CN112918697A - 基于并联柔性关节的无人机平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于并联柔性关节的无人机平台，包括起降平台部、无人机部、控制部，所述控制部通过无线信号控制起降平台部和无人机部的运行，所述无人机部在起飞前停在起降平台部的上方。当无人机部起飞时，控制部控制起降平台部向上运动，为无人机部提供一个向上的初速度以帮助起飞，在无人机部降落时，会将无人机部的姿态信号传递给控制部，控制部给起降平台部发出信号，起降平台部改变自身姿态以迎合无人机部的降落，当无人机部落到起降平台部上时，起降平台部会对无人机部进行固定，并通过向下降落的方式来缓解无人机部下落的冲击力。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体为基于并联柔性关节的无人机平台。
背景技术
无人机在多个领域都有着广泛的运用，农业无人机广泛运用于农作物的病虫害防治、施肥、施药等方面。但农业无人机多数要在田间作业，作业环境的不确定性比较大，需要一个无人机平台为农业无人机的起飞降落提供保证，而传统的无人机平台只能为标准降落方式的无人机提供起降服务。在田地间由于地形和风向等因素的影响，无人机在下落时可能机身并不能保持在水平状态，此时无人机平台并不能够提供良好的降落环境。另一方面，传统的无人机平台没有有效的无人机固定装置，部分无人机平台即使设置了固定装置也对降落角度的要求极高，目前急缺一种无人机以任何姿态下降都可以对无人机起到有效固定的固定装置。
农业无人机由于要装载肥料、农药，通常重量会比较大，这一客观因素导致了农业无人机在起飞时准备时间较长，降落时下落的冲击力也较大，目前已有的无人机平台针对上述问题没有一个有效的处理方式。
发明内容
本发明的目的在于提供基于并联柔性关节的无人机平台，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于并联柔性关节的无人机平台，包括起降平台部、无人机部、控制部，所述控制部通过无线信号控制起降平台部和无人机部的运行，所述无人机部在起飞前停在起降平台部的上方。当无人机部起飞时，控制部控制起降平台部向上运动，为无人机部提供一个向上的初速度以帮助起飞，在无人机部降落时，会将无人机部的姿态信号传递给控制部，控制部给起降平台部发出信号，起降平台部改变自身姿态以迎合无人机部的降落，当无人机部落到起降平台部上时，起降平台部会对无人机部进行固定，并通过向下降落的方式来缓解无人机部下落的冲击力。控住部对无人机部整个飞行过程进行远程控制，并为无人机部制定施肥、喷洒农药的航线，是整个无人机平台的大脑。
进一步的，起降平台部包括柔性关节组件、上支撑台板、无人机固定组件、气动缓冲组件、下台板组件，所述柔性关节组件上端和上支撑台板下表面铰接，柔性关节组件下端和下台板组件紧固连接，所述气动缓冲组件底部安装在下台板组件上方，气动缓冲组件上端和柔性关节组件、上支撑台板相连，所述上支撑台板中心开有方形开口，所述无人机固定组件紧固安装在方形开口处。本发明通过多组柔性关节组件和上支撑台板铰接的方式实现了上支撑台板姿态的任意调整，保证了无人机部即使是倾斜着降落，起落架也会和无人机固定组件完美贴合。气动缓冲组件在无人机部起飞和降落时会对无人机部下侧喷出气流，气流在无人机部起飞时起到托举的作用，在无人机部降落时，气流起到减速缓冲的作用。无人机固定组件实现了无人机部随意降落到起落区域的某一处，都可以被有效的进行固定。下台板组件针对田间的复杂路面环境设计，能够做到移动和固定两种属性的兼顾。
进一步的，柔性关节组件包括下支撑柱、上滑杆、通电线圈、球形铰接头、磁石，所述下支撑柱底部和下台板组件上表面紧固连接，下支撑柱内开设有导向槽，所述上滑杆下端插在导向槽内，所述球形铰接头下端是螺纹端，球形铰接头上端是球形端，上滑杆顶端和球形铰接头下端的螺纹端紧固连接，所述球形铰接头上端的球形端和上支撑台板铰接，所述通电线圈紧固的缠绕在下支撑柱外侧，下支撑柱和通电线圈接触部分使用绝缘材料制成，所述磁石嵌入上滑杆内部，磁石为长条状，磁石的嵌入位置位于上滑杆下半部分，所述通电线圈通电时产生的磁场极性和插入到下支撑柱内部磁石的磁场极性相反。当控制部发出信号后，柔性关节组件会根据信号进行调整，不同的信号会改变通电线圈中流过的电流大小，电流大小会影响产生的磁场强度，磁场强度的大小会影响上滑杆插入下支撑柱的长度。通过多根上滑杆和上支撑台板铰接，可以实现对上支撑台板位置和姿态的任意控制。当无人机部要起飞时，所有通电线圈内部电流同步增大，上支撑台板带动无人机部向上移动。当无人机部降落时，通电线圈内部电流做不同调整，上支撑台板随着上滑杆长度的改变来调整自身姿态，以保证姿态和无人机部相同，当无人机部下落到无人机固定组件上时，所有通电线圈内部电流会减小到相同数值，无人机部下压的冲击力带动上支撑台板向下位移，通过磁场之间的斥力对下压的冲击力进行缓冲。通过这种控制方式一方面使关节的力转变成柔性力，避免了运动状态的突变，另一方面通过改变电流的方式来调整上支撑台板的姿态，其控制精度更高。
进一步的，气动缓冲组件包括气流缸体、活塞板、活塞连接杆、并联块、加压喷气嘴，所述气流缸体上端和下端侧面分别开设有进气口和出气口，所述进气口装有单向进气阀，出气口安装有单向出气阀，所述活塞连接杆底端和活塞板紧固连接，活塞连接杆下端伸入到气流缸体内部，气流缸体上端和活塞连接杆侧壁接触位置采用密封连接，所述活塞板位于气流缸体内部，活塞板侧壁和气流缸体密封连接，所述并联块一端和活塞连接杆上端紧固连接，并联块另一端和上滑杆上端紧固连接，所述加压喷气嘴安装在上支撑台板上表面，加压喷气嘴喷气方向斜向上指向上支撑台板中心，所述出气口通过气流管道和加压喷气嘴相连。当上滑杆上下移动时，会带动活塞连接杆上下移动，活塞连接杆上下移动带动活塞板上下移动。由于进气口设置有单向进气阀，无论活塞板上移还是下移都有一段缸体会进气，而另一段缸体则会通过加压喷气嘴喷出空气，喷出的气流吹到机身下表面，在无人机部起飞阶段，气流为无人机部提供向上的升力辅助起飞。在无人机部降落时，持续的气流一方面减小下落的冲击力，另一方面，田间作业的无人机部会掀起较大的灰尘，灰尘附着在无人机部的外壳，机身上半部分的灰尘会被螺旋桨吹走，而下半部分属于螺旋桨气流死区，长期的灰尘覆盖会影响无人机的散热，而从下方吹来的气流可以帮助无人机部在每次降落时清理机身。
进一步的，无人机固定组件包括水平导向杆、水平弹簧、竖直导向杆、竖直弹簧、方形固定块、侧边挡板、底边挡板、自锁部件、导向套，所述侧边挡板一侧和上支撑台板中心的方形开口的侧壁紧固连接，所述底边挡板侧壁和侧边挡板另一侧偏下部紧固连接，所述底边挡板上开有若干个导向孔，所述自锁部件设置在底边挡板内部，所述竖直导向杆为硬质橡胶材料，竖直导向杆中心偏上部套有导向套，竖直导向杆下端伸入底边挡板的导向孔内，所述导向套和导向孔为间隙配合，导向孔底部设置有挡环，所述挡环的直径大于竖直导向杆小于导向套，所述竖直导向杆上端和方形固定块下表面紧固连接，所述竖直弹簧套在竖直导向杆上，所述竖直弹簧一端和方形固定块下端紧固连接，竖直弹簧另一端和底边挡板上表面紧固连接，所述方形固定块侧壁开有固定槽，方形固定块侧壁相互贴合呈棋盘状排布，最外侧的方形固定块外侧壁和水平导向杆接触，所述水平导向杆端部设置有推板，所述推板和最外侧的方形固定块外侧壁紧密贴合，水平导向杆远离方形固定块的一端伸入侧边挡块上设置的水平导向槽内，所述水平弹簧套在水平导向杆上，水平弹簧一端和推板紧固连接，水平弹簧另一端和侧边挡板紧固连接，所述无人机部起落架为四脚式结构，起落架底端安装有和固定槽相配合的固定脚。当无人机部下落到方形固定块所组成的棋盘状平台上时，棋盘状平台的大小远大于无人机部的大小，四个固定脚会随机接触四个方形固定块，固定脚的大小略大于一个方形固定块的大小，无人机部的重力会将固定脚接触的方形固定块下压，被下压的方形固定块带动竖直导向杆下压，竖直导向杆上的导向套在导向孔内下压，当导向套被导向孔底部设置的挡环挡住时，方形固定块正好下落一个身位，此时水平弹簧推动相邻的四个方形固定块，固定脚被相邻的四个方形固定块侧壁上开的固定槽卡住，无人机部的四脚都被进行了有效固定。当固定脚卡入相邻的四个方形固定块的固定槽中时，竖直导向杆会发生较小的弯曲，所以竖直导向杆选用硬质橡胶材料，如顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶等。当无人机部要起飞时，螺旋桨快速转动，当升力达到一定程度时，无人机部会上移，固定脚的斜边挤压固定槽的斜边，相邻的四个方形固定块被向四周推开，原本被下压的方形固定块恢复到初始位置，无人机部飞离无人机固定组件。这种固定方式不限制无人机部的下落位置和姿态，只要无人机部能落到棋盘状平台范围内，就可以被固定住，另一方面无人机部在下落后螺旋桨还没有完全停转，机身还会有一定的震动，这种固定方式可以通过水平弹簧的震动来卸去机身的震动。如果是机脚锁死式的固定方式，机身的震动则只能通过自身卸去，会对机身结构造成影响。
进一步的，自锁部件包括自锁推块、第一弹簧、第二弹簧、弹簧挡块、联通槽，所述联通槽联通相邻的两个导向孔，所述自锁推块位于联通槽内，自锁推块中心位置安装有弹簧挡块，所述第一弹簧一端和弹簧挡块的一边相连，第一弹簧另一端和联通槽的台阶侧面相连，所述第二弹簧一端和弹簧挡块远离第一弹簧的一边相连，第二弹簧另一端也和联通槽的台阶侧面相连，所述自锁推块两端设置有半圆形推头，当第一弹簧和第二弹簧压缩程度相同时，所述半圆形推头分别伸入相邻的两个导向孔内。当固定脚将某一块方形固定块下压时，为了能使固定脚顺利的卡进固定槽内，相邻的四块方形固定块最好在竖直方向能停留在初始位置保持不动，当固定脚的斜面挤压相邻的四块方形固定块时，竖直导向杆向侧边倾斜而不向下移动，固定脚是最容易被卡到固定槽内的。为了实现这一功能，本发明设置了自锁部件，当一块方形固定块被下压时，导向套下沿会挤压自锁推块的半圆形推头，第一弹簧和第二弹簧不在保持相同的形变量，自锁推块靠近下压的方形固定块的一侧会被挤入联通槽内，而相邻的四个导向孔内的半圆形推头会伸出一截，伸出的一截和相邻的四个导向套下沿是平行的，此时挤压力在水平方向上的分力是零，自锁推块无法被推回，则相邻的四根竖直导向杆被卡死，相邻的四块方形固定块也就无法向下发生位移了。当无人机部离开无人机固定组件表面时，原本下移的导向套回到初始位置，自锁推块也在第一弹簧和第二弹簧的作用下复位。
进一步的，无人机固定组件还包括连接绳，所述连接绳一端和方形固定块下端相连，连接绳另一端和底边挡板上表面相连，所述方形固定块侧边安装有滚轮，相邻的方形固定块之间的滚轮错位安装。滚轮可以将方形固定块下压时的摩擦力从滑动摩擦转变成滚动摩擦，可以显著降低下压的阻力，让固定脚可以更顺畅的卡到固定槽内。连接绳限制了竖直导向杆的上移，当无人机部起飞时，相邻的方形固定块会被固定脚带起，这样会导致原本被下压的方形固定块无法顺利复位，通过连接绳的设置可以有效解决这一问题。
进一步的，下台板组件包括下支撑板、支撑脚、支撑轮，所述下支撑板下表面开设有支撑脚调节螺纹槽，所述支撑脚上端的螺纹拧入螺纹槽内，支撑脚上端套有固定螺母，所述支撑轮位于支撑脚旁边，支撑轮顶部和下支撑板底部紧固连接。当无人机平台需要移动时，通过支撑轮推动无人机平台移动，到达指定位置时，转动支撑脚，等支撑脚将支撑轮顶离地面时，再拧紧支撑脚上安装的固定螺母，通过固定螺母的预紧力将支撑脚锁死。通过这种设置使得无人机平台能更适应田间复杂的路面环境。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过多组柔性关节组件和上支撑台板铰接的方式实现了上支撑台板姿态的任意调整，保证了无人机部即使是倾斜着降落，起落架也会和无人机固定组件完美贴合。并且柔性关节组件还会在无人机部起飞时提供加速辅助，降落时提供缓冲辅助。气动缓冲组件在无人机部起飞和降落时会对无人机部下侧喷出气流，气流在无人机部起飞时起到托举的作用，在无人机部降落时，气流起到减速缓冲的作用，并且从下方吹来的气流可以帮助无人机部在每次降落时清理机身。无人机固定组件实现了只要无人机部能落到棋盘状平台范围内，就可以被固定住，同时还可以通过水平弹簧的震动来卸去机身的震动。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的局部放大图A；
图3是本发明的柔性关节组件和气动缓冲组件剖视图；
图4是本发明的无人机固定组件俯视图；
图5是本发明的无人机固定组件剖视图；
图6是本发明的无人机部固定后结构示意图；
图7是本发明的局部放大图B；
图8是本发明的局部放大图C；
图中：1-柔性关节组件、11-下支撑柱、12-上滑杆、13-通电线圈、14-球形铰接头、15-磁石、2-上支撑台板、3-无人机固定组件、31-水平导向杆、32-水平弹簧、33-竖直导向杆、34-竖直弹簧、35-方形固定块、36-侧边挡板、37-底边挡板、38-自锁部件、381-自锁推块、382-第一弹簧、383-第二弹簧、384-弹簧挡块、385-联通槽、39-导向套、310-连接绳、4-气动缓冲组件、41-气流缸体、42-活塞板、43-活塞连接杆、44-并联块、45-加压喷气嘴、5-下台板组件、51-下支撑板、52-支撑腿、521-固定螺母、53-支撑轮。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，本发明提供技术方案：
如图1所示，无人机平台包括起降平台部、无人机部、控制部，所述控制部通过无线信号控制起降平台部和无人机部的运行，所述无人机部在起飞前停在起降平台部的上方。当无人机部起飞时，控制部控制起降平台部向上运动，为无人机部提供一个向上的初速度以帮助起飞，在无人机部降落时，会将无人机部的姿态信号传递给控制部，控制部给起降平台部发出信号，起降平台部改变自身姿态以迎合无人机部的降落，当无人机部落到起降平台部上时，起降平台部会对无人机部进行固定，并通过向下降落的方式来缓解无人机部下落的冲击力。控住部对无人机部整个飞行过程进行远程控制，并为无人机部制定施肥、喷洒农药的航线，是整个无人机平台的大脑。
如图1、2所示，起降平台部包括柔性关节组件1、上支撑台板2、无人机固定组件3、气动缓冲组件4、下台板组件5，所述柔性关节组件1上端和上支撑台板2下表面铰接，柔性关节组件1下端和下台板组件5紧固连接，所述气动缓冲组件4底部安装在下台板组件5上方，气动缓冲组件4上端和柔性关节组件1、上支撑台板2相连，所述上支撑台板2中心开有方形开口，所述无人机固定组件3紧固安装在方形开口处。本发明通过多组柔性关节组件1和上支撑台板2铰接的方式实现了上支撑台板2姿态的任意调整，保证了无人机部即使是倾斜着降落，起落架也会和无人机固定组件3完美贴合。气动缓冲组件4在无人机部起飞和降落时会对无人机部下侧喷出气流，气流在无人机部起飞时起到托举的作用，在无人机部降落时，气流起到减速缓冲的作用。无人机固定组件3实现了无人机部随意降落到起落区域的某一处，都可以被有效的进行固定。下台板组件5针对田间的复杂路面环境设计，能够做到移动和固定两种属性的兼顾。
如图1、3所示，柔性关节组件1包括下支撑柱11、上滑杆12、通电线圈13、球形铰接头14、磁石15，所述下支撑柱11底部和下台板组件5上表面紧固连接，下支撑柱11内开设有导向槽，所述上滑杆12下端插在导向槽内，所述球形铰接头14下端是螺纹端，球形铰接头14上端是球形端，上滑杆12顶端和球形铰接头14下端的螺纹端紧固连接，所述球形铰接头14上端的球形端和上支撑台板2铰接，所述通电线圈13紧固的缠绕在下支撑柱11外侧，下支撑柱11和通电线圈13接触部分使用绝缘材料制成，所述磁石15嵌入上滑杆12内部，磁石15为长条状，磁石15的嵌入位置位于上滑杆12下半部分，所述通电线圈13通电时产生的磁场极性和插入到下支撑柱11内部磁石15的磁场极性相反。当控制部发出信号后，柔性关节组件1会根据信号进行调整，不同的信号会改变通电线圈13中流过的电流大小，电流大小会影响产生的磁场强度，磁场强度的大小会影响上滑杆12插入下支撑柱11的长度。通过多根上滑杆12和上支撑台板2铰接，可以实现对上支撑台板2位置和姿态的任意控制。当无人机部要起飞时，所有通电线圈13内部电流同步增大，上支撑台板2带动无人机部向上移动。当无人机部降落时，通电线圈13内部电流做不同调整，上支撑台板2随着上滑杆12长度的改变来调整自身姿态，以保证姿态和无人机部相同，当无人机部下落到无人机固定组件3上时，所有通电线圈13内部电流会减小到相同数值，无人机部下压的冲击力带动上支撑台板2向下位移，通过磁场之间的斥力对下压的冲击力进行缓冲。通过这种控制方式一方面使关节的力转变成柔性力，避免了运动状态的突变，另一方面通过改变电流的方式来调整上支撑台板2的姿态，其控制精度更高。
如图1、3所示，气动缓冲组件4包括气流缸体41、活塞板42、活塞连接杆43、并联块44、加压喷气嘴45，所述气流缸体41上端和下端侧面分别开设有进气口和出气口，所述进气口装有单向进气阀，出气口安装有单向出气阀，所述活塞连接杆43底端和活塞板42紧固连接，活塞连接杆43下端伸入到气流缸体41内部，气流缸体41上端和活塞连接杆43侧壁接触位置采用密封连接，所述活塞板42位于气流缸体41内部，活塞板42侧壁和气流缸体41密封连接，所述并联块44一端和活塞连接杆43上端紧固连接，并联块44另一端和上滑杆12上端紧固连接，所述加压喷气嘴45安装在上支撑台板2上表面，加压喷气嘴45喷气方向斜向上指向上支撑台板2中心，所述出气口通过气流管道和加压喷气嘴45相连。当上滑杆12上下移动时，会带动活塞连接杆43上下移动，活塞连接杆43上下移动带动活塞板42上下移动。由于进气口设置有单向进气阀，无论活塞板42上移还是下移都有一段缸体会进气，而另一段缸体则会通过加压喷气嘴45喷出空气，喷出的气流吹到机身下表面，在无人机部起飞阶段，气流为无人机部提供向上的升力辅助起飞。在无人机部降落时，持续的气流一方面减小下落的冲击力，另一方面，田间作业的无人机部会掀起较大的灰尘，灰尘附着在无人机部的外壳，机身上半部分的灰尘会被螺旋桨吹走，而下半部分属于螺旋桨气流死区，长期的灰尘覆盖会影响无人机的散热，而从下方吹来的气流可以帮助无人机部在每次降落时清理机身。
如图4-8所示，无人机固定组件3包括水平导向杆31、水平弹簧32、竖直导向杆33、竖直弹簧34、方形固定块35、侧边挡板36、底边挡板37、自锁部件38、导向套39，所述侧边挡板36一侧和上支撑台板2中心的方形开口的侧壁紧固连接，所述底边挡板37侧壁和侧边挡板36另一侧偏下部紧固连接，所述底边挡板37上开有若干个导向孔，所述自锁部件38设置在底边挡板37内部，所述竖直导向杆为硬质橡胶材料，竖直导向杆33中心偏上部套有导向套39，竖直导向杆33下端伸入底边挡板37的导向孔内，所述导向套39和导向孔为间隙配合，导向孔底部设置有挡环，所述挡环的直径大于竖直导向杆33小于导向套39，所述竖直导向杆33上端和方形固定块35下表面紧固连接，所述竖直弹簧34套在竖直导向杆33上，所述竖直弹簧34一端和方形固定块35下端紧固连接，竖直弹簧34另一端和底边挡板37上表面紧固连接，所述方形固定块35侧壁开有固定槽，方形固定块35侧壁相互贴合呈棋盘状排布，最外侧的方形固定块35外侧壁和水平导向杆31接触，所述水平导向杆31端部设置有推板，所述推板和最外侧的方形固定块35外侧壁紧密贴合，水平导向杆31远离方形固定块35的一端伸入侧边挡块36上设置的水平导向槽内，所述水平弹簧32套在水平导向杆31上，水平弹簧32一端和推板紧固连接，水平弹簧32另一端和侧边挡板36紧固连接，所述无人机部起落架为四脚式结构，起落架底端安装有和固定槽相配合的固定脚。当无人机部下落到方形固定块35所组成的棋盘状平台上时，棋盘状平台的大小远大于无人机部的大小，四个固定脚会随机接触四个方形固定块35，固定脚的大小略大于一个方形固定块35的大小，无人机部的重力会将固定脚接触的方形固定块35下压，被下压的方形固定块35带动竖直导向杆33下压，竖直导向杆33上的导向套39在导向孔内下压，当导向套39被导向孔底部设置的挡环挡住时，方形固定块35正好下落一个身位，此时水平弹簧32推动相邻的四个方形固定块35，固定脚被相邻的四个方形固定块35侧壁上开的固定槽卡住，无人机部的四脚都被进行了有效固定。当固定脚卡入相邻的四个方形固定块35的固定槽中时，竖直导向杆33会发生较小的弯曲，所以竖直导向杆33选用硬质橡胶材料，如顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶等。当无人机部要起飞时，螺旋桨快速转动，当升力达到一定程度时，无人机部会上移，固定脚的斜边挤压固定槽的斜边，相邻的四个方形固定块35被向四周推开，原本被下压的方形固定块35恢复到初始位置，无人机部飞离无人机固定组件3。这种固定方式不限制无人机部的下落位置和姿态，只要无人机部能落到棋盘状平台范围内，就可以被固定住，另一方面无人机部在下落后螺旋桨还没有完全停转，机身还会有一定的震动，这种固定方式可以通过水平弹簧32的震动来卸去机身的震动。如果是机脚锁死式的固定方式，机身的震动则只能通过自身卸去，会对机身结构造成影响。
如图7、8所示，自锁部件38包括自锁推块381、第一弹簧382、第二弹簧383、弹簧挡块384、联通槽385，所述联通槽385联通相邻的两个导向孔，所述自锁推块381位于联通槽385内，自锁推块381中心位置安装有弹簧挡块384，所述第一弹簧382一端和弹簧挡块384的一边相连，第一弹簧382另一端和联通槽385的台阶侧面相连，所述第二弹簧383一端和弹簧挡块384远离第一弹簧382的一边相连，第二弹簧383另一端也和联通槽385的台阶侧面相连，所述自锁推块381两端设置有半圆形推头，当第一弹簧382和第二弹簧383压缩程度相同时，所述半圆形推头分别伸入相邻的两个导向孔内。当固定脚将某一块方形固定块35下压时，为了能使固定脚顺利的卡进固定槽内，相邻的四块方形固定块35最好在竖直方向能停留在初始位置保持不动，当固定脚的斜面挤压相邻的四块方形固定块35时，竖直导向杆33向侧边倾斜而不向下移动，固定脚是最容易被卡到固定槽内的。为了实现这一功能，本发明设置了自锁部件38，当一块方形固定块35被下压时，导向套39下沿会挤压自锁推块381的半圆形推头，第一弹簧382和第二弹簧383不在保持相同的形变量，自锁推块381靠近下压的方形固定块35的一侧会被挤入联通槽385内，而相邻的四个导向孔内的半圆形推头会伸出一截，伸出的一截和相邻的四个导向套39下沿是平行的，此时挤压力在水平方向上的分力是零，自锁推块381无法被推回，则相邻的四根竖直导向杆33被卡死，相邻的四块方形固定块35也就无法向下发生位移了。当无人机部离开无人机固定组件3表面时，原本下移的导向套39回到初始位置，自锁推块381也在第一弹簧382和第二弹簧383的作用下复位。
如图5、7、8所示，无人机固定组件3还包括连接绳310，所述连接绳310一端和方形固定块35下端相连，连接绳310另一端和底边挡板37上表面相连，所述方形固定块35侧边安装有滚轮，相邻的方形固定块35之间的滚轮错位安装。滚轮可以将方形固定块35下压时的摩擦力从滑动摩擦转变成滚动摩擦，可以显著降低下压的阻力，让固定脚可以更顺畅的卡到固定槽内。连接绳310限制了竖直导向杆33的上移，当无人机部起飞时，相邻的方形固定块35会被固定脚带起，这样会导致原本被下压的方形固定块35无法顺利复位，通过连接绳310的设置可以有效解决这一问题。
如图1、2所示，下台板组件5包括下支撑板51、支撑脚52、支撑轮53，所述下支撑板51下表面开设有支撑脚调节螺纹槽，所述支撑脚52上端的螺纹拧入螺纹槽内，支撑脚52上端套有固定螺母521，所述支撑轮53位于支撑脚52旁边，支撑轮53顶部和下支撑板51底部紧固连接。当无人机平台需要移动时，通过支撑轮53推动无人机平台移动，到达指定位置时，转动支撑脚52，等支撑脚52将支撑轮53顶离地面时，再拧紧支撑脚52上安装的固定螺母521，通过固定螺母521的预紧力将支撑脚锁死。通过这种设置使得无人机平台能更适应田间复杂的路面环境。
本发明的工作原理：当无人机部要起飞时，所有通电线圈13内部电流同步增大，上支撑台板2带动无人机部向上移动。气动缓冲组件4随着上滑杆12的上移带动活塞板42移动，加压喷气嘴向上喷气帮助无人机部起飞。当无人机部降落时，通电线圈13内部电流做不同调整，上支撑台板2随着上滑杆12长度的改变来调整自身姿态，以保证姿态和无人机部相同，当无人机部下落到方形固定块35所组成的棋盘状平台上时，无人机部的重力会将固定脚接触的方形固定块35下压，被下压的方形固定块35带动竖直导向杆33下压，竖直导向杆33上的导向套39在导向孔内下压，当导向套39被导向孔底部设置的挡环挡住时，方形固定块35正好下落一个身位，此时水平弹簧32推动相邻的四个方形固定块35，固定脚被相邻的四个方形固定块35侧壁上开的固定槽卡住，无人机部的四脚都被进行了有效固定。此时通电线圈13内部电流会减小到相同数值，无人机部下压的冲击力带动上支撑台板2向下位移，通过磁场之间的斥力对下压的冲击力进行缓冲，同时气动缓冲组件4随着上滑杆12的下移带动活塞板42移动，加压喷气嘴向上喷气帮助无人机部降落，并对无人机部下部进行清理。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (8)
1.基于并联柔性关节的无人机平台，其特征在于：所述无人机平台包括起降平台部、无人机部、控制部，所述控制部通过无线信号控制起降平台部和无人机部的运行，所述无人机部在起飞前停在起降平台部的上方。
2.根据权利要求1所述的基于并联柔性关节的无人机平台，其特征在于：所述起降平台部包括柔性关节组件(1)、上支撑台板(2)、无人机固定组件(3)、气动缓冲组件(4)、下台板组件(5)，所述柔性关节组件(1)上端和上支撑台板(2)下表面铰接，柔性关节组件(1)下端和下台板组件(5)紧固连接，所述气动缓冲组件(4)底部安装在下台板组件(5)上方，气动缓冲组件(4)上端和柔性关节组件(1)、上支撑台板(2)相连，所述上支撑台板(2)中心开有方形开口，所述无人机固定组件(3)紧固安装在方形开口处。
3.根据权利要求2所述的基于并联柔性关节的无人机平台，其特征在于：所述柔性关节组件(1)包括下支撑柱(11)、上滑杆(12)、通电线圈(13)、球形铰接头(14)、磁石(15)，所述下支撑柱(11)底部和下台板组件(5)上表面紧固连接，下支撑柱(11)内开设有导向槽，所述上滑杆(12)下端插在导向槽内，所述球形铰接头(14)下端是螺纹端，球形铰接头(14)上端是球形端，上滑杆(12)顶端和球形铰接头(14)下端的螺纹端紧固连接，所述球形铰接头(14)上端的球形端和上支撑台板(2)铰接，所述通电线圈(13)紧固的缠绕在下支撑柱(11)外侧，下支撑柱(11)和通电线圈(13)接触部分使用绝缘材料制成，所述磁石(15)嵌入上滑杆(12)内部，磁石(15)为长条状，磁石(15)的嵌入位置位于上滑杆(12)下半部分，所述通电线圈(13)通电时产生的磁场极性和插入到下支撑柱(11)内部磁石(15)的磁场极性相反。
4.根据权利要求3所述的基于并联柔性关节的无人机平台，其特征在于：所述气动缓冲组件(4)包括气流缸体(41)、活塞板(42)、活塞连接杆(43)、并联块(44)、加压喷气嘴(45)，所述气流缸体(41)上端和下端侧面分别开设有进气口和出气口，所述进气口装有单向进气阀，出气口安装有单向出气阀，所述活塞连接杆(43)底端和活塞板(42)紧固连接，活塞连接杆(43)下端伸入到气流缸体(41)内部，气流缸体(41)上端和活塞连接杆(43)侧壁接触位置采用密封连接，所述活塞板(42)位于气流缸体(41)内部，活塞板(42)侧壁和气流缸体(41)密封连接，所述并联块(44)一端和活塞连接杆(43)上端紧固连接，并联块(44)另一端和上滑杆(12)上端紧固连接，所述加压喷气嘴(45)安装在上支撑台板(2)上表面，加压喷气嘴(45)喷气方向斜向上指向上支撑台板(2)中心，所述出气口通过气流管道和加压喷气嘴(45)相连。
5.根据权利要4所述的基于并联柔性关节的无人机平台，其特征在于：所述无人机固定组件(3)包括水平导向杆(31)、水平弹簧(32)、竖直导向杆(33)、竖直弹簧(34)、方形固定块(35)、侧边挡板(36)、底边挡板(37)、自锁部件(38)、导向套(39)，所述侧边挡板(36)一侧和上支撑台板(2)中心的方形开口的侧壁紧固连接，所述底边挡板(37)侧壁和侧边挡板(36)另一侧偏下部紧固连接，所述底边挡板(37)上开有若干个导向孔，所述自锁部件(38)设置在底边挡板(37)内部，所述竖直导向杆为硬质橡胶材料，竖直导向杆(33)中心偏上部套有导向套(39)，竖直导向杆(33)下端伸入底边挡板(37)的导向孔内，所述导向套(39)和导向孔为间隙配合，导向孔底部设置有挡环，所述挡环的直径大于竖直导向杆(33)小于导向套(39)，所述竖直导向杆(33)上端和方形固定块(35)下表面紧固连接，所述竖直弹簧(34)套在竖直导向杆(33)上，所述竖直弹簧(34)一端和方形固定块(35)下端紧固连接，竖直弹簧(34)另一端和底边挡板(37)上表面紧固连接，所述方形固定块(35)侧壁开有固定槽，方形固定块(35)侧壁相互贴合呈棋盘状排布，最外侧的方形固定块(35)外侧壁和水平导向杆(31)接触，所述水平导向杆(31)端部设置有推板，所述推板和最外侧的方形固定块(35)外侧壁紧密贴合，水平导向杆(31)远离方形固定块(35)的一端伸入侧边挡块(36)上设置的水平导向槽内，所述水平弹簧(32)套在水平导向杆(31)上，水平弹簧(32)一端和推板紧固连接，水平弹簧(32)另一端和侧边挡板(36)紧固连接，所述无人机部起落架为四脚式结构，起落架底端安装有和固定槽相配合的固定脚。
6.根据权利要求5所述的基于并联柔性关节的无人机平台，其特征在于：所述自锁部件(38)包括自锁推块(381)、第一弹簧(382)、第二弹簧(383)、弹簧挡块(384)、联通槽(385)，所述联通槽(385)联通相邻的两个导向孔，所述自锁推块(381)位于联通槽(385)内，自锁推块(381)中心位置安装有弹簧挡块(384)，所述第一弹簧(382)一端和弹簧挡块(384)的一边相连，第一弹簧(382)另一端和联通槽(385)的台阶侧面相连，所述第二弹簧(383)一端和弹簧挡块(384)远离第一弹簧(382)的一边相连，第二弹簧(383)另一端也和联通槽(385)的台阶侧面相连，所述自锁推块(381)两端设置有半圆形推头，当第一弹簧(382)和第二弹簧(383)压缩程度相同时，所述半圆形推头分别伸入相邻的两个导向孔内。
7.根据权利要求5所述的基于并联柔性关节的无人机平台，其特征在于：所述无人机固定组件(3)还包括连接绳(310)，所述连接绳(310)一端和方形固定块(35)下端相连，连接绳(310)另一端和底边挡板(37)上表面相连，所述方形固定块(35)侧边安装有滚轮，相邻的方形固定块(35)之间的滚轮错位安装。
8.根据权利要求2所述的基于并联柔性关节的无人机平台，其特征在于：所述下台板组件(5)包括下支撑板(51)、支撑脚(52)、支撑轮(53)，所述下支撑板(51)下表面开设有支撑脚调节螺纹槽，所述支撑脚(52)上端的螺纹拧入螺纹槽内，支撑脚(52)上端套有固定螺母(521)，所述支撑轮(53)位于支撑脚(52)旁边，支撑轮(53)顶部和下支撑板(51)底部紧固连接。
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