CN111688941B - 基于可控粘附的无人机着陆停靠装置及具有其的无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可控粘附的无人机着陆停靠装置及具有其的无人机，包括：固定套筒、折叠驱动机构、自适应压缩机构和可控粘附机构。折叠驱动机构包括固定支架、第一驱动件和连杆组件，固定支架设在固定套筒上，连杆组件一端连接固定支架，第一驱动件可驱动连杆组件相对固定支架活动。自适应压缩机构包括支撑臂、第一弹性件和转动接头，支撑臂与固定套筒转动相连，连杆组件另一端与支撑臂转动连接，第一弹性件设在支撑臂和转动接头间。可控粘附机构包括粘附底座、剥离单元和粘附单元，粘附底座与转动接头相连，剥离单元设于粘附底座和粘附单元间。根据本发明的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，能快速折叠、自适应稳定粘附停靠和快速脱附。

Description

基于可控粘附的无人机着陆停靠装置及具有其的无人机

技术领域

本发明属于无人机技术领域，尤其是涉及一种基于可控粘附的无人机着陆停靠装置及具有其的无人机。

背景技术

无人机技术在地图测绘、农业浇灌、电力巡检、灾难救援和军事侦察等领域具有广阔的应用前景。无人机具有小巧轻便、机动灵活、远程操控等特点，但是续航能力较差和工作时长受限降低了其工作效率，限制了无人机技术在各种领域的广泛应用。通过将无人机附着在静止或运动的物体表面，形成驻留平台，再继续执行特定定点任务或重新起飞执行新任务，能够有效降低无人机的能耗，延长其续航作业时间，从而提升其工作能力。

相关无人机停靠的技术中，多采用无人机停靠装置进行停靠作业。然而，有的无人机停靠装置中，占有空间大，对无人机的飞行性能具有不利影响，且停靠稳定性一般。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，使得无人机着陆停靠装置能够快速折叠、自适应稳定粘附停靠和快速脱附。

本发明还旨在提出一种具有上述基于可控粘附的无人机着陆停靠装置的无人机。

根据本发明实施例的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，包括：固定套筒，所述固定套筒可用于连接无人机起落架；折叠驱动机构，所述折叠驱动机构包括固定支架、第一驱动件和连杆组件，所述固定支架设在所述固定套筒上，所述连杆组件的一端连接所述固定支架，所述第一驱动件用于驱动所述连杆组件相对所述固定支架活动；自适应压缩机构，所述自适应压缩机构包括支撑臂、第一弹性件和转动接头，所述支撑臂与所述固定套筒转动相连，所述连杆组件的另一端与所述支撑臂转动连接，所述支撑臂具有工作位置和折叠位置，所述连杆组件活动时带动所述支撑臂在所述工作位置和所述折叠位置之间切换，所述第一弹性件设在所述支撑臂和所述转动接头之间；可控粘附机构，所述可控粘附机构包括粘附底座、剥离单元和粘附单元，所述粘附底座与所述转动接头相连，所述粘附底座的底部设有所述粘附单元，所述粘附单元可粘附待降落面，所述剥离单元设于所述粘附底座和所述粘附单元之间，所述剥离单元可活动以使所述粘附单元相对于所述待降落面剥离开。

根据本发明实施例的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，通过连杆组件活动时带动支撑臂在工作位置和折叠位置之间切换，可以实现基于可控粘附的无人机着陆停靠装置的快速折叠与打开。通过粘附底座与转动接头产生一定的转动，使得粘附单元可以与待降落面适应性接触，通过第一弹性件的变形作用可便于无人机着陆停靠装置与待降落面进行更好的适应性接触，从而实现可控的粘附作用，提升基于可控粘附的无人机着陆停靠装置的应用范围，如可适于待降落面为水平、倾斜和竖直表面等多种环境。由此无人机着陆停靠装置可以实现自适应粘附停靠和快速脱附起飞，还可以实现自动化折叠回收、模块化快拆组装，从而具有低功耗、高强度、模块化、可折叠的特点，能够在多种类型和型号的无人机上得到广泛应用。

在一些实施例中，所述第一驱动件为折叠驱动舵机，所述折叠驱动舵机具有传动轴，所述连杆组件包括驱动曲柄和驱动连杆，所述驱动曲柄的一端与所述传动轴相连，所述驱动曲柄的另一端与所述驱动连杆相连，所述驱动曲柄、所述驱动连杆、所述支撑臂和所述固定支架在相接点之间的部分形成平行四边形。

具体地，所述支撑臂包括多个分叉结构，多个所述分叉结构在临近所述第一弹性件的一端相连，多个所述分叉结构在朝向所述固定套筒的方向上逐渐分开，至少两个所述分叉结构之间连接有驱动转轴，所述驱动连杆连接在所述驱动转轴上，多个所述分叉结构在分开的一端通过套环外套在所述固定套筒上。

在一些实施例中，所述自适应压缩机构还包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述转动接头相连，所述伸缩杆的另一端可伸缩地设置在所述支撑臂上，所述第一弹性件为外套在所述伸缩杆上的压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别止抵在所述转动接头和所述支撑臂上。

具体地，所述自适应压缩机构还包括外套在所述伸缩杆上的轴承座，所述轴承座固定连接在所述支撑臂上，所述轴承座与所述伸缩杆之间设有直线轴承。

在一些实施例中，所述自适应压缩机构还包括第二弹性件和第三弹性件，所述第二弹性件连接在所述固定支架和所述支撑臂之间，所述第三弹性件连接在所述转动接头与所述粘附底座之间。

在一些实施例中，所述自适应压缩机构为两个，两个所述自适应压缩机构通过两个所述折叠驱动机构连接在所述固定套筒上，两个所述固定支架的朝向彼此的一侧连接有所述第一驱动件，两个所述连杆组件位于两个所述固定支架的远离彼此的一侧，两个所述固定支架上分别设有方形孔，所述第一驱动件的传动轴穿过所述方形孔连接对应的所述连杆组件。

在一些实施例中，所述可控粘附机构还包括承载单元，所述承载单元设在所述粘附底座和所述剥离单元之间。

在一些实施例中，所述可控粘附机构还包括脱附驱动舵机和脱附线绳，所述脱附驱动舵机设在所述粘附底座上，所述脱附线绳的两端分别与所述剥离单元和所述脱附驱动舵机相连。

根据本发明实施例的无人机，包括：机身、起落架和本发明上述实施例任一项所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，所述固定套筒与所述起落架相连。

根据本发明实施例的无人机，通过基于可控粘附的无人机着陆停靠装置的快速折叠，使得无人机具有更好的飞行性能。通过无人机着陆停靠装置与待降落面400进行可控粘附，从而可以使得无人机的稳定停靠，提升无人机的应用范围，如可以适于待降落面为水平、倾斜和竖直表面等多种环境。由此无人机可以实现自适应粘附停靠和快速脱附起飞，具有低功耗、高强度、模块化、可折叠的特点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例中基于可控粘附的无人机着陆停靠装置的立体图；

图2为本发明实施例中无人机的结构示意图；

图3为本发明实施例中基于可控粘附的无人机着陆停靠装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中基于可控粘附的无人机着陆停靠装置的侧视图(其中，无人机着陆停靠装置进行了部分剖视以显示部件的配合关系)；

图5为本发明实施例中无人机和一待降落面的结构示意图(其中，无人机停靠在待降落面)；

图6为本发明实施例中无人机和一待降落面的结构示意图(其中，无人机脱离待降落面起飞)。

附图标记：

无人机1000、

基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100、

固定套筒1、套筒1A、紧定螺钉1B、

折叠驱动机构2、固定支架2A、第一驱动件2B、第一螺钉2C、驱动曲柄2D、销钉2E、驱动连杆2F、驱动转轴2G、

自适应压缩机构3、第二弹性件3A、圆螺母3B、支撑臂3C、第一径向轴承3D、限位件3E、第二螺钉3F、轴承座3G、直线轴承3H、第一弹性件3I、伸缩杆3J、转动接头3K、第二径向轴承3L、粘附底座转轴3M、第三弹性件3N、弹性挡圈3O

可控粘附机构4、脱附驱动舵机4A、脱附线绳4B、粘附底座4C、承载单元4D、剥离单元4E、粘附单元4F、

机身200、起落架300、

待降落面400。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100。

根据本发明实施例的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100，如图1所示，包括：固定套筒1、折叠驱动机构2、自适应压缩机构3和可控粘附机构4。如图2所示，固定套筒1可用于连接无人机起落架300。如图3和图4所示，折叠驱动机构2包括固定支架2A、第一驱动件2B和连杆组件，固定支架2A设在固定套筒1上，连杆组件的一端连接固定支架2A，第一驱动件2B用于驱动连杆2F组件相对固定支架2A活动。自适应压缩机构3包括支撑臂3C、第一弹性件3I和转动接头3K，支撑臂3C与固定套筒1转动相连，连杆组件的另一端与支撑臂3C转动连接，支撑臂3C具有工作位置和折叠位置，连杆组件活动时带动支撑臂3C在工作位置和折叠位置之间切换，第一弹性件3I设在支撑臂3C和转动接头3K之间。可控粘附机构4包括粘附底座4C、剥离单元4E和粘附单元4F，粘附底座4C与转动接头3K相连，粘附底座4C的底部设有粘附单元4F，粘附单元4F可粘附待降落面400，剥离单元4E设于粘附底座4C和粘附单元4F之间，剥离单元4E可活动以使粘附单元4F相对于待降落面400剥离开。

可以理解的是，固定套筒1用于连接无人机起落架300，同时也作为整个基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的基础，各部分如固定支架2A、支撑臂3C设置在固定套筒1上，从而能够提升基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的作业稳定性。

第一驱动件2B可以为连杆组件提供动力，使得连杆组件相对固定支架2A活动。由此折叠驱动机构2可以为自适应压缩机构3提供可控的驱动，使得连杆组件活动时带动支撑臂3C在工作位置和折叠位置之间切换，实现基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的快速折叠与打开。这里当待降落面400为水平面时，在飞行过程中及降落时，均可使得连杆组件活动以带动支撑臂3C切换至折叠位置，使得基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100处于折叠状态。具体而言，在飞行过程中，基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100处于折叠状态，从而可以提升无人机1000的飞行性能，减小风阻。在降落过程中，因待降落面400为水平面，基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100处于折叠状态也可以使得无人机1000稳定地降落。当然，此时支撑臂3C切换至工作位置也可以实现稳定降落，在此不作限定。当降落面为倾斜、竖直表面等复杂环境时，在飞行过程中，基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100处于折叠状态。在降落过程中，需要使得支撑臂3C切换至工作位置，以便于可控粘附机构4的粘附作业。

粘附底座4C的底部设有粘附单元4F，这样粘附单元4F可以粘附待降落面400，且在粘附过程中，可以粘附底座4C可以与转动接头3K产生一定的转动，使得粘附单元4F可以与待降落面400适应性接触，同时第一弹性件3I的设置也可以产生一定的缓冲作用，便于无人机着陆停靠装置100与待降落面400进行更好的适应性接触，有效地吸收无人机1000在停靠过程中产生的冲击力。由此可以实现可控的粘附作用，实现对于不同角度表面的自适应接触，具有适应性好的特点。从而提升基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的可应用范围，如包括适于待降落面400为水平、倾斜和竖直表面等多种环境。

剥离单元4E设于粘附底座4C和粘附单元4F之间，这样在起飞之前，剥离单元4E可活动以使粘附单元4F相对于待降落面400剥离开，从而便于无人机1000平稳地起飞。

需要说明的是，在无人机停靠的技术中，常用的附着方法主要有磁铁吸附和真空吸附。然而，磁铁吸附要求附着表面为软磁性材料，为产生磁性吸脱附的控制还需要大线圈和大电流，真空吸附则需要配备真空泵等设备并需要较大的功率持续输入。而本发明实施例提供了一种采用仿生可控粘附的停靠装置，可以实现自适应粘附停靠和快速脱附起飞，还可以实现自动化折叠回收、模块化快拆组装，从而具有结构紧凑、低功耗、高强度、模块化、可折叠的特点，能够在多种类型和型号的无人机1000上得到广泛应用。

如图5和图6所示，以待降落面400为倾斜面为例描述基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100适于连接无人机起落架300的一个工作过程。

在粘附停靠阶段，第一驱动件2B驱动连杆组件相对固定支架2A活动，使得连杆组件带动支撑臂3C切换至工作位置。在此过程中，无人机1000通过飞行控制逐渐靠近倾斜面并使无人机着陆停靠装置100与之对齐。然后无人机1000继续向倾斜面靠近，使得可控粘附机构4与倾斜面接触并通过自适应压缩机构3产生接触压力，此时第一弹性件3I也产生变形以便于适应性接触。当第一弹性件3I变形至一定量时，无人机1000停止工作，第一弹性件3I在力平衡的作用下回复至平衡位置，此时粘附单元4F产生的粘附力支撑无人机1000稳定地停靠在倾斜面。至此，无人机1000从正常飞行状态转换为粘附停靠状态。

在脱附起飞阶段，剥离单元4E可活动以使粘附单元4F相对于倾斜面剥离开，此时无人机1000准备起飞并从倾斜面脱离。无人机1000脱离倾斜面之后，第一驱动件2B驱动连杆组件相对固定支架2A活动，使得连杆组件带动支撑臂3C切换至折叠位置。

根据本发明实施例的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100，通过连杆组件活动时带动支撑臂3C在工作位置和折叠位置之间切换，可以实现基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的快速折叠与打开。通过粘附底座4C与转动接头3K产生一定的转动，使得粘附单元4F可以与待降落面400适应性接触，通过第一弹性件3I的变形作用可便于无人机着陆停靠装置100与待降落面400进行更好的适应性接触，从而实现可控的粘附作用，提升基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的应用范围，如可适于待降落面400为水平、倾斜和竖直表面等多种环境。由此基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100可以实现自适应粘附停靠和快速脱附起飞，还可以实现自动化折叠回收、模块化快拆组装，从而具有低功耗、高强度、模块化、可折叠的特点，能够在多种类型和型号的无人机上得到广泛应用。

在一些实施例中，如图3和图4所示，第一驱动件2B为折叠驱动舵机，折叠驱动舵机具有传动轴，连杆组件包括驱动曲柄2D和驱动连杆2F，驱动曲柄2D的一端与传动轴相连，驱动曲柄2D的另一端与驱动连杆2F相连，驱动曲柄2D、驱动连杆2F、支撑臂3C和固定支架2A在相接点之间的部分形成平行四边形。可以理解的是，折叠驱动舵机具有输出平稳、扭矩大的优点，从而可以提升连杆组件的传动可靠性。这里折叠驱动舵机可为传动轴提供动力，以使得传动轴转动，从而依次传动至驱动曲柄2D、驱动连杆2F和支撑臂3C，进而改变支撑臂3C相对于固定支架2A的角度。通过改变折叠驱动舵机的转向，也可以方便地使得支撑臂3C在工作位置和折叠位置进行转动切换。

另外，平行四边形的设计，使驱动曲柄2D和支撑臂3C相对固定支架2A的转动角度变化是相等的。平行四边形相对于其他四边形而言，对角相等、临角相加为180度，在角度变化的各节点对杆受力分析时更容易，为避免死点的设计也更方便，从而这样四边形的杆长设计较简单。

具体地，如图3和图4所示，支撑臂3C包括多个分叉结构，多个分叉结构在临近第一弹性件3I的一端相连，多个分叉结构在朝向固定套筒1的方向上逐渐分开，至少两个分叉结构之间连接有驱动转轴2G，驱动连杆2F连接在驱动转轴2G上，多个分叉结构在分开的一端通过套环外套在固定套筒1上。可以理解的是，分支结构的设置可以提升支撑臂3C的结构强度，从而提升基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的停靠可靠性。另外，至少两个分叉结构之间连接有驱动转轴2G，从而便于驱动连杆2F通过驱动转轴2G传动至分叉结构，也可以提升分叉结构的运动同步性。

可选的，如图3所示，自适应压缩机构3还包括圆螺母3B，靠近固定套筒1端部的分叉结构通过圆螺母3B固定在固定套筒1一端以限定支撑臂3C的轴向位置。

可选的，如图3所示，驱动曲柄2D的一端通过第一螺钉2C固定在传动轴上，驱动曲柄2D的另一端可以设有圆孔，销钉2E穿过圆孔与驱动连杆2F的一端连接，这里圆孔与销钉2E形成过渡配合。当然，在其它的一些实施例中，驱动曲柄2D与转动轴之间也可以键连接，驱动曲柄2D与驱动连杆2F之间也可以采用轴体转动连接，在此不作限定。

可选的，如图4所示，至少两个分叉结构上具有阶梯形通孔，并装有过盈配合的第一径向轴承3D，第一径向轴承3D内圈装有过盈配合的驱动转轴2G。从而便于支撑臂3C的转动作业，减少摩擦损耗。

在一些实施例中，如图4所示，自适应压缩机构3还包括伸缩杆3J，伸缩杆3J的一端与转动接头3K相连，伸缩杆3J的另一端可伸缩地设置在支撑臂3C上，第一弹性件3I为外套在伸缩杆3J上的压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别止抵在转动接头3K和支撑臂3C上。可以理解的是，一方面伸缩杆3J的设置可以为压缩弹簧的变形提供导向作用，从而提升第一弹性件3I的缓冲性能和自适应压缩机构3对待降落面400的适应能力。另一方面，伸缩杆3J还可以进一步提升自适应压缩机构3的结构强度，从而提升基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的停靠可靠性。

具体地，如图4所示，自适应压缩机构3还包括外套在伸缩杆3J上的轴承座3G，轴承座3G固定连接在支撑臂3C上，轴承座3G与伸缩杆3J之间设有直线轴承3H。这里轴承座3G可以为直线轴承3H提供稳定的安装位。从而提升直线轴承3H的安装稳定性，也便于直线轴承3H将伸缩杆3J与支撑轴之间的滑动摩擦转变为滚珠的滚动摩擦，从而提升伸缩杆3J的运动灵敏性，减少摩擦损耗，有利于压缩弹簧的变形。

可选的，如图4所示，自适应压缩机构3还包括设在伸缩杆3J上的限位件3E，支撑臂3C上具有台阶部。在第一弹性件3I恢复原形时，限位件3E可止抵台阶部上，以限位伸缩杆3J的运动，从而提升伸缩杆3J的安全性和可靠性。

可选的，在伸缩杆3J上可以具有凹槽结构，限位件3E可以为限位挡圈，凹槽结构内装有过盈配合的限位挡圈。从而为伸缩杆3J提供可靠地限位作用。

可选的，如图4所示，支撑臂3C在临近第一弹性件3I的一侧具有环形排布的螺纹孔，第二螺钉3F旋入螺纹孔以固定轴承座3G。

在一些实施例中，如图3和图4所示，自适应压缩机构3还包括第二弹性件3A和第三弹性件3N，第二弹性件3A连接在固定支架2A和支撑臂3C之间，第三弹性件3N连接在转动接头3K与粘附底座4C之间。可以理解的是，在粘附停靠阶段，粘附单元4F与待降落面400产生接触，粘附底座4C适于待降落面400做适应性转动，由此使得第三弹性件3N产生变形量。在脱附起飞阶段，第三弹性件3N将恢复变形以使粘附底座4C回复至初始状态。由此便于粘附底座4C的重复作业。另外这里第二弹性件3A的设置，可以使得第一驱动件2B不工作时断电且不会自锁，由此当粘附单元4F与待降落面400产生接触时，第二弹性件3A会产生平衡的变形作用以使得支撑臂3C更好的自适应于待接触面400，从而进一步提升基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的停靠稳定性。

可选的，如图2所示，固定支架2A上设有槽形结构，支撑臂3C设有孔结构，第二弹性件3A连接在槽形结构和孔结构之间。从而可以提升第二弹性件3A的连接稳定性，便于第二弹性件3A的变形作业。

可选的，第二弹性件3A可以为套筒扭簧，第三弹性件3N可以为转轴扭簧。从而便于提升第二弹性件3A、第三弹性件3N对待降落面400的适应能力。

可选的，如图3所示，转动接头3K在朝向粘附底座4C的一侧具有阶梯形通孔，通孔内安装过盈配合的第二径向轴承3L。第二径向轴承3L内圈装有过盈配合的粘附底座的转轴3M，粘附底座转轴3M两端具有槽形结构，用于安装弹性挡圈3O进行限位。

在一些实施例中，如图1和图3所示，自适应压缩机构3为两个，两个自适应压缩机构3通过两个折叠驱动机构2连接在固定套筒1上，两个固定支架2A的朝向彼此的一侧连接有第一驱动件2B，两个连杆组件位于两个固定支架2A的远离彼此的一侧。两个固定支架2A上分别设有方形孔，第一驱动件2B的传动轴穿过方形孔连接对应的连杆组件。这样可以提升基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的停靠过程中的平衡性及稳定性。另外，方形孔的设置，可以为传动轴提供避让位，也可以起到减重的作用。

在一些实施例中，如图3和图4所示，可控粘附机构4还包括承载单元4D，承载单元4D设在粘附底座4C和剥离单元4E之间。这里承载单元4D的设置，便于提升剥离单元4E的连接可靠性。

在一些实施例中，如图3和图4所示，可控粘附机构4还包括脱附驱动舵机4A和脱附线绳4B，脱附驱动舵机4A设在粘附底座4C上，脱附线绳4B的两端分别与剥离单元4E和脱附驱动舵机4A相连。这里脱附驱动舵机4A可以正向转动，也可以反向转动。通过改变脱附驱动舵机4A的转向可以收紧或放松脱附线绳4B。在脱附线绳4B放松时，剥离单元4E与粘附单元4F稳定接触，可以牢靠地停靠于待降落面400。在脱附线绳4B收紧时，剥离单元4E活动以使粘附单元4F相对于待降落面400剥离开，从而便于快速起飞。当然，在其它的一些实施例中，可控粘附机构4也可以包括脱附驱动舵机4A和多个首尾相连的驱动杆，脱附驱动舵机4A设在粘附底座4C上，多个首尾相连的驱动杆连接在剥离单元4E和脱附驱动舵机4A之间。由此也可以实现剥离单元4E的活动，在此对相关结构不作限定。

可选的，基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100还包括控制装置，控制装置可发出指令以控制基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的进行停靠作业。

可选的，如图3所示，固定套筒1可以包括套筒1A和紧定螺钉1B。套筒1A对称中心具有带螺纹孔的圆柱面，螺纹孔内安装有紧定螺钉1B，套筒1A通过紧定螺钉1B固定在无人机起落架300上。当然，在其它的一些实施例中，固定套筒1也可以包括套筒1A和销体，套筒1A可以通过销体固定在无人机起落架300上，在此对固定套筒1的具体形式不作限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例中的无人机1000。

根据本发明实施例的无人机1000，如图2、图5和图6所示，包括：机身200、起落架300和本发明上述实施例任一项所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100，固定套筒1与起落架300相连。

根据本发明实施例的无人机1000，通过基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100的快速折叠，使得无人机1000具有更好的飞行性能。通过无人机着陆停靠装置100与待降落面400进行可控粘附，从而可以使得无人机1000的稳定停靠，提升无人机1000的可应用范围，如可以适于待降落面400为水平、倾斜和竖直表面等多种环境。由此无人机1000可以实现自适应粘附停靠和快速脱附起飞，具有低功耗、高强度、模块化、可折叠的特点。

下面参考附图描述本发明的一个具体实施例中的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100。

根据本发明实施例的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100，包括：固定套筒1、折叠驱动机构2、自适应压缩机构3和可控粘附机构4。

固定套筒1可用于连接无人机起落架300。

折叠驱动机构2包括固定支架2A、折叠驱动舵机、驱动曲柄2D和驱动连杆2F。固定支架2A设在固定套筒1上，折叠驱动舵机具有传动轴，驱动曲柄2D的一端与传动轴相连，驱动曲柄2D的另一端与驱动连杆2F相连。

自适应压缩机构3包括支撑臂3C、压缩弹簧、转动接头3K、伸缩杆3J、轴承座3G、套筒扭簧和转轴扭簧。支撑臂3C包括两个分叉结构，两个分叉结构在临近压缩弹簧的一端相连，两个分叉结构在朝向固定套筒1的方向上逐渐分开，两个分叉结构之间连接有驱动转轴2G，驱动连杆2F连接在驱动转轴2G上，两个分叉结构在分开的一端通过套环外套在固定套筒1上。驱动曲柄2D、驱动连杆2F、支撑臂3C和固定支架2A在相接点之间的部分形成平行四边形。伸缩杆3J的一端与转动接头3K相连，伸缩杆3J的另一端可伸缩地设置在支撑臂3C上。压缩弹簧外套在伸缩杆3J上，压缩弹簧的两端分别止抵在转动接头3K和支撑臂3C上。轴承座3G外套在伸缩杆3J上，轴承座3G固定连接在支撑臂3C上，轴承座3G与伸缩杆3J之间设有直线轴承3H。套筒扭簧连接在固定支架2A和支撑臂3C之间，转轴扭簧连接在转动接头3K与粘附底座4C之间。

自适应压缩机构3为两个，两个自适应压缩机构3通过两个折叠驱动机构2连接在固定套筒1上，两个固定支架2A的朝向彼此的一侧连接有折叠驱动舵机，两个驱动曲柄2D位于两个固定支架2A的远离彼此的一侧，两个固定支架2A上分别设有方形孔，折叠驱动舵机的传动轴穿过方形孔连接对应的驱动曲柄2D上。

可控粘附机构4包括粘附底座4C、剥离单元4E、粘附单元4F、承载单元4D、脱附驱动舵机4A和脱附线绳4B。粘附底座4C与转动接头3K相连，粘附底座4C的底部设有粘附单元4F，粘附单元4F可粘附待降落面400，剥离单元4E设于粘附底座4C和粘附单元4F之间，剥离单元4E可活动以使粘附单元4F相对于待降落面400剥离开。承载单元4D设在粘附底座4C和剥离单元4E之间，脱附驱动舵机4A设在粘附底座4C上，脱附线绳4B的两端分别与剥离单元4E和脱附驱动舵机4A相连。

基于可控粘附的无人机着陆停靠装置100适于无人机1000的工作原理可以分为粘附停靠、脱附起飞两个部分。

(1)粘附停靠：首先控制装置发送指令，折叠驱动舵机正向旋转一定角度，带动驱动曲柄2D和驱动连杆2F正向旋转，使得驱动转轴2G带动支撑臂3C转动到工作位置。在此过程中，无人机1000通过飞行控制逐渐靠近待降落面400并使无人机着陆停靠装置100与之对齐。然后无人机1000继续向待降落面400靠近，使得可控粘附机构4与待降落面400接触并通过自适应压缩机构3产生接触压力。此时，套筒扭簧和转轴扭簧处于旋转压缩状态，压缩弹簧也处于压缩状态。当伸缩杆相对支撑臂3C伸缩至一定位移时，无人机1000停止工作，各个弹簧元件在力平衡的作用下回复至平衡位置，此时可控粘附机构4产生的粘附力支撑无人机1000稳定地停靠在待降落面400。至此，无人机1000从正常飞行状态转换为粘附停靠状态。

(2)脱附起飞：首先控制装置发送指令，使得脱附驱动舵机4A反向旋转一定角度，带动脱附线绳4B张紧收缩，脱附线绳4B带动剥离单元4E产生弯曲，从而带动粘附单元4F从待降落面400剥离。然后控制装置发送指令，无人机1000准备起飞并从待降落面400脱离。无人机1000脱离待降落面400之后，控制装置发送指令，使得脱附驱动舵机4A正向旋转回到初始位置，使脱附线绳4B松弛释放，剥离单元4E和粘附单元4F在弹性的作用下回复至原始状态。然后控制装置发送指令，使得折叠驱动舵机反向旋转一定角度，带动驱动曲柄2D和驱动连杆2F反向旋转，使得驱动转轴2G带动支撑臂3C转动到折叠位置。至此，无人机1000从粘附停靠状态转换为脱附起飞状态。

根据本发明实施例的无人机1000的其他构成例如螺旋桨等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，其特征在于，包括：

固定套筒，所述固定套筒用于连接无人机起落架；

折叠驱动机构，所述折叠驱动机构包括固定支架、第一驱动件和连杆组件，所述固定支架设在所述固定套筒上，所述连杆组件的一端连接所述固定支架，所述第一驱动件用于驱动所述连杆组件相对所述固定支架活动；

自适应压缩机构，所述自适应压缩机构包括支撑臂、第一弹性件和转动接头，所述支撑臂与所述固定套筒转动相连，所述连杆组件的另一端与所述支撑臂转动连接，所述支撑臂具有工作位置和折叠位置，所述连杆组件活动时带动所述支撑臂在所述工作位置和所述折叠位置之间切换，所述第一弹性件设在所述支撑臂和所述转动接头之间；

可控粘附机构，所述可控粘附机构包括粘附底座、剥离单元和粘附单元，所述粘附底座与所述转动接头相连，所述粘附底座的底部设有所述粘附单元，所述粘附单元可粘附待降落面，所述剥离单元设于所述粘附底座和所述粘附单元之间，所述剥离单元可活动以使所述粘附单元相对于所述待降落面剥离开；

所述自适应压缩机构为两个，两个所述自适应压缩机构通过两个所述折叠驱动机构连接在所述固定套筒上，两个所述固定支架的朝向彼此的一侧连接有所述第一驱动件，两个所述连杆组件位于两个所述固定支架的远离彼此的一侧，两个所述固定支架上分别设有方形孔，所述第一驱动件的传动轴穿过所述方形孔连接对应的所述连杆组件。

2.根据权利要求1所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，其特征在于，所述第一驱动件为折叠驱动舵机，所述折叠驱动舵机具有传动轴，所述连杆组件包括驱动曲柄和驱动连杆，所述驱动曲柄的一端与所述传动轴相连，所述驱动曲柄的另一端与所述驱动连杆相连，所述驱动曲柄、所述驱动连杆、所述支撑臂和所述固定支架在相接点之间的部分形成平行四边形。

3.根据权利要求2所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，其特征在于，所述支撑臂包括多个分叉结构，多个所述分叉结构在临近所述第一弹性件的一端相连，多个所述分叉结构在朝向所述固定套筒的方向上逐渐分开，至少两个所述分叉结构之间连接有驱动转轴，所述驱动连杆连接在所述驱动转轴上，多个所述分叉结构在分开的一端通过套环外套在所述固定套筒上。

4.根据权利要求1所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，其特征在于，所述自适应压缩机构还包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述转动接头相连，所述伸缩杆的另一端可伸缩地设置在所述支撑臂上，所述第一弹性件为外套在所述伸缩杆上的压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别止抵在所述转动接头和所述支撑臂上。

5.根据权利要求4所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，其特征在于，所述自适应压缩机构还包括外套在所述伸缩杆上的轴承座，所述轴承座固定连接在所述支撑臂上，所述轴承座与所述伸缩杆之间设有直线轴承。

6.根据权利要求1所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，其特征在于，所述自适应压缩机构还包括第二弹性件和第三弹性件，所述第二弹性件连接在所述固定支架和所述支撑臂之间，所述第三弹性件连接在所述转动接头与所述粘附底座之间。

7.根据权利要求1所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，其特征在于，所述可控粘附机构还包括承载单元，所述承载单元设在所述粘附底座和所述剥离单元之间。

8.根据权利要求1所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，其特征在于，所述可控粘附机构还包括脱附驱动舵机和脱附线绳，所述脱附驱动舵机设在所述粘附底座上，所述脱附线绳的两端分别与所述剥离单元和所述脱附驱动舵机相连。

9.一种无人机，其特征在于，包括：机身、起落架和根据权利要求1-8中任一项所述的基于可控粘附的无人机着陆停靠装置，所述固定套筒与所述起落架相连。

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