CN113525675B - 一种具有电波测距引导的无人机着陆装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有电波测距引导的无人机着陆装置，该装置包括与无人机动力盘的底部相互连接连接盘和与连接盘通过多组缓冲支杆组件相连接安装盘；所述的安装盘呈圆环结构，中部为贯通的接收口，所述的接收口的顶部设置有电波感应装置，所述的安装盘的底部设置有多组支撑脚，所述的安装盘圆环结构的内部开设有环形腔，所述的环形腔内转动连接有控制环，所述的控制环通过传动组件与支撑脚相连接，使得支撑脚可外撑张开或折叠内收。该无人机着陆装置不仅具有电波测距引导功能，能实现精准定位着陆，而且具有优异的缓冲作用，可对无人机及着陆装置实现稳定防护，并且该装置结构简单，便于收纳与携带，实用性强。
Description
技术领域
本发明属于无人机技术领域，涉及一种无人机着陆装置。
背景技术
随着科学技术的不断发展，近年来，无人机技术得到了很大的提高，出现了许多智能化、多功能化的无人飞行器。针对一些小范围区域内的传送信息、监测等需求，无人驾驶机越来越受到重视。它是一种处于迅速发展中的新概念飞行器，其具有机动灵活，反应快速，无人飞行，操作要求低的优点；无人机的使用范围已经扩宽到军事、科研、民用三大领域，具体在电力、通信、气象、农业、海洋、勘探、摄影、防灾减灾、农作物估产、缉毒缉私、边境巡逻、治安反恐等领域应用甚广。
目前的无人机其越加智能化，也更加大众化，但其在使用时，常会在着陆过程中需要人为进行控制，无人机自身无法感应与着陆点的距离，使得新人在进行操作时，常会造成无人机降落距离把控不足，速度过快造成坠机的危险，并且目前的无人机在降落时，其底部的缓冲效果不佳，常会造成无人机冲撞地面，对无人机造成损伤。公布号为CN112093037A的发明专利，提供了一种旋翼无人机着陆装置，包含 N 条均匀设置在壳体下端面的着陆腿和竖直面吸附模块；着陆腿包含伸缩杆、套筒、固定板、活动板和缓冲弹簧；直面吸附模块包含活塞简、活塞、螺纹杆、电机、主动齿轮、从动齿轮、固定轴承、以及 M 个真空吸盘，通过着陆腿使得旋翼无人机在着陆于不平整地面的瞬间依然能够保持水平状态,通过竖直面吸附模块使得旋翼无人机吸附在竖直面上，结构简单，使用方便，但是该着陆装置并不能对降落距离进行测量，进行精准定位着陆。授权公告号为CN207232767U的实用新型专利，提供了用于恶劣降落环境的无人机着陆装置，无人机机体的每个轴上设置有电机，电机转头上设置旋翼,该装置还包括配电源模块、信号调理模块、处理器模块和通信模块，无人机机体安装旋翼的每个轴线上设置距离传感器，每个距离传感器到旋翼的距离相等，该装置的重点是解决现有技术存在的地面不平整无法安全降落的问题，其结构设计上并未考虑无人机及着陆装置的缓冲和防护。
发明内容
为解决背景技术中所述的问题，本发明提供了一种具有电波测距引导的无人机着陆装置。
本发明的无人机着陆装置包括连接盘和安装盘，所述的连接盘的与无人机动力盘的底部相互连接，所述的安装盘与连接盘之间通过多组缓冲支杆组件相连接；所述的安装盘呈圆环结构，中部为贯通的接收口，所述的接收口的顶部设置有电波感应装置，所述的电波感应装置包括电波发射电路和电波感应电路，所述的电波发射电路通过遥控装置进行控制，所述的电波感应电路可对无人机驱动电路进行控制；所述的安装盘的底部设置有多组支撑脚，所述的安装盘圆环结构的内部开设有环形腔，所述的环形腔内转动连接有控制环，所述的控制环通过传动组件与支撑脚相连接，使得支撑脚可外撑张开或折叠内收。
该无人机着陆装置通过设置的电波感应装置实现着陆时的定位和速度控制，通过支撑脚及缓冲支杆组件对无人机的着陆进行缓冲，对无人机及着陆装置实现稳定防护。
所述的缓冲支杆组件包括设置于连接盘底部的连接盘连接块、设置于安装盘顶部的安装盘连接块、上连接杆、下连接杆和铰接件，所述的上连接杆的一端与连接盘连接块通过铰接件相铰接，所述的下连接杆的一端与安装盘连接块通过铰接件相铰接，所述的上连接杆的另一端与下连接杆的另一端也通过铰接件相铰接。该缓冲支杆组件的设计结构简单，并且活动自由度大，可以大大缓解无人机着陆时的冲击力。
所述的接收口内壁的顶部通过多组连接斜杆连接有稳定盘，所述的电波感应装置安装于稳定盘的底部中部。
进一步地，所述的接收口内壁的上部开设有环形槽，所述的环形槽内设置有多片屏蔽叶，所述的屏蔽叶的侧边连接有屏蔽叶连接杆，所述的屏蔽叶连接杆通过联动组件与控制环相连接，使得屏蔽叶可内收聚拢或外展打开。屏蔽叶外展后，接收口的上部开启，电波感应装置处于正常工作状态，可对无人机的着陆进行测距引导，屏蔽叶聚拢后，接收口的上部封闭，可实现对接收口上方的电波感应装置的屏蔽与防护。
更进一步地，所述的联动组件包括内啮合齿环、联动齿轮和竖直轴，所述的内啮合齿环与控制环固定连接，所述的传动齿轮与内啮合齿环啮合连接，所述的竖直轴的一端与传动齿轮固定连接，竖直轴的另一端与屏蔽叶连接杆固定连接。
进一步地，所述的支撑脚包括支撑柱、伸缩柱、支撑块、缓冲滚轮和转动轴；所述的接收口内壁的下部设置有连接口；所述的转动轴安装于连接口内并通过传动组件与控制环相连实现转动；所述的支撑柱的上部与转动轴的外侧壁固定连接，支撑柱的下部与伸缩柱的一端相连接，所述的支撑块的上部与伸缩柱的另一端相铰接，所述的缓冲滚轮安装于支撑块的下部。
更进一步地，所述的支撑柱的下部端部开设有T形伸缩口，所述的T型伸缩口内设置有吸震弹簧；所述的伸缩柱的一端与限位盘固定连接；所述的吸震弹簧的一端与T型伸缩口顶部的内壁固定连接，吸震弹簧的另一端限位盘固定连接。
支撑脚通过设置缓冲滚轮确保支撑块与地面的滑动摩擦力转为滚动摩擦力，从而降低了对支撑块的磨损，保证了着陆装置的稳定性，延长了支撑脚的使用寿命；支撑脚中设置的吸震弹簧有效地减小了无人机着陆时的震动。
进一步地，所述的传动组件包括传动杆、齿条柱和直齿轮，所述的传动杆的一端与控制环转动连接，传动杆的另一端与齿条柱转动连接，所述的齿条柱与直齿轮啮合连接，所述的直齿轮与转动轴固定连接。
进一步地，所述的稳定盘的顶部通过伸缩稳定管与连接盘固定连接，所述的伸缩稳定管上开设有多个气孔。伸缩稳定管上多个气孔的设置能使得伸缩稳定管内的气体能缓慢的排出吸入，无人机着陆时，伸缩稳定管压缩，气孔缓慢排气，利用伸缩稳定管内空气的压缩实现缓冲效果，以确保对稳定盘上的电波感应装置的稳定性，使电波感应装置处于正常的工作状态。
进一步地，所述的连接盘的底部设置有内螺纹环，所述的安装盘的顶部设置有可与内螺纹环配合的外螺纹环。
由于该无人机着陆装置的缓冲支杆组件以及伸缩稳定管均可收缩，支撑脚可进行内收，屏蔽叶可旋转内收聚拢对电波感应装置进行防护，故通过连接盘的内螺纹环和安装盘的外螺纹环的相互连接，可以使得着陆装置便于收纳和携带。
本发明与现有技术相比，所提供的无人机着陆装置可安装于各型号的无人机动力盘的底部，通过设置在稳定盘上的电波感应模块实现定位和对无人机的速度进行控制；通过支撑脚、缓冲支杆组件以及伸缩稳定管对无人机的着陆进行缓冲，对无人机及着陆装置实现稳定防护，确保了使电波感应装置处于正常的工作状态；在无人机进行着陆之时，屏蔽叶可通过控制环的驱动旋转内收聚拢，从而确保对电波感应装置的屏蔽与防护；该无人机着陆装置通过连接盘的内螺纹环和安装盘的外螺纹环的相互连接，可以使得着陆装置便于收纳和携带。
该无人机着陆装置不仅具有电波测距引导功能，能实现精准定位着陆，而且具有优异的缓冲作用，可对无人机及着陆装置实现稳定防护，并且该装置结构简单，便于收纳与携带，实用性强。
附图说明
图1为无人机与着陆装置的配合后的等轴侧视图。
图2为无人机与着陆装置的配合后的正视图。
图3为着陆装置的截面示意图。
图4为图3中A处的放大图。
图5为着陆装置的安装盘与支撑脚联动组件的结构示意图。
图6为着陆装置的安装盘与屏蔽叶联动组件的结构示意图。
图7为无线电波运行原理流程图。
其中：1-无人机动力盘；2-无人机旋翼；3-连接盘；3.1-内螺纹环；4-安装盘；4.1-外螺纹环；4.2-接收口；4.3-环形腔；4.4-环形槽；4.5-连接口；5-支撑脚；5.1-支撑柱；5.2-伸缩柱；5.3-支撑块；5.4-缓冲滚轮；5.5-转动轴；5.6-限位盘；5.7-吸震弹簧；6-缓冲支杆组件；6.1-上连接杆；6.2-下连接杆；6.3-连接盘连接块；6.4-安装盘连接块；6.5-铰接件；7-伸缩稳定管；8-稳定盘；8.1-连接斜杆；9-屏蔽叶；9.1-屏蔽叶连接杆；10-控制环；10.1-传动杆；10.2-齿条柱；10.3-内啮合齿环；10.4-联动齿轮；10.5-竖直轴；10.6-直齿轮；11-电波感应装置；11.1-电波发射电路；11.2-电波感应电路；12-遥控装置；13-无人机驱动电路。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅做举例而已，同时通过说明，将更加清楚地理解本发明的优点。本领域的普通的技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。实施例中所述的位置关系均与附图所示一致，实施例中其他未详细说明的部分均为现有技术。
如图1所示，无人机的主体结构由中部的无人机动力盘1和分布在无人机动力盘1四周的多个无人机旋翼2组成，无人机的上述主体结构为市面上无人机的主流运行方式，为现有技术，在此不做详细赘述。如图1和图2所示，无人机着陆装置安装于无人机动力盘1的底部，具体地，无人机着陆装置通过上部的连接盘3与无人机动力盘1的底部固定连接，该连接方式包括螺栓连接、卡扣连接和卡接连接等等，可依据无人机的型号确定；连接盘3底部通过缓冲支杆组件6连接有安装盘4，安装盘4的底部还连接有支撑脚5。
如图2和图3所示，缓冲支杆组件6包括设置于连接盘3底部的连接盘连接块6.3、设置于安装盘4顶部的安装盘连接块6.4、上连接杆6.1、下连接杆6.2和铰接件6.5，上连接杆6.1的一端与连接盘连接块6.3通过铰接件6.5相铰接，下连接杆6.2的一端与安装盘连接块6.4通过铰接件6.5相铰接，上连接杆6.1的另一端与下连接杆6.2的另一端也通过铰接件6.5相铰接，从而缓冲支杆组件6形成可折叠收缩结构，该缓冲支杆组件6可通过收缩力对无人机着陆时的冲击力进行缓冲吸收，并辅助实现吸振。
如图2、图3和图4所示，安装盘4呈圆环状，中部为贯通的接收口4.2，接收口4.2内壁的顶部通过多个连接斜杆8.1连接有稳定盘8，稳定盘8的底部中部安装有电波感应装置11，电波感应装置11包括电波发射电路11.1和电波感应电路11.2，电波发射电路11.1通过遥控装置12进行控制，无人机主体上的无人机驱动电路13受电波感应电路11.2控制。如图7所示，当无人机需要着陆时，通过遥控装置12使电波发射电路11.1发射电波，电波经地面反射后通过电波感应电路11.2进行接收，电波感应装置11通过对电波射出与接收的时间间隔的计算分析实现对着陆距离的把控，电波感应电路11.2将计算分析得到的信号传输给无人机驱动电路13，无人机驱动电路13根据输入的信号通过无人机驱动装置对无人机的速度进行实时控制，对无人机的着陆进行防护，从而实现定位着陆的效果。
如图2和图3所示，稳定盘8的顶部通过伸缩稳定管7与连接盘3固定连接，所述的伸缩稳定管7上开设有多个气孔。伸缩稳定管7上多个气孔的设置能使得伸缩稳定管7内的气体能缓慢的排出吸入，无人机着陆时，伸缩稳定管压缩，气孔缓慢排气，利用大气压的作用实现缓冲效果，以确保对稳定盘8上的电波感应装置11的稳定性，使电波感应装置11处于正常的工作状态。
如图3、图4和图6所示，安装盘4的接收口4.2内壁的上部开设有环形槽4.4，环形槽4.4中设置有多片屏蔽叶9, 屏蔽叶9的侧边连接有屏蔽叶连接杆9.1；安装盘4的接收口4.2内壁的下部设置有连接口4.5，连接口4.5与支撑脚5转动连接；安装盘4的圆环结构内开设有环形腔4.3，环形腔4.3的内壁转动连接有控制环10，控制环10通过联动组件与屏蔽叶连接杆9.1相连接，使得屏蔽叶9可内收聚拢或外展打开；控制环10通过传动组件与支撑脚5相连接，使得支撑脚5可外撑或内收。
具体地，如图3和图4所示，联动组件包括内啮合齿环10.3、联动齿轮10.4和竖直轴10.5，内啮合齿环10.3与控制环10固定连接，传动齿轮10.4与内啮合齿环10.3啮合连接，竖直轴10.5的一端与传动齿轮10.4固定连接；如图4和图6所示，竖直轴10.5的另一端从环形腔4.3内壁开设的传动口穿出到环形槽4.4中，与屏蔽叶连接杆9.1固定连接，从而通过控制环10的控制即可使屏蔽叶9通过旋转实现内收聚拢或外展打开；屏蔽叶9外展打开后，接收口4.2的上部开启，电波感应装置11处于正常工作状态，可对无人机的着陆进行测距引导，屏蔽叶9聚拢后，接收口4.2的上部封闭，可对接收口4.2上方的电波感应装置11的屏蔽与防护。
具体地，如图3和图4所示，支撑脚5包括支撑柱5.1、伸缩柱5.2、支撑块5.3、缓冲滚轮5.4和转动轴5.5；转动轴5.5安装于连接口4.5内并通过传动组件与控制环10相连实现转动；支撑柱5.1的上部与转动轴5.5的外侧壁固定连接，支撑柱5.1的下部端部开设有T形伸缩口，T型伸缩口内设置有吸震弹簧5.7，吸震弹簧5.7的一端与T型伸缩口顶部的内壁固定连接，吸震弹簧5.7的另一端限位盘5.6固定连接，伸缩柱5.2的一端伸入T型伸缩口内与限位盘5.6固定连接，伸缩柱5.2的另一端与支撑块5.3的上部相铰接，支撑块5.3的下部安装有缓冲滚轮5.4。支撑脚5通过设置缓冲滚轮5.4确保支撑块5.3与地面的滑动摩擦力转为滚动摩擦力，从而降低了对支撑块5.3的磨损，保证了着陆装置的稳定性，延长支撑脚5的使用寿命；支撑脚5中设置的吸震弹簧5.7有效地减小了无人机着陆时的震动。
具体地，如图3、图4和图5所示，传动组件包括传动杆10.1、齿条柱10.2和直齿轮10.6，传动杆10.1的一端与控制环10转动连接，传动杆10.1的另一端与齿条柱10.2转动连接，齿条柱10.2与直齿轮10.6啮合连接，支撑脚5的转动轴5.5贯穿至环形腔4.3的内部与直齿轮10.6固定连接。从而通过控制环10的控制即可使得支撑脚5外撑张开或折叠内收。必须说明，支撑脚5即使在最大程度撑开时，其整体也是向内侧倾斜的，以便于无人机着陆时支撑脚5可在着陆冲击力的作用下向内侧折叠收拢。
另外，连接盘3的底部固定连接有内螺纹环3.1，安装盘4的顶部固定连接有可与内螺纹环3.1配合的外螺纹环4.1。由于该无人机着陆装置的缓冲支杆组件6以及伸缩稳定管7均可收缩，支撑脚5可进行内收，屏蔽叶9可旋转内收聚拢对电波感应装置11进行防护，故通过连接盘3的内螺纹环3.1和安装盘4的外螺纹环4.1的相互连接，可以使得着陆装置便于收纳和携带。
在无人机进行着陆时，将无人机着陆装置进行展开如图2所示，屏蔽叶9外展打开，支撑脚5外撑至最大程度，设置在稳定盘8上的电波感应装置11处于开启状态，实时的发射电波信号并实时的接收信号，从而通过计算及时的反馈无人机与地面的距离位置关系，从而确保在进行落地时的定位效果，当无人机在进行着陆时，设置在底部的各个部件会对无人机进行缓冲，并逐渐内收聚拢屏蔽叶9对电波感应装置11进行防护。
具体的工作流程如下所示：
无人机着陆装置的电波感应装置11在感应定位后，无人机在进行着陆时，其设置在最底部的支撑脚5上的缓冲滚轮5.4会与地面进行接触，在受到地面的压力时，支撑脚5会逐渐的向内进行转动并折叠收拢，在此过程中设置在支撑脚5上的伸缩柱5.2在吸振弹簧5.7的作用下实现对震动力的初步缓冲，并当支撑脚5被带动进行转动时，与之端部固定连接的转动轴5.5会被带动进行转动，转动轴5.5上固定连接的直齿轮10.6会带动与之啮合连接的齿条柱10.2进行移动，齿条柱10.2在进行移动时，会使得与之转动连接的传动杆10.1进行移动，当传动杆10.1被带动进行移动时，转动连接的控制环10会被传动杆10.1的抵触力作用实现转动，当控制环10被转动时，会使得设置在其上内侧壁上的内啮合齿环10.3被带动进行转动，从而使得与之啮合连接的联动齿轮10.4进行旋转，联动齿轮10.4会使得与之通过竖直轴10.5固定连接的屏蔽叶9进行转动，屏蔽叶9会在转动过程中内收聚拢，实现对接收口5的封闭，从而为处在接收口5上方的电波感应装置11进行防护。在无人机着陆时，无人机着陆时的冲击力及无人机的重力会作用在底部的安装盘4上，此时设置在连接盘3与安装盘4之间的缓冲支杆组件6和设置在连接盘3与稳定盘8之间的伸缩稳定管7受到着陆的冲击力和重力的双重作用下会进行收缩，其中缓冲支杆组件6会进行折叠以提供一定的收缩力，达到缓冲效果，伸缩稳定管7会进行压缩，从而伸缩稳定管7上设置的气孔会进行缓慢的排气，利用伸缩稳定管7内空气的压缩实现缓冲效果，从而对无人机、无人机着陆装置以及电波感应装置11进行减震防护。
以上结合附图及具体实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种具有电波测距引导的无人机着陆装置，其特征在于：它包括连接盘（3）和安装盘（4），所述的连接盘（3）与无人机动力盘（1）的底部相互连接，所述的安装盘（4）与连接盘（3）之间通过多组缓冲支杆组件（6）相连接；
所述的安装盘（4）呈圆环结构，中部为贯通的接收口（4.2），所述的接收口（4.2）的顶部设置有电波感应装置（11），所述的接收口（4.2）内壁的顶部通过多组连接斜杆（8.1）连接有稳定盘（8），所述的电波感应装置（11）安装于稳定盘（8）的底部中部；所述的接收口（4.2）内壁的上部开设有环形槽（4.4），所述的环形槽（4.4）内设置有多片屏蔽叶（9），所述的屏蔽叶（9）的侧边连接有屏蔽叶连接杆（9.1），所述的屏蔽叶连接杆（9.1）通过联动组件与控制环（10）相连接，使得屏蔽叶（9）可内收聚拢或外展打开；
所述的电波感应装置（11）包括电波发射电路（11.1）和电波感应电路（11.2），所述的电波发射电路（11.1）通过遥控装置（12）进行控制，所述的电波感应电路（11.2）可对无人机驱动电路（13）进行控制；
所述的安装盘（4）的底部设置有多组可外撑张开或折叠内收的支撑脚（5），所述的安装盘（4）圆环结构的内部开设有环形腔（4.3），所述的环形腔（4.3）内转动连接有控制环（10），所述的控制环（10）通过传动组件与支撑脚（5）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有电波测距引导的无人机着陆装置，其特征在于：所述的缓冲支杆组件（6）包括设置于连接盘（3）底部的连接盘连接块（6.3）、设置于安装盘（4）顶部的安装盘连接块（6.4）、上连接杆（6.1）、下连接杆（6.2）和铰接件（6.5），所述的上连接杆（6.1）的一端与连接盘连接块（6.3）通过铰接件（6.5）相铰接，所述的下连接杆（6.2）的一端与安装盘连接块（6.4）通过铰接件（6.5）相铰接，所述的上连接杆（6.1）的另一端与下连接杆（6.2）的另一端也通过铰接件（6.5）相铰接。
3.根据权利要求1所述的一种具有电波测距引导的无人机着陆装置，其特征在于：所述的联动组件包括内啮合齿环（10.3）、联动齿轮（10.4）和竖直轴（10.5），所述的内啮合齿环（10.3）与控制环（10）固定连接，所述的联动齿轮（10.4）与内啮合齿环（10.3）啮合连接，所述的竖直轴（10.5）的一端与联动齿轮（10.4）固定连接，竖直轴（10.5）的另一端与屏蔽叶连接杆（9.1）固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种具有电波测距引导的无人机着陆装置，其特征在于：所述的支撑脚（5）包括支撑柱（5.1）、伸缩柱（5.2）、支撑块（5.3）、缓冲滚轮（5.4）和转动轴（5.5）；所述的接收口（4.2）内壁的下部设置有连接口（4.5）；所述的转动轴（5.5）安装于连接口（4.5）内并通过传动组件与控制环（10）相连实现转动；所述的支撑柱（5.1）的上部与转动轴（5.5）的外侧壁固定连接，支撑柱（5.1）的下部与伸缩柱（5.2）的一端相连接，所述的支撑块（5.3）的上部与伸缩柱（5.2）的另一端相铰接，所述的缓冲滚轮（5.4）安装于支撑块（5.3）的下部。
5.根据权利要求4所述的一种具有电波测距引导的无人机着陆装置，其特征在于：所述的支撑柱（5.1）的下部端部开设有T型伸缩口，所述的T型伸缩口内设置有吸震弹簧（5.7）；所述的伸缩柱（5.2）的一端与限位盘（5.6）固定连接；所述的吸震弹簧（5.7）的一端与T型伸缩口顶部的内壁固定连接，吸震弹簧（5.7）的另一端与 限位盘（5.6）固定连接。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种具有电波测距引导的无人机着陆装置，其特征在于：所述的传动组件包括传动杆（10.1）、齿条柱（10.2）和直齿轮（10.6），所述的传动杆（10.1）的一端与控制环（10）转动连接，传动杆（10.1）的另一端与齿条柱（10.2）转动连接，所述的齿条柱（10.2）与直齿轮（10.6）啮合连接，所述的直齿轮（10.6）与转动轴（5.5）固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种具有电波测距引导的无人机着陆装置，其特征在于：所述的稳定盘（8）的顶部通过伸缩稳定管（7）与连接盘（3）固定连接，所述的伸缩稳定管（7）上开设有多个气孔。
8.根据权利要求1或7所述的一种具有电波测距引导的无人机着陆装置，其特征在于：所述的连接盘（3）的底部设置有内螺纹环（3.1），所述的安装盘（4）的顶部设置有可与内螺纹环（3.1）配合的外螺纹环（4.1）。
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