CN111186575B - 一种无人机运输转移装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机运输转移装置，包括无人机本体、旋转伸缩机构、折叠吸盘机构及定位机构；无人机本体设有机身及多个螺旋桨，螺旋桨通过螺旋桨伸缩机构与机身相连；旋转伸缩机构包括控制箱、水平旋转机构及连体伸缩机构，控制箱固定于机身的下方，连体伸缩机构通过水平旋转机构与机身相连；连体伸缩机构沿周向设有多个主伸缩臂；折叠吸盘机构为多个，每个折叠吸盘机构均包括连杆机构、吸盘固定座及吸盘，吸盘固定座通过连杆机构与主伸缩臂相连，吸盘固定座上设有多个吸盘；控制箱的底部设定位机构。本发明用于玻璃板、太阳能板等板类物体的运输转移，其运载能力大、适用性强、工作效率高、安全性强；并且具有可伸缩折叠的功能。

Description

一种无人机运输转移装置

技术领域

本发明涉及无人机运输技术领域，尤其涉及一种用于搬运玻璃板或者太阳能板的无人机运输转移装置。

背景技术

无人机是无人驾驶航空器或无人驾驶飞机的简称，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器。在1914年第一次世界大战由英国最早开始研究，并用于军事侦查活动，自1917年美国第一架无人机试飞成功后发展越来越快。我国的无人机技术开始于20世纪50年代，主要用于军事侦查、航空摄影等。

无人机按用途可分为军用无人机和民用无人机；按飞行任务高度可分为超低空、低空、中空、高空和超高空等类无人机；按飞行平台可分为固定翼、旋翼、伞翼、扑翼等类无人机；按动力源可分为油动、电动和油电混合等类无人机。从技术角度看，无人机系统(亦称无人驾驶航空器系统)由一架无人机、相关的遥控站、所需的指挥与管制链路以及其他部件组成，无人机系统主要包括飞行系统、任务载荷系统、地面控制系统。其中飞行系统主要包括机体、动力系统、导航系统、电力系统以及其他确保飞行平台正常工作的控制系统；任务载荷系统包括传感器系统、摄像系统；地面控制系统包括数据处理中心、起飞/降落系统、监控系统、遥控系统和辅助设备。

物流无人机是指用于物流业的无人机，可以解决时效性、廉价性和可达性几个物流业的重要问题。无人机物流是指以无人机为主要工具实现物品从供应地向接收地运输而进行的规划、实施和控制过程。无人机物流主要分为无人机运输、无人机末端配送、无人机救援和无人机巡检,以无人机运输和无人机末端配送为主要形式。无人机运输是指通过自备的程序控制或无线电遥控设备，操纵无人机进行货物运送的过程。

目前，工厂中生产的玻璃板及太阳能板等板类物体的运输、转移都需要通过人工装车来完成，不仅耗时长，劳动强度大，还具有一定的危险性。如果能够实现该类物体的无人机运输转移，将会大大提高周转效率、准确性及安全性。

发明内容

本发明提供了一种无人机运输转移装置，用于玻璃板、太阳能板等板类物体的运输转移，其运载能力大、适用性强、工作效率高、安全性强；并且具有可伸缩折叠的功能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种无人机运输转移装置，包括无人机本体、旋转伸缩机构、折叠吸盘机构及定位机构；所述无人机本体设有机身及多个螺旋桨，螺旋桨通过对应的螺旋桨伸缩机构与机身相连；所述旋转伸缩机构包括控制箱、水平旋转机构及连体伸缩机构，控制箱固定于机身的下方，连体伸缩机构通过水平旋转机构与机身相连，并且能够在水平旋转机构带动下绕机身竖直轴线水平转动；连体伸缩机构沿周向设有多个主伸缩臂；所述折叠吸盘机构为多个，每个折叠吸盘机构均包括连杆机构、吸盘固定座及吸盘，其中吸盘固定座通过连杆机构与对应的主伸缩臂相连，连杆机构能够伸缩及折叠，吸盘固定座上设有多个吸盘，吸盘处于水平位时为工作状态；所述控制箱的底部设定位机构。

所述机身为盘状骨架结构；控制箱的顶部设圆盘，机身与圆盘之间通过多个连接柱固定连接，由机身、连接柱及圆盘围成的空间内设有蓄电池。

所述螺旋桨伸缩机构由螺旋桨连接杆、水平伸缩臂及第一液压缸组成；所述水平伸缩臂由第一固定块、第一滑动套筒、第一滑动块、前端固定板一及后端固定板一组成，第一固定块与机身固定相连，第一滑动块与螺旋桨连接杆的一端相连，第一固定块与第一滑动块之间通过第一滑动套筒滑动连接；第一固定块的顶部设后端固定板一，第一滑动块的顶部设前端固定板一，前端固定板一与后端固定板一之间设第一液压缸；螺旋桨连接杆的另一端设螺旋桨固定座；螺旋桨固定座上设舵机，螺旋桨由通过桨轴连接的一对桨叶组成，桨轴通过转轴与螺旋桨固定座铰接，舵机的动力输出轴上设主动圆锥齿轮，转轴上设从动圆锥齿轮；主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮组成圆锥齿轮传动机构，在舵机驱动及圆锥齿轮传动机构带动下，实现桨叶角度的调整。

所述水平旋转机构由电机、主动齿轮、从动齿圈组成；连体伸缩机构由转盘、中心轴及多个主伸缩臂构成；中心轴竖直固定在转盘的中部，中心轴的上端与控制箱之间通过轴承连接，中心轴的下端与转盘相连；中心轴的外侧设从动齿圈，控制箱的底部设主动齿轮，主动齿轮由电机驱动并与从动齿圈啮合传动；在电机驱动下，主动齿轮通过从动齿圈、中心轴带动转盘水平转动；所述主伸缩臂由第二滑动块、第二液压缸及第二滑动套筒组成；转盘的对应端与第二滑动块通过第二滑动套筒相连，转盘的对应端顶部设后端固定板二，第二滑动块的顶部设前端固定板二，后端固定板二与前端固定板二之间设第二液压缸；在第二液压缸的作用下第二滑动块与转盘的对应端滑动连接。

所述折叠吸盘机构由顶部固定板、L形伸缩臂、连杆机构、吸盘固定座及多个吸盘组成；所述顶部固定板与主伸缩臂上第二滑动块底部固定连接，L形伸缩臂为2个并排设置，每个L形伸缩臂均由水平固定臂、竖直伸缩臂、第三液压缸、第三滑动套筒及第三滑动块组成，其中水平固定臂与顶部固定板固定连接，竖直伸缩臂通过第三滑动套筒与第三滑动块相连；竖直伸缩臂的对应端设后端固定板三，第三滑动块上设前端固定板三，后端固定板三与前端固定板三之间设第三液压缸；连杆机构由连杆一、连杆二、连杆三及同步连杆组成，竖直伸缩臂的下端与对应连杆一的一端铰接，连杆一的另一端通过同步连杆与连杆二的一端铰接，并且同步连杆通过第四液压缸与对应的水平固定臂连接；连杆二的另一端与连杆三的中部铰接；连杆三的一端与2个第三滑动块铰接，连杆三的另一端与吸盘固定座固定连接。

所述定位机构由摄像头及云台组成，摄像头通过云台与转盘固定连接。

所述控制箱中设有控制系统及液压系统，第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸分别通过对应的电动控制阀与液压系统相连，各电动控制阀、舵机、电机及摄像头分别连接控制系统。

所述螺旋桨至少为8个。

所述折叠吸盘机构至少为4组，每组折叠吸盘机构中至少设3个吸盘。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)无人机采用至少8组螺旋桨，增加了无人机升力；无人机设至少4个主伸缩臂，每个主伸缩臂至少设3个吸盘，从而有效提高了运载能力；

2)螺旋桨通过螺旋桨伸缩机构与无人机的机身相连，同时吸盘通过折叠吸盘机构、主伸缩臂与无人机的机身相连，在非工作状态时各个伸缩结构回缩，能够有效减少对空间的占用，便于存放及运输；

3)旋转伸缩机构采用电机驱动，在用吸盘抓取物体后可以调整物体的水平位置，同时主伸缩臂能够根据物体的大小进行调节，从而更有效的使物体处于平衡状态；

4)折叠吸盘机构通过可伸缩折叠的结构使吸盘实现高度、角度的调节，吸盘平放为工作状态，竖放为折叠状态，不仅节省空间，并可适应异形结构的物体运输；

5)装置结构紧凑，采用多个液压缸实现伸缩动作，动作可靠，安全性高；通过控制系统将各机构有机结构，可操控性强。

附图说明

图1是本发明所述一种无人机运输转移装置的立体结构示意图。

图2是本发明所述一种无人机运输转移装置的正视图。

图3是本发明所述无人机本体的结构示意图。

图4是本发明所述螺旋桨的结构示意图。

图5是本发明所述旋转伸缩机构的结构示意图。

图6是本发明所述折叠吸盘机构的主视图。

图7是本发明所述折叠吸盘机构的立体结构示意图。

图中：1.无人机本体 101.机身 102.蓄电池 103.连接柱 104.水平伸缩臂 105.螺旋桨连接杆 106.第一液压缸 107.前端固定板一 108.后端固定板一 109.螺旋桨固定座 110.桨叶 111.舵机 112.主动圆锥齿轮 113.从动圆锥齿轮 2.旋转伸缩机构 201.控制箱 202.主动齿轮 203.从动齿圈 204.转盘 205.中心轴 206.后端固定板二 207.前端固定板二 208.第二液压缸 209.第二滑动块 3.折叠吸盘机构 301.顶部固定板 302.L形伸缩臂 303.第四液压缸 304.连杆二 305.第三液压缸 306.连杆三 307.吸盘固定座308.吸盘 309.后端固定板三 310.前端固定板三 311.连杆一 312.同步连杆 4.定位机构401.云台

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1、图2所示，本发明所述一种无人机运输转移装置，包括无人机本体1、旋转伸缩机构2、折叠吸盘机构3及定位机构4；所述无人机本体1设有机身101及多个螺旋桨，螺旋桨通过对应的螺旋桨伸缩机构与机身101相连；所述旋转伸缩机构2包括控制箱201、水平旋转机构及连体伸缩机构，控制箱201固定于机身101的下方，连体伸缩机构通过水平旋转机构与机身101相连，并且能够在水平旋转机构带动下绕机身101竖直轴线水平转动；连体伸缩机构沿周向设有多个主伸缩臂；所述折叠吸盘机构3为多个，每个折叠吸盘机构3均包括连杆机构、吸盘固定座307及吸盘308，其中吸盘固定座307通过连杆机构与对应的主伸缩臂相连，连杆机构能够伸缩及折叠，吸盘固定座307上设有多个吸盘308，吸盘308处于水平位时为工作状态；所述控制箱201的底部设定位机构4。

如图3所示，所述机身101为盘状骨架结构；控制箱201的顶部设圆盘，机身101与圆盘之间通过多个连接柱103固定连接，由机身101、连接柱103及圆盘围成的空间内设有蓄电池102。

如图3所示，所述螺旋桨伸缩机构由螺旋桨连接杆105、水平伸缩臂104及第一液压缸106组成；所述水平伸缩臂104由第一固定块、第一滑动套筒、第一滑动块、前端固定板一107及后端固定板一108组成，第一固定块与机身101固定相连，第一滑动块与螺旋桨连接杆105的一端相连，第一固定块与第一滑动块之间通过第一滑动套筒滑动连接；第一固定块的顶部设后端固定板一108，第一滑动块的顶部设前端固定板一107，前端固定板一107与后端固定板一108之间设第一液压缸106；螺旋桨连接杆105的另一端设螺旋桨固定座109；如图4所示，螺旋桨固定座109上设舵机111，螺旋桨由通过桨轴连接的一对桨叶110组成，桨轴通过转轴与螺旋桨固定座109铰接，舵机111的动力输出轴上设主动圆锥齿轮112，转轴上设从动圆锥齿轮113；主动圆锥齿轮112与从动圆锥齿轮113组成圆锥齿轮传动机构，在舵机111驱动及圆锥齿轮传动机构带动下，实现桨叶110角度的调整。

如图5所示，所述水平旋转机构由电机、主动齿轮202、从动齿圈203组成；连体伸缩机构由转盘204、中心轴205及多个主伸缩臂构成；中心轴205竖直固定在转盘204的中部，中心轴205的上端与控制箱201之间通过轴承连接，中心轴205的下端与转盘204相连；中心轴205的外侧设从动齿圈203，控制箱201的底部设主动齿轮202，主动齿轮202由电机驱动并与从动齿圈203啮合传动；在电机驱动下，主动齿轮202通过从动齿圈203、中心轴205带动转盘204水平转动；所述主伸缩臂由第二滑动块209、第二液压缸208及第二滑动套筒组成；转盘204的对应端与第二滑动块209通过第二滑动套筒相连，转盘204的对应端顶部设后端固定板二206，第二滑动块209的顶部设前端固定板二207，后端固定板二206与前端固定板二207之间设第二液压缸208；在第二液压缸208的作用下第二滑动块209与转盘204的对应端滑动连接。

如图6、图7所示，所述折叠吸盘机构3由顶部固定板301、L形伸缩臂302、连杆机构、吸盘固定座307及多个吸盘308组成；所述顶部固定板301与主伸缩臂上第二滑动块209底部固定连接，L形伸缩臂302为2个并排设置，每个L形伸缩臂302均由水平固定臂、竖直伸缩臂、第三液压缸305、第三滑动套筒及第三滑动块组成，其中水平固定臂与顶部固定板301固定连接，竖直伸缩臂通过第三滑动套筒与第三滑动块相连；竖直伸缩臂的对应端设后端固定板三309，第三滑动块上设前端固定板三310，后端固定板三309与前端固定板三310之间设第三液压缸305；连杆机构由连杆一311、连杆二304、连杆三306及同步连杆312组成，竖直伸缩臂的下端与对应连杆一311的一端铰接，连杆一311的另一端通过同步连杆312与连杆二304的一端铰接，并且同步连杆312通过第四液压缸303与对应的水平固定臂连接；连杆二304的另一端与连杆三306的中部铰接；连杆三306的一端与2个第三滑动块铰接，连杆三306的另一端与吸盘固定座307固定连接。

所述定位机构4由摄像头及云台401组成，摄像头通过云台401与转盘204固定连接。

所述控制箱201中设有控制系统及液压系统，第一液压缸106、第二液压缸208、第三液压缸305、第四液压缸303分别通过对应的电动控制阀与液压系统相连，各电动控制阀、舵机111、电机及摄像头分别连接控制系统。

所述螺旋桨至少为8个。

所述折叠吸盘机构3至少为4组，每组折叠吸盘机构中至少设3个吸盘308。

如图1、图2所示，无人机本体1的机身101为正八边形的盘状骨架结构，8个水平伸缩臂104对应安装在其8条侧边的中部，每个水平伸缩臂104由第一液压缸106带动实现伸缩；机身101与控制箱210之间由4个连接柱103固定连接，三者之间形成的空间内用于放置蓄电池102；螺旋桨连接杆105的伸出端分别设螺旋桨固定座109，8组螺旋桨分别安装在对应的螺旋桨安装座109中。当舵机111旋转时，通过圆锥齿轮传动机构带动螺旋桨的桨轴绕轴线转动，从而使桨叶110产生一定角度的偏转。

旋转伸缩机构2中，由电机驱动，主动齿轮202与从动齿圈203啮合传动，可带动连体伸缩机构整体绕中心轴205的轴线转动；由第二液压缸208带动主伸缩臂实现伸缩，从而在水平方向增加或缩小各组吸盘308的间距，以适应不同尺寸规格的物体。

折叠吸盘机构3中，由连杆一311、连杆二304及连杆三306共同组成连杆机构，通过第四液压缸303带动实现吸盘308角度的调节。由第三液压缸305带动实现吸盘308竖直方向伸缩量的调节。为了增加承载能力，每组折叠吸盘机构3中设置了2个L形伸缩臂302，通过同步连杆312实现2个L形伸缩臂302的同步动作。同时，每组折叠吸盘机构3中设有3个吸盘308。

所述定位机构4由云台401和摄像头组成，云台401用于安装、固定摄像头，可根据需要采用固定云台或电动云台。固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像头后调整摄像头的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后锁定即可。电动云台适用于对大范围进行扫描监视，可以扩大摄像头的监视范围，此时摄像头既可自动扫描监视区域，也可在监控中心值班人员的操纵下跟踪监视对象。本发明中，定位机构4用于在抓取或放置物体时进行准确定位。

本发明所述一种无人机运输转移装置使用时，通过网络或遥控器操纵控制系统，由控制系统按照预先设定的指令或现场指令进行物体运输转移操作，如通过对应电动控制阀控制8个第一液压缸同步动作实现8个螺旋桨的同步伸缩，通过对应电动控制阀控制4个第二液压缸同步动作实现4个主伸缩臂的同步伸缩，通过对应电动控制阀控制8个第三液压缸及4个第四液压缸的同步动作实现4个吸盘的同步折叠伸缩，并且上述动作可以单独进行也可以同时进行。控制系统通过控制8个舵机同时动作实现无人机的升降操作，通过控制电机动作实现吸盘在抓取物体之前或之后的水平转动调整，通过摄像头精确定位实现物体的准确抓取及运输到指定地点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无人机运输转移装置，其特征在于，包括无人机本体、旋转伸缩机构、折叠吸盘机构及定位机构；所述无人机本体设有机身及多个螺旋桨，螺旋桨通过对应的螺旋桨伸缩机构与机身相连；所述旋转伸缩机构包括控制箱、水平旋转机构及连体伸缩机构，控制箱固定于机身的下方，连体伸缩机构通过水平旋转机构与机身相连，并且能够在水平旋转机构带动下绕机身竖直轴线水平转动；连体伸缩机构沿周向设有多个主伸缩臂；所述折叠吸盘机构为多个，每个折叠吸盘机构均包括连杆机构、吸盘固定座及吸盘，其中吸盘固定座通过连杆机构与对应的主伸缩臂相连，连杆机构能够伸缩及折叠，吸盘固定座上设有多个吸盘，吸盘处于水平位时为工作状态；所述控制箱的底部设定位机构；

所述螺旋桨伸缩机构由螺旋桨连接杆、水平伸缩臂及第一液压缸组成；所述水平伸缩臂由第一固定块、第一滑动套筒、第一滑动块、前端固定板一及后端固定板一组成，第一固定块与机身固定相连，第一滑动块与螺旋桨连接杆的一端相连，第一固定块与第一滑动块之间通过第一滑动套筒滑动连接；第一固定块的顶部设后端固定板一，第一滑动块的顶部设前端固定板一，前端固定板一与后端固定板一之间设第一液压缸；螺旋桨连接杆的另一端设螺旋桨固定座；螺旋桨固定座上设舵机，螺旋桨由通过桨轴连接的一对桨叶组成，桨轴通过转轴与螺旋桨固定座铰接，舵机的动力输出轴上设主动圆锥齿轮，转轴上设从动圆锥齿轮；主动圆锥齿轮与从动圆锥齿轮组成圆锥齿轮传动机构，在舵机驱动及圆锥齿轮传动机构带动下，实现桨叶角度的调整；

所述水平旋转机构由电机、主动齿轮、从动齿圈组成；连体伸缩机构由转盘、中心轴及多个主伸缩臂构成；中心轴竖直固定在转盘的中部，中心轴的上端与控制箱之间通过轴承连接，中心轴的下端与转盘相连；中心轴的外侧设从动齿圈，控制箱的底部设主动齿轮，主动齿轮由电机驱动并与从动齿圈啮合传动；在电机驱动下，主动齿轮通过从动齿圈、中心轴带动转盘水平转动；所述主伸缩臂由第二滑动块、第二液压缸及第二滑动套筒组成；转盘的对应端与第二滑动块通过第二滑动套筒相连，转盘的对应端顶部设后端固定板二，第二滑动块的顶部设前端固定板二，后端固定板二与前端固定板二之间设第二液压缸；在第二液压缸的作用下第二滑动块与转盘的对应端滑动连接；

所述折叠吸盘机构由顶部固定板、L形伸缩臂、连杆机构、吸盘固定座及多个吸盘组成；所述顶部固定板与主伸缩臂上第二滑动块底部固定连接，L形伸缩臂为2个并排设置，每个L形伸缩臂均由水平固定臂、竖直伸缩臂、第三液压缸、第三滑动套筒及第三滑动块组成，其中水平固定臂与顶部固定板固定连接，竖直伸缩臂通过第三滑动套筒与第三滑动块相连；竖直伸缩臂的对应端设后端固定板三，第三滑动块上设前端固定板三，后端固定板三与前端固定板三之间设第三液压缸；连杆机构由连杆一、连杆二、连杆三及同步连杆组成，竖直伸缩臂的下端与对应连杆一的一端铰接，连杆一的另一端通过同步连杆与连杆二的一端铰接，并且同步连杆通过第四液压缸与对应的水平固定臂连接；连杆二的另一端与连杆三的中部铰接；连杆三的一端与2个第三滑动块铰接，连杆三的另一端与吸盘固定座固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人机运输转移装置，其特征在于，所述机身为盘状骨架结构；控制箱的顶部设圆盘，机身与圆盘之间通过多个连接柱固定连接，由机身、连接柱及圆盘围成的空间内设有蓄电池。

3.根据权利要求1所述的一种无人机运输转移装置，其特征在于，所述定位机构由摄像头及云台组成，摄像头通过云台与转盘固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种无人机运输转移装置，其特征在于，所述控制箱中设有控制系统及液压系统，第一液压缸、第二液压缸、第三液压缸、第四液压缸分别通过对应的电动控制阀与液压系统相连，各电动控制阀、舵机、电机及摄像头分别连接控制系统。

5.根据权利要求1所述的一种无人机运输转移装置，其特征在于，所述螺旋桨至少为8个。

6.根据权利要求1所述的一种无人机运输转移装置，其特征在于，所述折叠吸盘机构至少为4组，每组折叠吸盘机构中至少设3个吸盘。

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