CN112147993A - 无人机位置整理平台、收放装置及集群作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机位置整理平台，包括平台本体和位置整理机构，位置整理机构包括在第一方向上运行的第一推送装置A；以及在第二方向上运行的第二推送装置A，第一方向和第二方向为相互垂直的两个方向。该无人机位置整理平台能够将无人机推送至平台本体的预定位置，这就可以有效避免无人机从平台本体上掉落的情况出现。本发明还公开了一种采用上述无人机位置整理机构的无人机收放装置，以及一种采用该无人机收放装置的无人机集群作业系统。

Description

无人机位置整理平台、收放装置及集群作业系统

技术领域

本发明涉及无人机投放和回收技术领域，更具体的说涉及一种无人机位置整理平台、无人机收放装置及无人机集群作业系统。

背景技术

随着技术的进步，目前的无人机通过卫星数据引导与视觉辅助导航相结合的方式，基本实现了在承载平台上的全自主降落。

然而，无人机在降落过程中容易偏离承载平台用于固定无人机的预设位置，这导致无人机容易从承载平台上掉落；在户外应用环境下该种问题更为突出，户外环境下的承载平台通常会安装在移动载体上，移动载体在运动过程中所产生的振动和颠簸使得未停放在预设位置处的无人机更容易从承载平台上掉落而损坏。

因此，如何能够使无人机尽量靠近承载平台的预设位置，以避免无人机从承载平台上掉落是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明一方面公开了一种无人机位置整理平台，以便在无人机降落之后能够将无人机整理至平台的预定位置，从而避免无人机从整理平台上掉落。

本发明另一方面还公开了一种采用上述无人机位置整理平台的无人机收放装置。

本发明再一方面还公开了一种采用上述无人机收放装置的无人集群作业降系统。

为达到上述目的，本发明中所公开的无人机位置整理平台，包括平台本体和设置在所述平台本体上，且用于将无人机推送至所述平台本体预定位置的位置整理机构，所述位置整理机构至少包括在第一方向上往复运行的第一推送装置A；以及在第二方向上运行的第二推送装置A，所述第一方向和所述第二方向为相互垂直的两个方向。

优选的，在第一方向上，所述位置整理机构还包括第二推送装置B；在第二方向上，所述位置整理机构还包括第二推送装置B，所述第一推送装置A和所述第一推送装置B能够对称相向运动和对称背向运动，所述第二推送装置A和所述第二推送装置B能够对称相向运动和对称背向运动。

优选的，所述第一推送装置A为第一推杆，所述第一推送装置B为第二推杆，所述第二推送装置A为第三推杆，所述第二推送装置B为第四推杆。

优选的，所述第一推杆的中点与所述第二推杆的中点的连线为第一方向线；所述第三推杆的中点与所述第四推杆的中点的连线为第二方向线，所述第一方向线和所述第二方向线的交点为所述平台本体的中心。

优选的，所述第一方向内设置有环绕状的第一同步带，所述第一推杆和所述第二推杆中任意一者与所述第一同步带的上部带固定相连，另外一者与所述第一同步带的下部带固定相连。

优选的，在所述第一方向内设置有两条同步运行的第一同步带，其中一条所述第一同步带位于所述第一推杆的第一端和所述第二推杆的第一端一侧；另外一条所述第一同步带位于所述第一推杆的第二端和所述第二推杆的第二端一侧。

优选的，在所述第二方向内设置有环绕状的第二同步带，所述第三推杆和所述第四推杆中任意一者与所述第二同步带的上部带固定相连，另外一者与所述第二同步带的下部带固定相连。

优选的，在所述第二方向内设置有两条所述第二同步带，其中一条所述第二同步带位于所述第三推杆的第一端和所述第四推杆的第一端一侧；另外一条所述第二同步带位于所述第三推杆的第二端和所述第四推杆的第二端一侧。

优选的，两条所述第一同步带之间通过第一同步轴相连，所述第一同步轴上分别设置有用于与两条所述第一同步带适配的第一带轮，且所述第一同步轴与第一整理电机的输出端相连；两条所述第二同步带之间通过第二同步轴相连，所述第二同步轴上分别设置有用于与两条所述第二同步带适配的第二带轮，且所述第二同步轴与第二整理电机的输出端相连。

优选的，所述第一推杆、第二推杆、第三推杆以及第四推杆的两端均设置有能够在所述平台本体上滑动的推杆座，且所述第一推杆、第二推杆、第三推杆以及所述第四推杆通过所述推杆座分别与所述第一同步带和所述第二同步带相连；或者，所述第一推杆、第二推杆、第三推杆以及第四推杆仅有与所述第一同步带和所述第二同步带相连的一端设置有能够在所述平台本体上滑动的推杆座，且所述第一推杆、第二推杆、第三推杆以及所述第四推杆通过所述推杆座分别与所述第一同步带和所述第二同步带相连。

优选的，在所述第一方向内设置有环绕状的第一链条，所述第一推杆和所述第二推杆中任意一者与所述第一链条的上部链固定相连，另外一者与所述第一链条的下部链固定相连；在所述第二方向内设置有环绕状的第二链条，所述第三推杆和所述第四推杆中任意一者与所述第二链条的上部链固定相连，另外一者与所述第二链条的下部链固定相连。

优选的，在所述第一方向内设置有第一双向丝杠，所述第一推杆上固连有第一丝母，所述第二推杆上固连有第二丝母，所述第一丝母和所述第二丝母中任意一者与所述第一双向丝杠中的正向螺纹配合，另外一者与所述第一双向丝杠中的反向螺纹配合。

优选的，在所述第二方向内设置有第二双向丝杠，所述第三推杆上固连有第三丝母，所述第四推杆上固连有第四丝母，所述第三丝母和所述第四丝母中任意一者与所述第二双向丝杠中的正向螺纹配合，另外一者与所述第二双向丝杠中的反向螺纹配合。

本发明所公开的无人机收放装置，包括用于存储无人机的储存箱以及如上任意一项所公开的无人机位置整理平台，所述储存箱的顶部设置有可开闭的出入口，所述平台本体设置在所述储存箱的顶部，且其中部开设有与所述出入口对应的开口。

优选的，所述出入口形成与所述储存箱的外形适配的套装口，所述平台本体通过所述套装口套设并固定于所述储存箱的外周后形成延展平台，所述延展平台与所述储存箱的顶部平齐。

优选的，所述储存箱能够存储多个无人机，且所述无人机在所述储存箱的高度方向上相互叠合，所述储存箱内还设置有用于承托所述无人机的升降总成，所述升降总成包括升降平台和驱动所述升降平台进行升降的升降机构。

优选的，所述无人机为扁平状涵道式无人机。

优选的，所述升降机构包括一组或多组能够在所述储存箱高度方向上伸缩的交叉杆伸缩组件，以及用于驱动所述交叉杆伸缩组件的驱动装置，任意一所述交叉杆伸缩组件均包括底部第一连接端、底部第二连接端、顶部第一连接端和顶部第二连接端；

所述底部第一连接端与所述储存箱的底面铰接，所述底部第二连接端上设置有能够在所述储存箱的底面往复移动的滚轮；

所述顶部第一连接端和所述顶部第二连接端均滑动铰接于所述升降平台的底部；

所述驱动装置用于驱动所述底部第二连接端在所述储存箱的底面往复移动。

所述驱动装置为由驱动电机带动的丝杠滑块机构，所述驱动电机铰接于所述储存箱的底部，所述丝杠滑块机构中的丝杠固连于所述驱动电机的输出轴，滑块旋合于所述丝杠上，并且所述滑块直接或间接铰接于所述底部第二连接端。

优选的，所述驱动装置为由驱动电机带动的丝杠滑块机构，所述驱动电机铰接于所述储存箱的底部，所述丝杠滑块机构中的丝杠固连于所述驱动电机的输出轴，滑块旋合于所述丝杠上，并且所述滑块直接或间接铰接于所述底部第二连接端。

优选的，所述升降机构包括间隔设置的两组所述交叉杆伸缩组件，两组所述交叉杆伸缩组件中的两个所述底部第二连接端之间设置有推杆，所述滑块铰接于所述推杆上。

优选的，所述升降机构为活塞缸。

优选的，还包括设置在所述储存箱的侧壁上，且用于为存放于所述储存箱内的无人机进行充电的充电机构，所述充电机构包括与供电装置相连的充电触杆和驱动所述充电触杆伸出以及缩回的充电驱动机构。

优选的，还包括固定于所述储存箱的侧壁上的触杆导向框，所述充电触杆内置于所述触杆导向框的空腔内，所述触杆导向框相对的两个侧面上分别开设有垂直于所述储存箱的侧壁并与所述充电触杆相对应的一对导向槽，所述充电触杆上设置有朝向所述导向框的两个侧面延伸并滑动嵌入所述导向槽内的导向杆。

优选的，所述触杆导向框内包括多个所述充电触杆，所述触杆导向框的两个侧面上开设有与多个所述充电触杆相对应的多对所述导向槽，任意一所述充电触杆上设置的所述导向杆均滑动嵌入对应的所述导向槽内，多个所述充电触杆沿所述储存箱的高度方向间隔分布，且每一个所述充电触杆均用于给和自身所在高度对应的无人机充电。

优选的，所述充电驱动机构包括：

纵向滑板，所述纵向滑板垂直于所述储存箱的侧面设置，且所述纵向滑板上设置有与所述充电触杆对应的倾斜驱动槽，所述倾斜驱动槽与所述导向槽之间的夹角为锐角，所述导向杆穿过所述导向槽后伸入所述倾斜驱动槽内；

纵向驱动装置，所述纵向驱动装置与所述纵向滑板相连，并用于驱动所述纵向滑板在所述储存箱的高度方向上下运动。

优选的，任意一所述充电触杆上还设置有定位杆和缓冲弹簧，所述缓冲弹簧套设于所述充电触杆上，且所述缓冲弹簧的一端与所述定位杆相抵，另一端与所述储存箱的侧壁相抵。

优选的，所述定位杆与所述导向杆平行，且所述定位杆嵌入与自身所在的充电触杆相对应的所述导向槽内。

优选的，所述储存箱的同一侧面上设置有两排沿所述储存箱高度方向上分布的所述充电触杆，且两排所述充电触杆分别内置于两个间隔分布的所述触杆导向框内，所述充电驱动机构设置在两个所述触杆导向框之间，且所述充电驱动机构内包括两块所述纵向滑板，两块所述纵向滑板连接于同一所述纵向驱动装置上，并且分别驱动两排所述充电触杆运动。

优选的，所述供电装置为固定于所述储存箱侧壁上的蓄电池。

优选的，还包括沿所述储存箱的高度方向设置的活动滑块导杆，所述活动滑块导杆的一端固定于所述充电驱动电机的壳体上，另一端穿出所述活动滑块上所开设的导向孔。

本发明所公开的无人机集群作业系统，包括多个无人机，除此之外，还包括移动载体以及设置在移动载体上的至少一个无人机收放装置，并且无人机收放装置为上述任意一项中所公开的无人机收放装置。

本发明所公开的无人机位置整理平台，能够供无人机在平台本体上降落，当无人机降落在平台本体上后，第一推送装置和第三推送装置运动，并将无人机推送至平台本体的预定位置，在预定位置无人机可以被有效固定或者被收纳，这就可以有效避免无人机从平台本体上掉落的情况出现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例中所公开的无人机收放装置一种角度下的结构示意图；

图2为本发明实施例中所公开的无人机收放装置另一角度下的结构示意图；

图3为无人机在储存箱顶部的初始降落位置示意图；

图4为位置整理机构将无人机整理至储存箱顶部中间位置后的结构示意图；

图5为本发明实施例中所公开的位置整理机构的俯视结构示意图；

图6为本发明实施例所公开的位置整理机构中第一整理电机附近的局部结构示意图；

图7为本发明实施例所公开的位置整理机构中第二整理电机附近的局部结构示意图；

图8为本发明实施例所公开的位置整理机构的局部结构示意图；

图9为本发明实施例中所公开的无人机收放装置的内部结构示意图；

图10为本发明实施例中所公开的无人机的俯视结构示意图；

图11为本发明实施例中所公开的无人机的侧面结构示意图；

图12为本发明实施例中所公开的无人机收放装置中升降总成一种角度的结构示意图；

图13为本发明实施例中所公开的无人机收放装置中升降总成另一种角度的结构示意图；

图14为本发明实施例中所公开的无人机收放装置中另外一种升降总成的结构示意图；

图15为本发明实施例中所公开的充电机构的整体结构示意图；

图16为本发明实施例中所公开的充电机构一种角度下的局部结构示意图；

图17为本发明实施例中所公开的充电机构另一种角度下的局部结构示意图；

图18为本发明实施例中所公开的充电触杆内置于触杆导向框内的结构示意图；

图19为图18的局部结构示意图；

图20为本发明实施例中所公开的导向杆以及定位杆与充电触杆的配合示意图；

图21为本发明实施例中所公开的纵向滑板的结构示意图；

图22为充电触杆伸入储存箱内部时的状态示意图；

图23为本发明实施例中所公开的无人机起降系统的一种角度下的结构示意图；

图24为本发明实施例中所公开的无人机起降系统的另一种角度下的结构示意图；

图25为储存箱顶部打开后的无人机起降系统的结构示意图。

其中，1为平台本体，2为第一推杆，3为第二推杆，4为第三推杆，5为第四推杆，6为无人机，7为储存箱，8为蓄电池，9为第一整理电机，10为第二整理电机，12为第一同步带，13为第二同步带，14为推杆座，15为升降平台，16为升降机构，17为受电触点，18为交叉杆伸缩组件，19为驱动电机，20为丝杠，21为推杆，22为滑块，24为电缆，25为充电驱动电机，26为活动滑块，27为纵向滑板，28为触杆导向框，29为驱动丝杠，30为导向槽，31为倾斜驱动槽，32为充电触杆，33为导向杆，34为定位杆，35为缓冲弹簧，36为移动载体，37为储存箱盖板。

具体实施方式

本发明的核心之一是提供一种无人机位置整理平台，以便在无人机6降落之后能够将无人机6整理至平台的预定位置，从而避免无人机6从平台上掉落，保证无人机6的安全性。

本发明的另一核心还在于提供一种采用上述无人机位置整理平台而形成的一种无人机收放装置。

本发明的再一核心还在于提供一种采用上述无人机收放装置的无人机集群作业系统。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请首先结合图1至图8进行理解，本发明首先公开了一种无人机位置整理平台，其具体包括平台本体1和设置在平台本体1上的位置整理机构，位置整理机构的作用在于将无人机6推送至平台本体1的预定位置，以避免无人机6掉落，该位置整理机构至少包括第一推送装置A和第二推送装置A，其中，第一推送装置A在第一方向上运行，第二推送装置A在第二方向上运行，第一方向和第二方向为两个相互垂直的方向。

以平台本体为矩形的情况为例，平台本体的预定位置设置在一个直角位置，第一推送装置A和第二推送装置A分别平行于上述直角的两个边，并且第一推送装置A和第二推送装置A交叉所形成的夹角刚好与设置有预定位置的直角形成对角，在第一推送装置A和第二推送装置A的作用下，未降落在预定位置上的无人机被推送至设置有预定位置的直角处。第一推送装置A和第二推送装置A交叉优选为直角。

当然，平台本体的形状还可以为其他形状，只要预定位置设置在运行的第一推送装置A和运行的第二推送装置A形成的动态交点所在的运动轨迹上即可，保证将无人机6推送到预定位置。

进一步的优化方式为，在第一方向上，位置整理机构包括第一推送装置A和第一推送装置B，在第二方向上，位置整理机构包括第二推送装置A和第二推送装置B，第一推送装置A和第一推送装置B既能够对称相向运动(即朝向相互靠近对方的方向运动)，又能够对称背向运动(即朝向相互远离对方的方向运动)；第二推送装置A和第二推送装置B既能够对称相向运动，又能够对称背向运动，平台本体的预定位置设置在平台本体的中部

容易理解的是，第一推送装置A和第一推送装置B在相向运动时能够将无人机6从其降落位置推送至平台本体1第一方向上的中部，第一推送装置A和第一推送装置B背向运动时能够让出平台本体1的表面，以方便无人机6的降落，同理，第二推送装置A和第二推送装置B在相向运动时能够将无人机6从其降落位置推送至平台本体1第二方向上的中部，第二推送装置A和第二推送装置B背向运动时能够让出平台本体1的表面，以方便无人机6的降落。

由此可见，上述实施例中所公开的无人机位置整理平台，能够供无人机6在平台本体1上降落，当无人机6降落在平台本体1上后，第一推送装置A和第一推送装置B对称相向运动，第二推送装置A和第二推送装置B对称相向运动，从而将无人机6推送至平台本体1的中部位置，这就可以有效避免无人机6从平台本体1上掉落的情况出现。

能够作为第一推送装置A、第一推送装置B、第二推送装置A以及第二推送装置B(可统称为推送装置)的设备并不局限于一种，例如丝杠滑块机构中的滑块可以作为推送装置，气缸或者油缸中的活塞端也可作为推送装置。

在本发明实施例中，第一推送装置A具体为第一推杆2，第一推送装置B具体为第二推杆3，第二推送装置A具体为第三推杆4，第二推送装置B具体为第四推杆5，如图5中所示，若平台本体1为矩形，第一推杆2和第二推杆3与矩形的其中一对边平行，并且第一推杆2和第二推杆3的长度与矩形的边长相等，第三推杆4和第四推杆5与矩形的另外一对边平行，并且第三推杆4和第四推杆5的长度与矩形的边长相等。

第一推杆2的中点与第二推杆3的中点的连线为第一方向线，第三推杆4与第四推杆5的中点的连线为第二方向线，第一方向线和第二方向线的交点为平台本体1的中心，这就使得在第一推杆2、第二推杆3、第三推杆4以及第四推杆5在收拢过程中能够将无人机6推送至平台本体1的中心位置。

能够驱动第一推杆2、第二推杆3、第三推杆4以及第四推杆5运动的机构也并不局限于一种，例如在一种实施方式中，第一方向内设置有环绕状的第一同步皮带，如图5至图8中所示，第一推杆2和第二推杆3中的任意一者与第一同步带12的上部带固定相连，另外一者与第一同步带12的下部带固定相连。能够理解的是，当同步带呈环绕状设置于第一方向内时，其包括上部带和下部带，并且当同步带运行时，上部带和下部带的运行速度一致，但运行方向刚好相反，当第一推杆2和第二推杆3中的一者与第一同步带12的上部带固定相连，另外一者与第一同步带12的下部带固定相连时，刚好可以实现第一推杆2和第二推杆3对称相向运动，或者第一推杆2和第二推杆3对称背向运动。

更为优选的方式是，第一方向内设置有两条同步运行的第一同步带12，其中一条第一同步带12位于第一推杆2的第一端和第二推杆3的第一端一侧，另外一条第一同步带12位于第一推杆2的第二端和第二推杆3的第二端一侧，第一推杆2的第一端和第二端可以分别与两侧第一同步带12的上部带固定相连，相应的，第二推杆3的第一端和第二端就应当分别与两侧第一同步带12的下部带固定相连；当然，还可以是第一推杆2的第一端和第二端分别与两侧第一同步带12的下部带固定相连，第二推杆3的第一端和第二端分别与两侧第一同步带12的上部带固定相连。该种优选方式使得第一推杆2和第二推杆3的运行更加平稳。

第三推杆4和第四推杆5的驱动方式可以参考第一推杆2和第二推杆3，在第二方向内设置有环绕状的第二同步带13，第三推杆4和第四推杆5中的任意一者与第二同步带13的上部带固定相连，另外一者与第二同步带13的下部带固定相连。当同步带呈环绕状设置于第二方向内时，其包括上部带和下部带，并且当同步带运行时，上部带和下部带的运行速度一致，但运行方向刚好相反，当第三推杆4和第四推杆5中的一者与第二同步带13的上部带固定相连，另外一者与第二同步带13的下部带固定相连时，刚好可以实现第三推杆4和第四推杆5对称相向运动，或者第三推杆4和第四推杆5对称背向运动。当然，第三推杆4和第四推杆5的驱动方式也可采用区别于第一推杆2和第二推杆3的其他驱动方式。

更为优选的方式是，第二方向内设置有两条同步运行的第二同步带13，其中一条第二同步带13位于第三推杆4的第一端和第四推杆5的第一端一侧，另外一条第二同步带13位于第三推杆4的第二端和第四推杆5的第二端一侧，第三推杆4的第一端和第二端可以分别与两侧第二同步带13的上部带固定相连，相应的，第四推杆5的第一端和第二端就应当分别与两侧第二同步带13的下部带固定相连；当然，还可以是第三推杆4的第一端和第二端分别与两侧第二同步带13的下部带固定相连，第四推杆5的第一端和第二端分别与两侧第二同步带13的上部带固定相连。该种优选方式使得第三推杆4和第四推杆5的运行更加平稳。

请参考图5至图8，当设置有两条第一同步带12时，两条第一同步带12之间通过第一同步轴相连，第一同步轴上分别设置有用于与两条第一同步带12适配的第一带轮，并且第一同步轴与第一整理电机9的输出端相连，通过第一整理电机9带动两条第一同步带12运行；当设置有两条第二同步带13时，两条第二同步带13之间通过第二同步轴相连，第二同步轴上分别设置有用于与两条第二同步带13适配的第二带轮，并且第二同步轴与第二整理电机10的输出端相连，通过第二整理电机10带动两条第二同步带13运行。

为了进一步提升推杆运行的平稳性，本实施例中的第一推杆2、第二推杆3、第三推杆4以及第四推杆5的两端均设置有能够在平台本体1上滑动的推杆座14，并且第一推杆2、第二推杆3、第三推杆4和第四推杆5分别通过推杆座14与第一同步带12和第二同步带13相连，推杆座14在平台本体1上的滑动可通过在推杆座14底部设置滚轮的方式实现，也可以在推杆座14的底部设置与平台本体1适配的滑动轨道；除此之外，第一推杆2、第二推杆3、第三推杆4以及第四推杆5也可以仅在一端设置上述推杆座14，并且设置推杆座14的一端是用于与第一同步带12和第二同步带13相连的一端。

本发明实施例中还提供了另外一种实现推杆运动的驱动方式，具体的，在第一方向内设置有环绕状的第一链条，第一推杆2和第二推杆3中的任意一者与第一链条的上部链固定相连，另外一者与第一链条的下部链固定相连；在第二方向内设置有环绕状的第二链条，第三推杆4和第四推杆5中任意一者与第二链条的上部链固定相连，另外一者与第二链条的下部链固定相连。采用链条驱动的方式与同步带驱动的方式较为类似，因此第一链条和第二链条的动力来源也可以参照第一整理电机9和第二整理电机10的设置方式来进行设置。

除此之外，还可以通过设置双向丝杠的方式实现各个推杆的驱动，具体的，在第一方向内设置有第一双向丝杠，第一推杆2上固连有第一丝母，第二推杆3上固连有第二丝母，第一丝母和第二丝母中的任意一者与第一双向丝杠中的正向螺纹配合，另外一者与第一双向丝杠中的反向螺纹配合；第一双向丝杠可以为一根或者两根，作为优选的方式，第一双向丝杠为两根，第一推杆2的两端均设置有上述第一丝母，第二推杆3的两端均设置有上述第二丝母，第一丝母和第二丝母中的任意一者与第一双向丝杠中的正向螺纹配合，另外一者与第一双向丝杠中的反向螺纹配合；

在第二方向内设置有第二双向丝杠，第三推杆4上固连有第三丝母，第四推杆5上固连有第四丝母，第三丝母和第四丝母中的任意一者与第二双向丝杠中的正向螺纹配合，另外一者与第二双向丝杠中的反向螺纹配合；第二双向丝杠可以为一根或者两根，作为优选的方式，第二双向丝杠为两根，第三推杆4的两端均设置有上述第三丝母，第四推杆5的两端均设置有上述第四丝母，第三丝母和第四丝母中的任意一者与第二双向丝杠中的正向螺纹配合，另外一者与第二双向丝杠中的反向螺纹配合。

当第一丝杠和第二丝杠沿正向转动时，第一推杆2、第二推杆3、第三推杆4以及第四推杆5逐渐收拢，以推动无人机6朝向平台本体1的中部运动，当第一丝杠和第二丝杠沿反向转动时，第一推杆2、第二推杆3、第三推杆4以及第四推杆5逐渐张开，平台本体1的外露，以供无人机6降落。

本发明实施例中还公开了一种无人机收放装置，该无人机收放装置包括用于存储无人机6的储存箱7以及上述任意一实施例中所公开的无人机位置整理平台，储存箱7的顶部设置有可开闭的出入口，平台本体1设置在储存箱7的顶部，并且平台本体1的中部设置有与出入口对应的开口。

目前无人机6可以实现精准起降，无人机6精准起降控制方案融合了卫星数据引导与视觉辅助导航的技术方案，全自主降落，通过视觉检测识别和PTK定位相结合来锁定平台本体1，并基于非线性优化方法融合PTK定位的位姿信息和视觉定位信息来准确估计降落平台相对无人机6的位姿，基于获取的相对位姿信息控制无人机6的飞行速度和飞行姿态实现精准降落，这已经属于本领域技术人员的常规技术手段，并且本案也并不涉及无人机6精准降落技术，因此对无人机6精准降落技术不作过多赘述。

上述实施例中所公开的无人机收放装置，实现了无人机6降落之后的自动整理和自动入箱，具体的，无人机6降落在平台本体1上之后，通过位置整理机构将无人机整理至平台本体1上所开设的开口处，由于该开口与储存箱7顶部所设置的出入口对应，因此无人机6可从平台本体1上的开口处进入到储存箱7内，当出入口封闭之后，即完成无人机6的收纳。

实际上，为了避免无人机6在运送过程中产生晃动，储存箱7的尺寸与无人机6的外形尺寸非常接近，因此无人机6在储存箱7顶部降落时的降落面积非常有限，这对无人机6的自动控制系统具有非常高的要求，即便如此，依然非常容易发生无人机6与储存箱7碰撞坠机的情况，为此，本实施例中所公开的无人机收放装置，出入口形成与储存箱7的外形适配的套装口，平台本体1通过套装口套设并固定在储存箱7的外周后形成延展平台，该延展平台与储存箱7的顶部平齐，以方便无人机6的降落，如图1至图4中所示。

相比于储存箱7顶部，延展平台的面积显然更大一些，这就为无人机6提供了更为理想的降落平台，降低了无人机6的降落难度。当无人机6降落在平台本体1上之后，通过位置整理机构将无人机6推送至开口位置，并使无人机6进入到储存箱7内。

无人机6的形状多种多样，可以为外形扁平的长方体状，也可能为较为复杂的直升机状，但无论哪种形状的无人机6，只要设计合理均可以实现在竖直方向上的叠合，为了提高运输效率，本实施例中所公开的无人机收放装置中，储存箱7能够存储多个无人机6，并且无人机6在储存箱7的高度方向上相互叠合，并且，储存箱7内还设置有用于承托无人机6的升降总成，升降总成包括升降平台15和驱动升降平台15进行升降的升降机构16。

当无人机6需要释放时，储存箱7顶部的出入口打开，升降机构16驱动升降平台15上升，将需要释放的无人机6送出储存箱7，无人机6可以在储存箱7的外部起飞，这可以有效避免无人机6在储存箱7内部起飞而产生碰撞的情况，同时可以解决无人机6在储存箱7内部起飞气流紊乱、飞行姿态难以控制的问题；当无人机6降落在平台本体1上之后，位置整理机构将无人机6推送至开口位置，并与升降平台15接触，此时升降平台15带动无人机6下降一个无人机6厚度，无人机6的顶部与平台本体1重新构成供其他无人机6降落的完整的平台本体1，当下一个无人机6降落后，升降平台15带动无人机6再下降一个无人机6厚度，直至储存箱7内装满无人机6。

这就实现了无人机6的自动收纳和自动起飞，作为优选的方式，无人机6为扁平的长方体状，该种无人机6为涵道式无人机6，如图10和图11中所示。

能够带动升降平台15上下运动的升降机构16并不局限于一种，活塞缸(气缸、油缸)、丝杠螺母机构均可作为升降机构16来使用，在本实施例中，升降机构16包括一组或者多组能够在储存箱7高度方向上伸缩的交叉杆伸缩组件18以及驱动装置，如图12至图14中所示，驱动装置用于驱动交叉杆伸缩组件18运动，每一个交叉杆伸缩组件18均包括底部第一连接端、底部第二连接端、顶部第一连接端和顶部第二连接端，其中，底部第一连接端与储存箱7的底面铰接，底部第二连接端上设置有能够在储存箱7的底面上往复移动的滚轮，顶部第一连接端和顶部第二连接端均滑动铰接在升降平台15的底部，驱动装置用于驱动底部第二连接端在储存箱7的底面上往复移动。

请参考图12，当驱动装置驱动底部第二连接端在储存箱7的底面上往复移动时，交叉杆伸缩组件18将发生形变，从而使其顶端的升降平台15进行上下运动，需要进行说明的是，上述实施例中的“滑动铰接”的含义是指顶部第一连接端和顶部第二连接端既可以在升降平台15的底面上滑动，又允许在滑动过程中产生角度的变化，例如在升降平台15的底面设置滑块，然后将顶部第一连接端和顶部第二连接端分别铰接在不同的滑块上即可达到滑动铰接的效果。

驱动装置具体是由驱动电机19带动的丝杠滑块机构，驱动电机19铰接在储存箱7的底部，丝杠滑块机构中的丝杠20固定连接在驱动电机19的输出轴上，滑块22旋合于丝杠上，并且滑块22直接或者间接铰接在底部第二连接端，如图12中所示。

另外一种实施例中，升降机构16包括间隔设置的两组交叉杆伸缩组件18(或称为X型伸缩杆)，两组交叉杆伸缩组件18中的两个底部第二连接端之间设置有推杆，如图12中所示，滑块22铰接与推杆上(即通过推杆连接铰接于底部第二连接端)。

与图12中所示的无人机收放装置相比，图14中的无人机收放装置中的平台本体1的尺寸更大，该平台本体1上可以并排堆叠两列无人机6，当然，在实际生产过程中，根据无人机6和平台本体1的尺寸关系，平台本体1上还可以堆叠更多列无人机6，本申请中对储存箱7中所能够堆叠的无人机6列数不作限制。

无人机6在经过一次或多次作业之后，需要及时补充电量，为了解决无人机收放装置中的储存箱7仅能够简单的存储无人机6的问题，本实施例中还对无人机收放装置做出了进一步的优化，具体的，在储存箱7的侧壁上还设置了充电机构，充电机构用于为存放于储存箱7内的无人机6进行充电，充电机构包括与供电装置连接的充电触杆32和驱动充电触杆32伸出以及缩回的充电驱动机构。

当无人机6进入储存箱7内后，通过充电驱动机构的驱动，充电触杆32伸出以便与无人机6上的受电触点17电性连接，通过供电装置向无人机6充电，结合图22可以看出，充电触杆32穿过存储箱侧壁上的通孔后，能够与无人机6上的受电触点17对接，当完成充电或者无人机6需要起飞时，充电驱动机构驱动充电触杆32缩回，以断开充电触杆32与无人机6上的受电触点17之间的电性连接，在无人机6储存的过程中储存箱7能够及时对无人机6进行电量补充，进一步的，充电触杆32用于与无人机6上的受电触点17相接触的一端采用黄铜材料制成。

请参考图15至图21，该无人机收放装置中还包括固定在储存箱7的侧壁上的触杆导向框28，充电触杆32内置在触杆导向框28的空腔内，触杆导向框28相对的两个侧面上分别开设有垂直于储存箱7侧壁并与充电触杆32相对应的一对导向槽30，充电触杆32上设置有分别朝向导向框的两个侧面延伸并滑动嵌入到导向槽30内的导向杆33，充电触杆32内置在导向框内，并通过导向槽30对充电触杆32进行导向可以保证充电触杆32运动的稳定性。

由于储存箱7内能够堆叠多个无人机6，因此为了能够同时满足多个无人机6的充电需求，本实施例中的无人机收放装置中，触杆导向框28内设置有多个充电触杆32，触杆导向框28的两个侧面上开设有多个与充电触杆32相对应的多对导向槽30，每一个充电触杆32上设置的导向杆33均滑动嵌入到与自身所对应的导向槽30内，并且多个充电触杆32沿储存箱7的高度方向上间隔分布，每一个充电触杆32均用于给和自身所在高度对应的无人机6充电。

在本实施例中，充电驱动机构具体包括纵向滑板27和纵向驱动装置，纵向滑板27垂直于储存箱7的侧面设置，并且纵向滑板27上设置有与充电触杆32对应的倾斜驱动槽31，如图17和图21中所示，倾斜驱动槽31与导向槽30之间的夹角为锐角，导向杆33穿过导向槽30之后伸入到倾斜驱动槽31内，纵向驱动装置与纵向滑板27相连，并用于驱动纵向滑板27在储存箱7的高度方向上下运动。

参考图17可以看出，纵向滑板27向上运动时，触杆导向框28处于固定状态，倾斜驱动槽31的底端将驱动充电触杆32向储存箱7的内部伸出，导向杆33在导向槽30内滑移，反之，当纵向滑板27向下运动时，触杆导向框28处于固定状态，倾斜驱动槽31的顶端将驱动充电触杆32缩回，导向杆33在导向槽30内滑移。纵向驱动装置的实现方式也可以有多种，例如丝杠滑块机构以及活塞缸都可以作为纵向驱动装置来驱动纵向滑板27运动。

在本实施例中，纵向驱动装置具体包括充电驱动电机25、驱动丝杠29以及活动滑块26，充电驱动电机25固定在储存箱7的侧壁上，充电驱动电机25的输出端与驱动丝杠29固定相连，并且驱动丝杠29与储存箱7的高度方向平行，活动滑块26与驱动丝杠29螺纹配合，并且活动滑块26与纵向滑板27固定相连，如图17中所示。

在另一实施例中，充电触杆32上还设置有定位杆34和缓冲弹簧35，定位杆34穿设于充电触杆32上，并且定位杆34的两端分置于充电触杆32的轴线两侧，缓冲弹簧35套设在充电触杆32上，并且缓冲弹簧35的一端与定位杆34相抵，另一端与储存箱7的侧壁相抵，如图19中所示，在充电触杆32伸出至储存箱7内部的过程中，缓冲弹簧35可以对充电触杆32提供阻尼力，避免充电触杆32过快伸出而对无人机6上的受电触点17造成撞击；优选的，定位杆34与导向杆33平行，并且定位杆34嵌入与自身所在的充电触杆32相对应的导向槽30内，如图19中所示。

请参考图17，为了与无人机上的受电触点相适配，储存箱7的同一侧面上设置有两排沿储存箱7高度方向上分布的充电触杆32，并且两排充电触杆32分别内置于两个间隔分布的触杆导向框28内，充电驱动机构设置在两个触杆导向框28之间，并且充电驱动机构内包括两块纵向滑板27，两块纵向滑板27连接于同一纵向驱动装置上，并且分别驱动两排充电触杆32运动。

供电装置可以为固定设置在储存箱7侧壁上的蓄电池8，也可以为其他供电装置(如车载电瓶或者车载发电机)，充电触杆32可以通过电缆24与供电装置相连，除此之外，本实施例中的无人机收放装置中还包括沿储存箱7的高度方向上设置的活动滑块导杆，活动滑块导杆的一端固定于充电驱动电机25的壳体上，另一端穿出活动滑块26上所开设的导向孔，活动滑块26的行程不能超过活动滑块导杆的长度，以避免滑块导杆脱出，更进一步的，还可以在两个纵向滑板27的顶部设置顶部连接板，顶部连接板上开设有顶部导向孔，在平台本体1的底部设置顶部导向杆，顶部导向杆穿设在顶部导向孔内，从而进一步提升纵向滑板27在纵向运动时的稳定性。

当然，储存箱7上所设置的充电机构还可以为无线充电机构。

至此，本发明中所公开的无人机收放装置，其顶部所设置的平台本体1一方面可以为无人机6提供较大的降落平台，另一方面位置整理机构还可以将无人机6自动整理至储存箱7的入口处，实现无人机6的自动收纳；储存箱7内可以在高度方向上叠放多个无人机6，配合储存箱7内所设置的升降平台15，实现了无人机6的模块化存储以及无人机6的自动释放；进一步的，储存箱7内所设置的充电机构还可以为进入储存箱7的无人机6及时补充电能，为无人机6下一次执行任务做好能量储备。

除此之外，本发明还公开了一种无人机集群作业系统，该集群作业系统中包括多个无人机6，并且还包括移动载体36以及设置在移动载体36上的至少一个无人机收放装置，该无人机收放装置为上述任意一实施例中所公开的无人机收放装置。

需要进行说明的是，所谓移动载体36包括但不限于汽车(包括无人驾驶的车辆)、船舶等，移动载体36与无人机6收放装置配合，可以完成无人机6集群的释放和回收，能够有效适应户外作业的复杂要求，提高了无人机的集群作业效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (25)

1.一种无人机位置整理平台，包括平台本体(1)和设置在所述平台本体(1)上，且用于将无人机推送至所述平台本体(1)预定位置的位置整理机构，所述位置整理机构至少包括在第一方向上往复运行的第一推送装置A；以及在第二方向上往复运行的第二推送装置A，所述第一方向和所述第二方向为相互垂直的两个方向。

2.如权利要求1所述的无人机位置整理平台，其特征在于，在第一方向上，所述位置整理机构还包括第一推送装置B；在第二方向上，所述位置整理机构还包括第二推送装置B，所述第一推送装置A和所述第一推送装置B能够对称相向运动和对称背向运动，所述第二推送装置A和所述第二推送装置B能够对称相向运动和对称背向运动。

3.如权利要求2所述的无人机位置整理平台，其特征在于，所述第一推送装置A为第一推杆(2)，所述第一推送装置B为第二推杆(3)，所述第二推送装置A为第三推杆(4)，所述第二推送装置B为第四推杆(5)。

4.如权利要求3所述的无人机位置整理平台，其特征在于，在所述第一方向内设置有环绕状的第一同步带(12)，所述第一推杆(2)和所述第二推杆(3)中任意一者与所述第一同步带(12)的上部带固定相连，另外一者与所述第一同步带(12)的下部带固定相连。

5.如权利要求4所述的无人机位置整理平台，其特征在于，在所述第一方向内设置有两条同步运行的第一同步带(12)，其中一条所述第一同步带(12)位于所述第一推杆(2)的第一端和所述第二推杆(3)的第一端一侧；另外一条所述第一同步带(12)位于所述第一推杆(2)的第二端和所述第二推杆(3)的第二端一侧。

6.如权利要求5所述的无人机位置整理平台，其特征在于，在所述第二方向内设置有环绕状的第二同步带(13)，所述第三推杆(4)和所述第四推杆(5)中任意一者与所述第二同步带(13)的上部带固定相连，另外一者与所述第二同步带(13)的下部带固定相连。

7.如权利要求6所述的无人机位置整理平台，其特征在于，在所述第二方向内设置有两条所述第二同步带(13)，其中一条所述第二同步带(13)位于所述第三推杆(4)的第一端和所述第四推杆(5)的第一端一侧；另外一条所述第二同步带(13)位于所述第三推杆(4)的第二端和所述第四推杆(5)的第二端一侧。

8.如权利要求7所述的无人机位置整理平台，其特征在于，两条所述第一同步带(12)之间通过第一同步轴相连，所述第一同步轴上分别设置有用于与两条所述第一同步带(12)适配的第一带轮，且所述第一同步轴与第一整理电机(9)的输出端相连；两条所述第二同步带(13)之间通过第二同步轴相连，所述第二同步轴上分别设置有用于与两条所述第二同步带(13)适配的第二带轮，且所述第二同步轴与第二整理电机(10)的输出端相连。

9.如权利要求7所述的无人机位置整理平台，其特征在于，所述第一推杆(2)、第二推杆(3)、第三推杆(4)以及第四推杆(5)的两端均设置有能够在所述平台本体(1)上滑动的推杆座(14)，且所述第一推杆(2)、第二推杆(3)、第三推杆(4)以及所述第四推杆(5)通过所述推杆座(14)分别与所述第一同步带(12)和所述第二同步带(13)相连；或者，所述第一推杆(2)、第二推杆(3)、第三推杆(4)以及第四推杆(5)仅有与所述第一同步带(12)和所述第二同步带(13)相连的一端设置有能够在所述平台本体(1)上滑动的推杆座(14)，且所述第一推杆(2)、第二推杆(3)、第三推杆(4)以及所述第四推杆(5)通过所述推杆座(14)分别与所述第一同步带(12)和所述第二同步带(13)相连。

10.如权利要求3所述的无人机位置整理平台，其特征在于，在所述第一方向内设置有环绕状的第一链条，所述第一推杆(2)和所述第二推杆(3)中任意一者与所述第一链条的上部链固定相连，另外一者与所述第一链条的下部链固定相连；在所述第二方向内设置有环绕状的第二链条，所述第三推杆(4)和所述第四推杆(5)中任意一者与所述第二链条的上部链固定相连，另外一者与所述第二链条的下部链固定相连。

11.如权利要求3所述的无人机位置整理平台，其特征在于，在所述第一方向内设置有第一双向丝杠，所述第一推杆(2)上固连有第一丝母，所述第二推杆(3)上固连有第二丝母，所述第一丝母和所述第二丝母中任意一者与所述第一双向丝杠中的正向螺纹配合，另外一者与所述第一双向丝杠中的反向螺纹配合。

12.如权利要求11所述的无人机位置整理平台，其特征在于，在所述第二方向内设置有第二双向丝杠，所述第三推杆(4)上固连有第三丝母，所述第四推杆(5)上固连有第四丝母，所述第三丝母和所述第四丝母中任意一者与所述第二双向丝杠中的正向螺纹配合，另外一者与所述第二双向丝杠中的反向螺纹配合。

13.一种无人机收放装置，其特征在于，包括用于存储无人机的储存箱(7)以及如权利要求1-12任意一项所述的无人机位置整理平台，所述储存箱(7)的顶部设置有可开闭的出入口，所述平台本体(1)设置在所述储存箱(7)的顶部，且其中部开设有与所述出入口对应的开口。

14.如权利要求13所述的无人机收放装置，其特征在于，所述出入口形成与所述储存箱(7)的外形适配的套装口，所述平台本体(1)通过所述套装口套设并固定于所述储存箱(7)的外周后形成延展平台，所述延展平台与所述储存箱(7)的顶部平齐。

15.如权利要求13所述的无人机收放装置，其特征在于，所述储存箱(7)能够存储多个无人机，且所述无人机在所述储存箱(7)的高度方向上相互叠合，所述储存箱(7)内还设置有用于承托所述无人机的升降总成，所述升降总成包括升降平台(15)和驱动所述升降平台(15)进行升降的升降机构(16)。

16.如权利要求15所述的无人机收放装置，其特征在于，所述无人机为扁平状涵道式无人机。

17.如权利要求15所述的无人机收放装置，其特征在于，所述升降机构(16)包括一组或多组能够在所述储存箱(7)高度方向上伸缩的交叉杆伸缩组件(18)，以及用于驱动所述交叉杆伸缩组件(18)的驱动装置，任意一所述交叉杆伸缩组件(18)均包括底部第一连接端、底部第二连接端、顶部第一连接端和顶部第二连接端；

所述底部第一连接端与所述储存箱(7)的底面铰接，所述底部第二连接端上设置有能够在所述储存箱(7)的底面往复移动的滚轮；

所述顶部第一连接端和所述顶部第二连接端均滑动铰接于所述升降平台(15)的底部；

所述驱动装置用于驱动所述底部第二连接端在所述储存箱(7)的底面往复移动。

18.如权利要求13所述的无人机收放装置，其特征在于，还包括设置在所述储存箱(7)的侧壁上，且用于为存放于所述储存箱(7)内的无人机进行充电的充电机构，所述充电机构包括与供电装置相连的充电触杆(32)和驱动所述充电触杆(32)伸出以及缩回的充电驱动机构。

19.如权利要求18所述的无人机收放装置，其特征在于，还包括固定于所述储存箱(7)的侧壁上的触杆导向框，所述充电触杆(32)内置于所述触杆导向框的空腔内，所述触杆导向框相对的两个侧面上分别开设有垂直于所述储存箱(7)的侧壁并与所述充电触杆(32)相对应的一对导向槽(30)，所述充电触杆(32)上设置有分别朝向所述导向框的两个侧面延伸并滑动嵌入所述导向槽(30)内的导向杆(33)。

20.如权利要求19所述的无人机收放装置，其特征在于，所述触杆导向框内包括多个所述充电触杆(32)，所述触杆导向框的两个侧面上开设有与多个所述充电触杆(32)相对应的多对所述导向槽(30)，任意一所述充电触杆(32)上设置的所述导向杆(33)均滑动嵌入对应的所述导向槽(30)内，多个所述充电触杆(32)沿所述储存箱(7)的高度方向间隔分布，且每一个所述充电触杆(32)均用于给和自身所在高度对应的无人机充电。

21.如权利要求20所述的无人机收放装置，其特征在于，所述充电驱动机构包括：

纵向滑板，所述纵向滑板垂直于所述储存箱(7)的侧面设置，且所述纵向滑板上设置有与所述充电触杆(32)对应的倾斜驱动槽(31)，所述倾斜驱动槽(31)与所述导向槽(30)之间的夹角为锐角，所述导向杆(33)穿过所述导向槽(30)后伸入所述倾斜驱动槽(31)内；

纵向驱动装置，所述纵向驱动装置与所述纵向滑板相连，并用于驱动所述纵向滑板在所述储存箱(7)的高度方向上下运动。

22.如权利要求20所述的无人机收放装置，其特征在于，任意一所述充电触杆(32)上还设置有定位杆(34)和缓冲弹簧(35)，所述缓冲弹簧(35)套设于所述充电触杆(32)上，且所述缓冲弹簧(35)的一端与所述定位杆(34)相抵，另一端与所述储存箱(7)的侧壁相抵。

23.如权利要求22所述的无人机收放装置，其特征在于，所述定位杆(34)与所述导向杆(33)平行，且所述定位杆(34)嵌入与自身所在的充电触杆(32)相对应的所述导向槽(30)内。

24.如权利要求21所述的无人机收放装置，其特征在于，所述储存箱(7)的同一侧面上设置有两排沿所述储存箱(7)高度方向上分布的所述充电触杆(32)，且两排所述充电触杆(32)分别内置于两个间隔分布的所述触杆导向框内，所述充电驱动机构设置在两个所述触杆导向框之间，且所述充电驱动机构内包括两块所述纵向滑板，两块所述纵向滑板连接于同一所述纵向驱动装置上，并且分别驱动两排所述充电触杆(32)运动。

25.一种无人机集群作业系统，包括多个无人机，其特征在于，还包括移动载体(36)以及设置在所述移动载体(36)上的至少一个无人机收放装置，所述无人机收放装置为如权利要求12-23任意一项所述的无人机收放装置。

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