CN111007864A - 一种基于幕墙的无人机物流终端系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于幕墙的无人机物流终端系统及其物流控制方法，包括两块可开合的幕墙面板，幕墙面板通过支撑结构以及开合连接机构连接在建筑主体上，开合连接机构通过伺服电机实现开合；其中一块幕墙面板后的建筑主体内设置有无人机平台，无人机平台上设置有第二无人机感应通信引导部件、无人机充电装置、无人机停落卸货平台、货物传输平台、主控制系统以及无人机起飞触发平台；当无人机进入信号覆盖区域，主控制系统内设定的各硬件进行决策和各部件的统一管理，实现幕墙与无人机的信息交互，完成幕墙打开、停靠、卸货、充电及起飞等一系列动作；本发明填补无人机物流技术及商业链条中的重要环节，具有成本低、效率高、干扰少及易管的优点。
Description
技术领域
本发明属于物联网智能物流技术领域，特别涉及一种基于幕墙的无人机物流终端系统及其控制方法。
背景技术
随着社会的进步和经济的发展，无人机物流的开发和应用成为一种趋势。
目前无人机载货、飞行、定位等已经形成技术方案、具备产业化实施的技术基础。但是在物流终端的自动化、无人化以及终端与无人机的信息交互、动作联动方面仍然缺少场景和技术解决方案。而物流终端(最后一公里)是物流中最复杂、成本最高的部分(约占物流成本的50％)。另一方面无人机从地面到巡航高度的变换是在能耗、飞行控制、安全性管理及使用场地等方面最为耗费资源的环节。建筑作为城市空间和物流的节点，是物流过程发生的起点和终点。而建筑中的幕墙是连接室内与室外空间的交互界面。因此，合理利用幕墙作为无人机物流终端，在适用场景以及商业运用上具有巨大利益。
发明内容
为了克服现有无人机物流技术缺少终端解决方案的不足，本发明的目的在于提供一种基于幕墙的无人机物流终端系统及其控制方法，通过建筑外立面的独立幕墙系统设置可开合的无人机物流终端平台，此终端的主控制系统可以实现交接无人机管理权，实现幕墙物流终端与无人机之间的信息交互及动作联动,进而实现无人机接驳、起降、卸货、充电等功能，具有安装灵活、工作高效、利于商业应用的优点,解决了无人机物流最后一公里效率低、难于实施自动化的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于幕墙结构的无人机物流终端，包括可开合的幕墙面板1，幕墙面板1通过支撑结构2以及开合连接机构4连接在建筑主体上，开合连接机构4通过固定在建筑主体上的伺服电机5实现开合；
所述的支撑结构2内设置有第一无人机感应通信引导部件3；
在其中一块幕墙面板1后的建筑主体内设置有无人机平台A，无人机平台A上设置有第二无人机感应通信引导部件6、无人机充电装置7、无人机停落卸货平台8、货物传输平台9、主控制系统10以及无人机起飞触发平台11；
所述无人机停落卸货平台8上设置有无人机降落视频通信引导装置12，通过有线或者无线实现与主控制系统10间的通信传输；所述无人机起飞触发平台11上设置有触发部件13，第一无人机感应通信引导部件3、伺服电机5、无人机降落视频通信引导装置12和触发部件13均与主控制系统10实现通信控制。
所述的无人机平台A上还设置有无人机故障处理平台14。
所述主控制系统10具有信息接收，信息处理和信息发送的功能，是整个系统的控制中心。
所述的幕墙面板1为太阳能光伏幕墙结构。
基于上述一种基于幕墙结构的无人机物流终端的管理控制方法，具体包括以下步骤：
步骤一：
当无人机依据GPS或自身设定的导航方式远距离飞行运货至接近幕墙感应的区域内时，第一无人机感应通信引导部件3将“无人机飞来”的信号传递至主控制系统10；
步骤二：
主控制系统10接管无人机的飞行控制权，指示无人机调整飞行姿态，准确的飞向幕墙无人机物流终端；同时，主控制系统10发出信号给伺服电机5，调整幕墙面板1位置和姿态，打开幕墙无人机物流终端；
步骤三：
无人机进入终端后，第二无人机感应通信引导部件6探测到无人机，将无人机到来的信号传递至主控制系统10，主控制系统10向第二无人机感应通信引导部件6发出通信引导信号，主控制系统10指令无人机调整姿态和位置准备降落；
步骤四：
主控制系统10发出待降指令给无人机停降卸货平台8上的无人机降落通信引导装置12，由无人机降落通信引导装置12向无人机发出通信引导信号，主控制系统10指令无人机降落；
步骤五：
无人机降落后，主控制系统10向无人机发出卸货指令，无人机行使卸货动作，货物通过货物传输平台9运走；
步骤六：
无人机降落通信引导装置12感应到卸货完成后，将“卸货完成”的信息发送至主控制系统10，主控制系统10发出指令给无人机降落通信引导装置12，无人机降落通信引导装置12发出通信引导信号给无人机，指令无人机移动至无人机充电装置7进行充电；
步骤七：
充电完成后，无人机充电装置7将信息发送至主控制系统10，主控制系统10发出指令给无人机降落通信引导装置12，无人机降落通信引导装置12发出通信引导信号给无人机，指令无人机移动至无人机起飞触发平台11；
步骤八：
无人机起飞触发部件13感应到无人机后发出信号给主控制系统10，主控制系统10指令触发部件13启动及无人机起飞；
步骤九：
无人机飞出终端，飞离幕墙的感应区后，主控制系统10发出指令信号给无人机，主控制系统10交还飞行控制权给无人机，无人机开启自主控制的巡航飞行；
步骤十：
主控制系统10发出指令信号给伺服电机5，调整两块幕墙面板1的位置和姿态，关闭幕墙无人机物流终端。
本发明通过在建筑外立面幕墙结构上设置无人机进出通道、第一感应通信引导部件3及楼体内设置的主控制系统10，实现进出通道与无人机的信息交互；当无人机进入信号覆盖区域，其飞行控制权由楼宇内主控制系统10接管，主控制系统10实现决策和各部件的统一管理，实现自动控制门的打开、无人机停靠，卸货、充电及起飞等一系列动作，当无人机飞出通道及自动控制门的感应区后，主控制系统10交还飞行控制权给无人机，无人机开启自主控制的巡航飞行，使整体系统控制及运行更准确、更安全；幕墙面板1可设置为太阳能光伏幕墙结构，将太阳能转化为电能储存，为无人机物流终端系统供电；本方案利用建筑外立面幕墙结构实现一种无人机物流终端，无需另外建设无人机物流场地，且利用空中无人机起降，避免过多地面信号及物体干扰，填补了无人机物流技术链条及商业链条中的重要环节，具有安装灵活、管理控制简便、运行节能高效、安全性高的特点。有助于无人机物流的推广和应用的优点。
附图说明
图1为本发明的幕墙无人机通道关闭状态侧视图。
图2为本发明的幕墙无人机通道开启状态侧视图。
图3为本发明的俯视图。
图4为本发明的控制流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理做进一步描述：
参见图1-图3，一种基于幕墙结构的无人机物流终端，包括两块可开合的幕墙面板1，幕墙面板1通过支撑结构2以及开合连接机构4连接在建筑主体上，开合连接机构4通过固定在建筑主体上的伺服电机5实现开合；
在其中一块幕墙面板1后的建筑主体内设置有无人机平台A，无人机平台A上设置有第二无人机感应通信引导部件6、无人机充电装置7、无人机停落卸货平台8、货物传输平台9、主控制系统10以及无人机起飞触发平台11；
所述的支撑结构2内设置有第一无人机感应通信引导部件3；所述无人机停落卸货平台8上设置有无人机降落视频通信引导装置12，通过有线或者无线实现与主控制系统10间通信传输；所述无人机起飞触发平台11上设置有触发部件13，第一无人机感应通信引导部件3、伺服电机5、无人机降落视频通信引导装置12和触发部件13均与主控制系统10实现通信控制。
所述的无人机平台A上还设置有无人机故障处理平台14。
所述主控制系统12具有信息接收，信息处理和信息发送的功能，是整个系统的控制中心。
所述的无人机平台A上还设置有无人机故障处理平台14。
所述的幕墙面板1为太阳能光伏幕墙结构，将太阳能转化为电能储存，为无人机物流终端系统供电。
本发明装置的工作原理如下：
当载货无人机巡航至近幕墙感应区域时，幕墙无人机物流终端系统通过第一无人机感应通信引导部件3感应到无人机的与幕墙的相互位置关系；将感应信号发送至主控制系统12，幕墙无人机物流终端的主控制系统10接管无人机的操控对信号并进行处理决策，打开幕墙面板1，直至无人机完成进入、降落、卸货、充电、起飞动作后；离开幕墙感应区域时，幕墙无人机物流终端的主控制系统10将无人机的操控权交还给无人机；在幕墙无人机物流终端的主控制系统接管无人机的操控期间，主控制系统10要统一协调管理并发指令给幕墙无人机物流系统内的各部件，各自做出相应动作互相配合、辅助完成无人机安全可靠的完成进入、降落、卸货、充电、起飞动作。
参见图4，基于上述一种基于幕墙结构的无人机物流终端的管理控制方法，具体包括以下步骤：
步骤一：
当无人机依据GPS或自身设定的导航方式远距离飞行运货至接近幕墙感应的区域内时，第一无人机感应通信引导部件3将信号传递至主控制系统10；
步骤二：
主控制系统10接管无人机的飞行控制权，指示无人机调整飞行姿态，准确的飞向幕墙无人机物流终端；同时，主控制系统10发出信号给伺服电机5，调整幕墙面板1位置和姿态，打开幕墙无人机物流终端；
步骤三：
无人机进入终端后，第二无人机感应通信引导部件6探测到无人机，将无人机到来的信号传递至主控制系统10，主控制系统10向第二无人机感应通信引导部件6发出通信引导信号，主控制系统10指令无人机调整姿态和位置准备降落；
步骤四：
主控制系统10发出待降指令给无人机停降卸货平台8上的无人机降落通信引导装置12，由无人机降落通信引导装置12向无人机发出通信引导信号，主控制系统10指令无人机降落；
步骤五：
无人机降落后，主控制系统10向无人机发出卸货指令，无人机行使卸货动作，货物通过货物传输平台9运走；
步骤六：
无人机降落通信引导装置12感应到卸货完成后，将“卸货完成”的信息发送至主控制系统10，主控制系统10发出指令给无人机降落通信引导装置12，无人机降落通信引导装置12发出通信引导信号给无人机，指令无人机移动至无人机充电装置7进行充电；
步骤七：
充电完成后无人机充电装置7将信息发送至主控制系统10，主控制系统10发出指令给无人机降落通信引导装置12，无人机降落通信引导装置发出通信引导信号给无人机，指令无人机移动至无人机起飞触发平台11；
步骤八：
无人机起飞触发部件13感应到无人机后发出信号给主控制系统12，主控制系统10指令触发部件13启动及无人机起飞；
步骤九：
无人机飞出终端，飞离幕墙的感应区后，主控制系统10发出指令信号给无人机，主控制系统10交还飞行控制权给无人机，无人机开启自主控制的巡航飞行；
步骤十：
主控制系统10发出指令信号给伺服电机5，调整两块幕墙位置和姿态，关闭幕墙无人机物流终端。
所述的无人机平台A上还设置有无人机故障处理平台14，可根据实际情况调整，在主控制系统10决策控制下，进行故障的处理。
以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本领域的普通技术人员也应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种基于幕墙结构的无人机物流终端，其特征在于，包括两块可开合的幕墙面板(1)，幕墙面板(1)通过支撑结构(2)以及开合连接机构(4)连接在建筑主体上，开合连接机构(4)通过固定在建筑主体上的伺服电机(5)实现开合；
在其中一块幕墙面板(1)后的建筑主体内设置有无人机平台(A)，无人机平台(A)上设置有第二无人机感应通信引导部件(6)、无人机充电装置(7)、无人机停落卸货平台(8)、货物传输平台(9)、主控制系统(10)以及无人机起飞触发平台(11)；
所述的支撑结构(2)内设置有第一无人机感应通信引导部件(3)；所述无人机停落卸货平台(8)上设置有无人机降落视频通信引导装置(12)，通过有线或者无线实现与主控制系统10间的通信传输；所述无人机起飞触发平台(11)上设置有触发部件(13)，第一无人机感应通信引导部件(3)、伺服电机5、无人机降落视频通信引导装置(12)和触发部件(13)均与主控制系统(10)实现通信控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于幕墙结构的无人机物流终端，其特征在于，所述的无人机平台(A)上还设置有无人机故障处理平台(14)。
3.根据权利要求1所述的一种基于幕墙结构的无人机物流终端，其特征在于，所述主控制系统(12)具有信息接收，信息处理和信息发送的功能，是整个系统的控制中心。
4.根据权利要求1所述的一种基于幕墙结构的无人机物流终端，其特征在于，所述的幕墙面板(1)为太阳能光伏幕墙结构。
5.基于权利要求1所述的一种基于幕墙结构的无人机物流终端的管理控制方法，具体包括以下步骤：
步骤一：
当无人机依据GPS或自身设定的导航方式远距离飞行运货至接近幕墙感应的区域内时，第一无人机感应通信引导部件(3)将信号传递至主控制系统(10)；
步骤二：
主控制系统(10)接管无人机的飞行控制权，指示无人机调整飞行姿态，准确的飞向幕墙无人机物流终端；同时，主控制系统(10)发出信号给伺服电机(5)，调整幕墙面板(1)位置和姿态，打开幕墙无人机物流终端；
步骤三：
无人机进入终端后，第二无人机感应通信引导部件(6)探测到无人机，将无人机到来的信号传递至主控制系统(10)，主控制系统(10)向第二无人机感应通信引导部件(6)发出通信引导信号，主控制系统(10)指令无人机调整姿态和位置准备降落；
步骤四：
主控制系统(10)发出待降指令给无人机停降卸货平台8上的无人机降落通信引导装置(12)，由无人机降落通信引导装置(12)向无人机发出通信引导信号，主控制系统(10)指令无人机降落；
步骤五：
无人机降落后主控制系统(10)向无人机发出卸货指令，货物通过货物传输平台(9)运走；
步骤六：
无人机降落通信引导装置(12)感应到卸货完成后，将“卸货完成”的信息发送至主控制系统(10)，主控制系统(10)发出指令给无人机降落通信引导装置(12)，无人机降落通信引导装置(12)发出通信引导信号给无人机，指令无人机移动至无人机充电装置(7)进行充电；
步骤七：
充电完成后，无人机充电装置(7)将信息发送至主控制系统(10)，主控制系统(10)发出指令给无人机降落通信引导装置(12)，无人机降落通信引导装置发出通信引导信号给无人机，指令无人机移动至无人机起飞触发平台(11)；
步骤八：
无人机起飞触发部件(13)感应到无人机后发出信号给主控制系统(12)，主控制系统10指令触发部件(13)启动及无人机起飞；
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