CN112079065A - 物流无人机自动装卸机构及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种物流无人机自动装卸机构和系统，该机构包括传送顶升机构(3)，所述传送顶升机构(3)包括传送架(31)、无人机传送带(34)、货仓传送带(33)和货仓顶升机构(32)，所述无人机传送带(34)、货仓传送带(33)平行分布呈传送架(31)的上下层；所述货仓顶升机构(32)垂直设置并经货仓传送带(33)到无人机传送带(34)，用于将货仓升降配合货仓与无人机装卸。本发明实现无人机和货仓的传送、定位，并将货仓升降配合货仓与无人机的自动装卸。

Description

物流无人机自动装卸机构及系统
技术领域
本发明涉及一种物流无人机自动装卸机构及系统。
背景技术
无人机运送货物节省人力物力，快捷方便，特别是在交通系统不太发达，人口密度不大，日均运送量偏小的地区使用无人机代替人工运送可以有效降低物流成本。
使用无人机运送货物是未来物流快递行业一个必然趋势，如何在保证安全可靠的前提下使用无人机进行物流运输是使用无人机送货的前提。
物流无人机在实际使用场景中，需要大量的地面设备的辅助设施，包括通讯、仓库、系统管理等，当前物流无人机普遍采用无人机与货仓分离的设计方式，在无人机使用过程中，货仓系统会形成一套与无人机相关的地面系统。
当前普遍采用的飞机与货仓分离的设计方式，可以有效在仓库里对标准化的货仓进行管理，但每次飞机执行任务时，都需要对无人机进行货仓装载与卸载。无人机货仓位置普遍位于飞机底部，对于人工装卸而言，从底部往上装卸货仓比较繁琐，需要解决的技术问题主要有：
1、使用一套设备可以同时完成无人机货仓自动装载和自动卸载工作。
2、解决货仓与无人机配合所需要的二次定位问题。
3、无人机机身机构相对较脆弱，避免定位机构对无人机机身产生损伤。
由此可见，解决上述无人机自动装卸问题成为当前亟需的技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种物流无人机自动装卸机构，该物流无人机自动装卸机构实现无人机和货仓的传送，并将货仓升降配合货仓与无人机装卸。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种物流无人机自动装卸机构，包括传送顶升机构3，所述传送顶升机构3包括传送架31、无人机传送带34、货仓传送带33和货仓顶升机构32，所述无人机传送带34、货仓传送带33平行分布呈传送架31的上下层；所述货仓顶升机构32垂直设置并经货仓传送带33到无人机传送带34，用于将货仓升降配合货仓与无人机装卸。
进一步地，所述货仓顶升机构32包括货仓升降轨道321、货仓升降台322，所述无人机传送带34、货仓传送带33均为双轨道，所述货仓升降轨道321设置在无人机传送带34中间，并经货仓传送带33到无人机传送带34垂直设置，所述货仓升降台322沿货仓升降轨道321滑动设置。
进一步地，所述货仓顶升机构32还设置有电力系统和货仓夹持板323，所述货仓夹持板323设置于货仓升降台322，所述货仓夹持板323与电力系统电连接，用于货仓前后方向的定位。
进一步地，还包括定位系统4，所述定位系统4包括无人机定位机构41、货仓定位机构42，用于对无人机及货仓进行二次定位。
进一步地，所述定位系统4还包括定位架43，所述定位架43对称分布在传送架31的两侧，所述无人机定位机构41、货仓定位机构42分别垂直对应无人机传送带34、货仓传送带33，平行分布呈定位架43的上下层。
进一步地，所述无人机定位机构41对称分布在无人机传送带34两侧，包括无人机定位驱动轨道411，无人机定位从动轨道412，无人机定位升降台413，无人机定位V槽尼龙块414，其中，所述无人机定位驱动轨道411垂直无人机传送带34分布于无人机传送带34两侧，无人机定位升降台413沿无人机定位驱动轨道411和无人机定位从动轨道412滑动设置，所述无人机定位升降台413上设置无人机定位V槽尼龙块414，用于与无人机的下端卡固定位。
进一步地，所述货仓定位机构42对称分布在货仓传送带33两侧，包括货仓定位推挡421及货仓定位驱动轨道422；所述货仓定位驱动轨道422垂直货仓传送带33分布于垂直货仓传送带33两侧；所述货仓定位推挡421滑动设置于货仓定位驱动轨道422，用于货仓的左右两侧定位。
进一步地，还包括无人机设有的起降架，所述起落架分别横跨在无人机传送带34的两侧。
本发明还提供一种物流无人机自动装卸系统，该物流无人机自动装卸系统形成完整、自动的流水作业系统，无需人工搬运。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种物流无人机自动装卸系统，包括上述物流无人机自动装卸结构以及货仓轨道、无人机轨道，所述货仓轨道连接货仓传送带33并接入入库及出库的货仓通道，所述无人机轨道连接无人机传送带34并接入无人机入库及出库的无人机通道，用于形成完整的流水作业系统。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明设置传送顶升机构分别传送货仓、无人机，货仓顶升机构垂直设置并经货仓传送带到无人机传送带，用于将货仓升降配合货仓与无人机装卸。
2、本发明还设置定位系统，用于对无人机及货仓进行二次定位，对自动装卸提供定位辅助工作。
3、本发明无人机的输送轨道与货仓的输送轨道分为上下两层，其输送轨道都可以接入其他配套的输送系统，货仓轨道可以接入入库及出库的货仓通道，无人机轨道可以接入无人机入库及出库的无人机通道，形成完整的流水作业系统。
4、本发明上层无人机轨道以及下层货仓轨道均可自由调节宽度，可适配多种宽度型号的货仓及无人机。
5、本发明不仅适用于无人机与货仓的装卸，还可以扩展为所有使用上下方式锁定的设备组装。
附图说明
图1(a)为本发明的结构示意图；
图1(b)为图1(a)的前视图；
图2(a)为货仓与无人机传送顶升机构的结构示意图；
图2(b)为图2(a)的侧视图；
图3(a)为货仓及无人机定位系统的结构示意图；
图3(b)为图3(a)的侧视图；
图4(a)为货仓与无人机到达装卸工位的结构示意图；
图4(b)为图4(a)的前视图；
图5(a)为货仓与无人机进行二次定位的结构示意图；
图5(b)为图5(a)的前视图；
图6(a)为货仓与无人机装载锁合的结构示意图；
图6(b)为图6(a)的前视图；
图7(a)为无人机货仓卸载前的结构示意图；
图7(b)为无人机货仓卸载后的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。在这些附图中，对于相同或者相当的构成要素，标注相同标号。以下仅为本发明的最佳实施方式，本发明并不仅限于下述内容。
如图1(a)所示，本发明提供一种物流无人机自动装卸机构，包括传送顶升机构3与定位系统4，定位系统4对称分布于传送顶升机构3的两侧。
如图1(a)、图1(b)所示，传送顶升机构3包含传送架31、货仓顶升机构32、货仓传送带33、无人机传送带34，传送架31分上下两层，货仓传送带33安装在安装在传送架31下层，无人机传送带34安装在传送架31上层，货仓顶升机构32垂直固定在传送架31上，并穿过货仓传送带33和无人机传送带34；用于输送无人机1以及货仓2到达指定位置；货仓顶升机构32垂直设置并经货仓传送带33到无人机传送带34，用于将货仓2升降配合货仓2与无人机1装卸。
定位系统4包含无人机定位机构41、货仓定位机构42、定位架43，定位架43对称分布在传送架31的两侧，定位架43分为两层，无人机定位机构41安装在定位架43上层，垂直于无人机传送带34；货仓定位机构42安装在定位架43下层，垂直于货仓传送带33；无人机定位机构41、货仓定位机构42分别垂直对应无人机传送带34、货仓传送带33，平行分布呈定位架43的上下层，用于对无人机1及货仓2进行二次定位。
其中，如图2(a)、2(b)所示，货仓顶升机构32包括货仓升降轨道321、货仓升降台322，无人机传送带34、货仓传送带33均为双轨道，货仓升降轨道321设置在无人机传送带34中间，货仓升降轨道321固定于传送架31的中间梁上，垂直穿过货仓传送带33到无人机传送带34；货仓升降台322沿货仓升降轨道321滑动设置。
货仓顶升机构32还设置有电力系统和货仓夹持板323，货仓夹持板323设置于货仓升降台322，货仓夹持板323与电力系统电连接，用于货仓前后方向的定位。
如图3(a)、3(b)所示，无人机定位机构41包括无人机定位驱动轨道411、无人机定位从动轨道412、无人机定位升降台413、无人机定位V槽尼龙块414，其中，无人机定位驱动轨道411在水平面上垂直无人机传送带34对称分布于无人机传送带34两侧，无人机定位升降台413沿无人机定位驱动轨道411和无人机定位从动轨道412滑动设置，无人机定位升降台413上设置无人机定位块414，无人机定位块414上开有V字形槽，材料采用尼龙制作，防止定位移动的过程中刮伤无人机机臂，用于与无人机1的下端卡固定位。
货仓定位机构42对称分布在货仓传送带33两侧，货仓定位机构42包括货仓定位推挡421及货仓定位驱动轨道422；货仓定位驱动轨道422在水平面上垂直货仓传送带33分布于货仓传送带33两侧；货仓定位推挡421滑动设置于货仓定位驱动轨道422，用于货仓的左右两侧定位。
如图1(a)所示，无人机1进入上层的无人机传送带34，无人机1两侧起落架分别横跨在无人机传送带34的两侧，无人机1跟随无人机传送带34由后侧往前侧输送，货仓2由从前侧进入下层的货仓传送带33，货仓2跟随货仓传送带33由前侧往后侧输送。
如图4(a)、4(b)所示，无人机1跟随无人机传送带34运动到目标位置，对应于无人机定位机构41，传感器感应到无人机1后，无人机传送带34接受传感器信号，停止运动。货仓2跟随货仓传送带33运动到目标位置，对应于货仓定位机构42，传感器感应到货仓2，货仓传送带33接受传感器信号，停止运动；
如图5(a)、5(b)所示，当无人机1运动到无人机定位机构41位置处时，无人机定位升降台413由无人机定位驱动轨道411驱动，从左右两侧移动至无人机1，无人机定位V槽尼龙块414共6个，两侧的定位升降台分别设有3个V槽尼龙块，随着无人机定位升降台413上升，无人机定位V槽尼龙块414卡住对应的无人机1下端设置的圆形传送架管，将无人机顶升一段高度，例如10mm左右，使得无人机处于悬空状态，无人机1由于自重，落入6个V槽尼龙块底部，完成无人机1的二次定位。
无人机1定位完成后，无人机定位升降台413下降，无人机定位驱动轨道411后退；定位机构41退回到初始状态，等待下一架无人机。
如图5(a)、5(b)所示，当货仓2运动到货仓定位机构42位置处时，两侧的货仓定位驱动轨道422驱动货仓定位推挡421，完成货仓2左右位置定位。
如图2(a)、6(a)、6(b)所示，货仓升降台面322下的电力系统驱动货仓夹持板323将货仓2在前后方向位置固定，完成货仓2前后方向定位，并保持货仓2处于稳定状态，夹持货仓2的货仓升降台面322沿货仓升降轨道321上升，货仓2上升到无人机1起落架中间位置；当货仓2被顶升到无人机1机身底侧，无人机1与货仓2由货仓自动锁扣连接，锁扣自动锁死，完成无人机货仓自动装载；
以上为空载无人机自动装载货仓流程。
当无人机1携带货仓2时，本机构可以执行无人机货仓自动卸载，此时，无人机定位机构41与货仓定位机构42均不需要工作；
如图2(a)、图7(a)、7(b)所示，无人机1携带货仓2，由无人机传送带34输送到目标位置，传感器感应到无人机1，上层的无人机传送带34接受传感器信号，停止运动，无人机1接受指令，打开货仓自动锁扣，货仓2与无人机1分离，落入货仓升降台面322；货仓升降台面322沿货仓升降轨道321下降到下层的货仓传送带33，货仓2沿货仓传送带33离开本机构，进入下一道输送系统。
如此，本发明既可完成无人机货仓自动装载，也可完成无人机货仓自动卸载。货仓轨道可以接入入库及出库的货仓通道，无人机轨道可以接入无人机入库及出库的无人机通道，形成完整的流水作业系统，无需人工搬运。
以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进。这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种物流无人机自动装卸机构，其特征在于，包括传送顶升机构(3)，所述传送顶升机构(3)包括传送架(31)、无人机传送带(34)、货仓传送带(33)和货仓顶升机构(32)，所述无人机传送带(34)、货仓传送带(33)平行分布呈传送架(31)的上下层；所述货仓顶升机构(32)垂直设置并经货仓传送带(33)到无人机传送带(34)，用于将货仓升降配合货仓与无人机装卸。
2.根据权利要求1所述的物流无人机自动装卸机构，其特征在于，所述货仓顶升机构(32)包括货仓升降轨道(321)、货仓升降台(322)，所述无人机传送带(34)、货仓传送带(33)均为双轨道，所述货仓升降轨道(321)设置在无人机传送带(34)中间，并经货仓传送带(33)到无人机传送带(34)垂直设置，所述货仓升降台(322)沿货仓升降轨道(321)滑动设置。
3.根据权利要求2所述的物流无人机自动装卸机构，其特征在于，所述货仓顶升机构(32)还设置有电力系统和货仓夹持板(323)，所述货仓夹持板(323)设置于货仓升降台(322)，所述货仓夹持板(323)与电力系统电连接，用于货仓前后方向的定位。
4.根据权利要求1所述的物流无人机自动装卸机构，其特征在于，还包括定位系统(4)，所述定位系统(4)包括无人机定位机构(41)、货仓定位机构(42)，用于对无人机及货仓进行二次定位。
5.根据权利要求4所述的物流无人机自动装卸机构，其特征在于，所述定位系统(4)还包括定位架(43)，所述定位架(43)对称分布在传送架(31)的两侧，所述无人机定位机构(41)、货仓定位机构(42)分别垂直对应无人机传送带(34)、货仓传送带(33)，平行分布呈定位架(43)的上下层。
6.根据权利要求4或5所述的物流无人机自动装卸机构，其特征在于，所述无人机定位机构(41)对称分布在无人机传送带(34)两侧，包括无人机定位驱动轨道(411)，无人机定位从动轨道(412)，无人机定位升降台(413)，无人机定位V槽尼龙块(414)，其中，所述无人机定位驱动轨道(411)垂直无人机传送带(34)分布于无人机传送带(34)两侧，无人机定位升降台(413)沿无人机定位驱动轨道(411)和无人机定位从动轨道(412)滑动设置，所述无人机定位升降台(413)上设置无人机定位V槽尼龙块(414)，用于与无人机的下端卡固定位。
7.根据权利要求4或5所述的物流无人机自动装卸机构，其特征在于，所述货仓定位机构(42)对称分布在货仓传送带(33)两侧，包括货仓定位推挡(421)及货仓定位驱动轨道(422)；所述货仓定位驱动轨道(422)垂直货仓传送带(33)分布于垂直货仓传送带(33)两侧；所述货仓定位推挡(421)滑动设置于货仓定位驱动轨道(422)，用于货仓的左右两侧定位。
8.根据权利要求4或5所述的物流无人机自动装卸机构，其特征在于，还包括无人机设有的起降架，所述起落架分别横跨在无人机传送带(34)的两侧。
9.一种物流无人机自动装卸系统，其特征在于，包括权利要求1-8所述的任一物流无人机自动装卸结构以及货仓轨道、无人机轨道，所述货仓轨道连接货仓传送带(33)并接入入库及出库的货仓通道，所述无人机轨道连接无人机传送带(34)并接入无人机入库及出库的无人机通道，用于形成完整的流水作业系统。
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