CN112046779A - 用于引导无人机存放的w夹板以及引导组件、引导方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于引导无人机存放的W夹板以及引导组件、引导方法，W夹板包括板体，所述板体包括三个凸出端，相邻两个凸出端之间具有凹陷端，相邻的凸出端与凹陷端之间的板体上表面，均自凸出端朝向凹陷端向下倾斜；且相邻的凸出端与凹陷端之间均设置活动件，所述活动件滑动连接在板体侧壁。本发明提供用于引导无人机存放的W夹板以及引导组件、引导方法，以解决现有技术中的W夹板容易导致无人机倾斜、偏移甚至歪斜翻转，并且通用性较差的问题，实现显著提高夹板推动脚架时的稳定性和可靠性、同时提高W夹板的普适性的目的。

Description

用于引导无人机存放的W夹板以及引导组件、引导方法

技术领域

本发明涉及无人机应用领域，具体涉及用于引导无人机存放的W夹板以及引导组件、引 导方法。

背景技术

无人机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机。根据飞行平台 构型，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等， 被广泛地应用于电力巡检、农业、植保、快递运输、灾难救援、监控传染病、测绘等领域。 目前，无人机系统的电池容量使得无人机的续航时间较短。在执行长时间、远距离的飞行任 务时，通常配备有机动性高的车载充电平台，以增加无人机的续航能力，使其可接受全天24 小时不间断作业的任务能力，实现无人机的快速转运、转场和部署。

无人机降落后，由于环境影响和控制精度等因素，通常无法以理想的形态直接降落在指 定区域。因此在降落后，需要通过引导夹持机构引导、校正无人机的位置，以确保无人机移 动至指定区域以指定状态存放。

现有技术中，主要采用两块相向移动的W形夹板推动无人机的脚架，以调整无人机的位 置。然而这种现有技术在实际运用过程中，容易因各脚架的受力不均而出现倾斜、偏移等现 象；并且还可能导致无人机某端的脚架上翘(弹起)进而导致无人机整体歪斜翻转，这种现 象对于质量较轻的无人机而言尤为突出，而轻量化又是现在无人机的发展趋势之一。所以说， 传统的W形夹板已经无法满足逐渐发展的无人机定位引导需求。

此外，现有的W形夹板只能够与单一型号的无人机脚架进行配套使用，通用性较差。

发明内容

本发明提供用于引导无人机存放的W夹板以及引导组件、引导方法，以解决现有技术中 的W夹板容易导致无人机倾斜、偏移甚至歪斜翻转，并且通用性较差的问题，实现显著提高 夹板推动脚架时的稳定性和可靠性、同时提高W夹板的普适性的目的。

本发明通过下述技术方案实现：

用于引导无人机存放的W夹板，包括板体，所述板体包括三个凸出端，相邻两个凸出端 之间具有凹陷端，相邻的凸出端与凹陷端之间的板体上表面，均自凸出端朝向凹陷端向下倾 斜；且相邻的凸出端与凹陷端之间均设置活动件，所述活动件滑动连接在板体侧壁。

针对现有技术中W夹板容易导致无人机倾斜、偏移甚至歪斜翻转的问题，本发明首先提 出用于引导无人机存放的W夹板，其中上述倾斜偏移是指无人机在二维水平面内的移动，歪 斜翻转是指无人机在三维空间内的移动。本申请的板体上共三个凸出端、任意两个相邻凸出 端之间为一个凹陷端，三个凸出端和两个凹陷端共同形成W形状。本申请的发明点之一在于， 板体上表面并非是传统的平面状，而是设置为多段的斜面结构，具体的，板体上表面以任意 凸出端所在位置为起点，向一侧或两侧相邻的凹陷端所在位置均向下倾斜形成一斜面，同时 在该斜面的边缘侧壁上滑动连接活动件，使得活动件能够在重力作用下沿着该斜面自由向下 滑动。对于任意的凹陷端而言，其两侧的活动件在重力作用下始终具有向该凹陷端汇拢的趋 势。当无人机的脚架进入凹陷端时，两侧的活动件向该脚架方向汇拢，抵靠在脚架的两侧， 活动件对脚架的作用力平行于该活动件所匹配的斜面，该作用力能够分解为水平与竖直两个 方向的分力；其中，水平方向的分力在两侧活动件质量相等、与板体的静摩擦力相等的理想 条件下相互抵消，而竖直方向的分力具有如下两个效果：1、两侧竖直方向的分力叠加形成更 大的竖直方向的合力，该合力间接作用至板体上，使得脚架对板体所施加的压力更大，根据 静摩擦力公式，在静摩擦系数的前提下，压力越大、静摩擦力越大，所以使得脚架与板体之 间的静摩擦力更大、脚架更难以发生倾斜、偏移等现象；2、两侧竖直方向的分力叠加形成更 大的竖直方向的合力，该合力直接作用在脚架上，可视为脚架受到了除重力外额外的竖直向 下的外力作用，从而使得脚架更难以发生局部上翘现象，以此显著降低无人机歪斜翻转的可 能性。可以看出，本发明通过对W夹板板体上表面的设置和对应活动件的设置，同时解决了 现有技术中的W夹板容易导致无人机倾斜偏移与歪斜翻转的问题，且上述技术效果完全依靠 重力自动实现，具有结构简单、效果显著、节能环保的优点。当然，本申请中活动件质量越 大，效果越明显，本领域技术人员可以根据需要合理选用活动件的材质与尺寸。此外，本申 请由于凹陷端两侧的活动件能够自由滑动，因此两个活动件之间的间距能够根据对应的无人 机脚架尺寸进行适应性的调整，使得本申请能够用于对不同尺寸型号的无人机存放进行引导， 相较于现有技术而言显著提高了普适性。

进一步的，所述活动件上设置伸缩杆，所述伸缩杆朝向凹陷端所在方向延伸；任一凹陷 端两侧的伸缩杆的轴线相交。申请人在进一步的研究过程中发现，在脚架进入凹陷端之前， 凹陷端两侧的活动件容易相互抵拢，虽然脚架进入后有能力将两个活动件向两侧推开，但是 这一过程毕竟具有不确定性，甚至有可能两个活动件将脚架向上顶起加剧脚架上翘现象；为 此对本申请继续进行优化，在每个活动件上设置伸缩杆，且伸缩杆的伸缩方向朝向该活动件 所对应下滑的凹陷端所在方向，并且使得任一凹陷端两侧的伸缩杆的轴线相交，从而在脚架 进入凹陷端之前，通过伸长两侧的伸缩杆，使两个伸缩杆在凹陷端前方抵拢，从而将两个活 动件沿两侧的板体斜面向上推动，使两个活动件之间具有足够脚架进入的空间；当脚架进入 该空间后，再同时快速收缩两个伸缩杆，此时两侧的活动件即能够在重力作用下自由向下滑 动直至分别抵靠在脚架的两侧。

进一步的，所述伸缩杆远离对应的活动件的一端设置感应装置，所述感应装置用于感应 无人机的脚架。当伸缩杆上的感应装置感应到脚架时，立即控制该伸缩杆收缩即可。感应装 置可使用现有技术中的任意感应技术，如红外感应技术、激光感应技术、测距技术、触点开 关等。

进一步的，所述活动件的截面呈C型，活动件的上端与板体滑动连接，活动件的下端与 板体之间具有间隙，所述伸缩杆固定在间隙内。C型件的敞口端扣在板体上，C型件的上端 用于与板体滑动连接。C型的下端与板体之间并不贴合，其间具有间隙，通过该间隙来为伸 缩杆提供安装工位，不仅确保了伸缩杆与活动件之间的固定连接，还能够通过C型件的内凹 结构来为伸缩杆提供保护屏障，避免伸缩杆受到降落的无人机的碰撞损坏。

进一步的，所述活动件的上表面与对应的板体上表面平行；所述活动件与板体之间通过 相互匹配的滑槽与滑块进行滑动连接。

基于上述W夹板的引导组件，包括平台，所述平台上设置两块相对的所述W夹板，两块W夹板能够在平台上相向和相背移动。其中两块W夹板相对，是指两块W夹板上呈W 形状的一侧相对。两块W夹板在平台上的相向和相背移动，通过任意现有方式实现驱动即可， 本领域技术人员均可实现，在此不做赘述。

进一步的，所述W夹板上设置限位件；两块W夹板相向移动至设定位置时，两个限位件相互抵接。

当两个W夹板相对移动至设定距离时，两个限位件抵接，此位置即是控制无人机在平台 上降落定位后的最终位置；在此位置下使得两个W夹板无法进一步相对移动，避免两块W 夹板过度靠拢导致受损、甚至导致无人机角度偏移或者弹起，提高本发明整体的安全性。

基于上述引导组件的无人机引导方法，包括：

S1、无人机降落在平台上两块W夹板之间的区域，两块W夹板相向移动，推动无人机的四个脚架沿两侧的W夹板分别向四个凹陷端移动；

S2、无人机的脚架抵达凹陷端后，该凹陷端两侧的活动件在重力作用下向该凹陷端方向 汇拢、分别抵靠在脚架两侧对脚架进行夹持。

进一步的，在脚架进入对应的W夹板的凹陷端之前，凹陷端两侧的活动件上的伸缩杆伸 长至相互抵接，使凹陷端预留出能够容纳该脚架的空间；待伸缩杆上的感应装置感应到脚架 后，伸缩杆收缩至活动件内部、同时该W夹板继续向内侧移动，直至脚架抵拢凹陷端侧壁。

进一步的，当无人机相对两侧的脚架分别抵拢相对两侧的凹陷端时，两块W夹板上的限 位件相互抵接。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明用于引导无人机存放的W夹板以及引导组件、引导方法，当无人机的脚架进 入凹陷端时，两侧的活动件向该脚架方向汇拢，抵靠在脚架的两侧，活动件对脚架的作用力 平行于该活动件所匹配的斜面，该作用力能够分解为水平与竖直两个方向的分力；两侧竖直 方向的分力叠加形成更大的竖直方向的合力，该合力间接作用至板体上，使得脚架对板体所 施加的压力更大，根据静摩擦力公式，在静摩擦系数的前提下，压力越大、静摩擦力越大， 所以使得脚架与板体之间的静摩擦力更大、脚架更难以发生倾斜、偏移等现象。

2、本发明用于引导无人机存放的W夹板以及引导组件、引导方法，两侧竖直方向的分 力叠加形成更大的竖直方向的合力，该合力直接作用在脚架上，可视为脚架受到了除重力外 额外的竖直向下的外力作用，从而使得脚架更难以发生局部上翘现象，以此显著降低无人机 歪斜翻转的可能性。

3、本发明用于引导无人机存放的W夹板以及引导组件、引导方法，通过对W夹板板体 上表面的设置和对应活动件的设置，同时解决了现有技术中的W夹板容易导致无人机倾斜偏 移与歪斜翻转的问题，且上述技术效果完全依靠重力自动实现，具有结构简单、效果显著、 节能环保的优点。

4、本发明用于引导无人机存放的W夹板以及引导组件、引导方法，由于凹陷端两侧的 活动件能够自由滑动，因此两个活动件之间的间距能够根据对应的无人机脚架尺寸进行适应 性的调整，使得本申请能够用于对不同尺寸型号的无人机存放进行引导，相较于现有技术而 言显著提高了普适性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明W夹板的具体实施例的结构示意图；

图2为本发明W夹板的具体实施例的侧视图；

图3为过图2中A-A方向线的剖视图；

图4为图2中B处的局部放大图。

图5为本发明引导组件的结构示意图；

图6为图5中C处的局部放大图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-板体，101-凸出端，102-凹陷端，2-活动件，3-伸缩杆，4-感应装置，5-平台，6-限位 件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明 作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本 发明的限定。

实施例1：

如图1至图3所示的用于引导无人机存放的W夹板，包括板体1，所述板体1包括三个凸出端101，相邻两个凸出端101之间具有凹陷端102，相邻的凸出端101与凹陷端102之间的板体1上表面，均自凸出端101朝向凹陷端102向下倾斜；且相邻的凸出端101与凹陷端102之间均设置活动件2，所述活动件2滑动连接在板体1侧壁。

本实施例中当板体1放置在水平面上时，各凹陷端102两侧的斜面坡度均相等，且这些 斜面与水平面的夹角均控制在10～15°之间。

活动件2使用高密度合金材料制作而成，保证其含钨量在90％以上。

实施例2：

如图1至图4所示的用于引导无人机存放的W夹板，在实施例1的基础上，所述活动件 2上设置伸缩杆3，所述伸缩杆3朝向凹陷端102所在方向延伸；任一凹陷端102两侧的伸缩 杆3的轴线相交。所述伸缩杆3远离对应的活动件2的一端设置感应装置4，所述感应装置4 用于感应无人机的脚架。所述活动件2的截面呈C型，活动件2的上端与板体1滑动连接，活动件2的下端与板体1之间具有间隙，所述伸缩杆3固定在间隙内。所述活动件2的上表 面与对应的板体1上表面平行；所述活动件2与板体1之间通过相互匹配的滑槽与滑块进行 滑动连接，具体的，本实施例在板体1顶部设置两块滑块，在活动件2底部设置与两块滑块 相匹配的滑槽，以实现活动件2在板体1侧边的自由滑动。

本实施例中的伸缩杆3优选为电动推杆。

优选的，本实施例还在C型件的内部设置减震安装座，用于安装伸缩杆3，降低无人机 降落过程中的震动对伸缩杆3的干扰与影响。

实施例3：

基于上述任一实施例所述的W夹板的引导组件，如图5与图6所示，包括平台5，所述平台5上设置两块相对的所述W夹板，两块W夹板能够在平台5上相向和相背移动。所述 W夹板上设置限位件6；两块W夹板相向移动至设定位置时，两个限位件6相互抵接。

优选的，所述平台5为无人机的充电平台，通过本发明对无人机降落后进行准确的就位 引导，以确保无人机自动到达充电位置，确保稳定的自动充电效果。

优选的，本实施例中的限位件6也为长度可调的伸缩杆，能够根据所对应的无人机尺寸 来调整限位件6长度，从而使得本实施例能够满足不同尺寸的无人机降落复位使用，显著提 高本申请的普适性。

本实施例的无人机引导方法为：

S1、无人机降落在平台5上两块W夹板之间的区域，两块W夹板相向移动，推动无人机的四个脚架沿两侧的W夹板分别向四个凹陷端102移动；

S2、无人机的脚架抵达凹陷端102后，该凹陷端102两侧的活动件2在重力作用下向该 凹陷端102方向汇拢、分别抵靠在脚架两侧对脚架进行夹持。

本实施例中两侧活动件2对无人机脚架施加竖直方向的合力，该合力间接作用至板体1 上，使得脚架对板体1所施加的压力更大，根据静摩擦力公式，在静摩擦系数的前提下，压 力越大、静摩擦力越大，所以使得脚架与板体1之间的静摩擦力更大、脚架更难以发生倾斜、 偏移等现象；并且该合力直接作用在脚架上，可视为脚架受到了除重力外额外的竖直向下的 外力作用，从而使得脚架更难以发生局部上翘现象，以此显著降低无人机歪斜翻转的可能性。 此外两个活动件2之间的间距能够根据对应的无人机脚架尺寸进行适应性的调整，使得本实 施例能够用于对不同尺寸型号的无人机存放进行引导，进一步增大了本实施例的适用范围。

优选的，在脚架进入对应的W夹板的凹陷端102之前，凹陷端102两侧的活动件2上固 定的伸缩杆3伸长至相互抵接，并反推两个活动件2向着相互远离的方向滑动，使凹陷端102 预留出能够容纳该脚架的空间；待伸缩杆3上的感应装置4感应到脚架后，伸缩杆3收缩至 活动件2内部、同时该W夹板继续向内侧移动，直至脚架抵拢凹陷端102侧壁。

优选的，当无人机相对两侧的脚架分别抵拢相对两侧的凹陷端102时，两块W夹板上的 限位件6相互抵接。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说 明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护 范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他 性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且 还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的 要素。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连， 也可以是经由其他部件间接相连。

Claims (10)

1.用于引导无人机存放的W夹板，包括板体(1)，所述板体(1)包括三个凸出端(101)，相邻两个凸出端(101)之间具有凹陷端(102)，其特征在于，相邻的凸出端(101)与凹陷端(102)之间的板体(1)上表面，均自凸出端(101)朝向凹陷端(102)向下倾斜；且相邻的凸出端(101)与凹陷端(102)之间均设置活动件(2)，所述活动件(2)滑动连接在板体(1)侧壁。

2.根据权利要求1所述的用于引导无人机存放的W夹板，其特征在于，所述活动件(2)上设置伸缩杆(3)，所述伸缩杆(3)朝向凹陷端(102)所在方向延伸；任一凹陷端(102)两侧的伸缩杆(3)的轴线相交。

3.根据权利要求2所述的用于引导无人机存放的W夹板，其特征在于，所述伸缩杆(3)远离对应的活动件(2)的一端设置感应装置(4)，所述感应装置(4)用于感应无人机的脚架。

4.根据权利要求2所述的用于引导无人机存放的W夹板，其特征在于，所述活动件(2)的截面呈C型，活动件(2)的上端与板体(1)滑动连接，活动件(2)的下端与板体(1)之间具有间隙，所述伸缩杆(3)固定在间隙内。

5.根据权利要求1～4任一所述的用于引导无人机存放的W夹板，其特征在于，所述活动件(2)的上表面与对应的板体(1)上表面平行；所述活动件(2)与板体(1)之间通过相互匹配的滑槽与滑块进行滑动连接。

6.基于权利要求1～5中任一所述的用于引导无人机存放的W夹板的引导组件，包括平台(5)，其特征在于，所述平台(5)上设置两块相对的所述W夹板，两块W夹板能够在平台(5)上相向和相背移动。

7.根据权利要求6所述的引导组件，其特征在于，所述W夹板上设置限位件(6)；两块W夹板相向移动至设定位置时，两个限位件(6)相互抵接。

8.基于权利要求6～7所述的引导组件的无人机引导方法，其特征在于，包括：

S1、无人机降落在平台(5)上两块W夹板之间的区域，两块W夹板相向移动，推动无人机的四个脚架沿两侧的W夹板分别向四个凹陷端(102)移动；

S2、无人机的脚架抵达凹陷端(102)后，该凹陷端(102)两侧的活动件(2)在重力作用下向该凹陷端(102)方向汇拢、分别抵靠在脚架两侧对脚架进行夹持。

9.根据权利要求8所述的无人机引导方法，其特征在于，在脚架进入对应的W夹板的凹陷端(102)之前，凹陷端(102)两侧的活动件(2)上固定的伸缩杆(3)伸长至相互抵接，使凹陷端(102)预留出能够容纳该脚架的空间；待伸缩杆(3)上的感应装置(4)感应到脚架后，伸缩杆(3)收缩至活动件(2)内部、同时该W夹板继续向内侧移动，直至脚架抵拢凹陷端(102)侧壁。

10.根据权利要求8所述的无人机引导方法，其特征在于，当无人机相对两侧的脚架分别抵拢相对两侧的凹陷端(102)时，两块W夹板上的限位件(6)相互抵接。

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