CN112049498B - 一种无人机自动机库 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机自动机库，涉及无人机领域，移栽顶升机构用于将无人机存储单元从相应的无人机存储区取出以及将无人机存储单元存入相应的无人机存储区，以及携带无人机存储单元移动；可移动载体用于携带无人机自动机库进行移动；无线充电系统用于对无人机存储单元中的无人机进行无线充电；供电系统用于对无人机自动机库进行供电；控制系统用于对库门、锁紧装置、移栽顶升机构、无线充电系统和供电系统进行控制，实现无人机的自动起飞、降落、存储和充电。本发明对机库进行了改进和设计，避免了传统的人工大量参与作业流程，实现了无人机的自动起飞、降落、存储和充电，提高了无人机作业效率和降低了作业故障的出现概率。

Description

一种无人机自动机库

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体地，涉及一种无人机自动机库。

背景技术

无人机在执行作业任务时需要首先运输到相应的部署地点，然后执行相应作业任务，现有技术中的无人机通过传统的机库运算到目的地后需要人工进行相应操作来实现无人机的作业，无人机作业任务中需要大量的人工参与，人工参与容易出错且效率较低。

发明内容

本发明提供了一种无人机自动机库，本发明对机库进行了改进和设计，避免了传统的人工大量参与作业流程，实现了无人机的自动起飞、降落、存储和充电，提高了无人机作业效率和降低了作业故障的出现概率。

为实现上述目的，本发明提供了一种无人机自动机库，所述无人机自动机库包括：可移动载体、库体、库门、若干无人机存储区、若干锁紧装置、若干移栽顶升机构、无线充电系统、控制系统和供电系统，其中，库体中设有若干无人机存储区，每个无人机存储区均对应一个无人机存储单元，每个无人机存储区均设有一个用于对无人机存储单元进行固定的锁紧装置；库体上设有库门，库门上设有移栽顶升机构，移栽顶升机构用于将无人机存储单元从相应的无人机存储区取出以及将无人机存储单元存入相应的无人机存储区，以及携带无人机存储单元移动；可移动载体用于携带无人机自动机库进行移动；无线充电系统用于对无人机存储单元中的无人机进行无线充电；供电系统用于对无人机自动机库进行供电；控制系统用于对库门、锁紧装置、移栽顶升机构、无线充电系统和供电系统进行控制，实现无人机的自动起飞、降落、存储和充电。

其中，本发明中的无人机自动机库能够提供无人机的转运，任务飞行，便于运输作业，能够增加无人机的续航能力，使无人机可在不同环境中使用，可接受全天24小时不间断作业等任务能力，保障装备的自动存取、无线智能充电方便运输、快速转场、转运、无人机部署简单快速。

其中，基于本发明中无人机自动机库的无人机起飞流程为：步骤1：无人机自动机库生成无人机起飞指令并开启相应的供电系统进行供电，其中，无人机起飞指令中包括：起飞无人机编号m和对应的无人机存储单元编号n；步骤2：打开无人机自动机库库门，并使得库门上的移栽顶升机构处于水平；步骤3：移栽顶升机构升高至与编号为n的无人机存储单元对应的位置；步骤4：无人机存储区中的锁紧装置解除对无人机存储单元的锁定；步骤5：移栽顶升机构将编号为n的无人机存储单元从相应的无人机存储区中移出至移栽顶升机构正上方；步骤6：移栽顶升机构携带编号为n的无人机存储单元升高至起飞点；步骤7：编号为n的无人机存储单元解除对编号为m的无人机的锁定；步骤8：编号为m的无人机起飞，编号为n的无人机存储单元检测无人机是否起飞成功；若起飞不成功则反馈起飞不成功信息至无人机自动机库管理系统，若起飞成功则移栽顶升机构携带编号为n的无人机存储单元下降至与编号为n的无人机存储单元对应的位置；步骤9：移栽顶升机构将编号为n的无人机存储单元移动至相应的无人机存储区中；步骤10：无人机存储区中的锁紧装置对无人机存储单元进行锁定。

其中，利用可移动载体的移动性方便携带无人机机库进行移动，进而实现了无人机的转运和任务部署。

其中，基于本发明中无人机自动机库的无人机降落流程为：步骤1：无人机自动机库收到无人机降落指令，其中，无人机降落指令中包括：降落无人机编号m和对应的无人机存储单元编号n；步骤2：检测无人机自动机库库门的状态，若无人机自动机库库门处于关闭状态，则打开无人机自动机库库门，并使得库门上的移栽顶升机构处于水平；步骤3：移栽顶升机构升高至与编号为n的无人机存储单元对应的位置；步骤4：无人机存储区中的锁紧装置解除对无人机存储单元的锁定；步骤5：移栽顶升机构将编号为n的无人机存储单元从相应的无人机存储区中移出至移栽顶升机构正上方；步骤6：移栽顶升机构携带编号为n的无人机存储单元升高至降落点，对编号为n的无人机存储单元上表面进行障碍物检测，若具有障碍物则停止无人机降落流程，若没有障碍物则继续无人机降落流程；步骤7：编号为m的无人机降落至编号为n的无人机存储单元；步骤8：对编号为m的无人机进行位置校正；步骤9：编号为n的无人机存储单元对编号为m的无人机进行锁定；步骤10：移栽顶升机构携带编号为n的无人机存储单元下降至与编号为n的无人机存储单元对应的位置；步骤11：移栽顶升机构将编号为n的无人机存储单元移动至相应的无人机存储区中，无人机存储区中的锁紧装置对无人机存储单元进行锁定，锁定后编号为n的无人机存储单元对编号为m的无人机进行无线充电。

其中，所述无人机自动机库还包括环境监测系统，用于监测无人机自动机库内部和外部环境参数，并将监测获得的环境参数发送至控制系统，控制系统基于环境参数对无人机自动机库进行相应的控制。利用环境监测系统可以对无人机的内部和外部环境参数进行监测，当发现异常进行报警和通知，保障无人机的安全和作业任务的正常执行。

优选的，所述供电系统的供电方式包括外接工业用电、发电机发电、UPS不间断电源，正常外接工业用电可保证无人机巡查系统24小时不间断的巡查，在野外作业时，在日常供电无法正常接入时，发电机能够自动进行判定，自行启动，断电式为无人机系统及自动机库临时供电，进行野外部署和无人机作业。当发电机出现故障问题停止发电时，UPS不间断电源自动接入系统为无人机系统及自动机库应急供电。

优选的，所述无人机自动机库还包括检测装置，用于检测无人机是否超出无人机存储单元；以及检测无人机存储区是否有无人机存储单元；以及检测无人机存储单元上是否有障碍物；以及检测无人机存储单元是否与相应的无人机存储区对准。

其中，检测器件中光电传感器用于检测无人机是否超出存储单元，存储位是否有货物，移栽机构载物台是否有货物，定位传感器用于检测是否对准，行程开关用于检测动作的限位检测，磁开关用于减速触发检测。

优选的，控制系统还用于进行任务管理、设备管理、制定任务、设备状态监测与仿真。

任务管理包括：当控制系统接收到终端管理系统下达的同一波次的一条或多条任务后，对任务进行优先级的排列，任务的磨人执行顺序为管理系统中设定的优先级顺序。

设备管理包括：控制系统能够与可编程式控制器程序进行通讯，通过指定的电报完成对设备的控制，当设备操作结束后，会向控制系统进行反馈。

制定任务包括：控制系统提供对指令的新增、修改、删除等功能，并可以完成终端管理下发的工作任务，控制系统可以单独的给子系统任务，而不对子系统进行操作。

设备状态监测与仿真动画包括：控制系统可以实时的监测移栽系统的升降和水平传动的工作状态，包括设备的联机状态以及设备的故障情况。控制系统具有实时显示的仿真动画，可以清楚的知道设备每一步的操作情况及存取时状态。

其中，由于控制系统可以实时监测设备的工作状态，因此，在设备出现故障后可以将故障信息显示给用户，方便用户排除故障，同时一些简单的故障可以直接通过控制系统来排除。

通讯电报包括：控制系统采用收发电报的方式与可编程式控制器进行通讯并控制可编程式控制器的设备运作逻辑关系，并可以实时显示通讯电报的内容，并写入电报。

优选的，所述无人机自动机库还包括通信系统，无人机管理后台用于通过通信系统向自动机库管理单元下发无人机作业任务，以及接收自动机库管理单元返回的无人机作业任务执行进度和结果，对自动机库管理单元进行管理；无人机自动机库通过通信系统与无人机管理后台建立通信连接，执行相应的无人机作业任务，并向无人机管理后台反馈无人机作业任务执行进度和结果。

优选的，所述控制系统采用三层网络控制方式，包括：管理层、控制层和执行层；

管理层采用计算机上位控制系统和以太网通信系统，通过中心管理服务器采集系统数据，在监控工作站对系统进行远程上位调度和监控；

控制层采用可编程式控制器或PLC和工业以太网总线，对系统设备进行数据采集及对执行元件进行控制；

执行层采用分布式控制方式，实现对各种信息采集元件的数据整理，并发送数据对各种执行元件进行驱动控制。

优选的，所述无人机存储单元上设有引导校正机构用于对无人机的位置进行引导和校正。

优选的，移栽顶升机构包括：顶升机构、移载机构和起落平台；所述起落平台用于承载无人机存储单元；所述顶升机构用于使起落平台靠近和远离门板；所述移载机构用于使无人机存储单元进入和移出起落平台。

优选的，无线充电系统还用于对无人机存储单元中的无人机的剩余电量进行检测，当无人机剩余电量低于第一阈值时则对无人机进行无线充电，当无人机剩余电量大于第二阈值时则停止对无人机无线充电。所述无人机自动机库还包括综合保障仓，用于对故障无人机进行维修和零件更换。

其中，存储位对准采用条码绝对认证检测，由于绝对认证仪的检测精度在0.1mm，变频器和认证仪组成速度反馈和位置反馈，双闭环控制方式，通过模糊控制智能算法进行数据运算，实时根据目标值和实际值的差值给运行变频器、升降变频器发送启动频率。存储库区整体左右水平移动采用接触器直接控制。

优选的，本发明中无人机存储单元通过无人机脚架锁紧机构对无人机脚架进行锁紧或解锁。当无人机不执行起飞流程时，利用无人机脚架锁紧机构可以将无人机脚架进行锁紧，通过锁紧能够保障无人机固定稳固，保障无人机的安全，当需要起飞时无人机脚架锁紧机构接触锁定后无人机起飞。

优选的，本方法中的移栽顶升机构包括：顶升机构、移载机构和起落平台；无人机自动机库的门板内壁设置顶升机构，所述顶升机构远离门板的一端连接起落平台，所述起落平台上设置移载机构；所述起落平台用于承载无人机；所述顶升机构用于使起落平台靠近和远离门板；所述移载机构用于使无人机进入和移出起落平台。

针对现有技术中无人机机库库门功能局限的问题，本发明对移栽顶升机构进行了设计，在现有门板的基础上，本发明在门板内壁设置顶升机构，并通过顶升机构来连接起落平台。其中门板内壁，是指当库门处于关闭状态时，门板朝向机库内部方向的一侧表面。通过将顶升机构设置在门板内壁，能够使得当库门关闭时，顶升机构和起落平台都能够收纳于机库内部，起到节约空间、保护顶升机构和起落平台的效果。此外，顶升机构中的“顶升”，是指当门板处于开启状态下时，起落平台位于顶升机构的上方，顶升机构工作即可驱动起落平台升高或下降。此外，还在起落平台上设置移载机构，当有无人机需要起飞时，通过移载机构使该架无人机从机库内移出至起落平台上；当有无人机降落时，通过移载机构使该架无人机从起落平台移动至机库内。本发明中的库门具体使用时，直接将门板安装在侧面开口的机库上，使门板底边与机库侧面铰接、门板以下翻方式打开；当没有无人机需要起飞或降落时，库门保持关闭状态封闭机库侧面的敞口面，此时顶升机构尽量收缩，起落平台与门板之间距离最小，不会占用过多空间，有利于本申请库门的集成化设置与整体化收纳；当有无人机需要起飞时，打开门板，使起落平台翻转至水平状态，顶升机构将起落平台顶升至该无人机所在高度，移载机构将该无人机从机库内移出至起落平台上，顶升机构继续将起落平台顶升至起飞高度，无人机从起落平台上起飞，然后升降平台下降，重新关闭库门待命。当有无人机需要降落时，再次打开门板，顶升机构将起落平台顶升至降落高度，无人机降落至起落平台上，顶升机构再将起落平台下降至至该无人机在机库内的储存高度，移载机构将该无人机从起落平台移至机库内。综上，本发明中的库门用于安装在机库侧面，且集成有顶升机构、起落平台和移载机构，相较于常规的库门而言，利用库门作为了无人机起飞和降落的中转结构，避免了中转结构占用库体内部空间，为库门赋予了极大的功能性；并且在不工作时使起落平台收缩，有效实现了无人机起落中转结构的收纳，显著提高了空间利用率。此外，本申请的库门由于有顶升机构能够灵活调整高度、有移载机构实现对无人机的转运，因此可以使得装配本库门的库体内部的无人机进行多层布置，还解决了现有技术中无人机库体只能够单层布置无人机的缺陷，还实现了提高对应库体的空间利用率、提高对应机库的无人机容量的目的。

本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明对机库进行了改进和设计，避免了传统的人工大量参与作业流程，实现了无人机的自动起飞、降落、存储和充电，提高了无人机作业效率和降低了作业故障的出现概率。

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，构成本发明的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是本发明中无人机自动机库的结构示意图；

图2是本发明中无人机自动机库的无人机起飞流程示意图；

图3是本发明中无人机自动机库的无人机降落流程示意图；

图4为本发明中控制系统的硬件结构示意图；

图5为本发明具体实施例的结构示意图；

图6为本发明具体实施例的结构示意图；

图7为本发明具体实施例中移载机构的局部示意图；

图8为本发明具体实施例移载机构中传送带正转时的示意图；

图9为本发明具体实施例移载机构中传送带反转时的示意图；

图10为本发明具体实施例安装在库体上时的示意图；

图11为本发明移载机构具体实施例的一种结构示意图；

图12为图11中A处的局部放大图；

图13为本发明具体实施例的结构示意图；

图14为图13中B处的局部放大图；

图15为本发明具体实施例中储存区的结构示意图；

图16为本发明具体实施例中锁定机构的剖视图；

图17为本发明具体实施例中锁定机构在工作状态下的示意图。

图18为本发明移载机构具体实施例的另一种结构示意图；

图19为本发明W夹板的具体实施例的结构示意图；

图20为本发明W夹板的具体实施例的侧视图；

图21为过图20中A-A方向线的剖视图；

图22为图20中B处的局部放大图；

图23为本发明引导组件的结构示意图；

图24为图23中C处的局部放大图；

1-库体，2-库门，6-无人机存储单元，7-可移动载体，8-综合保障仓，9-驾驶室，10-货格，22-门板，23-顶升机构，24-起落平台，25-伸缩装置，26-传送带，27-拨片，28-第一驱动装置，29-主动轮，30-从动轮，31-第三滑轨，32-安装件，33-导轮，34-储存单元，35-中转单元，36-第一直线驱动装置，37-第一推动件，38-第二直线驱动装置，39-第二推动件，40-第一动力源，41-第二动力源，42-第一滑轨，43-第二滑轨，44-缺口，45a-凹槽，45b-插孔，46-外筒，47-内筒，48-弹簧，49-电动伸缩杆，50-感应装置，51-板体，52-凸出端，53-凹陷端，54-活动件，55-伸缩杆，56-感应装置，57-平台，58-限位件。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其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，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

实施例一

请参考图1和图4，一种无人机自动机库，所述无人机自动机库包括：可移动载体7、库体1、库门2、若干无人机存储区、若干锁紧装置、若干移栽顶升机构、无线充电系统、控制系统和供电系统，其中，库体中设有若干无人机存储区，每个无人机存储区均对应一个无人机存储单元6，每个无人机存储区均设有一个用于对无人机存储单元进行固定的锁紧装置；库体上设有库门，库门上设有移栽顶升机构，移栽顶升机构用于将无人机存储单元从相应的无人机存储区取出以及将无人机存储单元存入相应的无人机存储区，以及携带无人机存储单元移动；可移动载体用于携带无人机自动机库进行移动；无线充电系统用于对无人机存储单元中的无人机进行无线充电；供电系统用于对无人机自动机库进行供电；控制系统用于对库门、锁紧装置、移栽顶升机构、无线充电系统和供电系统进行控制，实现无人机的自动起飞、降落、存储和充电。

其中，请参考图2，基于本发明中无人机自动机库的无人机起飞流程为：步骤1：无人机自动机库生成无人机起飞指令并开启相应的供电系统进行供电，其中，无人机起飞指令中包括：起飞无人机编号m和对应的无人机存储单元编号n；步骤2：打开无人机自动机库库门，并使得库门上的移栽顶升机构处于水平；步骤3：移栽顶升机构升高至与编号为n的无人机存储单元对应的位置；步骤4：无人机存储区中的锁紧装置解除对无人机存储单元的锁定；步骤5：移栽顶升机构将编号为n的无人机存储单元从相应的无人机存储区中移出至移栽顶升机构正上方；步骤6：移栽顶升机构携带编号为n的无人机存储单元升高至起飞点；步骤7：编号为n的无人机存储单元解除对编号为m的无人机的锁定；步骤8：编号为m的无人机起飞，编号为n的无人机存储单元检测无人机是否起飞成功；若起飞不成功则反馈起飞不成功信息至无人机自动机库管理系统，若起飞成功则移栽顶升机构携带编号为n的无人机存储单元下降至与编号为n的无人机存储单元对应的位置；步骤9：移栽顶升机构将编号为n的无人机存储单元移动至相应的无人机存储区中；步骤10：无人机存储区中的锁紧装置对无人机存储单元进行锁定。

其中，利用可移动载体的移动性方便携带无人机机库进行移动，进而实现了无人机的转运和任务部署。

其中，请参考图3，基于本发明中无人机自动机库的无人机降落流程为：步骤1：无人机自动机库收到无人机降落指令，其中，无人机降落指令中包括：降落无人机编号m和对应的无人机存储单元编号n；步骤2：检测无人机自动机库库门的状态，若无人机自动机库库门处于关闭状态，则打开无人机自动机库库门，并使得库门上的移栽顶升机构处于水平；步骤3：移栽顶升机构升高至与编号为n的无人机存储单元对应的位置；步骤4：无人机存储区中的锁紧装置解除对无人机存储单元的锁定；步骤5：移栽顶升机构将编号为n的无人机存储单元从相应的无人机存储区中移出至移栽顶升机构正上方；步骤6：移栽顶升机构携带编号为n的无人机存储单元升高至降落点，对编号为n的无人机存储单元上表面进行障碍物检测，若具有障碍物则停止无人机降落流程，若没有障碍物则继续无人机降落流程；步骤7：编号为m的无人机降落至编号为n的无人机存储单元，降落后检测无人机是否超出无人机存储单元，若超出则进行报警，若没有超出则执行步骤8；步骤8：对编号为m的无人机进行位置校正；步骤9：编号为n的无人机存储单元对编号为m的无人机进行锁定；步骤10：移栽顶升机构携带编号为n的无人机存储单元下降至与编号为n的无人机存储单元对应的位置；步骤11：移栽顶升机构将编号为n的无人机存储单元移动至相应的无人机存储区中，无人机存储区中的锁紧装置对无人机存储单元进行锁定，锁定后编号为n的无人机存储单元对编号为m的无人机进行无线充电。

其中，所述无人机自动机库还包括环境监测系统，用于监测无人机自动机库内部和外部环境参数，并将监测获得的环境参数发送至控制系统，控制系统基于环境参数对无人机自动机库进行相应的控制。利用环境监测系统可以对无人机的内部和外部环境参数进行监测，当发现异常进行报警和通知，保障无人机的安全和作业任务的正常执行。

优选的，所述供电系统的供电方式包括外接工业用电、发电机发电、UPS不间断电源，正常外接工业用电可保证无人机巡查系统24小时不间断的巡查，在野外作业时，在日常供电无法正常接入时，发电机能够自动进行判定，自行启动，断电式为无人机系统及自动机库临时供电，进行野外部署和无人机作业。当发电机出现故障问题停止发电时，UPS不间断电源自动接入系统为无人机系统及自动机库应急供电。

优选的，所述无人机自动机库还包括检测装置，用于检测无人机是否超出无人机存储单元；以及检测无人机存储区是否有无人机存储单元；以及检测无人机存储单元上是否有障碍物；以及检测无人机存储单元是否与相应的无人机存储区对准。

其中，检测器件中光电传感器用于检测无人机是否超出存储单元，存储位是否有货物，移栽机构载物台是否有货物，定位传感器用于检测是否对准，行程开关用于检测动作的限位检测，磁开关用于减速触发检测。

优选的，控制系统还用于进行任务管理、设备管理、制定任务、设备状态监测与仿真。

任务管理包括：当控制系统接收到终端管理系统下达的同一波次的一条或多条任务后，对任务进行优先级的排列，任务的磨人执行顺序为管理系统中设定的优先级顺序。

设备管理包括：控制系统能够与可编程式控制器程序进行通讯，通过指定的电报完成对设备的控制，当设备操作结束后，会向控制系统进行反馈。

制定任务包括：控制系统提供对指令的新增、修改、删除等功能，并可以完成终端管理下发的工作任务，控制系统可以单独的给子系统任务，而不对子系统进行操作。

设备状态监测与仿真动画包括：控制系统可以实时的监测移栽系统的升降和水平传动的工作状态，包括设备的联机状态以及设备的故障情况。控制系统具有实时显示的仿真动画，可以清楚的知道设备每一步的操作情况及存取时状态。

其中，由于控制系统可以实时监测设备的工作状态，因此，在设备出现故障后可以将故障信息显示给用户，方便用户排除故障，同时一些简单的故障可以直接通过控制系统来排除。

通讯电报包括：控制系统采用收发电报的方式与可编程式控制器进行通讯并控制可编程式控制器的设备运作逻辑关系，并可以实时显示通讯电报的内容，并写入电报。

优选的，所述无人机自动机库还包括通信系统，无人机管理后台用于通过通信系统向自动机库管理单元下发无人机作业任务，以及接收自动机库管理单元返回的无人机作业任务执行进度和结果，对自动机库管理单元进行管理；无人机自动机库通过通信系统与无人机管理后台建立通信连接，执行相应的无人机作业任务，并向无人机管理后台反馈无人机作业任务执行进度和结果。

优选的，所述控制系统采用三层网络控制方式，包括：管理层、控制层和执行层；

管理层采用计算机上位控制系统和以太网通信系统，通过中心管理服务器采集系统数据，在监控工作站对系统进行远程上位调度和监控；

控制层采用可编程式控制器或西门子S7系列PLC和工业以太网总线(Profinet总线)，对系统设备进行数据采集及对执行元件进行控制；

执行层采用分布式控制方式，实现对各种信息采集元件的数据整理，并发送数据对各种执行元件如电机、限位开关、激光测距仪、报警灯等进行驱动控制。

其中，可编辑逻辑控制器的主要功能是实现对系统设备的控制。

优选的，所述无人机存储单元上设有引导校正机构用于对无人机的位置进行引导和校正。

优选的，移栽顶升机构包括：顶升机构、移载机构和起落平台；所述起落平台用于承载无人机存储单元；所述顶升机构用于使起落平台靠近和远离门板；所述移载机构用于使无人机存储单元进入和移出起落平台。

优选的，无线充电系统还用于对无人机存储单元中的无人机的剩余电量进行检测，当无人机剩余电量低于第一阈值时则对无人机进行无线充电，当无人机剩余电量大于第二阈值时则停止对无人机无线充电。所述无人机自动机库还包括综合保障仓，用于对故障无人机进行维修和零件更换。

其中，存储位对准采用条码绝对认证检测，由于绝对认证仪的检测精度在0.1mm，变频器和认证仪组成速度反馈和位置反馈，双闭环控制方式，通过模糊控制智能算法进行数据运算，实时根据目标值和实际值的差值给运行变频器、升降变频器发送启动频率。存储库区整体左右水平移动采用接触器直接控制。

优选的，本发明中无人机存储单元通过无人机脚架锁紧机构对无人机脚架进行锁紧或解锁。当无人机不执行起飞流程时，利用无人机脚架锁紧机构可以将无人机脚架进行锁紧，通过锁紧能够保障无人机固定稳固，保障无人机的安全，当需要起飞时无人机脚架锁紧机构接触锁定后无人机起飞。

实施例二

如图5与图6所示的移栽顶升机构，门板22内壁设置顶升机构23，顶升机构23远离门板22的一端连接起落平台24，起落平台24上设置移载机构；起落平台24用于承载无人机；顶升机构23用于使起落平台24靠近和远离门板22；移载机构用于使无人机进入和移出起落平台24。门板22的底边用于与机库侧面铰接；门板22内壁还铰接伸缩装置25，伸缩装置25远离门板22的一端用于与机库侧面铰接。起落平台3-24的上表面平行于门板22内侧壁；起落平台24与顶升机构23共同组成剪式升降台。

实施例三：

如图5至图10所示的移栽顶升机构，在实施例二的基础上，本实施例对移载机构进行优化设计，具体的：移载机构包括能够往复运动的传送带26，传送带26上固定连接拨片27；还包括用于驱动传送带26的第一驱动装置28。第一驱动装置28为电机，传送带26为链条或皮带；传送带26绕主动轮29、从动轮30转动，第一驱动装置28驱动主动轮29转动。还包括固定在起落平台24上的第三滑轨31，第三滑轨31的一端伸出至起落平台24外，且当库门打开时该端部朝向库体内部方向延伸。还包括滑动连接在第三滑轨31上的安装件32，第一驱动装置28与安装件32相对固定，从动轮30转动连接在安装件32上；还包括用于驱动安装件32沿第三滑轨31移动的第二驱动装置。拨片27远离传送带26的一端转动连接导轮33。一个起落平台24上设置两个移载机构，两个移载机构分别分布在起落平台24上的相对两侧边。其中第二驱动装置未在附图中示出，现有技术中任意的滑轨滑块驱动方式均可作为第二驱动装置使用。其中第一驱动装置28与安装件32的相对固定，如通过穿过安装件的连杆进行固定连接，且在安装板上开设与连杆相匹配的腰型孔即可。其中图8、图9中的箭头方向，表示该侧传送带26的移动方向。

优选的，如图7所示，第三滑轨31呈开口向上的凹槽状，安装件32底部设置两块相互平行的定位板，两块定位板正好安放在第三滑轨31上的凹槽内，不会发生左右晃动，并且在两块定位板之间设置若干滚轮，滚轮与凹槽状的第三滑轨31滚动配合，确保安装件32能够稳定快速的沿第三滑轨31移动。

实施例四

本实施例对移载机构进行优化设计，如图11至图15所示，移载机构包括位于储存区的储存单元34、用于与所述储存单元34对接的中转单元35；还包括位于储存区内和中转单元35上的搬运组件，所述搬运组件用于将储存单元34在储存区和中转单元35之间进行搬运。所述搬运组件包括设置在中转单元35上的第二搬运机构、位于储存单元34各边角的缺口44；所述第二搬运机构包括设置在中转单元35相对两侧的第二直线驱动装置38，两个第二直线驱动装置38之间为储存单元34在中转单元35上的存放区域；所述第二直线驱动装置38上固定连接两个第二推动件39；所述第二推动件39能够进入所述缺口44内。所述第二直线驱动装置38为由第二动力源41驱动进行转动的环形的第二同步带，所述第二推动件39为挂耳，所述挂耳向第二同步带的外侧延伸。所述搬运组件还包括设置在储存区内的第一搬运机构；所述第一搬运机构包括设置在储存区相对两侧的第一直线驱动装置36，两个第一直线驱动装置36之间为储存单元34在储存区内的存放区域；所述第一直线驱动装置36上固定连接第一推动件37，所述第一推动件37能够进入所述缺口44内。所述第一直线驱动装置36为由第一动力源40驱动进行转动的环形的第一同步带，所述第一推动件37向第一同步带的外侧延伸。所述储存单元34呈方形，所述缺口44位于储存单元34相对两侧边的两端。

本实施例中，缺口44也可使用如图18所示的凹槽45a进行替换。

本实施例中储存单元34与中转单元35均为平板，且储存单元34的底面与中转单元35的顶面齐平，这样便于储存单元34能够稳定的在储存区与中转单元35之间进行移动搬运。

优选的，本实施例中第一同步带、第二同步带均使用刚性较强的链条；第一动力源40、第二动力源41均为伺服电机，通过减速器和换向机构分别为第一同步带、第二同步带提供动力。

本实施例还包括第三直线驱动装置，所述第三直线驱动装置用于驱动所述储存区整体靠近和远离中转单元35。所述储存区的相对两侧设置第一滑轨42，所述中转单元35的相对两侧设置第二滑轨43；所述第一滑轨42与第二滑轨10-43等高，且两根第一滑轨42与两根第二滑轨43一一对应；所述储存单元34能够在第一滑轨42与第二滑轨43上移动。所述储存单元34底部设置滚轮，所述滚轮能够与第一滑轨42、第二滑轨43滚动配合。

实施例五：

一种移载机构，如图18所示，与实施例四的区别在于，本实施例仅仅在中转单元35上设置了第二搬运机构，不再设置储存区内的第一搬运机构，储存单元进出储存区都通过第二搬运机构来得以实现。具体的，每个第二同步带上设置两个第二推动件39，当第一个第二推动件39进入第一个凹槽45a内时，开始移动储存单元；随着第二推动件39走到单向行程的末端需要进行转向，此过程中该第二推动件39会逐渐脱离与之配合的凹槽45a，但是同时，另一个第二推动件39即进入同侧的另一个凹槽45a内，从而实现继续对储存单元的推动，实现两个第二推动件39的接力运输。

实施例六：

在上述实施例四或五的基础上，本实施例的移载机构还在储存区和中转单元35上设置锁定机构，所述锁定机构用于锁定所述储存单元34。

图16与图17所示为中转单元35上的锁定机构，储存区内的锁定机构结构与之一致。具体的，图16与图17所示的锁定机构包括在储存单元34底部开始的插孔45b，在第二滑轨43内设置滑动配合的外筒46与内筒47，其中外筒46底部固定在第二滑轨43内，内筒47从外筒46顶部伸出；由弹簧48自外部将内筒47与第二滑轨43内部连接，当无外力作用时，即弹簧48处于自然状态时，内筒47是会从第二滑轨43上方伸出的。并且还包括位于内筒47和外筒46内部的电动伸缩杆49，电动伸缩杆49的底端与第二滑轨43固定，电动伸缩杆49的顶端与内筒47顶部连接。在外筒46旁边设置感应装置50，用于感应储存单元34。

当感应装置无法感应到储存单元34时，锁定机构呈如图16所示的状态，即电动伸缩杆49启动并保持收缩状态，将内筒47向下拉动，使其高度低于第二滑轨43的顶面高度，此状态下弹簧48处于压缩态。

当感应装置感应到储存单元34后，电动伸缩杆49断电并解除锁定，在弹簧48的弹性复位力作用下内筒47向上弹起，抵拢在储存单元34底部；当储存单元移动至设定位置时，插孔45b正好移动至内筒47上方，在弹簧48作用下内筒47直接进入插孔45b，如图17所示，完成对储存单元34的定位并锁住定位单元即可。当需要再次移动储存单元34时，只需控制电动伸缩杆49重新通电，并使其将内筒47向下拉动，使内筒47脱离与插孔45b的配合即可。

其中，实施例四至六中的移栽机构具有以下优点：

通过增设中转单元，以及搬运组件的配合，无需使用人力或借助外部吊车等器械即可完成无人机进出机库储存区的目的，解决了现有技术中储存单元难以在现场高效进出无人机机库的问题。

克服了现有技术中大型无人机的起降方式单一、只能够在机库内直接进行起降导致的起降方式单一的缺陷，使得无人机的起飞与降落能够在储存区外进行，避免了对其余无人机的影响干扰、甚至磕碰到其余无人机的状况发生，为大型无人机机库创造了更多元的起降方式，为优化无人机起降提供了先决条件。

使用两侧的同步带作为储存单元的直线驱动装置，在不需要推动储存单元时能够将对应推动件转动至背离另一个对应同步带所在方向的一侧，从而不会对处于正常待机状态下的储存单元、中转单元以及其上的无人机造成任何干扰，不仅能够保证更加稳定的搬运过程，还避免了占用深度或宽度空间，显著提高了空间利用率。并且本发明的推动方式不会对储存单元造成任何干扰，两个对应推动件对储存单元的作用力是与储存单元所需的移动方向完全一致的，不会产生任何的挤压夹持，因此对于保护储存单元、降低其磨损、延长其寿命等也有显著的效果。

通过储存单元四个边角缺口的设置，能够使得储存单元无论在储存区内还是在中转单元上，均可到达其位置的极限，即向内最深或向外最远的位置，显著降低了对储存单元的定位难度，同时为储存单元提供了最大程度的移动空间与范围，使得当无人机起飞时储存单元能够尽量远离储存区，当无人机降落回收时，储存单元能够尽量远离中转单元。

通过第三直线驱动装置解决了储存区和中转单元之间可能无法做到无缝衔接，其间容易存到较大缝隙，严重时甚至可能会影响储存单元在储存区和中转单元之间的正常交换的问题。

在储存区和/或中转单元上设置对应的锁定机构，用于在需要时锁定储存单元，为无人机的停机待命、起飞、着陆均创造出稳定的平台条件。

实施例七：

如图19至图21所示的用于引导无人机存放的W夹板，即引导校正机构，包括板体51，所述板体51包括三个凸出端52，相邻两个凸出端52之间具有凹陷端53，相邻的凸出端52与凹陷端53之间的板体51上表面，均自凸出端52朝向凹陷端53向下倾斜；且相邻的凸出端52与凹陷端53之间均设置活动件54，所述活动件54滑动连接在板体51侧壁。

实施例八：

如图19至图22所示的用于引导无人机存放的W夹板，在实施例七的基础上，所述活动件54上设置伸缩杆55，所述伸缩杆55朝向凹陷端53所在方向延伸；任一凹陷端53两侧的伸缩杆55的轴线相交。所述伸缩杆55远离对应的活动件54的一端设置感应装置56，所述感应装置56用于感应无人机的脚架。所述活动件54的截面呈C型，活动件54的上端与板体51滑动连接，活动件54的下端与板体51之间具有间隙，所述伸缩杆55固定在间隙内。所述活动件54的上表面与对应的板体51上表面平行；所述活动件54与板体1-51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51顶部设置两块滑块，在活动件54底部设置与两块滑块相匹配的滑槽，以实现活动件54在板体51侧边的自由滑动。

实施例九：

基于上述实施例七和8所述的W夹板的引导组件，如图23与图24所示，包括平台57，所述平台57上设置两块相对的所述W夹板，两块W夹板能够在平台57上相向和相背移动。所述W夹板上设置限位件58；两块W夹板相向移动至设定位置时，两个限位件58相互抵接。

实施例七至九中的引导校正机构具有以下优点：

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。

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。

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。

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。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种无人机自动机库，其特征在于，所述无人机自动机库包括：可移动载体、库体、库门、若干无人机存储区、若干锁紧装置、若干移栽顶升机构、无线充电系统、控制系统和供电系统，其中，库体中设有若干无人机存储区，每个无人机存储区均对应一个无人机存储单元，每个无人机存储区均设有一个用于对无人机存储单元进行固定的锁紧装置；库体上设有库门，库门上设有移栽顶升机构，移栽顶升机构用于将无人机存储单元从相应的无人机存储区取出以及将无人机存储单元存入相应的无人机存储区，以及携带无人机存储单元移动；可移动载体用于携带无人机自动机库进行移动；无线充电系统用于对无人机存储单元中的无人机进行无线充电；供电系统用于对无人机自动机库进行供电；控制系统用于对库门、锁紧装置、移栽顶升机构、无线充电系统和供电系统进行控制，实现无人机的自动起飞、降落、存储和充电；其中，移栽顶升机构包括：顶升机构、移载机构和起落平台；无人机自动机库的门板内壁设置顶升机构，所述顶升机构远离门板的一端连接起落平台，所述起落平台上设置移载机构；所述起落平台用于承载无人机；所述顶升机构用于使起落平台靠近和远离门板；所述移载机构用于使无人机进入和移出起落平台。

2.根据权利要求1所述的无人机自动机库，其特征在于，所述无人机自动机库还包括环境监测系统，用于监测无人机自动机库内部和外部环境参数，并将监测获得的环境参数发送至控制系统，控制系统基于环境参数对无人机自动机库进行相应的控制。

3.根据权利要求1所述的无人机自动机库，其特征在于，所述供电系统的供电方式包括外接工业用电、发电机发电、UPS不间断电源。

4.根据权利要求1所述的无人机自动机库，其特征在于，所述无人机自动机库还包括检测装置，用于检测无人机是否超出无人机存储单元；以及检测无人机存储区是否有无人机存储单元；以及检测无人机存储单元上是否有障碍物；以及检测无人机存储单元是否与相应的无人机存储区对准。

5.根据权利要求1所述的无人机自动机库，其特征在于，控制系统还用于进行任务管理、设备管理、制定任务、设备状态监测与仿真。

6.根据权利要求1所述的无人机自动机库，其特征在于，所述无人机自动机库还包括通信系统，无人机管理后台用于通过通信系统向自动机库管理单元下发无人机作业任务，以及接收自动机库管理单元返回的无人机作业任务执行进度和结果，对自动机库管理单元进行管理；无人机自动机库通过通信系统与无人机管理后台建立通信连接，执行相应的无人机作业任务，并向无人机管理后台反馈无人机作业任务执行进度和结果。

7.根据权利要求1所述的无人机自动机库，其特征在于，所述控制系统采用三层网络控制方式，包括：管理层、控制层和执行层；

管理层采用计算机上位控制系统和以太网通信系统，通过中心管理服务器采集系统数据，在监控工作站对系统进行远程上位调度和监控；

控制层采用可编程式控制器或PLC和工业以太网总线，对系统设备进行数据采集及对执行元件进行控制；

执行层采用分布式控制方式，实现对各种信息采集元件的数据整理，并发送数据对各种执行元件进行驱动控制。

8.根据权利要求1所述的无人机自动机库，其特征在于，所述无人机存储单元上设有引导校正机构用于对无人机的位置进行引导和校正。

9.根据权利要求1所述的无人机自动机库，其特征在于，移栽顶升机构包括：顶升机构、移载机构和起落平台；所述起落平台用于承载无人机存储单元；所述顶升机构用于使起落平台靠近和远离门板；所述移载机构用于使无人机存储单元进入和移出起落平台。

10.根据权利要求1所述的无人机自动机库，其特征在于，所述无人机自动机库还包括综合保障仓，用于对故障无人机进行维修和零件更换。

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