CN111717393A - 一种物资自投递式运输无人机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物资自投递式运输无人机，包括无人机本体，无人机本体底部可拆卸安装有一壳体，壳体内由上至下依次设有上层动力腔、中层储物腔和下层投放腔，壳体中心处设有主轴腔，主轴腔内转动安装有下层转轴，下层转轴上安装有扭簧，下层转轴上端通过电磁离合器连接有上层转轴，上层转轴顶端安装有第一齿轮；还包括驱动第一齿轮转动、伸缩套伸缩的动力机构和用于启闭下落口的控料板。本发明通过采用横向弹射的方式，可以将物品投射到高层建筑中层房间、悬崖平台等特殊地理位置的应用场景时；中层容纳腔内可携带三个物资包，可逐一对物资包进行投放，可实现对多个不同场景位置的抛投，提高物资投放的灵活性。

Description

一种物资自投递式运输无人机

技术领域

本发明涉及无人机领域，特别是一种物资自投递式运输无人机。

背景技术

随着无人机技术的飞速发展和市场的成熟，无人机在社会上得到了广泛的应用，如在消防、公共安全、物资输送等方面，无人机都已经得到很好发展。在进行物资包输送时，物资包都是通过挂载方式设置在无人机底部，目前的诸多无人机在执行抛投挂载任务，多使用舵机驱动挂钩进行定点抛投，借助重力进行自由落体式抛投输送物资包，但如今抛投任务繁多，场景各异，所需抛投的物件也各有不同，现有的的抛投无人机无法对高层建筑中层房间、崖壁平台等特殊地理位置执行抛投任务，存在较大局限性；且无人机抛投器都为单个吊挂抛投，一个舵机只能控制一根连杆上挂载的单个物品的抛投，无法实现对多个场景位置的抛投，效率低下，且应用狭隘。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种物资自投递式运输无人机。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种物资自投递式运输无人机，包括无人机本体，所述无人机本体底部可拆卸安装有一壳体，所述壳体内由上至下依次设有上层动力腔、中层储物腔和下层投放腔，所述中层储物腔底部开有与下层投放腔连通的下落口，所述下层投放腔由弧形通道和投放通道构成，所述投放通道的出口处安装有伸缩套，所述壳体中心处竖向设有圆筒型的主轴腔，所述主轴腔内转动安装有下层转轴，所述下层转轴上安装有用于对其转动产生阻力的扭簧，所述下层转轴上安装有伸入下层投放腔内的下层拨杆，所述下层拨杆上安装有下层拨板，所述下层转轴上端通过电磁离合器连接有上层转轴，所述上层转轴上安装有伸入中层储物腔内的三个上层拨杆，三个所述上层拨杆沿上层转轴轴线呈圆周分布，所述上层拨杆上安装上层拨板，相邻的两个所述上层拨板间设有待投放物资包，所述上层拨板用于将中层储物腔内的待投放物资包拨至下落口，所述上层转轴顶端转动安装在上层动力腔内且安装有第一齿轮；还包括：

设置在上层动力腔内的动力机构，所述动力机构驱动第一齿轮转动、伸缩套伸缩；

安装在下层转轴上控料板，所述控料板用于启闭下落口。

优选地，所述动力机构包括转动安装在上层动力腔内的从动轴、安装在从动轴上且与第一齿轮啮合连接的第二齿轮、固定安装在上层动力腔内的电动推杆、固定安装在上层动力腔内的滑槽导轨、滑动安装在滑槽导轨内的滑板、与电动推杆伸缩端和滑板连接的连接板、位于滑板一侧且与第二齿轮啮合连接的齿条、两端分别固定安装在齿条和滑板上的弹簧导向杆、固定安装在滑板上用于吸附齿条以使齿条脱离第二齿轮的电磁铁；其中，所述滑板一端伸出上层动力腔且安装有连接杆，所述连接杆与伸缩套远离下落口的一端连接。

优选地，所述下落口为扇形口，所述控料板为与下落口形状适配的扇形板。

优选地，所述下层投放腔内壁上固定有环形轨道，所述控料板背向下层转轴的一端滑动设置在环形轨道上。

优选地，所述动力机构驱动第一齿轮转动方向为扭簧蓄力方向，沿扭簧蓄力方向，所述中层储物腔等分为三个区域；扭簧蓄力前，三个所述上层拨板分别位于各区域交界处；扭簧蓄力后，三个所述上层拨板分别移动至其下一区域交界处。

优选地，所述中层储物腔上开有储放口，所述壳体上安装有用于启闭储放口的推拉门机构。

优选地，所述推拉门机构包括固定在储放口上下两端的弧形轨道、滑动设置在弧形轨道内弧形门板、固定所述壳体上的尼龙魔术贴母带、固定所述弧形门板上的用于与尼龙魔术贴母带粘接的尼龙魔术贴子带。

优选地，所述中层储物腔与主轴腔构成一供待投放物资包通过的环形通道。

优选地，所述投放通道与弧形通道相切设置。

优选地，所述扭簧蓄力前，所述下层拨板位于投放通道交界处弧形通道以及其中一个所述上层拨板正下方。

本发明的有益效果：通过采用横向弹射的方式，使得投射出的物资包具有一定的横向速度，从而可以将物品投射到高层建筑中层房间、悬崖平台等特殊地理位置的应用场景时；中层容纳腔内可携带三个物资包，尤其适用于携带长形物资包，可逐一对物资包进行投放，可实现对多个不同场景位置的抛投，提高物资投放的灵活性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是图1的局部放大图；

图4是上层动力腔的俯视剖视图；

图5是中层储物腔的俯视剖视图一（扭簧未蓄力状态）；

图6是中层储物腔的俯视剖视图二（扭簧蓄力状态中）；

图7是图6中取出物资包时的状态图；

图8是图5状态时下层投放腔的俯视剖视图一；

图9下层投放腔的俯视剖视图二（扭簧蓄满力状态）；

图10是下层投放腔的俯视剖视图三（扭簧释放弹力状态）；

图中，1、无人机本体；

2、壳体；21、上层动力腔；22、中层储物腔；221、储放口；23、下层投放腔；231、弧形通道；232、投放通道；24、下落口；25、主轴腔；

3、伸缩套；

401、下层转轴；402、扭簧；403、下层拨杆；404、下层拨板；405、电磁离合器；406、上层转轴；407、上层拨杆；408、上层拨板；409、物资包；410、第一齿轮；

5、动力机构；501、从动轴；502、第二齿轮；503、电动推杆；504、滑槽导轨；505、滑板；506、连接板；507、齿条；508、弹簧导向杆；509、电磁铁；510、连接杆；

6、控料板；

7、环形轨道；

8、推拉门机构；81、弧形轨道；82、弧形门板；83、尼龙魔术贴母带；84、尼龙魔术贴子带。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-10所示:一种物资自投递式运输无人机，包括无人机本体1，无人机本体1底部可拆卸安装有一壳体2，通过在无人机本体1底部安装L型连接件，可将壳体2可拆卸安装在无人机本体1底部，无人机本体1是现有技术的无人机，但必须是如旋翼无人机或者复合翼无人机这种的可以悬停的无人机，以便于实现悬停投放功能；壳体2内由上至下依次设有上层动力腔21、中层储物腔22和下层投放腔23，中层储物腔22底部开有与下层投放腔23连通的下落口24，下层投放腔23由弧形通道231和投放通道232构成，投放通道232的出口处安装有伸缩套3，壳体2中心处竖向设有圆筒型的主轴腔25，主轴腔25内转动安装有下层转轴401，下层转轴401上安装有用于对其转动产生阻力的扭簧402，扭簧402一端固定在主轴腔25内另一端与下层转轴401固定连接，下层转轴401上安装有伸入下层投放腔23内的下层拨杆403，下层拨杆403上安装有下层拨板404，下层转轴401上端通过电磁离合器405连接有上层转轴406，上层转轴406上安装有伸入中层储物腔22内的三个上层拨杆407，三个上层拨杆407沿上层转轴406轴线呈圆周分布，上层拨杆407上安装上层拨板408，相邻的两个上层拨板408间设有待投放物资包409，物资包409内为非易碎物品，如医疗纱布或食物等，上层拨板408用于将中层储物腔22内的待投放物资包409拨至下落口24，上层转轴406顶端转动安装在上层动力腔21内且安装有第一齿轮410；还包括：设置在上层动力腔21内的动力机构5，动力机构5驱动第一齿轮410转动、伸缩套3伸缩；安装在下层转轴401上控料板6，控料板6用于启闭下落口24。

优选地，如图3-4所示，为驱动第一齿轮410单向转动，以使上层拨板408将中层储物腔22内的待投放物资包409推送至下落口24、扭簧402形变蓄力，同时驱动伸缩套3伸出，以增加物资包409抛出下落口24时的水平横移距离、提高横向投递距离，设置动力机构5，动力机构5包括转动安装在上层动力腔21内的从动轴501、安装在从动轴501上且与第一齿轮410啮合连接的第二齿轮502、固定安装在上层动力腔21内的电动推杆503、固定安装在上层动力腔21内的滑槽导轨504、滑动安装在滑槽导轨504内的滑板505、与电动推杆503伸缩端和滑板505连接的连接板506、位于滑板505一侧且与第二齿轮502啮合连接的齿条507、两端分别固定安装在齿条507和滑板505上的弹簧导向杆508、固定安装在滑板505上用于吸附齿条507以使齿条507脱离第二齿轮502的电磁铁509；其中，滑板505一端伸出上层动力腔21且安装有连接杆510，连接杆510与伸缩套3远离下落口24的一端连接。

上述描述中，设置滑槽导轨504可以对滑板505起到导向作用，使得滑板505沿电动推杆503伸缩方向平稳移动；弹簧导向杆508的数量设置两个，使得滑板505可以带动齿条507运动，同时可实现齿条507在水平方向上与滑板505靠拢或远离；第二齿轮502齿数多于第一齿轮410，可以在电动推杆503伸缩范围较小的情况下，驱动第一齿轮410转动更大角度，同时第二齿轮502和第一齿轮410的设置起到换向作用，在电动推杆503伸缩端收缩以带动伸缩套3伸张时，也驱动第一齿轮410沿扭簧402蓄力方向转动，通过设置电动推杆503伸缩长度，可带动第一齿轮410、上层转轴406、上层拨板408转动大致120度，从而将中层储物腔22内的物资包409输送至下落口24，并落入下层投放腔23；齿条507为铁磁性物质，优选为铁，以便于电磁铁509吸附。

优选地，如图5-7所示，为便于使中层储物腔22内的物资包409可以由下落口24轻松落至下层投放腔23，设置下落口24为扇形口，如图8-10所示，控料板6为与下落口24形状适配的扇形板，根据中层储物腔22环形结构特点，采用与中层储物腔22环形状相适配的扇形口，可以尽量增大下落口24的尺寸，同时又可装载三个物资包409。

优选地，如图3和图8-10所示，为便于支撑控料板6，使支撑板平稳运动，在下层投放腔23内壁上固定有环形轨道7，控料板6背向下层转轴401的一端滑动设置在环形轨道7上，环形轨道7的长度大于控料板6弧形面的长度，以便在控料板6转动120度后，仍能由环形轨道7滑动支撑。

优选地，动力机构5驱动第一齿轮410转动方向为扭簧402蓄力方向，沿扭簧402蓄力方向，中层储物腔22等分为三个区域；扭簧402蓄力前，三个上层拨板408分别位于各区域交界处；扭簧402蓄力后，三个上层拨板408分别移动至其下一区域交界处。下落口24位于其中一个区域内，该区域位于弧形通道231最接近投放通道232段的上方区域，下落口24尺寸小于并接近该区域的尺寸。

优选地，如图5-7所示，为便于将物资包409放入中层储物腔22，中层储物腔22上开有储放口221，壳体2上安装有用于启闭储放口221的推拉门机构8，推拉门机构8包括固定在储放口221上下两端的弧形轨道81、滑动设置在弧形轨道81内弧形门板82、固定壳体2上的尼龙魔术贴母带83、固定弧形门板82上的用于与尼龙魔术贴母带83粘接的尼龙魔术贴子带84。

在上述描述中，通过设置弧形门板82，便于打开储放口221，同时减少占用空间，通过设置尼龙魔术贴母带83和尼龙魔术贴子带84，在关闭储放口221时，将尼龙魔术贴子粘接在尼龙魔术贴母带83上，即可固定弧形门板82。

优选地，如图5-7所示，为使上层拨板408可以顺利拨动物资包409在中层容纳腔内圆周运动，中层储物腔22与主轴腔25构成一供待投放物资包409通过的环形通道。

优选地，如图8-10所示，下层投放腔23下部与主轴腔25构成一供待投放物资包409通过的弧形通道231，投放通道232为直线通道，投放通道232与弧形通道231相切设置。这样当扭簧402释放弹力的时候，下层拨板404会带动弧形通道231中的物资通过弧形通道231，下层拨板404在投放通道232与弧形通道231交界处被主轴腔25限位无法继续转动，此时下层拨板404与投放通道232大致垂直，下层拨板404对物资包409施加的力与投放通道232轴线大致平行，因而物资包409会受力大致径直通过投放通道232。

优选地，如图5和图8所示，为使下层拨板404能够直接推动下层投放腔23内的物资包409，在扭簧402蓄力前，下层拨板404位于投放通道232交界处弧形通道231以及其中一个上层拨板408正下方。这样，通过下落下落的物资包409巧合会位于下层拨板404前方，便于在扭簧402释放弹力时，下层拨板404直接拨动物资包409。

本实施方案的工作步骤：

步骤一、无人机本体1飞行至合适位置后悬停，电动推杆503伸缩端收缩，电磁离合器405通电使得上层转轴406和下层转轴401传动连接，通过连接板506带动滑板505、弹簧导向杆508、齿条507运动，齿条507带动第二齿轮502、第一齿轮410、上层转轴406、下层转轴401转动，上层转轴406、下层转轴401沿顺时针方向大致旋转120度，扭簧402形变蓄力，期间，下层转轴401带动控料板6和下层拨板404转动，控料板6开启下落口24，因此通过的两个物资包409不会由下落口24落下，上层转轴406带动上层拨板408拨动物资包409，使位于下落口24区域的前一区域的物资包409移动至该下落口24并由下落口24落下，连接杆510带动伸缩套3完全伸张，此时伸缩套3内壁大致光滑，以供物资包409顺利通过；

步骤二、电磁离合器405断电，在扭簧402弹性恢复力作用下，下层转轴401受力转动，下层拨板404拨动由下落口24下落至下层投放腔23内的物资包409至投放通道232，物资包409经过弧形通道231、投放通道232、伸缩套3后投射而出，到达预先计算好的投放点；控料板6重新封闭下落口24。

步骤三、电磁铁509通电吸附齿条507，使齿条507与第二齿轮502不再接触，电动推杆503带动齿条507复位，随后电磁铁509断电，在弹簧导向杆508的作用下，齿条507复位再次与第二齿轮502啮合；

步骤四、重复步骤1-3，如此，可以将储放在三个区域的物资包409依次投递出去。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物资自投递式运输无人机，包括无人机本体（1），其特征在于，所述无人机本体（1）底部可拆卸安装有一壳体（2），所述壳体（2）内由上至下依次设有上层动力腔（21）、中层储物腔（22）和下层投放腔（23），所述中层储物腔（22）底部开有与下层投放腔（23）连通的下落口（24），所述下层投放腔（23）由弧形通道（231）和投放通道（232）构成，所述投放通道（232）的出口处安装有伸缩套（3），所述壳体（2）中心处竖向设有圆筒型的主轴腔（25），所述主轴腔（25）内转动安装有下层转轴（401），所述下层转轴（401）上安装有用于对其转动产生阻力的扭簧（402），所述下层转轴（401）上安装有伸入下层投放腔（23）内的下层拨杆（403），所述下层拨杆（403）上安装有下层拨板（404），所述下层转轴（401）上端通过电磁离合器（405）连接有上层转轴（406），所述上层转轴（406）上安装有伸入中层储物腔（22）内的三个上层拨杆（407），三个所述上层拨杆（407）沿上层转轴（406）轴线呈圆周分布，所述上层拨杆（407）上安装上层拨板（408），相邻的两个所述上层拨板（408）间设有待投放物资包（409），所述上层拨板（408）用于将中层储物腔（22）内的待投放物资包（409）拨至下落口（24），所述上层转轴（406）顶端转动安装在上层动力腔（21）内且安装有第一齿轮（410）；还包括：

设置在上层动力腔（21）内的动力机构（5），所述动力机构（5）驱动第一齿轮（410）转动、伸缩套（3）伸缩；

安装在下层转轴（401）上控料板（6），所述控料板（6）用于启闭下落口（24）。

2.根据权利要求1所述的一种物资自投递式运输无人机，其特征在于，所述动力机构（5）包括转动安装在上层动力腔（21）内的从动轴（501）、安装在从动轴（501）上且与第一齿轮（410）啮合连接的第二齿轮（502）、固定安装在上层动力腔（21）内的电动推杆（503）、固定安装在上层动力腔（21）内的滑槽导轨（504）、滑动安装在滑槽导轨（504）内的滑板（505）、与电动推杆（503）伸缩端和滑板（505）连接的连接板（506）、位于滑板（505）一侧且与第二齿轮（502）啮合连接的齿条（507）、两端分别固定安装在齿条（507）和滑板（505）上的弹簧导向杆（508）、固定安装在滑板（505）上用于吸附齿条（507）以使齿条（507）脱离第二齿轮（502）的电磁铁（509）；其中，所述滑板（505）一端伸出上层动力腔（21）且安装有连接杆（510），所述连接杆（510）与伸缩套（3）远离下落口（24）的一端连接。

3.根据权利要求2所述的一种物资自投递式运输无人机，其特征在于，所述下落口（24）为扇形口，所述控料板（6）为与下落口（24）形状适配的扇形板。

4.根据权利要求3所述的一种物资自投递式运输无人机，其特征在于，所述下层投放腔（23）内壁上固定有环形轨道（7），所述控料板（6）背向下层转轴（401）的一端滑动设置在环形轨道（7）上。

5.根据权利要求4所述的一种物资自投递式运输无人机，其特征在于，所述动力机构（5）驱动第一齿轮（410）转动方向为扭簧（402）蓄力方向，沿扭簧（402）蓄力方向，所述中层储物腔（22）等分为三个区域；扭簧（402）蓄力前，三个所述上层拨板（408）分别位于各区域交界处；扭簧（402）蓄力后，三个所述上层拨板（408）分别移动至其下一区域交界处。

6.根据权利要求5所述的一种物资自投递式运输无人机，其特征在于，所述中层储物腔（22）上开有储放口（221），所述壳体（2）上安装有用于启闭储放口（221）的推拉门机构（8）。

7.根据权利要求6所述的一种物资自投递式运输无人机，其特征在于，所述推拉门机构（8）包括固定在储放口（221）上下两端的弧形轨道（81）、滑动设置在弧形轨道（81）内弧形门板（82）、固定所述壳体（2）上的尼龙魔术贴母带（83）、固定所述弧形门板（82）上的用于与尼龙魔术贴母带（83）粘接的尼龙魔术贴子带（84）。

8.根据权利要求7所述的一种物资自投递式运输无人机，其特征在于，所述中层储物腔（22）与主轴腔（25）构成一供待投放物资包（409）通过的环形通道。

9.根据权利要求8所述的一种物资自投递式运输无人机，其特征在于，所述投放通道（232）与弧形通道（231）相切设置。

10.根据权利要求9所述的一种物资自投递式运输无人机，其特征在于，所述扭簧（402）蓄力前，所述下层拨板（404）位于投放通道（232）交界处弧形通道（231）以及其中一个所述上层拨板（408）正下方。

Images