CN113104217A - 一种可系留可快速响应的无人机作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可系留可快速响应的无人机作业系统，包括地面供电基站载体、自动收放线飞行器地面供电基站、系留线缆、无人机、升力系统和推力系统，所述自动收放线飞行器地面供电基站固定连接于所述地面供电基站载体的上，所述系留线缆连接于所述自动收放线飞行器地面供电基站和所述无人机之间，所述无人机底端的中间位置设置有无人机充电基座。无人机可通过地面供电基站长时间悬停作业，悬停作业突发关联紧急作业任务或其他紧急作业任务，无人机可控制脱离系留线缆，进行不受限远程飞行作业，解决现有系留无人机作业范围受线缆长度限制的缺点，该系统同时具备多旋翼无人机悬停时间长、垂直起降无人机作业范围广优点，有效拓展了无人机的应用范围。

Description

一种可系留可快速响应的无人机作业系统

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体来说，涉及一种可系留可快速响应的无人机作业系统。

背景技术

行业中无人机一般分为直升机无人机、多旋翼无人机、固定翼无人机、垂直起降固定翼无人机(倾转型和非倾转型)、系留无人机；直升机无人机：适用于低空、低速、有垂直起降和悬停要求的任务类型，但机械结构复杂、安全性低、使用成本高、飞行效率高于多旋翼但是低于固定翼无人机，飞行作业时间短；多旋翼无人机：相较于直升机除具备低空、低速、有垂直起降和悬停等功能外又有机械结构简单、安全性高、使用成本低，但飞行效率最低、飞行作业时间仍然是痛点；固定翼无人机：相较于多旋翼其飞行速度高、飞行远、飞行高度高、飞行效率高，但无垂直起降功能，需要滑跑起飞降落，对起降场地要求高；垂起起降固定翼无人机：结合多旋翼和固定翼优点，采用两套动力系统其中一套用于垂直起降，另一套用于固定翼推进或其中用于垂直起降动力转换为固定翼推进；不受起降场地限制；以上所述各类无人机均自带能源系统即电池、燃油，机载能源决定其作业时长，又因无人机特性，无人机越重飞行时长越短，能源重量受限。

同时，行业中亦有通过组合布置多架无人机协同作业，但其有如下缺点：1、每架无人机起飞前均需做飞行前技术检查，空域申请等准备工作；2、每架无人机作业完成均需保养检查；综上，其作业响应速度慢，经济效率低。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种可系留可快速响应的无人机作业系统，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此，本发明采用的具体技术方案如下：

一种可系留可快速响应的无人机作业系统，包括地面供电基站载体、自动收放线飞行器地面供电基站、系留线缆、无人机、升力系统和推力系统，所述自动收放线飞行器地面供电基站固定连接于所述地面供电基站载体的顶端，所述系留线缆连接于所述自动收放线飞行器地面供电基站和所述无人机之间，所述升力系统和所述推力系统均固定连接于所述无人机上，所述无人机底端的中间位置设置有无人机充电基座。

进一步的，所述无人机的内部设置有备用电池。

进一步的，所述自动收放线飞行器地面供电基站是由连接卡座、活动卡紧结构、线轮、驱动电机和磁吸充电头构成，所述连接卡座固定连接于所述地面供电基站载体的顶端，所述活动卡紧结构穿插于所述连接卡座的两侧，所述线轮和所述驱动电机均位于所述地面供电基站载体的内部，所述线轮与所述驱动电机的输出轴连接，所述磁吸充电头与所述系留线缆的一端连接。

进一步的，所述活动卡紧结构是由电驱动旋转底座、电动伸缩杆和卡板构成，所述电驱动旋转底座位于所述连接卡座的底端，所述电动伸缩杆固定连接于所述电驱动旋转底座的顶端并穿插于所述连接卡座，所述卡板固定连接于所述电动伸缩杆的顶端。

进一步的，所述连接卡座的中间位置开设有与所述系留线缆相匹配的通槽，所述连接卡座底端的中间位置设置有与所述系留线缆相匹配的限位导轮组，所述连接卡座顶端的中间位置开设有与所述磁吸充电头相匹配的卡槽。

进一步的，所述无人机充电基座侧边的底端设置有与所述卡板相匹配的卡环，所述无人机充电基座的底端开设有与所述磁吸充电头相匹配的充电卡座，所述无人机充电基座的内部设置有磁吸充电线圈。

进一步的，所述线轮和所述驱动电机与自动收放线飞行器地面供电基站为一体结构。

进一步的，所述自动收放线飞行器地面供电基站固定连接于所述地面供电基站载体的顶端或侧面升出的平台上。

本发明的有益效果为：通过设置由地面供电基站载体、自动收放线飞行器地面供电基站、系留线缆、无人机、升力系统、推力系统和无人机充电基座构成的可系留可快速响应的无人机作业系统，从而使得该无人机可通过地面供电基站长时间悬停作业，悬停作业突发关联紧急作业任务或其他紧急作业任务，无人机可控制脱离系留线缆，进行不受限远程飞行作业，解决现有系留无人机作业范围受线缆长度限制的缺点，该系统同时具备多旋翼无人机悬停时间长、垂直起降无人机作业范围广优点，有效拓展了无人机的应用范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的一种可系留可快速响应的无人机作业系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种可系留可快速响应的无人机作业系统的无人机结构示意图；

图3是根据本发明实施例的一种可系留可快速响应的无人机作业系统的自动收放线飞行器地面供电基站与无人机充电基座连接结构示意图。

图中：

1、地面供电基站载体；2、自动收放线飞行器地面供电基站；3、系留线缆；4、无人机；5、升力系统；6、推力系统；7、无人机充电基座；8、备用电池；9、连接卡座；10、活动卡紧结构；11、线轮；12、驱动电机；13、磁吸充电头；14、电驱动旋转底座；15、电动伸缩杆；16、卡板；17、通槽；18、限位导轮组；19、卡槽；20、卡环；21、充电卡座；22、磁吸充电线圈。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

根据本发明的实施例，提供了一种可系留可快速响应的无人机作业系统。

实施例一：

如图1-3所示，根据本发明实施例的可系留可快速响应的无人机作业系统，包括地面供电基站载体1、自动收放线飞行器地面供电基站2、系留线缆3、无人机4、升力系统5和推力系统6，所述自动收放线飞行器地面供电基站2固定连接于所述地面供电基站载体1的上，所述系留线缆3连接于所述自动收放线飞行器地面供电基站2和所述无人机4之间，所述升力系统5和所述推力系统6均固定连接于所述无人机4上，所述无人机4底端的中间位置设置有无人机充电基座7。

借助于上述技术方案，通过设置由地面供电基站载体1、自动收放线飞行器地面供电基站2、系留线缆3、无人机4、升力系统5、推力系统6和无人机充电基座7构成的可系留可快速响应的无人机作业系统，从而使得该无人机可通过地面供电基站长时间悬停作业，悬停作业突发关联紧急作业任务或其他紧急作业任务，无人机可控制脱离系留线缆，进行飞行作业，解决现有系留无人机单一悬停作业的缺点，该系统同时具备多旋翼无人机、垂直起降无人机优点，有效拓展了无人机的应用范围。

进一步，所述自动收放线飞行器地面供电基站2固定连接于所述地面供电基站载体1的顶端或者侧面升出的平台上，平台可以不止一个，这样地面供电基站可以同时支持多个无人机悬停。

实施例二：

如图1-3所示，所述无人机4的内部设置有备用电池8，所述自动收放线飞行器地面供电基站2是由连接卡座9、活动卡紧结构10、线轮11、驱动电机12和磁吸充电头13构成，所述连接卡座9固定连接于所述地面供电基站载体1的顶端，所述活动卡紧结构10穿插于所述连接卡座9的两侧，所述线轮11和所述驱动电机12均位于所述地面供电基站载体1的内部或者与自动收放线飞行器地面供电基站2一体结构，所述线轮11与所述驱动电机12的输出轴连接，所述磁吸充电头13与所述系留线缆3的一端连接，所述活动卡紧结构10是由电驱动旋转底座14、电动伸缩杆15和卡板16构成，所述电驱动旋转底座14位于所述连接卡座9的底端，所述电动伸缩杆15固定连接于所述电驱动旋转底座14的顶端并穿插于所述连接卡座9，所述卡板16固定连接于所述电动伸缩杆15的顶端，所述连接卡座9的中间位置开设有与所述系留线缆3相匹配的通槽17，所述连接卡座9底端的中间位置设置有与所述系留线缆3相匹配的限位导轮组18，所述连接卡座9顶端的中间位置开设有与所述磁吸充电头13相匹配的卡槽19，所述无人机充电基座7侧边的底端设置有与所述卡板16相匹配的卡环20，所述无人机充电基座7的底端开设有与所述磁吸充电头13相匹配的充电卡座21，所述无人机充电基座7的内部设置有磁吸充电线圈22。

为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。

在实际应用时，当无人机4需要进行长时间悬停作业时，磁吸充电线圈22与磁吸充电头13连接，此时，通过电驱动旋转底座14、电动伸缩杆15将卡板16移开，使得无人机4能够起飞，并带动磁吸充电头13上升，通过磁吸充电头13带动系留线缆3上升，通过系留线缆3将无人机充电基座7与自动收放线飞行器地面供电基站2连接，实现长时间供电，当无人机4需要进行突发关联紧急作业任务或其他紧急作业任务时，磁吸充电线圈22与磁吸充电头13脱离，通过备用电池8对无人机4进行供电即可，当无人机4不需要进行工作时，通过活动卡紧结构10将无人机充电基座7固定，从而能够将无人机4固定在地面供电基站载体1的顶端。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过设置由地面供电基站载体1、自动收放线飞行器地面供电基站2、系留线缆3、无人机4、升力系统5、推力系统6和无人机充电基座7构成的可系留可快速响应的无人机作业系统，从而使得该无人机可通过地面供电基站长时间悬停作业，悬停作业突发关联紧急作业任务或其他紧急作业任务，无人机可控制脱离系留线缆，进行飞行作业，解决现有系留无人机单一悬停作业的缺点，该系统同时具备多旋翼无人机、垂直起降无人机优点，有效拓展了无人机的应用范围。

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 (8)

1.一种可系留可快速响应的无人机作业系统，其特征在于，包括地面供电基站载体(1)、自动收放线飞行器地面供电基站(2)、系留线缆(3)、无人机(4)、升力系统(5)和推力系统(6)，所述自动收放线飞行器地面供电基站(2)固定连接于所述地面供电基站载体(1)上，所述系留线缆(3)连接于所述自动收放线飞行器地面供电基站(2)和所述无人机(4)之间，所述升力系统(5)和所述推力系统(6)均固定连接于所述无人机(4)上，所述无人机(4)底端的中间位置设置有无人机充电基座(7)。

2.根据权利要求1所述的一种可系留可快速响应的无人机作业系统，其特征在于，所述无人机(4)的内部设置有备用电池(8)。

3.根据权利要求1所述的一种可系留可快速响应的无人机作业系统，其特征在于，所述自动收放线飞行器地面供电基站(2)是由连接卡座(9)、活动卡紧结构(10)、线轮(11)、驱动电机(12)和磁吸充电头(13)构成，所述连接卡座(9)固定连接于所述地面供电基站载体(1)的顶端，所述活动卡紧结构(10)穿插于所述连接卡座(9)的两侧，所述线轮(11)和所述驱动电机(12)均位于所述地面供电基站载体(1)的内部，所述线轮(11)与所述驱动电机(12)的输出轴连接，所述磁吸充电头(13)与所述系留线缆(3)的一端连接。

4.根据权利要求3所述的一种可系留可快速响应的无人机作业系统，其特征在于，所述活动卡紧结构(10)是由电驱动旋转底座(14)、电动伸缩杆(15)和卡板(16)构成，所述电驱动旋转底座(14)位于所述连接卡座(9)的底端，所述电动伸缩杆(15)固定连接于所述电驱动旋转底座(14)的顶端并穿插于所述连接卡座(9)，所述卡板(16)固定连接于所述电动伸缩杆(15)的顶端。

5.根据权利要求3所述的一种可系留可快速响应的无人机作业系统，其特征在于，所述连接卡座(9)的中间位置开设有与所述系留线缆(3)相匹配的通槽(17)，所述连接卡座(9)底端的中间位置设置有与所述系留线缆(3)相匹配的限位导轮组(18)，所述连接卡座(9)顶端的中间位置开设有与所述磁吸充电头(13)相匹配的卡槽(19)。

6.根据权利要求3所述的一种可系留可快速响应的无人机作业系统，其特征在于，所述无人机充电基座(7)侧边的底端设置有与所述卡板(16)相匹配的卡环(20)，所述无人机充电基座(7)的底端开设有与所述磁吸充电头(13)相匹配的充电卡座(21)，所述无人机充电基座(7)的内部设置有磁吸充电线圈(22)。

7.根据权利要求3所述的一种可系留可快速响应的无人机作业系统，其特征在于，所述线轮(11)和所述驱动电机(12)与自动收放线飞行器地面供电基站(2)为一体结构。

8.根据权利要求1所述的一种可系留可快速响应的无人机作业系统，其特征在于，所述自动收放线飞行器地面供电基站(2)固定连接于所述地面供电基站载体(1)的顶端或侧面升出的平台上。

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