CN112977830B - 一种无人机及其运输方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种无人机及其运输方法，其无人机包括机体，所述机体上表面和下表面均两个对称设置的夹片，两个所述夹片之间形成放置物体的空间，所述机体上表面和下表面均设有驱动所述夹片相向或相背移动的驱动机构。本申请具有提高利用无人机进行运输的运输距离的效果。
Description
技术领域
本申请涉及无人机的领域，尤其是涉及一种无人机及其运输方法。
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。
无人机的运用十分广泛，目前在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用，大大的拓展了无人机本身的用途。
目前，民用的无人机由于电池容量的限制，使无人机无法进行路程较长的飞行，如无人机用于运输则将更快的消耗无人机的电量，导致无人机只能进行短程的运输，无法进行长距离的货物输送。
发明内容
为了提高无人机运输的距离，本申请提供一种无人机。
本申请提供的一种无人机采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种无人机，采用如下的技术方案：
一种无人机，包括机体，所述机体上表面和下表面均两个对称设置的夹片，两个所述夹片之间形成放置物体的空间，所述机体上表面和下表面均设有驱动所述夹片相向或相背移动的驱动机构。
通过采用上述技术方案，当第一架无人机下表面的夹片夹持物体飞行时，第二架无人机可飞行至第一架无人机下方，第二架无人机驱动上表面的两个夹片相背移动至物体可进入两个夹片之间。第一架无人机驱动下表面的两个夹片相背移动至物体下落至下方第二架无人机上表面的两个夹片之间，第二架无人机上表面的两个夹片之间存在物体时，驱动两个夹片相向移动夹紧物体。此时第二架无人机可继续运输物体。
优选的，所述驱动机构包括驱动杆和转动电机，所述转动电机的输出轴与所述驱动杆一端同轴连接，所述驱动杆的两端侧壁设有旋向相反的螺纹，同侧的两个夹片分别与驱动杆上旋向相反的两个螺纹配合，且所述夹片于所述驱动杆上周向锁定。
通过采用上述技术方案，转动电机带动驱动杆转动，驱动杆上螺纹配合的两个夹片在旋向相反的螺纹带动下由于受到周向锁定，因此夹片会沿着驱动杆方向相向或相背移动。
优选的，所述机体上表面和下表面均设有沿驱动杆方向设置的滑槽，所述驱动杆设于所述滑槽内，所述夹块一端设有滑块，所述滑块与所述驱动杆螺纹配合，且所述滑块周向限位于所述滑槽内。
通过采用上述技术方案，当转动电机带动驱动杆转动时，两个夹片上的滑块由于分别与旋向相反的螺纹配合并受到滑槽的周向限位，因此被驱动杆带动沿着驱动杆方向相向或相背移动，从而实现两个夹片的相向或相背移动。
优选的，还包括容器，所述容器设于同侧的两个夹片之间，所述容器一端设有开口，所述开口边缘转动连接有端盖，所述端盖与所述开口边缘之间通过锁扣连接。
通过采用上述技术方案，需要运输的物体放置于容器内，可避免物体形状各异时两个夹片无法夹紧物体的情况。端盖与容器的开口边缘采用转动打开的方式，可避免端盖脱离容器。锁扣则将端盖固定于开口边缘，使容器形成封闭的腔室。
优选的，所述容器外侧壁设有凹槽，所述凹槽连接有降落伞，所述凹槽开口覆盖有盖体，所述凹槽内设有用于锁定盖体的锁定装置，所述容器内设有加速度传感器，当所述加速度传感器感应的加速度值大于预设的加速度阈值持续预设时长时，锁定装置控制盖体打开。
通过采用上述技术方案，当加速度传感器感应的加速度值大于预设的加速度阈值持续预设时长时，说明容器从无机上下落后并未下落至另一无人机上，而是朝地面坠落，此时容器以接近重力加速度的加速度下落，为了避免容器高速碰撞地面，锁定装置会取消对盖体的锁定，盖体从凹槽上转动打开，降落伞从凹槽内打开，使容纳器缓缓降落。
优选的，所述夹片呈上端缺口的半球形，位于同侧的两个夹片相向移动拼接呈球缺形，所述容器外表面呈球形，当两个夹片夹紧容器时，容器的外表面与两个夹片相对的面相贴。
通过采用上述技术方案，两个夹片将容器夹紧于内时，容器的外壁与两个夹片相对的面相贴，从而减少容器在两个夹片之间的抖动。当位于机体下表面的两个夹片相背移动释放容器的过程中，两个夹片缺口形成的开口逐渐打开扩大，容器会逐渐从两个夹片之间扩大的开口向下移动直至掉落。由于在容器从两个夹片之间脱离之前，容器已经下降了一部分距离，因此可减少容器下落至下方另一无人机上的重力势能，从而减少下方无人机所受到的冲击。
优选的，所述机体上表面和下表面均设有对齐检测装置，所述对齐检测装置用于检测上下两个无人机之间是否上下对齐。
通过采用上述技术方案，在两个无人机需要交接物体的时候，通过对齐检测装置检测上下无人机是否对齐，可确保位于上方的无人机的物体准确的落入位于下方的无人机上表面的夹片之间。
优选的，所述机体上表面和下表面均设有距离检测装置，所述距离检测装置用于检测上下两个无人机之间的距离。
通过采用上述技术方案，在两个无人机需要交接物体的时候，距离检测装可检测两个无人机之间的距离，在距离小于预设的距离阈值时再释放物体，从而避免因两个无人机之间距离过大导致的物体意外脱离或下方无人机在接到物体是受到较大冲击而飞行不稳定。
优选的，所述机体上表面和下表面位于同侧的两个夹片之间设有用于感应物体的感应装置。
通过采用上述技术方案，感应装置为无人机的处理系统提供夹片之间是否有物体的信号，以时处理系统能够做出相应控制动作。如当处于相互远离状态的夹片之间放入物体时，感应装置感应到该物体后，处理系统可控制驱动机构使两个夹片相向移动夹紧物体。
第二方面，本申请提供一种无人机运输方法，采用如下的技术方案：
一种无人机运输方法，所述方法通过两个上述的无人机实现，所述方法包括如下步骤：
S1：由第一架无人机下表面的夹片夹持物体飞行；
S2：当第一架无人机运输的物品需要在空中交接时，控制第二架无人机起飞飞行至第一架无人机的下方，并控制第二架无人机上表面的夹片相背移动；
S3：检测第一架无人机与第二架无人机是否对齐，检测第一架无人机与第二架无人机之间的距离是否小于距离阈值，当满足第一架无人机与第二架无人机对齐且第一架无人机与第二架无人机之间的距离小于距离阈值的条件时，控制第一架无人机下表面的夹片相背移动至物体脱离，当第二架无人机上表面检测到夹片之间有物体时，控制第二架无人机上表面的夹片相向移动夹紧物体，第二架无人机继续运输物体。
通过采用上述技术方案，两架无人机之间实现空中物体交接，从而延长物体运输的距离。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.机体上下夹片的设置，使无人机在空中可实现两个无人机运输货物的交接，从而延长利用无人机运输物品的路程；
2.夹片呈上端缺口的半球形的设置，位于同侧的两个夹片相向移动拼接呈球缺形，使装物品的容器在夹片相背移动释放容器时，容器在夹片之间下降一端距离后再脱落，减少了下落至下方无人机的距离，从而减少对容器与下方无人机接触时的冲击，降低容器冲击下方无人机时对无人机飞行稳定性的影响。
附图说明
图1是本申请实施例无人机的结构示意图；
图2是本申请实施例无人机的上视图；
图3是本申请实施例容器的剖视图；
图4是图3中A部的放大图；
图5是本申请实施例容器从上方夹片下落至下方夹片的过程原理图；
图6是本申请实施例一种无人机运输方法的流程图。
附图标记说明：1、机体；2、夹片；3、驱动杆；4、转动电机；5、螺纹；6、滑槽；7、滑块；8、容器；9、端盖；10、凹槽；11、降落伞；12、盖体；13、感应装置；14、红外对射传感器；15、红外测距传感器；16、第一锁舌；17、第二锁舌；18、弹簧；19、按钮；20、推杆电机。
具体实施方式
以下结合附，1-6对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种无人机，参见图1，包括机体1，机体1的下表面连接有支脚，机体1的四个角分别连接有螺旋桨。机体1上表面和下表面均设置有滑槽6、驱动机构、距离检测装置、对齐检测装置、感应装置13和两个对称的夹片2。
参照图1，夹片2呈一端缺口的半球形片状，当两个夹片2相互抵接时，形成一端开口的球缺形。感应装置13位于两个夹片2之间的机体1表面，用于检测是否有物体位于两个夹片2之间，在本申请中，感应装置13为触点开关，当有物体与触点开关接触时，触点开关被触发，从而发出信号以表示有物体位于两个夹片2之间。在一些实施方式中，感应装置13也可以是红外接近传感器，当有物体位于两个夹片2之间时，物体阻挡反射红外接近传感器发射的红外能量，使红外接近传感器发出信号。当感应装置13感应到物体时，无人机的处理系统可控制驱动机构使两个夹片2相向移动夹紧物体。
参照图1，对齐检测装置用于检测上下两个无人机之间是否上下对齐。对齐检测装置包括至少三个红外对射传感器14，在本申请中，红外对射传感器14有3个，分别位于机体1上表面的3个角和机体1下表面的3个角。机体1上表面的对射传感器与机体1下表面的对射传感器一一对称设置。并且每个对射传感器均包括发射端和接收端。当两个无人机一上一下飞行时，调整姿态后，位于上方的无人机机体1下表面的3个红外对射传感器14均接收到位于下方的无人机机体1上表面的3个红外对射传感器14发出的红外线，或位于位于下方的无人机机体1上表面的3个红外对射传感器14接收到位于上方的无人机机体1下表面的3个红外对射传感器14发射的红外线时，说明上下两个无人机对齐。在本申请中，上下两个无人机对齐具体是指上下两个无人机的机体1竖直投影的面基本重合。
参照图1，距离检测装置用于检测上下两个无人机之间的距离。在本申请中，距离检测装置为红外测距传感器15，当两个无人机一上一下飞行时，上方无人机下表面的红外测距传感器15可检测出其与下方的无人机上表面之间的距离，下方无人机上表面的红外测距传感器15可检测出其与上方的无人机下表面之间的距离。当上述两个距离均小于预设的距离阈值时，则该距离为上方无人机可投放物体的安全距离。
参照图2，驱动机构包括驱动杆3和转动电机4，驱动杆3与转动电机4的输出轴同轴连接，驱动杆3的两端侧壁为旋向相反的螺纹5，夹片2的一端一体设置有滑块7(参照图1)，滑块7与驱动杆3两端的螺纹5配合。机体1的上表面和下表面均开设有滑槽6，驱动杆3位于滑槽6内沿滑槽6方向设置，滑块7位于滑槽6内。滑槽6的横截面呈矩形，滑块7的横截面也呈矩形，滑块7的两个侧壁与滑槽6内壁侧相贴，从而使滑块7在滑槽6内周向限位。转动电机4连接于机体1的侧壁。
参照图3，无人机还包括容器8，用于放置要运输的物品，避免夹片2直接夹持不同形状的物品时无法稳定夹持的情况。容器8的外表面呈球形，一端设有开口，开口处通过铰链转动连接封闭开口的端盖9，端盖9与开口侧壁之间通过锁扣连接。参照图4，锁扣包括第一锁舌16、第二锁舌17和弹簧18，第一锁舌16设于端盖9上，第二锁舌17滑动连接于容器8靠近开口处设置的通道内，第二锁舌17上设有按钮19，按动按钮19，即可解除第二锁舌17与第一锁舌16的互锁。弹簧18为第二锁舌17提供复位的力。
参照图3，容器8的外表面开设有凹槽10，凹槽10侧壁上转动连接有盖体12。凹槽10内设置有降落伞11，降落伞11的绳子与凹槽10底壁连接。盖体12远离转动连接处的一端通过凹槽10内设置的锁定装置锁定。锁定装置为推杆电机20，盖体12上设有与推杆电机20的推杆插接的插孔，当推杆插入插孔时，即使盖体12锁定在凹槽10开口处。盖体12与凹槽10的转动连接处设有扭簧，当锁定装置解除对盖体12的锁定时，扭簧将盖体12朝远离凹槽10的方向弹出，使降落伞11能够不受盖体12的阻碍打开。
参照图5，当两个无人机上下飞行进行交接容器8时，上方的两个夹片2缺口形成的开口逐渐打开扩大，容器8会逐渐从两个夹片2之间扩大的开口向下移动直至掉落。由于在容器8从两个夹片2之间脱离之前，容器8已经下降了一部分距离，因此可减少容器8下落至下方另一无人机上的距离，进而减少容器8与下方无人机接触时的重力势能，从而减少下方无人机所受到的冲击。
容器8内还设置有加速度传感器，用于判断容器8是否意外掉落或在两个无人机交接时掉落。加速度传感器连接容器8内设置的处理器，处理器控制锁定装置的启闭。当加速度传感器感应的加速度值大于预设的加速度阈值持续预设时长时，即说明容器8意外掉落或在两个无人机交接时掉落，此时容器8内设置的处理器控制锁定装置解除对盖体12的锁定。降落伞11打开，使容器8在意外掉落时低速着陆。
本申请实施例还公开一种无人机运输方法。参照图6，该方法包括如下步骤：
S1：由第一架无人机下表面的夹片2夹持物体飞行；
S2：当第一架无人机运输的物品需要在空中交接时，控制第二架无人机起飞飞行至第一架无人机的下方，并控制第二架无人机上表面的夹片2相背移动。
在本实施例中，夹片2的相向移动或相背移动通过上述无人机的驱动机构实现。
S3：检测第一架无人机与第二架无人机是否对齐，检测第一架无人机与第二架无人机之间的距离是否小于距离阈值，当满足第一架无人机与第二架无人机对齐且第一架无人机与第二架无人机之间的距离小于距离阈值的条件时，控制第一架无人机下表面的夹片2相背移动至物体脱离，当第二架无人机上表面检测到夹片2之间有物体时，控制第二架无人机上表面的夹片2相向移动夹紧物体，第二架无人机继续运输物体。
在本实施例中，无人机的距离判断通过上述无人机的距离检测装置实现呢，无人机的对齐检测通过对齐检测装置实现，无人机两个夹片2之间是否有物体通过上述无人机的感应装置13实现。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种无人机，包括机体(1)，其特征在于：所述机体(1)上表面和下表面均两个对称设置的夹片(2)，两个所述夹片(2)之间形成放置物体的空间，所述机体(1)上表面和下表面均设有驱动所述夹片(2)相向或相背移动的驱动机构；
还包括容器(8)，所述容器(8)设于同侧的两个夹片(2)之间，所述容器(8)外侧壁设有凹槽(10)，所述凹槽(10)连接有降落伞(11)，所述凹槽(10)开口覆盖有盖体(12)，所述凹槽(10)内设有用于锁定盖体(12)的锁定装置，所述容器(8)内设有加速度传感器，当所述加速度传感器感应的加速度值大于预设的加速度阈值持续预设时长时，锁定装置控制盖体(12)打开；
所述容器(8)一端设有开口，所述开口边缘转动连接有端盖(9)，所述端盖(9)与所述开口边缘之间通过锁扣连接；
所述夹片(2)呈上端缺口的半球形，位于同侧的两个夹片(2)相向移动拼接呈球缺形，所述容器(8)外表面呈球形，当两个夹片(2)夹紧容器(8)时，容器(8)的外表面与两个夹片(2)相对的面相贴。
2.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于：所述驱动机构包括驱动杆(3)和转动电机(4)，所述转动电机(4)的输出轴与所述驱动杆(3)一端同轴连接，所述驱动杆(3)的两端侧壁设有旋向相反的螺纹(5)，同侧的两个夹片(2)分别与驱动杆(3)上旋向相反的两个螺纹(5)配合，且所述夹片(2)于所述驱动杆(3)上周向锁定。
3.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于：所述机体(1)上表面和下表面均设有沿驱动杆(3)方向设置的滑槽(6)，所述驱动杆(3)设于所述滑槽(6)内，所述夹片(2)一端设有滑块(7)，所述滑块(7)与所述驱动杆(3)螺纹(5)配合，且所述滑块(7)周向限位于所述滑槽(6)内。
4.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于：所述机体(1)上表面和下表面均设有对齐检测装置，所述对齐检测装置用于检测上下两个无人机之间是否上下对齐。
5.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于：所述机体(1)上表面和下表面均设有距离检测装置，所述距离检测装置用于检测上下两个无人机之间的距离。
6.根据权利要求1所述的无人机，其特征在于：所述机体(1)上表面和下表面位于同侧的两个夹片(2)之间设有用于感应物体的感应装置(13)。
7.一种无人机运输方法，其特征在于：所述方法通过两个如权利要求1-6任一项所述的无人机实现，所述方法包括如下步骤：
S1：由第一架无人机下表面的夹片(2)夹持物体飞行；
S2：当第一架无人机运输的物品需要在空中交接时，控制第二架无人机起飞飞行至第一架无人机的下方，并控制第二架无人机上表面的夹片(2)相背移动；
S3：检测第一架无人机与第二架无人机是否对齐，检测第一架无人机与第二架无人机之间的距离是否小于距离阈值，当满足第一架无人机与第二架无人机对齐且第一架无人机与第二架无人机之间的距离小于距离阈值的条件时，控制第一架无人机下表面的夹片(2)相背移动至物体脱离，当第二架无人机上表面检测到夹片(2)之间有物体时，控制第二架无人机上表面的夹片(2)相向移动夹紧物体，第二架无人机继续运输物体。
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| CN112977830A (zh) | 2021-06-18 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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