CN113104166B - 一种海洋测绘无人机的中继站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种海洋测绘无人机的中继站。多边形支架板底部焊接有支架座，所述的支架座中心位置设有第二万向轮，所述的停靠平台下中心位置设有第一万向轮，所述的第一万向轮与第二万向轮之间拉结有电动伸缩杆；所述的停靠平台外边数量与多边形支架板等同，本发明采用停靠平台外边数量与多边形支架板等同，并且在每个所述的停靠平台外边上均设有平台锁杆，所述多边形支架板的外边上均安装有电磁锁，所述的第一万向轮与第二万向轮之间拉结有电动伸缩杆的技术方案，实现了通过测算实时的风向，来调整停靠平台的倾斜方向，从而抵御一部分横风对无人机着陆的影响。

Description

一种海洋测绘无人机的中继站

技术领域

本发明涉及一种海洋测绘无人机的中继站。

背景技术

测绘，是指对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性等进行测定、采集并绘制成图。测绘学研究测定和推算地面点的几何位置、地球形状及地球重力场，据此测量地球表面自然形状和人工设施的几何分布，并结合某些社会信息和自然信息的地理分布，编制全球和局部地区各种比例尺的地图和专题地图的理论和技术学科。又称测量学。它包括测量和制图两项主要内容。测绘学在经济建设和国防建设中有广泛的应用。在城乡建设规划、国土资 源利用、环境保护等工作中，必须进行土地测量和测绘各种地图，供规划和管理使用。在地质勘探、矿产开发、水利、交通等建设中，必须进行控制测量、矿山测量、路线测量和绘制地形图，供地质普查和各种建筑物设计施工用。在军事上需要军用地图，供行军、作战用，还要有精确的地心坐标和地球重力场数据，以确保远程武器精确命中目标。而海洋测量的基本理论、技术方法和测量仪器设备等，同陆地测量相比，有它自己的许多特点。主要是测量内容综合性强，需多种仪器配合施测，同时完成多种观测项目；测区条件比较复杂，海面受潮汐、气象等影响起伏不定；大多为动态作业,测者不能用肉眼通视水域底部，精确测量难度较大。一般均采用无线电导航系统、电磁波测距仪器、水声定位系统、卫星组合导航系统、惯性导航组合系统，以及天文方法等进行控制点的测定和测点的定位；采用水声仪器、激光仪器，以及水下摄影测量方法等进行水深测量和海底地形测量；采用卫星技术、航空测量以及海洋重力测量和磁力测量等进行海洋地球物理测量。

目前针对海洋测绘可以采用无人机测绘，但是由于测绘的海域面积很大，而无人机续航能力有限，按照目前成熟的技术基本工作时间在30分钟内，因此不适合远距离大面积测绘工作，因此我们需要在测绘的海域上预设浮体并且在其上建造中继站，使得完成无人机的电源补给修正，以及数据的交换；但是传统的中继台在电源补给或者数据交换时线路接插不防水，而且由于海洋上风力比较大，在海上中继站上着陆比较困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种海洋测绘无人机的中继站。

本发明解决其上述的技术问题所采用以下的技术方案：一种海洋测绘无人机的中继站，其主要构造有：电磁锁、多边形支架板、支架座、停靠平台、平台锁杆、电动伸缩杆、第一万向轮、第二万向轮、第一锁夹机构、第二锁夹机构、机构底板、下夹板、杆套、步进减速电机、杆套内圈、下夹片、上夹片、气泡颗粒块、第一颗粒筒腔、硅胶皮囊、第一气芯、风槽颗粒块、第二颗粒筒腔、网格板、吸水透气棉层、第二气芯、螺母环、螺纹杆、上夹板、气囊腔、气囊、压板盖、第一机架杆、第一外空心管件、第二外空心管件、管件开孔槽、内空心管件、金属触点、管状减速电机、第二机架杆、无人机、金属排针，其特征在于：多边形支架板底部焊接有支架座，所述的支架座中心位置设有第二万向轮，所述的停靠平台下中心位置设有第一万向轮，所述的第一万向轮与第二万向轮之间拉结有电动伸缩杆；

所述的停靠平台外边数量与多边形支架板等同，并且在每个所述的停靠平台外边上均设有平台锁杆，所述多边形支架板的外边上均安装有电磁锁；

所述的的停靠平台上安装有第一锁夹机构、第二锁夹机构；

所述的第一锁夹机构、第二锁夹机构构成：机构底板左右两侧设有孔槽，在两个所述的孔槽内分别插入固定有螺纹杆；所述的下夹板左右两侧分别开有杆套，在两个所述的杆套均内置入有杆套内圈，并且杆套内圈通过皮带环驳接于设置在下夹板中心位置的步进减速电机转子端，所述的下夹板前端位置设有凸边块，所述的凸边块上安装有下夹片；两个所述的杆套内均贯通有螺纹杆，所述的螺纹杆上拧入有螺母环，所述的螺母环底部设有卡钩边，通过卡钩边与杆套内圈顶部开有钩槽相钩接固定；所述的上夹板前端中心位置开有气囊腔，在气囊腔内置有气囊，在气囊上部抵触安装有上夹片；所述的上夹板与下夹片之间通过螺栓杆相紧固；两个所述的螺纹杆顶端固定有压板盖；

所述的下夹片、上夹片构成：以塑制板件为基板，在所述的塑制板上外围一圈密布排列固定有气泡颗粒块，而在中心位置则密布排列固定有风槽颗粒块；所述的上夹板上安装有金属排针，所述金属排针的针脚穿刺贯通于上夹片的塑制板件；

所述的无人机下端设有两个起落架，并且一个起落架上横向安装有第一机架杆，另一个起落架上横向安装有第二机架杆；

所述的第一机架杆、第二机架杆构成：第一外空心管件与第二外空心管件之间通过内外壁的丝扣相拧接；所述的内空心管件侧壁上设有金属触点，内空心管件顶端固定有管状减速电机的转子，所述的第二外空心管件内固定承插有管状减速电机的本体；所述的第一外空心管件侧壁上开有管件开孔槽；所述的金属触点位置与管件开孔槽相匹配吻合；

所述的气泡颗粒块构成：第一颗粒筒腔内置有硅胶皮囊，并且在硅胶皮囊下设有第一气芯；

所述的风槽颗粒块构成：第二颗粒筒腔顶部封有网格板，并且在网格板上覆有吸水透气棉层，在第二颗粒筒腔下设有第二气芯。

所述的多边形支架板的外边数量在4-16条。

所述的停靠平台上覆有糙面硅胶层。

所述的金属触点与金属排针位置尺寸规格均匹配。

本发明的有益效果：采用停靠平台外边数量与多边形支架板等同，并且在每个所述的停靠平台外边上均设有平台锁杆，所述多边形支架板的外边上均安装有电磁锁，所述的第一万向轮与第二万向轮之间拉结有电动伸缩杆的技术方案，实现了通过测算实时的风向，来调整停靠平台的倾斜方向，从而抵御一部分横风对无人机着陆的影响；采用下夹片、上夹片设计结构，可以当金属触点与金属排针两者相接触时，通过充气气泡颗粒块将整个金属接触部分包裹，起到防水作用。

附图说明

图1为本发明一种海洋测绘无人机的中继站整体结构图。

图2为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的平台部分结构图。

图3为本发明一种海洋测绘无人机的中继站处于倾斜状态结构图。

图4为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的锁夹机构整体结构图。

图5为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的锁夹机构爆炸结构图。

图6为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的无人机的机架杆被锁夹机构夹持结构图。

图7为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的上夹板带上夹片结构图。

图8为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的下夹板的步进减速电机驱动杆套内圈结构图。

图9为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的机架杆内部结构示意图。

图10为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的下夹板与上夹板紧固结构图。

图11为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的上夹板带气囊结构图。

图12为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的上夹片与下夹片组合的结构图。

图13为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的气泡颗粒块结构示意图。

图14为本发明一种海洋测绘无人机的中继站的风槽颗粒块结构示意图。

图中 1-电磁锁，2-多边形支架板，21-支架座，3-停靠平台，31-平台锁杆，4-电动伸缩杆，41-第一万向轮，42-第二万向轮，5-第一锁夹机构，5B-第二锁夹机构，51-机构底板，52-下夹板，521-杆套，522-步进减速电机，523-杆套内圈，53-下夹片，54-上夹片，541-气泡颗粒块，5411-第一颗粒筒腔，5412-硅胶皮囊，5413-第一气芯，542-风槽颗粒块，5421-第二颗粒筒腔，5422-网格板，5423-吸水透气棉层，5424-第二气芯，55-螺母环，56-螺纹杆，57-上夹板，571-气囊腔，5711-气囊，58-压板盖，6-第一机架杆，61-第一外空心管件，612-第二外空心管件，611-管件开孔槽，62-内空心管件，621-金属触点，63-管状减速电机，6B-第二机架杆，7-无人机，8-金属排针。

具体实施方式

下面结合附图1-14对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。

实施例：一种海洋测绘无人机的中继站，其主要构造有：电磁锁1、多边形支架板2、支架座21、停靠平台3、平台锁杆31、电动伸缩杆4、第一万向轮41、第二万向轮42、第一锁夹机构5、第二锁夹机构5B、机构底板51、下夹板52、杆套521、步进减速电机522、杆套内圈523、下夹片53、上夹片54、气泡颗粒块541、第一颗粒筒腔5411、硅胶皮囊5412、第一气芯5413、风槽颗粒块542、第二颗粒筒腔5421、网格板5422、吸水透气棉层5423、第二气芯5424、螺母环55、螺纹杆56、上夹板57、气囊腔571、气囊5711、压板盖58、第一机架杆6、第一外空心管件61、第二外空心管件612、管件开孔槽611、内空心管件62、金属触点621、管状减速电机63、第二机架杆6B、无人机7、金属排针8，其特征在于：多边形支架板2底部焊接有支架座21，所述的支架座21中心位置设有第二万向轮42，所述的停靠平台3下中心位置设有第一万向轮41，所述的第一万向轮41与第二万向轮42之间拉结有电动伸缩杆4；

所述的停靠平台3外边数量与多边形支架板2等同，并且在每个所述的停靠平台3外边上均设有平台锁杆31，所述多边形支架板2的外边上均安装有电磁锁1；

所述的的停靠平台3上安装有第一锁夹机构5、第二锁夹机构5B；

所述的第一锁夹机构5、第二锁夹机构5B构成：机构底板51左右两侧设有孔槽，在两个所述的孔槽内分别插入固定有螺纹杆56；所述的下夹板52左右两侧分别开有杆套521，在两个所述的杆套521均内置入有杆套内圈523，并且杆套内圈523通过皮带环驳接于设置在下夹板52中心位置的步进减速电机522转子端，所述的下夹板52前端位置设有凸边块，所述的凸边块上安装有下夹片53；两个所述的杆套521内均贯通有螺纹杆56，所述的螺纹杆56上拧入有螺母环55，所述的螺母环55底部设有卡钩边，通过卡钩边与杆套内圈523顶部开有钩槽相钩接固定；所述的上夹板57前端中心位置开有气囊腔571，在气囊腔571内置有气囊5711，在气囊5711上部抵触安装有上夹片54；所述的上夹板57与下夹片53之间通过螺栓杆相紧固；两个所述的螺纹杆56顶端固定有压板盖58；

所述的下夹片53、上夹片54构成：以塑制板件为基板，在所述的塑制板上外围一圈密布排列固定有气泡颗粒块541，而在中心位置则密布排列固定有风槽颗粒块542；所述的上夹板57上安装有金属排针8，所述金属排针8的针脚穿刺贯通于上夹片54的塑制板件；

所述的无人机7下端设有两个起落架，并且一个起落架上横向安装有第一机架杆6，另一个起落架上横向安装有第二机架杆6B；

所述的第一机架杆6、第二机架杆6B构成：第一外空心管件61与第二外空心管件612之间通过内外壁的丝扣相拧接；所述的内空心管件62侧壁上设有金属触点621，内空心管件62顶端固定有管状减速电机63的转子，所述的第二外空心管件612内固定承插有管状减速电机63的本体；所述的第一外空心管件61侧壁上开有管件开孔槽611；所述的金属触点621位置与管件开孔槽611相匹配吻合；

所述的气泡颗粒块541构成：第一颗粒筒腔5411内置有硅胶皮囊5412，并且在硅胶皮囊5412下设有第一气芯5413；

所述的风槽颗粒块542构成：第二颗粒筒腔5421顶部封有网格板5422，并且在网格板5422上覆有吸水透气棉层5423，在第二颗粒筒腔5421下设有第二气芯5424。

所述的多边形支架板2的外边数量在4-16条。

所述的停靠平台3上覆有糙面硅胶层。

所述的金属触点621与金属排针8位置尺寸规格均匹配。

本发明专利核心设计只有两点：其一通过停靠平台3的倾斜来抵抗实时海面风向，从而实现无人机着陆时平稳性的问题；其实现的过程是：多边形支架板2的每个边上均安装有电磁锁1，而多边形支架板2的边条数量根据当地海洋特殊性定制，多个所述的电磁锁1受控于电路控制板；因此其工作原理是：通过现有技术（电子风向标）测算实时的风向，根据风向位置，临近的电磁锁1锁定，其他的电磁锁1全部打开，此时启动电动伸缩杆4，其停靠平台3会朝着风的正对面倾斜，此时无人机着陆时的斜向力正好抵消一部分风力，起到一个无人机停稳的作用。

其二就是锁夹机构，其一方面是锁定无人机7下的第一机架杆6、第二机架杆6B是的着陆时能够稳定的停在停靠平台3上，其次通过第一机架杆6、第二机架杆6B实现电源的补给，以及数据的交换传输。具体的实施是：当无人机7的第一机架杆6、第二机架杆6B停入上夹板57与下夹板52所构成的夹腔内时，气囊5711外置的充气模块启动，向气囊5711内充气使其膨胀，由于气囊腔571所限制，因此其气囊5711会朝外顶出，顶出的气囊5711会抵触上夹片54向下夹片53一侧推，因此位于上夹片54与下夹片53之间的机架杆会被夹持，此时启动风槽颗粒块542外置的充气模块，向风槽颗粒块542鼓入大量的空气，此时通过风槽颗粒块542自带的吸水透气棉层5423可以将机架杆吸干，以及风槽颗粒块542吹出的大量空气将其水分带走。

等机架杆风干后，启动管状减速电机63，从而转动第一外空心管件61内的内空心管件62，使得内空心管件62上的金属触点621能够裸露于管件开孔槽611的位置上；此时释放气囊5711内的空气，与此同时加注下夹片53上气泡颗粒块541内的空气，并且关闭风槽颗粒块542的空气注入，由于下夹片53上气泡颗粒块541的膨胀，而气囊5711逐渐缩小，因此夹持于上夹片于下夹片之间的机架杆会推往上夹片54的一侧，而上夹板57安装的金属排针8正好能够穿过上夹片54，抵触金属排针8；此时向上夹片54下的气泡颗粒块541注入约下夹片53气泡颗粒块541的三分之一至四分之一的空气，使得两者对立布置的的气泡颗粒块541能够合围将机架杆包裹中，从而实现密封方防水，进而在电源补充或者数据交换中能到防护。

一般情况下第一机架杆6作为电源补给线路，而第二机架杆6B作为数据交换线路。

当电源补给以及数据交换完成后，首先管状减速电机63反转，将其金属触点621卷入第一外空心管件内背部，即金属触点621隐藏。然后气囊5711充气，而与此同时下夹片53上的气泡颗粒块541释放气体，由于上夹片54移动，因此原本穿刺贯通于上夹片54内的金属排针8脱出，最后释放上夹片54的气泡颗粒块541气体，使得机架杆脱开束缚，无人机7可以复飞。

本案所述的电磁锁1、充气模块、电动伸缩杆4、步进减速电机522等的电控均有电路控制板完成，而电路控制板的电路原理本案另案申请，本案只要求保护机械部分的构成原理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种海洋测绘无人机的中继站，其主要构造有：电磁锁（1）、多边形支架板（2）、支架座（21）、停靠平台（3）、平台锁杆（31）、电动伸缩杆（4）、第一万向轮（41）、第二万向轮（42）、第一锁夹机构（5）、第二锁夹机构（5B）、机构底板（51）、下夹板（52）、杆套（521）、步进减速电机（522）、杆套内圈（523）、下夹片（53）、上夹片（54）、气泡颗粒块（541）、第一颗粒筒腔（5411）、硅胶皮囊（5412）、第一气芯（5413）、风槽颗粒块（542）、第二颗粒筒腔（5421）、网格板（5422）、吸水透气棉层（5423）、第二气芯（5424）、螺母环（55）、螺纹杆（56）、上夹板（57）、气囊腔（571）、气囊（5711）、压板盖（58）、第一机架杆（6）、第一外空心管件（61）、第二外空心管件（612）、管件开孔槽（611）、内空心管件（62）、金属触点（621）、管状减速电机（63）、第二机架杆（6B）、无人机（7）、金属排针（8），其特征在于：多边形支架板（2）底部焊接有支架座（21），所述的支架座（21）中心位置设有第二万向轮（42），所述的停靠平台（3）下中心位置设有第一万向轮（41），所述的第一万向轮（41）与第二万向轮（42）之间拉结有电动伸缩杆（4）；

所述的停靠平台（3）外边数量与多边形支架板（2）等同，并且在每个所述的停靠平台（3）外边上均设有平台锁杆（31），所述多边形支架板（2）的外边上均安装有电磁锁（1）；

所述的停靠平台（3）上安装有第一锁夹机构（5）、第二锁夹机构（5B）；

所述的第一锁夹机构（5）、第二锁夹机构（5B）构成：机构底板（51）左右两侧设有孔槽，在两个所述的孔槽内分别插入固定有螺纹杆（56）；所述的下夹板（52）左右两侧分别开有杆套（521），在两个所述的杆套（521）均内置入有杆套内圈（523），并且杆套内圈（523）通过皮带环驳接于设置在下夹板（52）中心位置的步进减速电机（522）转子端，所述的下夹板（52）前端位置设有凸边块，所述的凸边块上安装有下夹片（53）；两个所述的杆套（521）内均贯通有螺纹杆（56），所述的螺纹杆（56）上拧入有螺母环（55），所述的螺母环（55）底部设有卡钩边，通过卡钩边与杆套内圈（523）顶部开有钩槽相钩接固定；所述的上夹板（57）前端中心位置开有气囊腔（571），在气囊腔（571）内置有气囊（5711），在气囊（5711）上部抵触安装有上夹片（54）；所述的上夹板（57）与下夹片（53）之间通过螺栓杆相紧固；两个所述的螺纹杆（56）顶端固定有压板盖（58）；

所述的下夹片（53）、上夹片（54）构成：以塑制板件为基板，在所述的塑制板上外围一圈密布排列固定有气泡颗粒块（541），而在中心位置则密布排列固定有风槽颗粒块（542）；所述的上夹板（57）上安装有金属排针（8），所述金属排针（8）的针脚穿刺贯通于上夹片（54）的塑制板件；

所述的无人机（7）下端设有两个起落架，并且一个起落架上横向安装有第一机架杆（6），另一个起落架上横向安装有第二机架杆（6B）；

所述的第一机架杆（6）、第二机架杆（6B）构成：第一外空心管件（61）与第二外空心管件（612）之间通过内外壁的丝扣相拧接；所述的内空心管件（62）侧壁上设有金属触点（621），内空心管件（62）顶端固定有管状减速电机（63）的转子，所述的第二外空心管件（612）内固定承插有管状减速电机（63）的本体；所述的第一外空心管件（61）侧壁上开有管件开孔槽（611）；所述的金属触点（621）位置与管件开孔槽（611）相匹配吻合；

所述的气泡颗粒块（541）构成：第一颗粒筒腔（5411）内置有硅胶皮囊（5412），并且在硅胶皮囊（5412）下设有第一气芯（5413）；

所述的风槽颗粒块（542）构成：第二颗粒筒腔（5421）顶部封有网格板（5422），并且在网格板（5422）上覆有吸水透气棉层（5423），在第二颗粒筒腔（5421）下设有第二气芯（5424）。

2.根据权利要求1所述的一种海洋测绘无人机的中继站，其特征在于所述的多边形支架板（2）的外边数量在4-16条。

3.根据权利要求1所述的一种海洋测绘无人机的中继站，其特征在于所述的停靠平台（3）上覆有糙面硅胶层。

4.根据权利要求1所述的一种海洋测绘无人机的中继站，其特征在于所述的金属触点（621）与金属排针（8）位置尺寸规格均匹配。

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