CN112918696A - 一种可拆分的固定翼无人机停机舱 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可拆分的固定翼无人机停机舱，包括箱体、机翼护罩组件、空速管检测系统和舱门，所述舱门滑动盖合在箱体顶部开口处，机翼护罩组件包括机翼护罩上盖和机翼护罩底箱，箱体外壁两侧对称开设有通孔，机翼护罩底箱安装在箱体两侧的通孔边缘，机翼护罩上盖安装在舱门两侧，当舱门关闭时，机翼护罩上盖与机翼护罩底箱搭接，形成放置无人机固定翼的空间，本发明的机翼护罩和机舱主体采用可拆卸方式连接，运输过程中可以将机翼护罩拆分收纳到停机舱内，并可以在运输过程中对固定翼无人机的空速管进行状态检测，减少操作人员的现场操作，保证无人机飞行的安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于无人机存放领域，尤其是涉及一种可拆分的固定翼无人机停 机舱。
背景技术
近年来，国内无人机技术发展不断成熟，行业迅速发展，无人机在电力、 通信、安防、环保等各个领域发挥重要作用。按飞行平台构型，可分为旋翼 无人机、固定翼无人机、伞翼无人机、扑翼无人机等，其中旋翼和固定翼无 人机较为常用。固定翼无人机需要使用跑道、弹射架或手抛的方式进行助力 起飞，旋翼无人机续航时间短、载重小，因此在工业应用中比较受限。而垂 起固定翼无人机兼具二者优点，载重大，航时长，巡航距离远、抗风能力强， 可一键起飞，不受地理环境的限制，目前在航空测绘、石油管道巡检、警用 侦查等各个行业具有广泛应用。
在固定翼无人机户外巡检过程中，为了方便无人机的充电和维护，提高 巡检工作效率，减少作业人员的投入，在巡检区域内可放置多个无人机停机 舱，对无人机进行收藏和充电。无人值守的无人机停机舱一般由舱门结构、 归中机构、升降机构、自主充断电结构等部分组成，目前市场上的停机舱的 存储对象大都是多旋翼无人机，很少有收藏大翼展如固定翼无人机的停机 舱。空速管是固定翼无人机系统中极为重要的测量工具，测得得静压和动压 或全压数值可以直接反映无人机的飞行状态，对无人机的安全飞行起到非常 重要的作用。根据飞行特点，固定翼无人机在飞行过程中风阻较大，降落时 需要根据风向调整降落方向，不像旋翼无人机每次降落方向都保持一致，而 且固定翼无人机的翼展一般都比较长，如果按照传统旋翼无人机的停机舱结 构设计，停机舱外形尺寸比较大，而标准厢式货车的车厢宽度一般是1.8m、 2.1m、2.2m，导致固定翼无人机停机舱很难运输。
发明专利CN108502201A公开的一种停机库，包括停机坪和自动充电装 置，停机舱通过横向支撑杆和纵向导杆的运动实现无人机的降落定位，停机 坪降落板需要开两个长槽，很难保证其完整性和刚度要求，发明专利 CN108502201A公布的一种抽屉式结构的无人机停机库，设置在中间的对正引 导装置包括U型指示灯、二维码和圆形轮廓及圆形轮廓内的工字标识。
现有无人机停机舱体积小重量轻，收藏对象一般为多旋翼无人机，如果 收藏大翼展的固定翼无人机，停机舱体积比较大，此外，标准的厢式货车尺 寸固定，对大尺寸的停机舱很难运输，无法大面积推广应用；现有无人机停 机舱缺少针对固定翼无人机空速管的空速检测系统，对固定翼无人机的安全 飞行缺少基本保障，如果由操作人员去操作，会给整个停机舱增加人力资源， 不能实现停机舱真正的无人值守。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种可拆分的固定翼无人机停机舱，采用可 拆卸的机翼护罩组件和箱体连接，机翼护罩上盖和机翼护罩底箱构成上下搭 接的结构，同时在箱体内设置空速管检测系统，在运输过程能够对固定翼无 人机进行起飞前的空速管检测，以克服现有技术的缺陷。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种可拆分的固定 翼无人机停机舱，包括箱体、机翼护罩组件、空速管检测系统和舱门，所述 舱门滑动盖合在箱体顶部开口处，机翼护罩组件包括机翼护罩上盖和机翼护 罩底箱，箱体外壁两侧对称开设有通孔，机翼护罩底箱安装在箱体两侧的通 孔边缘，机翼护罩上盖安装在舱门两侧，随着舱门的打开或关闭进行移动， 当舱门关闭时，机翼护罩上盖与机翼护罩底箱搭接，形成放置无人机固定翼 的空间。
进一步的，所述箱体设有内壁和外壁，箱体内壁与外壁之间设有用于放 置空速管检测系统的夹层，空速管检测系统包括风扇、风道和进风孔，所述 风道一端连通至箱体内，另一端与风扇的出风口连接，风扇的进风口朝向箱 体外壁，箱体外壁上开设有若干个进风孔。
进一步的，所述箱体底部内壁设有机翼护罩放置槽和控制箱，机翼护罩 放置槽位于控制箱的一侧，机翼护罩放置槽包括两个横梁和两个纵梁，两个 横梁的两端分别与两个纵梁两端固定连接为长方形框架结构。
进一步的，所述箱体内还设有无人机升降机构和无人机停放平台，无人 机放置平台位于无人机升降机构上，无人机放置平台随着无人机升降机构进 行上下移动；
无人机升降机构包括驱动电机、减速器和丝杠，驱动电机固定在箱体底 板中心，驱动电机一端连接有第一换向器，第一换向器两侧分别连接有一个 第一转接轴，每个第一转接轴的一端均连接有一个第二换向器，每个第二换 向器的两侧分别与减速器连接，每个减速器上均连接一个丝杠，丝杠的丝杠 螺母上固定连接至无人机停放平台底部。
进一步的，所述机翼护罩底箱底部开设有若干个排水孔。
进一步的，所述机翼护罩放置槽的宽度大于机翼护罩底箱的宽度。
进一步的，所述机翼护罩上盖与舱门、机翼护罩底箱与箱体分别通过螺 钉固定连接，翼护罩上盖与舱门、机翼护罩底箱与箱体之间分别设有密封条。
进一步的，所述密封条的材质为橡胶材质或硅胶材质。
进一步的，所述风扇通过安装座连接在支撑架上。
进一步的，所述箱体外侧还设置有环境感知系统。
相对于现有技术，本发明所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱具有 以下优势：
1、本发明所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，将固定翼无人机 停机舱箱体设计为分体式结构，停机舱箱体外形尺寸和标准车厢规格保持一 致，节省空间，方便安装运输；
2、本发明所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，机翼护罩和机舱 主体采用可拆卸方式连接，机翼护罩组件可拆分收纳到停机舱内部，运输过 程中可以将机翼护罩拆分收纳到停机舱内，可以兼容多种型号的无人机；
3、本发明所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，机翼护罩上盖和 机翼护罩底箱构成搭接结构，同时机翼护罩底箱底部设有排水孔，可以起到 较好的防水效果，能够在户外进行大面积推广应用；
4、本发明所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，设计的空速管检 测系统通过在飞行前对固定翼无人机的空速管进行状态检测，减少操作人员 的现场操作，降低无人机的飞行事故率，增强安全飞行保障，保证无人机飞 行的安全可靠。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的 示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在 附图中：
图1为本发明所述的固定翼停机舱及机翼护罩组件安装位置示意图；
图2为图1中机翼护罩组件安装位置爆炸图；
图3为本发明所述的固定翼停机舱机翼护罩组件示意图；
图4为本发明所述的固定翼停机舱机翼护罩组件收起示意图；
图5为本发明所述的固定翼停机舱舱门关闭状态示意图；
图6为本发明所述的固定翼停机舱的升降机构示意图；
图7为本发明所述的固定翼停机舱舱门开启状态与空速管检测系统位置 示意图；
图8为图7中A(空速管检测系统)的放大图；
图9为本发明所述的空速管检测系统爆炸图；
图10为本发明所述的固定翼停机舱车载使用状态示意图；
图11为本发明所述的固定翼停机舱船载使用状态示意图。
附图标记说明：
1-箱体；2-舱门；3-无人机收藏系统，301-无人机升降机构；3011-驱 动电机；3012-第一换向器；3013-第一转接轴；3014-第二换向器；3015-第 二转接轴；3016-减速器；3017-丝杠；3018-丝杠螺母；302-无人机停放平 台；4-空速管检测系统；401-空速管；402-风扇；403-风道；404-进风孔； 405-安装座；406-支撑架；5-机翼护罩组件；501-机翼护罩上盖；502-机翼 护罩底箱；503-机翼护罩放置槽；6-环境感知系统；7-控制箱。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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为基于附图所示 的方位或位置关系，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 不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述 目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征 的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包 括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的 含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也 可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可 以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。 对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明 中的具体含义。
如图1-9所示，一种可拆分的固定翼无人机停机舱，包括箱体1、机翼 护罩组件5、无人机收藏系统3、空速管检测系统4和舱门2，所述舱门2 滑动盖合在箱体1顶部开口处，机翼护罩组件5包括机翼护罩上盖501和机 翼护罩底箱502，箱体1外壁两侧对称开设有通孔，机翼护罩底箱502安装 在箱体1两侧的通孔边缘，机翼护罩上盖501安装在舱门2两侧，随着舱门 2的打开或关闭进行移动，当舱门2关闭时，机翼护罩上盖501与机翼护罩 底箱502搭接，形成放置无人机固定翼的空间，为了保持机翼护罩上盖501 的支撑作用，在所述机翼护罩上盖501内壁设置有具有支撑作用的筋板，当 工作人员需要将机翼护罩组件5进行安装，通过螺栓将机翼护罩组件5分别 安装在舱门2和箱体1的通孔边缘，无人机降落至停机舱内的无人机停放平 台302上，由于停机舱箱体1的两侧设置了箱体1外凸出的放置机翼的机翼护罩组件5，对于固定翼无人机可以在不用扩大停机舱容量的条件下，将固 定翼无人机放入到停机舱中，且可以兼容多种型号的无人机。
箱体1底部内壁设有机翼护罩放置槽503和控制箱7，机翼护罩放置槽 503位于控制箱的一侧，机翼护罩放置槽503包括两个横梁和两个纵梁，两 个横梁的两端分别与两个纵梁两端固定连接为长方形框架结构，所述机翼护 罩放置槽503的宽度大于机翼护罩底箱502的宽度，当停机舱使用完毕需要 将机翼护罩组件5拆卸下来，此时将拆卸下来的机翼护罩组件5放入到箱体 1内的机翼护罩放置槽503内，由于机翼护罩放置槽503的宽度大于机翼护 罩底箱502的宽度，先将机翼护罩底箱502放入到机翼护罩放置槽503内， 由于机翼护罩底箱502的宽度大于机翼护罩上盖501的宽度，再将机翼护罩 上盖501放入到机翼护罩底箱502内，机翼护罩组件5可拆分收纳到停机舱 内部，运输过程中可以将机翼护罩拆分收纳到停机舱内，节省空间，方便安 装运输。
所述机翼护罩底箱502底部开设有若干个排水孔，具有良好的防水作用， 当户外的雨水进入到机翼护罩底箱502，因为设置有排水孔，雨水顺着排水 孔从机翼护罩底箱502排出，避免机翼护罩底箱502储存雨水或者是其他方 式进入的水进入到箱体1内，所述机翼护罩上盖501与舱门2、机翼护罩底 箱502与箱体1分别通过螺钉固定连接，机翼护罩上盖501与舱门2、机翼 护罩底箱502与箱体1之间分别设有密封条，所述密封条的材质为橡胶材质 或硅胶材质，具有一定的弹性，进一步增强机翼护罩上盖501与舱门2、机 翼护罩底箱502与箱体1之间的密封效果。
当工作人员需要将固定翼无人机降落到停机舱中时，先将机翼护罩组件 5从机舱内取出，将机翼护罩上盖501通过螺栓固定连接在舱门2上，机翼 护罩底箱502通过螺栓固定在箱体1两侧，当固定翼无人机降落到升降板上， 通过升降机构将固定翼无人机放入到机舱中，同时固定翼无人机的机翼正好 放置在机翼护罩底箱502内，舱门关闭，机翼护罩上盖501和机翼护罩底箱 形成搭接。
所述箱体1设有内壁和外壁，箱体1内壁与外壁之间设有用于放置空速 管检测系统4的夹层，空速管检测系统4包括风扇402、风道403和进风孔 404，风道403一端连通至箱体1内，另一端与风扇402的出风口连接，风 扇402的进风口朝向箱体1外壁，箱体1外壁上开设有若干个进风孔404。 所述风扇402通过安装座405连接在支撑架406上，空速管检测系统4在飞 行前对固定翼无人机的空速管进行状态检测，减少操作人员的现场操作，降 低无人机的飞行事故率，增强安全飞行保障，保证无人机飞行的安全可靠。
所述箱体1内还设有无人机升降机构301和无人机停放平台302，驱动 电机3011固定在箱体1底板上，通过联轴器与第一换向器3012连接，第一 换向器3012通过左右两个联轴器与第一转接轴3013连接，第一转接轴3013 通过联轴器将运动传递到第二换向器3014上，第二换向器3014两侧通过联 轴器将运动传递给第二转接轴3015，第二转接轴3015通过联轴器与减速器 3016相连接，四个减速器3016的转动驱动丝杠3017转动，从而使与丝杠螺母3018相连接的无人机停放平台302上下运动。
所述箱体1外侧还设置有环境感知系统5，环境感知系统5包括风速风 向传感器、雨量传感器、摄像头等，雨量传感器选用型号QS-1501，摄像头 选用型号为海康威视DS-2CD3T47EDWD-L，风速风向传感器、雨量传感器、摄 像头均固定在外置设备支撑杆上，用于对停机舱外部环境、停机舱和无人机 状态进行确认。
本发明所述的可拆分的固定翼无人机停机舱的具体工作流程如下：
(1)起飞阶段S1：上位机通过环境感知系统6对停机舱外部环境、停 机舱和无人机状态进行确认，确认无误后发送开舱指令，舱门打开，同时无 人机上电，空速管检测系统工作，风扇不转时，箱体1内部空气没有流动， 空速管采集到的是管内的空气静压，当风扇转动后，风扇402向箱体1内里 送风，停机舱外的空气气流通过风扇送入箱体1内部，并穿过空速管401， 空速管401位于飞机机头正前方位置，气流冲进空速管时，空速管内检测空 气压力的感应器就会检测到气流的动压值，通过比较静压和动压的差值从而 得出空气流速，当空速管检测到空气穿过的风速在5-10m/s范围时，说明空 速管内部没有结冰等堵死现象，无人机具备起飞条件，此时无人机升降机构 301将升降板抬升至最高点，无人机起飞，舱门2关闭；
(2)待机阶段S2：停机舱不动作，无人机按预定线路作业；
(3)降落阶段S3：上位机通过环境感知系统6先对停机舱周围环境状 态、停机舱及无人机状态进行确认，确认无误后发送执行结束任务指令，舱 门2打开，无人机降落至无人机停放平台302上，将无人机两侧的固定翼与 箱体1两侧的机翼护罩组件对齐，无人机升降机构301无人机停放平台302 下降，无人机停放平台302下降到一定程度，停止运动，舱门2关闭，由于 舱门上固定连接有机翼护罩上盖501，舱门2关闭后，机翼护罩上盖501和 机翼护罩底箱502形成搭接结构，此时箱体1内形成密闭的无人机收藏环境。
本发明所述的停机舱都能以批量和定制的方式进行生产加工，还能推广 到汽车、海上、空中中继等多种应用场合，参见图10为停机舱应用在汽车 上的示例，参见图11为停机舱应用在海上的示例，本发明所述的停机舱创 新采用了分体式停机舱箱体，并在内部增加空速管检测系统，有效提高了停 机舱的运输性和无人机工作的可靠性，在无人值守产品中具备较强的市场竞 争力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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)
1.一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：包括箱体(1)、机翼护罩组件(5)、空速管检测系统(4)和舱门(2)，所述舱门(2)滑动盖合在箱体(1)顶部开口处，机翼护罩组件(5)包括机翼护罩上盖(501)和机翼护罩底箱(502)，箱体(1)外壁两侧对称开设有通孔，机翼护罩底箱(502)安装在箱体(1)两侧的通孔边缘，机翼护罩上盖(501)安装在舱门(2)两侧，当舱门(2)关闭时，机翼护罩上盖(501)与机翼护罩底箱(502)搭接，形成放置无人机固定翼的空间。
2.一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：所述箱体(1)设有内壁和外壁，箱体(1)内壁与外壁之间设有用于放置空速管检测系统(4)的夹层，空速管检测系统(4)包括风扇(402)、风道(403)和进风孔(404)，所述风道(403)一端连通至箱体(1)内，另一端与风扇(402)的出风口连接，风扇(402)的进风口朝向箱体(1)外壁，箱体(1)外壁上开设有若干个进风孔(404)。
3.根据权利要求1所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：所述箱体(1)底部内壁设有机翼护罩放置槽(503)和控制箱(7)，机翼护罩放置槽(503)位于控制箱(7)的一侧，机翼护罩放置槽(503)包括两个横梁和两个纵梁，两个横梁的两端分别与两个纵梁两端固定连接为长方形框架结构。
4.根据权利要求1所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：所述箱体(1)内还设有无人机升降机构(301)和无人机停放平台(302)，无人机放置平台(302)位于无人机升降机构(301)上，无人机放置平台(302)随着无人机升降机构(301)进行上下移动；
无人机升降机构(301)包括驱动电机(3011)、减速器(3016)和丝杠(3017)，驱动电机(3011)固定在箱体(1)底板中心，驱动电机(3011)一端连接有第一换向器(3012)，第一换向器(3012)两侧分别连接有一个第一转接轴(3013)，每个第一转接轴(3013)的一端均连接有一个第二换向器(3014)，每个第二换向器(3014)的两侧分别与减速器(3016)连接，每个减速器(3016)上均连接一个丝杠(3017)，丝杠(3017)的丝杠螺母(3018)上固定连接至无人机停放平台(302)底部。
5.根据权利要求1所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：所述机翼护罩底箱(502)底部开设有若干个排水孔。
6.根据权利要求1所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：所述机翼护罩放置槽(503)的宽度大于机翼护罩底箱(502)的宽度。
7.根据权利要求1所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：所述机翼护罩上盖(501)与舱门(2)、机翼护罩底箱(502)与箱体(1)分别通过螺钉固定连接，翼护罩上盖(501)与舱门(2)、机翼护罩底箱(502)与箱体(1)之间分别设有密封条。
8.根据权利要求7所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：所述密封条的材质为橡胶材质或硅胶材质。
9.根据权利要求2所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：所述风扇(402)通过安装座(405)连接在支撑架(406)上。
10.根据权利要求1所述的一种可拆分的固定翼无人机停机舱，其特征在于：所述箱体(1)外侧还设置有环境感知系统(6)。
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