上且起支撑稳固作用。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变化和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无人机悬停机构，包括储存有待搬运货物的无人车以及能够将待搬运货物运送至目的地的无人机，无人机包括起落架（39），其特征在于：无人车的车顶设置有停机坪（7），停机坪（7）上设置有磁性机构A，起落架（39）的端部设有磁性机构B；磁性机构A在通电的情况下与磁性机构B之间能够产生磁吸力，且磁性机构A与磁性机构B之间所具有的磁吸力能够确保无人机稳停在停机坪（7）上；磁性机构A在断电的情况下，磁性机构A与磁性机构B之间的磁吸力消失；

所述的磁性机构A，包括电磁块（19）；所述电磁块（19）安装在停机坪（7）上所设置的安装槽（22）中，并与安装槽（22）同心设置，且与无人机内的电源电性连接；

磁性机构B包括更正小线圈（37）和大线圈（38）；

更正小线圈（37）、大线圈（38）均呈涡旋线状，且更正小线圈（37）的最外环线圈直径大于无人车上的电磁块（19）直径，而大线圈（38）的最外环线圈直径为更正小线圈（37）的最外环线圈直径的1.5-2倍；更正小线圈（37）、大线圈（38）均安装在起落架（39）上，且大线圈（38）比更正小线圈（37）更靠近起落架（39）的端部设置；

无人机悬停在停机坪（7）上的预设位置时，更正小线圈（37）、大线圈（38）在通电的电磁块（19）的磁性感应下，能够分别与电磁块（19）产生磁吸力，大线圈（38）产生的宽泛围磁场可在较大的范围内捕获到无人车上的电磁块（19）产生的磁吸力，而更正小线圈（37）则可以进一步实现无人机和无人车的姿态调整，促使大线圈（38）吸附在停机坪（7）上对应的安装槽（22）上，而更正小线圈（37）悬停在安装槽（22）的上方，实现无人机在停机坪（7）上的磁吸停机；

停机坪（7）上所设置的安装槽（22）具有若干个，并与无人机的各起落架（39）一一对应设置，且每一个安装槽（22）中均设置有一个电磁块（19）；而各起落架（39）的端部对应于各磁性机构A，均设置有一个磁性机构B；

所述停机坪（7）为双层结构，呈圆形设置，包括上层板（18）、下层板（20）、连接柱（21）；所述上层板（18）与车体外壳（1）上侧面固定，所述下层板（20）通过连接柱（21）与上层板（18）固定；

所述的安装槽（22），包括沿着上层板（18）所设置的贯通孔以及在贯通孔与上层板（18）的上板面齐平的位置处分别设置的两个直径不同的同心环形台阶嵌槽，两个同心环形台阶嵌槽分别为环形嵌槽a（43）、环形嵌槽b（44），环形嵌槽a（43）的槽口与上层板（18）的上板面齐平且直径较大，环形嵌槽b（44）的槽口与环形嵌槽a（43）的槽底齐平且直径较小，电磁块（19）通过嵌装在安装槽（22）的贯通孔中而固定；

更正小线圈（37）、大线圈（38）在通电的电磁块（19）的磁性感应下，能够分别与电磁块（19）产生磁吸力，促使大线圈（38）吸附在停机坪（7）上对应的环形嵌槽a（43）中，而更正小线圈（37）悬停在环形嵌槽b（44）的上方。

2.根据权利要求1所述的无人机悬停机构，其特征在于：所述无人车包括呈长方体形设置的车体外壳（1）以及设置在车体外壳（1）底部的车轮（2）；所述车体外壳（1）内部主要通过快递柜安装架（33）固定两列快递柜（9），所述两列快递柜（9）开口向外，所述车体外壳（1）内侧固定有单线雷达安装架（31）、后摄像头安装架（32）、快递柜安装架（33）、收集箱安装架（34）、触控屏安装架（35）、前摄像头安装架（36），所述车体外壳（1）安装在底盘（11）的正上方，所述车体外壳（1）四条边角均在靠近车体外壳（1）底部的位置处通过单线雷达安装架（31）固定设有一个单线激光雷达（10），所述车体外壳（1）的四个侧壁，其中的一个侧壁a在靠近车体外壳（1）底部的位置处设有GPS接收机（15），GPS接收机（15）旁边设有GPS天线（14），所述停机坪（7）设置在车体外壳（1）的顶部靠近侧壁a的一侧，车体外壳（1）的顶部在远离侧壁a的另一侧设置多线激光雷达升降台（6），所述多线激光雷达升降台（6）包括升降台安装架（23）、步进电机（24）、丝杠滑台底座（25）、滑块（26）、支撑杆（27）、多线激光雷达（28）、丝杆（29）和衔接块（30），所述多线激光雷达升降台（6）通过升降台安装架（23）固定在触控屏安装架（35）背面，所述升降台安装架（23）内部正中位置与丝杠滑台底座（25）固定，所述丝杠滑台底座（25）一侧与步进电机（24）固定，所述丝杆（29）与步进电机（24）输出轴同轴连接，所述支撑杆（27）一端通过衔接块（30）与滑块（26）固定，另一端与多线激光雷达（28）固定；所述多线激光雷达升降台（6）下方连接有触控屏（4），所述触控屏（4）经与侧壁a平行的侧壁b嵌装在车体外壳（1）内部，所述触控屏前嵌台（3）与触控屏（4）通过触控屏安装架（35）固定，所述触控屏（4）上方正中间位置通过前摄像头安装架（36）固定设有前摄像头（5）；在触控屏（4）下方设有用于储存待搬运货物的收集箱（2），所述收集箱（2）通过收集箱安装架（34）固定在车体外壳（1）内部，所述收集箱（2）下方设有前毫米波雷达（12）；

所述车体外壳（1）后侧面通过位于正中位置后摄像头安装架（32）固定后摄像头（13），所述后摄像头（13）下方正中位置固定外挂电池组（16），所述外挂电池组（16）正中最下方位置固定后毫米波雷达（17）。

3.根据权利要求2所述的无人机悬停机构，其特征在于：所述无人机包括无人机主体（8）、螺旋桨（41）、电机（40）、用于控制无人机上对应的电机（40）的电调（42）；所述电调（42）有4-8个且成对安装在无人机主体（8）外侧，所述电调（42）的外侧端上有电机（40），所述电机（40）的转轴上端安装有螺旋桨（41），所述电机（40）的转轴另一端安装有起落架（39）。

4.根据权利要求2所述的无人机悬停机构，其特征在于：所述无人机是四旋翼无人机，起落架（39）的数量、停机坪（7）上的安装槽（22）的数量均为4个。

5.根据权利要求2所述的无人机悬停机构，其特征在于：所述多线激光雷达升降台（6）采用镭神16线激光雷达。

6.根据权利要求1所述的无人机悬停机构，其特征在于：所述更正小线圈（37）和大线圈（38）之间的间距为2-5cm；所述更正小线圈（37）和大线圈（38）均为铁质线圈。

7.一种基于权利要求1至6中的任一种无人机悬停机构的悬停吸附方法，其特征在于，包括：当无人机悬停在无人车的停机坪（7）上时，电磁块（19）处于通电状态；无人机的各起落架（39）上的磁性机构B与停机坪（7）上的各磁性机构A一一磁吸连接；

当无人机需要搬运无人车内置放的待搬运货物、飞离停机坪（7）时，先在无人机主体（8）中配装待搬运货物，接着断开电磁块（19）与电源之间的连接，使得电磁块（19）处于断电状态，然后启动无人机的电机（40），在电机（40）的动力驱动下，无人机飞离停机坪（7），前往目标地；

当送完待搬运货物，无人机返回无人车时，先根据单线激光雷达（10）的监测，控制无人机抵达无人车的顶部，然后接通电磁块（19）与电源之间的连接，使得电磁块（19）处于通电状态，同时根据多线激光雷达升降台（6）的监测，控制无人机悬停在停机坪（7）上方的预设位置，更正小线圈（37）、大线圈（38）在通电的电磁块（19）的磁性感应下，能够分别与电磁块（19）产生磁吸力，促使大线圈（38）吸附在停机坪（7）上对应的环形嵌槽a（43）中，而更正小线圈（37）悬停在环形嵌槽b（44）的上方，实现无人机在停机坪（7）上的磁吸停机。

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