CN111169628B - 一种旋翼无人机天花板栖息机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋翼无人机天花板栖息机构，包括旋翼无人机和栖息部件，栖息部件包括解锁机构和柔性粘附件，解锁机构固定在旋翼无人机上。旋翼无人机可以通过栖息部件携带的柔性粘附件粘附并停留在天花板上，延长旋翼无人机的续航时间，提高旋翼无人机执行高空定点观察和拍摄等任务的能力；旋翼无人机需要返航时，旋翼无人机为解锁机构输出控制信号，将柔性粘附件从解锁机构上解锁分离，旋翼无人机与解锁机构一起飞离天花板。该旋翼无人机天花板栖息机构的结构简单、体积小，对旋翼无人机的负载能力要求较低，栖息状态下功耗和噪声很低，续航时间长，隐蔽性强。

Description

一种旋翼无人机天花板栖息机构
技术领域
本发明属于无人机和机械设计制造技术领域，涉及一种旋翼无人机天花板栖息机构。
背景技术
旋翼无人机作为空中飞行的特种机器人，具有垂直起降、空中悬停、低成本等优势，在灾难搜救、航拍等领域具有广阔的应用前景，目前限制旋翼无人机实际应用的主要问题是续航时间短和飞行噪声大。为旋翼无人机增加栖息机构，使其拥有在天花板栖息的能力，可以提高旋翼无人机的续航时间，增强执行高空定点观察和拍摄等任务的稳定性和隐蔽性。
中国专利(申请号201710640055.2，申请日2017.07.31)公开了一种负压吸附停留式无人机，其采用的负压吸附装置依靠螺旋桨的旋转产生负压进行吸附，功耗和噪声大，隐蔽性差。中国专利(申请号201711376194.5，申请日2017.12.19)公开了一种双旋翼静电吸附机器人，通过静电吸附板吸附在壁面、天花板上，但静电产生的吸附力相对较小，栖息状态需要持续耗能。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋翼无人机天花板栖息机构，该机构采用压敏胶和仿生干粘附材料作为粘附媒介，栖息状态下能提供较大的粘附力，且无额外功耗、隐蔽性好。
本发明所采用的技术方案是，一种旋翼无人机天花板栖息机构，包括旋翼无人机，旋翼无人机的顶部设有栖息部件；旋翼无人机内部设有飞控电路板；
栖息部件包括解锁机构，解锁机构上设有柔性粘附件，栖息部件包括解锁机构，解锁机构上设有柔性粘附件，解锁机构上的锁销与柔性粘附件上的锁块形成销孔配合，锁销从锁块中拔出后解锁机构与柔性粘附件分离。
本发明的特点还在于，
解锁机构包括基底，锁销与基底配合，形状记忆合金丝通过基底上的四个销子紧紧围绕在基底的四周，且形状记忆合金丝从锁销中穿过；锁块与基底形成销孔配合，旋翼无人机的飞控电路控制形状记忆合金丝的通电状态，形状记忆合金丝通电后升温缩短，驱动锁销从柔性粘附件的锁块中拔出，锁销被基底限位，不能运动；锁块从基底中拔出，解锁机构与柔性粘附件解锁分离。
柔性粘附件包括粘附件，粘附件上表面附着有粘附材料，粘附件通过柔性关节连接锁块，锁块与锁销形成销孔配合。
粘附材料为压敏胶或仿壁虎干粘附材料。
柔性关节使用硅胶材料制成，在栖息过程中具有缓冲和对齐天花板的作用。
本发明的有益效果如下：
(1)天花板栖息部件为旋翼无人机复合了天花板栖息的能力，栖息状态下无功耗、无噪音，可以提高旋翼无人机执行高空定点观察和拍摄任务时的隐蔽性和稳定性，延长旋翼无人机的续航时间。
(2)栖息部件的结构简单、体积小、功耗低，对旋翼无人机的负载能力要求较低。
(3)栖息部件粘附力较大，脱附简单，旋翼无人机栖息状态稳定，复飞操作简单。
附图说明
图1是本发明一种旋翼无人机天花板栖息机构的结构示意图；
图2是本发明一种旋翼无人机天花板栖息机构的栖息部件的结构示意图；
图3(a)、(b)是本发明一种旋翼无人机天花板栖息机构的解锁机构及形状记忆合金丝受热紧缩过程示意图；
图4是本发明一种旋翼无人机天花板栖息机构的柔性粘附件的结构示意图；
图5是本发明一种旋翼无人机天花板栖息机构的锁销与柔性粘附件配合的示意图；
图6是本发明一种旋翼无人机天花板栖息机构的工作过程示意图。
图中，1.旋翼无人机；
2.栖息部件，2-1.解锁机构，2-1-1.基底，2-1-2.形状记忆合金丝，2-1-3.接线柱，2-1-4.锁销；
2-2.柔性粘附件，2-2-1.粘附材料，2-2-2.粘附件，2-2-3.柔性关节，2-2-4.锁块；
3.飞控电路板，4.螺钉，5.天花板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种旋翼无人机天花板栖息机构，如图1所示，包括旋翼无人机1，旋翼无人机1的内部设有飞控电路板3(飞控电路板3为现有结构)，飞控电路板3的接线端子通过导线与栖息部件2上的接线柱2-1-3连接；栖息部件2通过螺钉4固定在旋翼无人机1的顶部。
如图2所示，栖息部件2包括解锁机构2-1、柔性粘附件2-2。其中，解锁机构2-1包括基底2-1-1，基底2-1-1与锁销2-1-4配合，形状记忆合金丝2-1-2通过基底2-1-1上的四个销子紧紧围绕在基底2-1-1的四周，同时穿过锁销2-1-4上的小孔。形状记忆合金丝2-1-2的两头分别与接线柱2-1-3连接；柔性粘附件2-2包括锁块2-2-4，锁块2-2-4与粘附件2-2-2通过柔性关节2-2-3连接，柔性关节2-2-3使用硅胶材料制成，其目的是在栖息过程中，当旋翼无人机顶面不平行天花板时，柔性关节2-2-3发生变形使粘附件顶面紧贴天花板，锁块2-2-4位于粘附件2-2-2的底端，基底2-1-1的中心位置设有矩形通孔，锁块2-2-4与基底2-1-1中心位置的矩形通孔形成销孔配合，粘附件2-2-2顶端粘有粘附材料2-2-1。
如图3～5所示，图3(a)为基底2-1-1与锁销2-1-4配合的初始位，此时形状记忆合金丝2-1-2为原长状态；图3(b)为基底2-1-1与锁销2-1-4配合的止动位，此时形状记忆合金丝2-1-2为收缩状态。由图3(a)到图3(b)的过程为：飞控电路板3的接线端子通过导线和接线柱2-1-3给形状记忆合金丝2-1-2通电使其受热收缩，驱动锁销2-1-4拔出，基底2-1-1与锁销2-1-4配合的配合由初始位运动到止动位。位于初始位时，锁销2-1-4位于基底2-1-1中心位置的矩形通孔中，与锁块2-4形成销孔配合；位于止动位时，锁销2-1-4离开基底2-1-1中心位置的矩形通孔，销孔配合失效。
解锁分离的过程是形状记忆合金丝缩短-锁销从锁块中拔出-锁块从基底中拔出，同时由于锁销被基底限位+形状记忆合金丝穿过锁销，所以锁销不会掉落。
如图4所示，栖息机构通过粘附材料2-2-1与天花板5粘附实现栖息功能。
如图6所示，本发明一种旋翼无人机天花板栖息机构的工作过程为：当旋翼无人机1需要栖息到天花板工作时，旋翼无人机1逐渐靠近天花板，若旋翼无人机顶面不平行天花板时，柔性关节2-2-3发生变形使粘附件顶面紧贴天花板，粘附材料2-2-1粘附到天花板上实现栖息；当旋翼无人机需要重新起飞时，飞控电路板3给形状记忆合金丝2-1-2供电使其受热收缩，驱动锁销2-1-4拔出，解锁机构2-1解锁，解锁机构2-1与柔性粘附件2-2分离，旋翼无人机1重新起飞，携带其余部件返航。
本发明一种旋翼无人机天花板栖息机构的特点为，该机构使旋翼无人机能够栖息到天花板上，提高旋翼无人机续航时间，增强执行高空观察和拍摄等任务过程的稳定性和隐蔽性，采用压敏胶和仿生干粘附材料作为粘附媒介，栖息状态下能提供较大的粘附力，且无额外功耗、隐蔽性好，利用解锁机构将旋翼无人机和粘附材料解锁分离，完成旋翼无人机复飞操作。

Claims (4)

1.一种旋翼无人机天花板栖息机构，其特征在于：包括旋翼无人机，旋翼无人机的顶部设有栖息部件；旋翼无人机内部设有飞控电路板；
栖息部件包括解锁机构，解锁机构上设有柔性粘附件，解锁机构上的锁销与柔性粘附件上的锁块形成销孔配合，锁销从锁块中拔出后解锁机构与柔性粘附件分离；
所述解锁机构包括基底，锁销与基底配合，形状记忆合金丝通过基底上的四个销子紧紧围绕在基底的四周，且形状记忆合金丝从锁销中穿过；锁块与基底形成销孔配合，旋翼无人机的飞控电路控制形状记忆合金丝的通电状态，形状记忆合金丝通电后升温缩短，驱动锁销从柔性粘附件的锁块中拔出，锁销被基底限位，不能运动；锁块从基底中拔出，解锁机构与柔性粘附件解锁分离。
2.根据权利要求1所述的一种旋翼无人机天花板栖息机构，其特征在于：所述柔性粘附件包括粘附件，粘附件上表面附着有粘附材料，粘附件通过柔性关节连接锁块。
3.根据权利要求2所述的一种旋翼无人机天花板栖息机构，其特征在于：所述粘附材料为压敏胶或仿壁虎干粘附材料。
4.根据权利要求2所述的一种旋翼无人机天花板栖息机构，其特征在于：所述柔性关节使用硅胶材料制成，在栖息过程中具有缓冲和对齐天花板的作用。
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