CN113086117A - 船用无人机自适应稳定收放平台 - Google Patents

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Abstract

船用无人机自适应稳定收放平台，能够解决在恶劣海况下无人机难以在舰艇上起飞、降落的问题，避免因舰艇颠簸造成的事故，结构简洁，易于控制。其包括：稳定陀螺(1)、十字联轴器(2)、展开机构(3)、伺服电动缸(4)、系留线缆收放装置(5)、伞面(6)、悬臂(7)；展开机构的顶板(31)与伞面相连，展开机构的联动板(30)与伺服电动缸的推杆相连；伺服电动缸中间的连接轴与十字联轴器相连，伺服电动缸底部与系留线缆收放装置顶部相连；悬臂一端与船体相连，另一端与十字联轴器相连；稳定陀螺与系留线缆收放装置组合为一体，在十字联轴器的下方；展开机构和伞面在十字联轴器的上方；稳定陀螺的轴心保持与水平面垂直，该轴心为Z轴。

Description

船用无人机自适应稳定收放平台
技术领域
本发明涉及舰船用无人机的技术领域，尤其涉及一种船用无人机自适应稳定收放平台。
背景技术
舰船用无人机是指：以水面舰船为基地，由舰面人员操控或以全自动方式完成整个飞行过程，且可以重复使用的飞机，又称舰载无人飞行器。
但是，在恶劣海况下，船用无人机难以在水面舰船上起飞、降落，并且由于舰艇颠簸，即使强行起降也容易造成事故。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种船用无人机自适应稳定收放平台，其能够解决在恶劣海况下无人机难以在舰艇上起飞、降落的问题，避免因舰艇颠簸造成的事故，结构简洁，易于控制。
本发明的技术方案是：这种船用无人机自适应稳定收放平台，其包括：稳定陀螺(1)、十字联轴器(2)、展开机构(3)、伺服电动缸(4)、系留线缆收放装置(5)、伞面(6)、悬臂(7)；
展开机构的顶板(31)与伞面相连，展开机构的联动板(30)与伺服电动缸的推杆相连；伺服电动缸中间的连接轴与十字联轴器相连，伺服电动缸底部与系留线缆收放装置顶部相连；悬臂一端与船体相连，另一端与十字联轴器相连；稳定陀螺与系留线缆收放装置组合为一体，在十字联轴器的下方；展开机构和伞面在十字联轴器的上方；稳定陀螺的轴心保持与水平面垂直，该轴心为Z轴。
本发明的展开机构的顶板与伞面相连，展开机构的联动板与伺服电动缸的推杆相连；伺服电动缸中间的连接轴与十字联轴器相连，伺服电动缸底部与系留线缆收放装置顶部相连；悬臂一端与船体相连，另一端与十字联轴器相连；稳定陀螺与系留线缆收放装置组合为一体，在十字联轴器的下方；展开机构和伞面在十字联轴器的上方；稳定陀螺的轴心保持与水平面垂直。十字联轴器下方系留线缆收放装置和稳定陀螺的重量远大于十字联轴器上方展开机构和伞面的重量。同时，稳定陀螺启动后，将产生巨大的转动惯量。在重力和巨大的转动惯量共同作用之下，稳定陀螺的轴心将始终保持与水平面垂直，保证收放平台始终与水平面平行，从而保证收放平台平稳的运行。因此能够解决在恶劣海况下无人机难以在舰艇上起飞、降落的问题，避免因舰艇颠簸造成的事故，而且相对于现有六缸三点联动摇摆平台本发明的结构简洁，易于控制。
附图说明
图1是根据本发明的船用无人机自适应稳定收放平台的结构示意图。
图2是根据本发明的稳定陀螺结构示意图。
图3是根据本发明的十字联轴器结构示意图。
图4是根据本发明的展开机构结构示意图。
图5是根据本发明的展开状态示意图。
图6是根据本发明的收缩状态示意图。
图7是根据本发明的航行时展开状态示意图。
图8是根据本发明的航行时收缩状态示意图。
具体实施方式
如图1、4所示，这种船用无人机自适应稳定收放平台，其包括：稳定陀螺1、十字联轴器2、展开机构3、伺服电动缸4、系留线缆收放装置5、伞面6、悬臂7；
展开机构的顶板31与伞面相连，展开机构的联动板30与伺服电动缸的推杆相连；伺服电动缸中间的连接轴与十字联轴器相连，伺服电动缸底部与系留线缆收放装置顶部相连；悬臂一端与船体相连，另一端与十字联轴器相连；稳定陀螺与系留线缆收放装置组合为一体，在十字联轴器的下方；展开机构和伞面在十字联轴器的上方；稳定陀螺的轴心保持与水平面垂直，该轴心为Z轴。
本发明的展开机构的顶板与伞面相连，展开机构的联动板与伺服电动缸的推杆相连；伺服电动缸中间的连接轴与十字联轴器相连，伺服电动缸底部与系留线缆收放装置顶部相连；悬臂一端与船体相连，另一端与十字联轴器相连；稳定陀螺与系留线缆收放装置组合为一体，在十字联轴器的下方；展开机构和伞面在十字联轴器的上方；稳定陀螺的轴心保持与水平面垂直。十字联轴器下方系留线缆收放装置和稳定陀螺的重量远大于十字联轴器上方展开机构和伞面的重量。同时，稳定陀螺启动后，将产生巨大的转动惯量。在重力和巨大的转动惯量共同作用之下，稳定陀螺的轴心将始终保持与水平面垂直，保证收放平台始终与水平面平行，从而保证收放平台平稳的运行。因此能够解决在恶劣海况下无人机难以在舰艇上起飞、降落的问题，避免因舰艇颠簸造成的事故，而且相对于现有六缸三点联动摇摆平台本发明的结构简洁，易于控制。
优选地，如图2所示，所述稳定陀螺包括：飞轮10、外转子电机11和电机座12；飞轮10与外转子电机11的转子同轴连接为一体，外转子电机11的定子固定在系留线缆收放装置5壳体下部的电机座12上。
优选地，如图3所示，所述十字联轴器包括：外支架20、内支架21、外转轴22、轴承23、轴承挡圈24等组成；外支架20的轴孔内装有外转轴22、轴承23和轴承挡圈24；外转轴22与内支架21以螺纹相连；内支架21以外转轴22的轴孔为旋转轴(Y轴)绕轴旋转；内支架21的轴孔内也装有轴承23和轴承挡圈24；伺服电动缸4壳体侧面的耳轴安装在内支架21轴孔内轴承23上；伺服电动缸4壳体侧面的耳轴以内支架21的轴孔为旋转轴(X轴)绕轴旋转。
优选地，如图4所示，所述展开机构包括：联动板30、顶板31、连杆A 32、连杆B 33、撑杆A 34、撑杆B 35、连杆C 36、连杆D 37、轴销38等组成。联动板30、顶板31都为圆形钢板，在联动板30、顶板31的圆心处设置有连接孔；在联动板30、顶板31的圆周边缘圆形阵列有安装连杆A 32、连杆B 33的安装孔；在上述零件的组合下，形成特有的伞状开合连杆机构；此连杆机构以顶板31的圆心为轴心，圆周阵列为多组；展开机构3可在伺服电动缸4的推杆作用下展开或收缩，带动伞面6开合。
优选地，伺服电动缸4的底部与系留线缆收放装置5顶部用螺栓相连；伺服电动缸4的推杆顶部与展开机构3的顶板31相连，伺服电动缸4的推杆收缩，伞面6打开，伺服电动缸4的推杆伸出，伞面6收缩。
优选地，所述系留线缆收放装置位于伺服电动缸的下方，其内部装有系留线缆、线缆收放机构、控制电机、控制器，系留线缆从系留线缆收放装置的顶部穿出，沿伺服电动缸的外壳向上，穿过展开机构的联动板、顶板及伞面与无人机相连，为系留无人机提供电力和进行信号传输。
优选地，伞面6为标准柔性金属网，此标准柔性金属网是用不锈钢金属丝制成金属圆环，环环相扣连接而成，它既有金属的抗拉性能，又兼具布料的柔韧性，此标准柔性金属网可直接采购或定制；伞面6与展开机构3的多组连杆机构及顶板31相连，伞面6打开后，无人机可在伞面6上起飞或降落。
优选地，所述悬臂7为不锈钢管、钢板经过切割、钻孔、焊接、打磨加工完成，悬臂7一端与船体相连，另一端与十字联轴器2相连；悬臂7用以支撑整个收放平台。
十字联轴器2下方的稳定陀螺1和系留线缆收放装置5的重量，远大于十字联轴器2上方展开机构3和伞面6的重量；同时，稳定陀螺1启动后，将产生巨大的转动惯量；在重力和巨大的转动惯量共同作用之下，稳定陀螺1的轴心(Z轴)将始终保持与水平面垂直，保证收放平台始终与水平面平行，从而保证收放平台平稳的运行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.船用无人机自适应稳定收放平台，其特征在于：其包括：稳定陀螺(1)、十字联轴器(2)、展开机构(3)、伺服电动缸(4)、系留线缆收放装置(5)、伞面(6)、悬臂(7)；
展开机构的顶板(31)与伞面相连，展开机构的联动板(30)与伺服电动缸的推杆相连；伺服电动缸中间的连接轴与十字联轴器相连，伺服电动缸底部与系留线缆收放装置顶部相连；悬臂一端与船体相连，另一端与十字联轴器相连；稳定陀螺与系留线缆收放装置组合为一体，在十字联轴器的下方；展开机构和伞面在十字联轴器的上方；稳定陀螺的轴心保持与水平面垂直，该轴心为Z轴。
2.根据权利要求1所述的船用无人机自适应稳定收放平台，其特征在于：所述稳定陀螺包括：飞轮(10)、外转子电机(11)和电机座(12)；飞轮与外转子电机的转子同轴连接为一体，外转子电机的定子固定在系留线缆收放装置壳体下部的电机座(12)上。
3.根据权利要求2所述的船用无人机自适应稳定收放平台，其特征在于：所述十字联轴器包括：外支架(20)、内支架(21)、外转轴(22)、轴承(23)、轴承挡圈(24)；外支架的轴孔内装有外转轴(22)、轴承(23)、轴承挡圈(24)；外转轴与内支架以螺纹相连；内支架以外转轴的轴孔为旋转轴绕轴旋转，该旋转轴为Y轴；内支架的轴孔内装有轴承(23)、轴承挡圈(24)；伺服电动缸壳体侧面的耳轴安装在内支架轴孔内轴承(23)上；伺服电动缸壳体侧面的耳轴以内支架的轴孔为旋转轴绕轴旋转，该旋转轴为X轴。
4.根据权利要求3所述的船用无人机自适应稳定收放平台，其特征在于：所述展开机构包括：联动板(30)、顶板(31)、连杆A(32)、连杆B(33)、撑杆A(34)、撑杆B(35)、连杆C(36)、连杆D(37)、轴销(38)；联动板(30)、顶板(31)都为圆形钢板，在联动板、顶板的圆心处设置有连接孔；在联动板、顶板的圆周边缘圆形阵列有安装连杆A(32)、连杆B(33)的安装孔；在上述零件的组合下，形成伞状开合的连杆机构，此连杆机构以顶板的圆心为轴心，圆周阵列为多组；展开机构在伺服电动缸的推杆作用下展开或收缩，带动伞面的开或合。
5.根据权利要求4所述的船用无人机自适应稳定收放平台，其特征在于：所述伺服电动缸的底部与系留线缆收放装置的顶部通过螺栓相连，伺服电动缸的推杆顶部与展开机构的顶板相连，伺服电动缸的推杆收缩，伞面打开，伺服电动缸的推杆伸出，伞面收缩。
6.根据权利要求4所述的船用无人机自适应稳定收放平台，其特征在于：所述系留线缆收放装置位于伺服电动缸的下方，其内部装有系留线缆、线缆收放机构、控制电机、控制器，系留线缆从系留线缆收放装置的顶部穿出，沿伺服电动缸的外壳向上，穿过展开机构的联动板、顶板及伞面与无人机相连，为系留无人机提供电力和进行信号传输。
7.根据权利要求4所述的船用无人机自适应稳定收放平台，其特征在于：所述伞面为标准柔性金属网，用不锈钢金属丝制成金属圆环，环环相扣连接而成，伞面与展开机构的多组连杆机构及顶板相连，伞面打开后，无人机在伞面上起飞或降落。
8.根据权利要求4所述的船用无人机自适应稳定收放平台，其特征在于：所述悬臂为不锈钢管、钢板经过切割、钻孔、焊接、打磨加工完成，悬臂的一端与船体相连，另一端与十字联轴器相连。
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