CN112644728A - 一种辅助降落的无人机巢及降落方法 - Google Patents

一种辅助降落的无人机巢及降落方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于无人机技术领域，尤其是涉及一种辅助降落的无人机巢，包括机巢本体，所述机巢本体固定连接有电机，所述电机的输出轴螺纹连接有停机平台，所述停机平台和机巢本体滑动连接，所述停机平台靠近机巢本体的一端配合设有电源组件，所述电源组件随着停机平台的下降收拢对无人机进行充电操作，所述电机的输出轴通过传动组件活动连接有盖板，所述盖板和机巢本体转动连接。本发明通过对无人机设置辅助降落的无人机巢，使得无人机在实际起飞和降落过程中通过可升降的停机平台以及盖板配合进行使用，减缓无人机在起飞和升降过程中产生的地面效应，降低无人机在起飞和降落过程中受到气流的扰乱，提高无人机起飞和降落过程中的稳定性。

Description

一种辅助降落的无人机巢及降落方法
技术领域
本发明属于无人机技术领域，尤其是涉及一种辅助降落的无人机巢及降落方法。
背景技术
无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，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，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。随着无人机技术的迅速发展，无人机的使用已经逐渐在航拍、农业、植保、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄等领域进行推广和应用，但是随着无人机的使用要求不断提高，无人机在降落过程中依旧存在一些不足急需去完善。
现有技术中，无人机在起飞和降落的过程中不可避免的会产生地面效应，地面效应是指运动物体贴近地面运行时，地面对物体产生的空气动力干扰，这会导致无人机在起飞和降落过程中的姿态产生不可预测的变化，严重者会造成无人机的倾斜和翻倒，增加无人机使用的安全隐患。
为此，我们提出一种辅助降落的无人机巢及降落方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，提供的一种通过升降停机以及导流的方式减缓无人机起飞和降落过程产生地面效应的辅助降落的无人机巢及降落方法。
为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种辅助降落的无人机巢，包括机巢本体，所述机巢本体固定连接有电机，所述电机的输出轴螺纹连接有停机平台，所述停机平台和机巢本体滑动连接，所述停机平台靠近机巢本体的一端配合设有电源组件，所述电源组件随着停机平台的下降收拢对无人机进行充电操作，所述电机的输出轴通过传动组件活动连接有盖板，所述盖板和机巢本体转动连接，所述盖板随着停机平台的升降动作进行开启和关闭工作。
在上述的一种辅助降落的无人机巢中，所述机巢本体采用半球形结构，所述机巢本体靠近地面的一端设有行进轮。
在上述的一种辅助降落的无人机巢中，所述电机通过安装座和机巢本体的底部固定连接，所述安装座距离地面的高度尺寸小于行进轮的高度尺寸。
在上述的一种辅助降落的无人机巢中，所述停机平台的一端设有防滑层，所述机巢本体设有滑槽，所述停机平台的另一端通过支杆和滑槽滑动连接。
在上述的一种辅助降落的无人机巢中，所述电机的输出轴固定连接有螺杆，所述支杆的内侧和螺杆螺纹连接，所述支杆的外侧对称设有限位槽，所述滑槽固定连接有限位块，所述限位块和限位槽滑动连接。
在上述的一种辅助降落的无人机巢中，所述电源组件包括电源板、插头和连接座，所述电源板和机巢本体固定连接，所述插头的一端和停机平台固定连接，所述插头的另一端通过连接座和电源板连接设置。
在上述的一种辅助降落的无人机巢中，所述传动组件包括传动件和转动件，所述传动件包括相互啮合的主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述转动件包括相互啮合的蜗杆和蜗轮，所述主动锥齿轮和电机的输出轴固定连接，所述从动锥齿轮和蜗杆固定连接，所述从动锥齿轮通过传动齿轮和盖板啮合连接。
在上述的一种辅助降落的无人机巢中，所述盖板采用弧形结构，相邻所述盖板之间通过橡胶垫配合设置，所述盖板固定连接有转动块，所述转动块配合设有螺纹套，所述螺纹套通过柔性齿环和机巢本体转动连接。
在上述的一种辅助降落的无人机巢中，所述机巢本体设有环形槽，所述柔性齿环和环形槽滑动连接，所述柔性齿环靠近停机平台的一端固定连接有齿条，所述传动齿轮和齿条啮合连接。
一种辅助降落的无人机巢的使用方法，该方法包括以下步骤：
S1、无人机起飞时，机巢本体通过行进轮移动到规定的起飞点，通过机巢本体内的控制系统启动电机，电机通过螺杆带动停机平台进行滑动上升动作，此时盖板在传动组件的作用下进行转动打开机巢本体的舱门，电机持续工作，直至盖板完全打开，停机平台从机巢本体内升出，无人机通过控制装置进行起飞工作；
S2、无人机降落时，机巢本体在电机的驱动下打开舱门，停机平台上升，当无人机完成定位降落后，通过控制系统实现电机的反转，停机平台进行滑动下降，盖板在传动组件的作用下进行收拢，直至停机平台和机巢本体进行接触，盖板关闭对舱门进行闭合，此时停机平台固定连接的插头通过连接座和电源板进行连接，对无人机进行充电工作，工作人员通过控制装置使得机巢本体移动到规定的收纳点。
本发明的有益效果在于：通过对无人机设置辅助降落的无人机巢，使得无人机在实际起飞和降落过程中通过可升降的停机平台以及盖板配合进行使用，减缓无人机在起飞和升降过程中产生的地面效应，降低无人机在起飞和降落过程中受到气流的扰乱，导致姿态产生不可预测的变换，提高无人机起飞和降落过程中的稳定性。
无人机起飞时，机巢本体通过行进轮移动到规定的起飞点，通过机巢本体内的控制系统启动电机，带动停机平台进行滑动上升动作，此时盖板在传动组件的作用下进行转动打开机巢本体的舱门，便于无人机通过控制装置进行起飞工作；无人机降落时，当无人机完成定位降落后，通过电机带动停机平台进行滑动下降，盖板在传动组件的作用下进行收拢，直至停机平台和机巢本体进行接触，盖板关闭对舱门进行闭合，此时停机平台固定连接的插头通过连接座和电源板进行连接，对无人机进行充电工作，工作人员通过控制装置使得机巢本体移动到规定的收纳点。
本发明的突出特点在于：通过设置可升降的停机平台提高无人机在起飞和降落过程和地面的距离，配合弧形的盖板，使得无人机在起飞和降落过程中，将机翼产生的气流通过导流向四周进行扩散，减缓无人机在起飞和降落过程产生的地面效应，保证无人机运行过程的稳定性。
附图说明
图1是本发明提供的一种辅助降落的无人机巢及降落方法中机巢闭合的结构示意图；
图2是本发明提供的一种辅助降落的无人机巢及降落方法中机巢展开的结构示意图；
图3是本发明提供的一种辅助降落的无人机巢及降落方法中传动齿轮和柔性齿环的连接结构示意图；
图4是本发明提供的一种辅助降落的无人机巢及降落方法中传动组件的结构示意图；
图5是本发明提供的一种辅助降落的无人机巢及降落方法中直杆的局部结构示意图。
图中，1机巢本体、11行进轮、12滑槽、13限位块、14环形槽、2电机、21安装座、22螺杆、3停机平台、31防滑层、32支杆、321限位槽、4电源组件、41电源板、42插头、43连接座、5传动组件、51传动件、511主动锥齿轮、512从动锥齿轮、52转动件、521蜗杆、522蜗轮、53传动齿轮、6盖板、61橡胶垫、62转动块、63螺纹套、7柔性齿环、71齿条。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
如图1-5所示，一种辅助降落的无人机巢，包括机巢本体1，机巢本体1固定连接有电机2，需要说明的是，机巢本体1采用半球形结构，半球形的无人机机巢能够降低机巢本体1在移动过程中产生的倾斜、翻倒，提高机巢移动过程的稳定性，机巢本体1靠近地面的一端设有行进轮11，用于机巢本体1的移动工作，电机2采用型号为SJGB-57减速电机，电机2通过安装座21和机巢本体1的底部固定连接，安装座21距离地面的高度尺寸小于行进轮11的高度尺寸，避免电机2的安装影响机巢本体1的正常移动工作。
电机2的输出轴螺纹连接有停机平台3，停机平台3和机巢本体1滑动连接，需要注意的是，停机平台3的一端设有防滑层31，机巢本体1设有滑槽12，停机平台3的另一端通过支杆32和滑槽12滑动连接，具体的滑动连接方式：电机2的输出轴固定连接有螺杆22，支杆32的内侧和螺杆22螺纹连接，支杆32的外侧对称设有限位槽321，滑槽12固定连接有限位块13，限位块13和限位槽321滑动连接，通过对支杆32限位避免停机平台3在升降过程中产生偏转。
停机平台3靠近机巢本体1的一端配合设有电源组件4，电源组件4随着停机平台3的下降收拢对无人机进行充电操作，需要说明的是，电源组件4包括电源板41、插头42和连接座43，电源板41和机巢本体1固定连接，电源板41采用市面上常见的锂电池材料即可，插头42的一端和停机平台3固定连接，插头42的另一端通过连接座43和电源板41连接设置，使得停机平台3在收缩状态时能够通过无线充电的方式对无人机进行充电操作。
电机2的输出轴通过传动组件5活动连接有盖板6，需要注意的是，传动组件5包括传动件51和转动件52，传动件51包括相互啮合的主动锥齿轮511和从动锥齿轮512，转动件52包括相互啮合的蜗杆521和蜗轮522，主动锥齿轮511和电机2的输出轴固定连接，从动锥齿轮512和蜗杆521固定连接，从动锥齿轮512通过传动齿轮53和盖板6啮合连接。
盖板6和机巢本体1转动连接，盖板6随着停机平台3的升降动作进行开启和关闭工作，需要说明的是，盖板6采用弧形结构，相邻盖板6之间通过橡胶垫61配合设置，使得无人机在进行起飞和降落的过程中通过盖板6的弧形面进行导流，降低无人机起飞和降落过程中产生的地面效应，盖板6固定连接有转动块62，转动块62配合设有螺纹套63，螺纹套63通过轴承和机巢本体1转动连接，螺纹套63通过柔性齿环7和机巢本体1转动连接。
具体的，柔性齿环7表面设有配合螺纹套63设计的螺旋状凹槽，同时能够在一定程度上进行拉伸，对机巢本体1多个反向的螺纹套63进行螺纹连接工作，机巢本体1设有环形槽14，柔性齿环7和环形槽14滑动连接，柔性齿环7靠近停机平台3的一端固定连接有齿条71，传动齿轮53和齿条71啮合连接。
现对本发明的操作原理做如下描述：
无人机起飞时，机巢本体1通过行进轮11移动到规定的起飞点，通过机巢本体1内的控制系统启动电机2，电机2通过螺杆22带动停机平台3的支杆32进行螺纹上升动作，支杆32的限位槽321在限位块13的作用下保持竖直上升动作，此时电机2输出轴固定连接的主动锥齿轮511通过啮合连接的从动锥齿轮512带动蜗杆521进行转动，蜗杆521通过蜗轮522带动传动齿轮53进行转动，传动齿轮53通过齿条71带动柔性齿环7和机巢本体1的环形槽14进行滑动，柔性齿环7滑动过程中通过螺纹套63带动盖板6进行转动展开，电机2持续工作，直至盖板6完全展开进而打开机巢本体1的舱门，此时停机平台3从机巢本体1内升出，无人机通过控制装置进行起飞工作，无人机起飞过程中(降落过程同理)：无人机的机翼产生的气流在停机平台3以及盖板6的双重作用下向四周进行扩散，进而减缓无人机在起飞(或降落)过程中的地面效应；
无人机降落时，机巢本体1在电机2的驱动下打开舱门，停机平台3上升，当无人机完成定位降落后，通过控制系统实现电机2的反转，停机平台3进行滑动下降，盖板6在传动组件5的作用下进行收拢，直至停机平台3和机巢本体1进行接触，盖板6关闭对舱门进行闭合，此时停机平台3固定连接的插头42通过连接座43和电源板41进行连接，对无人机进行充电工作，工作人员通过控制装置使得机巢本体1移动到规定的收纳点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辅助降落的无人机巢，包括机巢本体(1)，其特征在于，所述机巢本体(1)固定连接有电机(2)，所述电机(2)的输出轴螺纹连接有停机平台(3)，所述停机平台(3)和机巢本体(1)滑动连接，所述停机平台(3)靠近机巢本体(1)的一端配合设有电源组件(4)，所述电源组件(4)随着停机平台(3)的下降收拢对无人机进行充电操作，所述电机(2)的输出轴通过传动组件(5)活动连接有盖板(6)，所述盖板(6)和机巢本体(1)转动连接，所述盖板(6)随着停机平台(3)的升降动作进行开启和关闭工作。
2.根据权利要求1所述的一种辅助降落的无人机巢，其特征在于，所述机巢本体(1)采用半球形结构，所述机巢本体(1)靠近地面的一端设有行进轮(11)。
3.根据权利要求2所述的一种辅助降落的无人机巢，其特征在于，所述电机(2)通过安装座(21)和机巢本体(1)的底部固定连接，所述安装座(21)距离地面的高度尺寸小于行进轮(11)的高度尺寸。
4.根据权利要求1所述的一种辅助降落的无人机巢，其特征在于，所述停机平台(3)的一端设有防滑层(31)，所述机巢本体(1)设有滑槽(12)，所述停机平台(3)的另一端通过支杆(32)和滑槽(12)滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种辅助降落的无人机巢，其特征在于，所述电机(2)的输出轴固定连接有螺杆(22)，所述支杆(32)的内侧和螺杆(22)螺纹连接，所述支杆(32)的外侧对称设有限位槽(321)，所述滑槽(12)固定连接有限位块(13)，所述限位块(13)和限位槽(321)滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种辅助降落的无人机巢，其特征在于，所述电源组件(4)包括电源板(41)、插头(42)和连接座(43)，所述电源板(41)和机巢本体(1)固定连接，所述插头(42)的一端和停机平台(3)固定连接，所述插头(42)的另一端通过连接座(43)和电源板(41)连接设置。
7.根据权利要求1所述的一种辅助降落的无人机巢，其特征在于，所述传动组件(5)包括传动件(51)和转动件(52)，所述传动件(51)包括相互啮合的主动锥齿轮(511)和从动锥齿轮(512)，所述转动件(52)包括相互啮合的蜗杆(521)和蜗轮(522)，所述主动锥齿轮(511)和电机(2)的输出轴固定连接，所述从动锥齿轮(512)和蜗杆(521)固定连接，所述从动锥齿轮(512)通过传动齿轮(53)和盖板(6)啮合连接。
8.根据权利要求7所述的一种辅助降落的无人机巢，其特征在于，所述盖板(6)采用弧形结构，相邻所述盖板(6)之间通过橡胶垫(61)配合设置，所述盖板(6)固定连接有转动块(62)，所述转动块(62)配合设有螺纹套(63)，所述螺纹套(63)通过柔性齿环(7)和机巢本体(1)转动连接。
9.根据权利要求8所述的一种辅助降落的无人机巢，其特征在于，所述机巢本体(1)设有环形槽(14)，所述柔性齿环(7)和环形槽(14)滑动连接，所述柔性齿环(7)靠近停机平台(3)的一端固定连接有齿条(71)，所述传动齿轮(53)和齿条(71)啮合连接。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种辅助降落的无人机巢的使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、无人机起飞时，机巢本体(1)通过行进轮(11)移动到规定的起飞点，通过机巢本体(1)内的控制系统启动电机(2)，电机(2)通过螺杆(22)带动停机平台(3)进行滑动上升动作，此时盖板(6)在传动组件(5)的作用下进行转动打开机巢本体(1)的舱门，电机(2)持续工作，直至盖板(6)完全打开，停机平台(3)从机巢本体(1)内升出，无人机通过控制装置进行起飞工作；
S2、无人机降落时，机巢本体(1)在电机(2)的驱动下打开舱门，停机平台(3)上升，当无人机完成定位降落后，通过控制系统实现电机(2)的反转，停机平台(3)进行滑动下降，盖板(6)在传动组件(5)的作用下进行收拢，直至停机平台(3)和机巢本体(1)进行接触，盖板(6)关闭对舱门进行闭合，此时停机平台(3)固定连接的插头(42)通过连接座(43)和电源板(41)进行连接，对无人机进行充电工作，工作人员通过控制装置使得机巢本体(1)移动到规定的收纳点。
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