CN112482855B - 紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法，所述双无人机机巢包括箱体、舱门和翻转平台；翻转平台通过旋转轴设置在箱体的开口位置；舱门与箱体活动连接，且舱门关闭时舱门顶部距离箱体开口所在表面的距离大于或等于无人机的高度，翻转平台的两个相对的侧面上均设有无人机固定机构；本公开以较小的机巢尺寸实现了两架无人机的存储；通过控制程序，两架无人机可以自动执行写入的巡检任务，两架无人机的使用顺序互不影响；本公开能够最大化的利用机巢内部空间，满足两架无人机的停靠需求，能有效的提高无人机的巡检效率，节省设备成本。

Description

紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法

技术领域

本公开涉及无人机应用及控制技术领域，特别涉及一种紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

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无人驾驶飞行器，可用于执行各种飞行任务。无人机执行任务过程中不受地面交通情况限制，不受道路环境约束，可以点对点的完成各种飞行任务，速度快，效率高，能够应对各种复杂的工作环境。如今，无人机已经广泛的被应用到监控、测绘、巡检、环境监测等多个领域。

目前，无人机的停放包括以下两种：(1)固定式机场，部署在固定位置的自动无人机机场，可根据程序控制无人机自主进行巡检作业；(2)分布式机场，在多地进行多个固定机场布置，无人机可从一个机场起飞沿机场布置路线巡检，降落时就近选取机场降落。

本公开发明人发现，现有的无人机停放方式存在如下缺点：(1)固定式机场可实现无人机自动巡检，但现有产品一般体积较大，且只能用于存放一架无人机；(2)分布式机场是在多地进行多个固定机场布置，一般一个机场也只能用于存放一架无人机，不适用于多架无人机同时执行任务。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法，利用旋转式停机平台，以较小的机巢尺寸实现了两架无人机的存储；通过控制程序，两架无人机可以自动执行写入的巡检任务，两架无人机的使用顺序互不影响；本公开能够最大化的利用机巢内部空间，满足两架无人机的停靠需求，能有效的提高无人机的巡检效率，节省设备成本。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种紧凑型翻转式双无人机机巢。

一种紧凑型翻转式双无人机机巢，包括箱体、舱门和翻转平台；翻转平台通过旋转轴设置在箱体的开口位置；

舱门与箱体活动连接，且舱门关闭时舱门顶部距离箱体开口所在表面的距离大于或等于无人机的高度，翻转平台的两个相对的侧面上均设有无人机固定机构。

作为可能的一些实现方式，无人机固定机构包括相互垂直的第一推杆和第二推杆，第一推杆和第二推杆均为两根，两根第一推杆平行，两根第二推杆平行。

作为可能的一些实现方式，第一推杆和第二推杆均为П字形结构，均通过翻转平台侧面上的滑槽移动进行无人机机架的固定。

作为进一步的限定，所述第一推杆和第二推杆均与翻转平台的侧面平行，且第一推杆和第二推杆处于不同层面。

作为进一步的限定，第一推杆或第二推杆上设有与设置在无人机起落架上的充电触片配合的充电触点。

作为可能的一些实现方式，所述舱门包括对称设置在箱体两侧的第一舱门和第二舱门，第一舱门和第二舱门均与箱体的外侧壁活动连接，第一舱门和第二舱门对接时，将箱体开口所在平面扣合。

作为可能的一些实现方式，所述箱体内还设有控制终端、电源模块、网络模块和翻转平台驱动模块；

控制终端通过翻转平台驱动模块控制翻转平台的旋转以实现无人机选择，电源模块与各个用电模块连接；

控制终端通过网络模块与后台终端建立连接，用于接收后台终端下达的控制指令，结合当前机巢工作状态和无人机状态做出判断，进行控制指令下发，控制无人机执行巡检任务。

作为可能的一些实现方式，所述箱体内还设有温度检测与调节模块，温度检测与调节模块实时检测并调整机巢内部温度在预设阈值范围内。

作为可能的一些实现方式，翻转平台包括正反两个位置，翻转后的侧面与箱体开口所在平面共面或平行。

本公开第二方面提供了一种紧凑型翻转式双无人机机巢的控制方法。

一种紧凑型翻转式双无人机机巢的控制方法，包括本公开第一方面所述的紧凑型翻转式双无人机机巢，包括以下步骤：

控制终端接收到后台终端的指令后，判断无人机及环境状态是否能够执行巡检任务；

当无人机及环境状态满足要求时，控制终端发出指令，打开无人机机巢舱门，启动翻转平台上的第一无人机，进入准备起飞状态；

控制终端控制翻转平台上的无人机固定机构解除对第一无人机的固定，对准备起飞的第一无人机下发巡检任务数据；

控制终端对第一无人机下发起飞命令，第一无人机根据写入的任务数据，自主开始执行接收的巡检任务。

作为可能的一些实现方式，第一无人机起飞后，控制终端下发指令，翻转平台驱动模块驱动翻转平台翻转至另一工作位置，第二无人机到达预备起飞位置；

控制终端控制翻转平台上的无人机固定机构解除对第二无人机的固定，同时对准备起飞的第二无人机下发巡检任务数据；

控制终端对第二无人机下发起飞命令，第二无人机根据写入的任务数据，自主开始执行接收的巡检任务。

作为可能的一些实现方式，无人机完成巡检任务后，向控制终端发出返回请求，控制终端分析两架无人机工作状态后，规划请求降落的无人机降落顺序；

接收到降落等待的无人机在机巢附近预定位置悬停等待；

无人机接收到降落许可后，根据存储的机巢位置信息，返回至机巢上方悬停，启动降落流程；

控制终端打开舱门，无人机切换导航模式从GPS定位切换为视觉定位系统，通过视觉识别机巢停机坪上的停靠导航标志，下降过程中根据视野中停靠导航标志的位置，实时调整无人机位置，最终降落在停机平台上。

作为进一步的限定，无人机降落后向控制终端发出降落完成信号，控制终端接收到信号后控制无人机固定机构，将无人机固定在翻转平台的中心位置，同时充电触点接触起落架上的充电触片，开始对无人机进行充电。

作为更进一步的限定，无人机固定完成后，控制终端控制停机平台翻转至另一工作位置，准备第二架无人机降落，待第二架无人机降落完成且锁紧后，控制终端控制舱门关闭。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1、本公开提供的紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法，利用旋转式停机平台，以较小的机巢尺寸实现了两架无人机的存储。

2、本公开提供的紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法，通过控制程序，两架无人机可以自动执行写入的巡检任务，两架无人机的使用顺序互不影响。

3、本公开提供的紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法，能够最大化的利用机巢内部空间，满足两架无人机的停靠需求，能有效的提高无人机的巡检效率，节省设备成本。

4、本公开提供的紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法，与现有方案相比，能有效的提升固定式无人机机巢的内部空间利用率，同时保证无人机机巢的外形尺寸大小与现有方案基本相同，双无人机储存有利于提高巡检效率，节省巡检任务的时间成本。

5、本公开提供的紧凑型翻转式双无人机机巢及控制方法，可实现在相对较小的无人机机巢外形尺寸条件下，通过翻转平台和无人机固定机构，完成对两架无人机的存储，两架无人机可以同时按照巡检任务规划执行巡检任务，能有效的提升无人机巡检效率。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1提供的紧凑型翻转式双无人机机巢的结构示意图。

图2为本公开实施例1提供的紧凑型翻转式双无人机机巢的细节示意图。

1-舱门；2-箱体；3-翻转停机平台；31、第一推杆；32-第二推杆。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

如背景技术中所述，现有无人机机场普遍体积较大且只能用于存放一架无人机，机场利用率较低，基于目前存在的问题，本公开实施例1提供了一种紧凑型翻转式双无人机机巢，如图1和图2所示；其特点在于利用旋转式停机平台，实现了以较小的机巢尺寸存储两架无人机的功能，同时通过控制程序，两架无人机可以自动执行写入的巡检任务，两架无人机的使用顺序互不影响。

所述紧凑型翻转式双无人机机巢主要包括：箱体2、舱门1和翻转停机平台3；翻转停机平台通过旋转轴设置在箱体的开口位置；

舱门与箱体活动连接，且舱门关闭时舱门顶部距离箱体开口所在表面的距离大于或等于无人机的高度，翻转停机平台的两个相对的侧面上均设有无人机固定机构。

无人机固定机构包括相互垂直的第一推杆31和第二推杆32，第一推杆31和第二推杆32均为两根，两根第一推杆平行，两根第二推杆平行。

第一推杆31和第二推杆32均为П字形结构，均通过翻转停机平台上表面或者下表面上的滑槽移动进行无人机机架的固定。

所述第一推杆和第二推杆均与翻转停机平台的上表面或下表面平行，且第一推杆和第二推杆处于不同层面。

所述无人机机巢还包括安装于无人机机巢箱体内部的控制终端、电源模块、网络模块、温度检测与调节模块。

无人机翻转停机平台包括翻转停机平台驱动模块及无人机固定机构。

所述电源模块布置在机巢箱体内部，用于提供无人机机巢所有设备工作所需电能。

所述控制终端设置于机巢箱体内部，通过网络模块与管理中心建立连接，用于接收管理中心下达的控制指令，结合当前机巢工作状态和无人机状态做出判断，进行控制指令下发，控制无人机执行巡检任务。

所述网络模块设置于机巢箱体内部，用于提供网络，与管理中心相连接，建立管理中心与控制终端的实时通信。

所述温度检测与调节模块用于实时检测和调整机巢内部温度，减小温度对整个系统造成的影响。

所述无人机固定机构用于固定停机坪上的无人机，所述无人机固定机构包括两组固定推杆，分别为第一推杆31和第二推杆32，两组固定推杆工作时向内推动，第二推杆32推杆先进行移动将无人机推至平台中心；第一推杆31后进行移动，与第二推杆32共同锁紧无人机起落架，在停机平台上锁定无人机，同时保证无人机平台翻转过程和平台翻转完成后，无人机能牢固的被固定在翻转停机平台上。无人机固定机构的第一推杆31或者第二推杆32推杆上设有充电触点，与设置于无人机起落架上的充电触片对应，无人机降落固定后，系统通过充电触点给无人机充电。

所述翻转停机平台驱动模块用于驱动翻转停机平台翻转，拥有正反两个工作位置，工作时驱动整个平台进行翻转，切换两个无人机停机位的位置。

实施例2：

本公开实施例2提供了一种紧凑型翻转式双无人机机巢的控制方法，利用本公开实施例1提供的紧凑型翻转式双无人机机巢，包括以下步骤：

管理中心通过网络模块下发巡检命令，控制终端接收命令后判断无人机及环境状态是否能够执行巡检任务。

当无人机及环境状态可以执行巡检任务时，控制终端发出命令，打开无人机机巢的舱门1，启动停机坪上的无人机A，进入准备起飞状态。

控制终端控制翻转停机平台上的无人机固定机构解除对无人机A的固定，第二推杆32和第一推杆31同时向外张开，解除对无人机的固定，同时控制终端对准备起飞的无人机A下发巡检任务数据。

控制终端对无人机A下发起飞命令，无人机A根据写入的任务数据，自主开始执行接收的巡检任务。

无人机A起飞后控制终端下发命令，翻转停机平台驱动模块驱动翻转停机平台翻转至另一工作位置，无人机B到达预备起飞位置。

控制终端控制翻转停机平台上的无人机固定机构解除对无人机B的固定，第二推杆32和第一推杆31同时向外张开，解除对无人机的固定，同时控制终端对准备起飞的无人机B下发巡检任务数据。

控制终端对无人机B下发起飞命令，无人机B根据写入的任务数据，自主开始执行接收的巡检任务。

需要使用的无人机起飞程序完成后，控制终端发出命令，关闭机巢舱门。

无人机完成巡检任务后，向控制终端发出返回请求，控制终端分析两架无人机工作状态后，规划请求降落的无人机降落顺序。

接收到降落等待的无人机在机巢附近预定位置悬停等待。

无人机接收到降落许可后，根据存储的机巢位置信息，返回至机巢上方悬停，启动降落流程。

控制终端打开舱门，无人机切换导航模式从GPS定位切换为视觉定位系统，通过视觉识别机巢停机坪上的停靠导航标志，下降过程中根据视野中停靠导航标志的位置，实时调整无人机位置，最终降落在停机平台上。

无人机降落后向控制终端发出降落完成信号，控制终端接收到信号后控制无人机固定机构启动，两组固定推杆工作时向内推动，第二推杆32先进行移动将无人机推至平台中心，第一推杆31推杆后进行移动，与第二推杆32共同锁紧无人机起落架，在停机平台上固定住无人机起落架，锁定无人机；同时充电触点接触起落架上的充电触片，开始对无人机进行充电。

无人机固定程序完成后，控制终端控制停机平台翻转至另一工作位置，准备第二架无人机降落。

第二架无人机降落过程与第一架无人机相同，待无人机降落完成且锁紧程序完成后，控制终端控制舱门关闭。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种紧凑型翻转式双无人机机巢的控制方法，其特征在于，使用一种包括：箱体、舱门和翻转平台的紧凑型翻转式双无人机机巢，所述箱体内还设有控制终端、电源模块、网络模块和翻转平台驱动模块，包括以下步骤：

控制终端接收到后台终端的指令后，判断无人机及环境状态是否能够执行巡检任务；

当无人机及环境状态满足要求时，控制终端发出指令，打开无人机机巢舱门，启动翻转平台上的第一无人机，进入准备起飞状态；

控制终端控制翻转平台上的无人机固定机构解除对第一无人机的固定，对准备起飞的第一无人机下发巡检任务数据；

控制终端对第一无人机下发起飞命令，第一无人机根据写入的任务数据，自主开始执行接收的巡检任务；

第一无人机起飞后，控制终端下发指令，翻转平台驱动模块驱动翻转平台翻转至另一工作位置，第二无人机到达预备起飞位置；

控制终端控制翻转平台上的无人机固定机构解除对第二无人机的固定，同时对准备起飞的第二无人机下发巡检任务数据；

控制终端对第二无人机下发起飞命令，第二无人机根据写入的任务数据，自主开始执行接收的巡检任务。

2.如权利要求1所述的紧凑型翻转式双无人机机巢的控制方法，其特征在于，无人机完成巡检任务后，向控制终端发出返回请求，控制终端分析两架无人机工作状态后，规划请求降落的无人机降落顺序；

接收到降落等待的无人机在机巢附近预定位置悬停等待；

无人机接收到降落许可后，根据存储的机巢位置信息，返回至机巢上方悬停，启动降落流程；

控制终端打开舱门，无人机切换导航模式从GPS定位切换为视觉定位系统，通过视觉识别机巢停机坪上的停靠导航标志，下降过程中根据视野中停靠导航标志的位置，实时调整无人机位置，最终降落在停机平台上。

3.如权利要求2所述的紧凑型翻转式双无人机机巢的控制方法，其特征在于，无人机降落后向控制终端发出降落完成信号，控制终端接收到信号后控制无人机固定机构，将无人机固定在翻转平台的中心位置，同时充电触点接触起落架上的充电触片，开始对无人机进行充电。

4.如权利要求3所述的紧凑型翻转式双无人机机巢的控制方法，其特征在于，无人机固定完成后，控制终端控制停机平台翻转至另一工作位置，准备第二架无人机降落，待第二架无人机降落完成且锁紧后，控制终端控制舱门关闭。

5.一种紧凑型翻转式双无人机机巢，其特征在于，工作时实现上述权利要求1-4任一项所述的紧凑型翻转式双无人机机巢的控制方法；翻转平台通过旋转轴设置在箱体的开口位置；

舱门与箱体活动连接，且舱门关闭时舱门顶部距离箱体开口所在表面的距离大于或等于无人机的高度，翻转平台的两个相对的侧面上均设有无人机固定机构。

6.如权利要求5所述的紧凑型翻转式双无人机机巢，其特征在于，无人机固定机构包括相互垂直的第一推杆和第二推杆，第一推杆和第二推杆均为两根，两根第一推杆平行，两根第二推杆平行。

7.如权利要求5所述的紧凑型翻转式双无人机机巢，其特征在于，第一推杆和第二推杆均为П字形结构，均通过翻转平台侧面上的滑槽移动进行无人机机架的固定。

8.如权利要求7所述的紧凑型翻转式双无人机机巢，其特征在于，所述第一推杆和第二推杆均与翻转平台的侧面平行，且第一推杆和第二推杆处于不同层面。

9.如权利要求7所述的紧凑型翻转式双无人机机巢，其特征在于，所述第一推杆或第二推杆上设有与设置在无人机起落架上的充电触片配合的充电触点。

10.如权利要求5所述的紧凑型翻转式双无人机机巢，其特征在于，所述舱门包括对称设置在箱体两侧的第一舱门和第二舱门，第一舱门和第二舱门均与箱体的外侧壁活动连接，第一舱门和第二舱门对接时，将箱体开口所在平面扣合。

11.如权利要求5所述的紧凑型翻转式双无人机机巢，其特征在于；

控制终端通过翻转平台驱动模块控制翻转平台的旋转以实现无人机选择，电源模块与各个用电模块连接；

控制终端通过网络模块与后台终端建立连接，用于接收后台终端下达的控制指令，结合当前机巢工作状态和无人机状态做出判断，进行控制指令下发，控制无人机执行巡检任务。

12.如权利要求5所述的紧凑型翻转式双无人机机巢，其特征在于，所述箱体内还设有温度检测与调节模块，温度检测与调节模块实时检测并调整机巢内部温度在预设阈值范围内。

13.如权利要求5所述的紧凑型翻转式双无人机机巢，其特征在于，翻转平台包括正反两个位置，翻转后的侧面与箱体开口所在平面共面或平行。

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