CN114313231B - 一种无人机自主起降平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机自主起降平台，包括无人机、支撑平台和自锁机构，无人机包括脚架，自锁机构包括舵机驱动机构、联动杆、第一插杆、第二插杆和限位套，舵机驱动机构和联动杆分别安装于脚架上，舵机驱动机构驱动联动杆做直线往复运动，联动杆分别活动贯穿第一插杆和第二插杆的上端，联动杆上设有第一限位部和第二限位部，第二插杆位于第一限位部和第二限位部之间，限位套固定安装于第一插杆或脚架上，第二插杆活动贯穿限位套，第二插杆的下部设有凹槽，支撑平台上设有呈网状分布的插孔，凹槽和插孔边沿卡接构成锁止件。该起降平台对无人机降落时的定位要求不高，能兼容无人机起降时任意的方位角度，且能将无人机牢靠地锁紧在支撑平台上。

Description

一种无人机自主起降平台

技术领域

本发明涉及无人机起降技术领域，具体涉及一种无人机自主起降平台。

背景技术

当前，对无人机降落时的定位要求太高，且要求无人机的方位与平台的方位对正，因此，要求无人机降落时灵活调整姿态以达到其降落时精确定位的要求。而现有起降机构无矫正能力，导致失误率高，降落易失败，锁紧机构对降落之后的无人机紧固不够牢靠，若平台设置在移动车辆上，则无人机易发生抖动脱落。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种无人机自主起降平台，该起降平台对无人机降落时的定位要求不高，允许较大范围误差，能兼容无人机起降时任意的方位角度，且能将无人机牢靠地锁紧在支撑平台上。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种无人机自主起降平台，包括无人机和支撑平台，无人机包括脚架，还包括自锁机构，自锁机构包括舵机驱动机构、联动杆、第一插杆、第二插杆和限位套，舵机驱动机构安装于脚架上，联动杆活动安装于脚架上，舵机驱动机构与联动杆连接，舵机驱动机构驱动联动杆沿其轴向做直线往复运动，联动杆分别活动贯穿第一插杆和第二插杆的上端，联动杆上设有第一限位部和第二限位部，第二插杆位于第一限位部和第二限位部之间，限位套固定安装于第一插杆或脚架上，第二插杆活动贯穿限位套，第二插杆的下部设有凹槽，支撑平台为与第一插杆和第二插杆配合的多孔板式结构，支撑平台上设有呈网状分布的插孔，凹槽和支撑平台上第二插杆插入的插孔边沿卡接构成锁止件，第二插杆可随着联动杆的直线往复运动与支撑平台进行自动锁止和解锁动作。

所述的自锁机构还包括限位套支架，限位套支架包括两连接条片，第一插杆和限位套位于两连接条片之间，且两连接条片一端与第一插杆中间部位外壁对称固定连接，两连接条片的另一端与限位套外壁对称固定连接。

所述的自锁机构还包括弹簧，弹簧的两端分别与第一插杆和第二插杆的上部连接，弹簧、联动杆和限位套支架分布于同一平面内，弹簧位于联动杆和限位套支架之间。

所述的第一限位部为第一限位螺母，第二限位部为第二限位螺母，第一限位螺母和第二限位螺母分别固定套设于联动杆上。

所述的自锁机构还包括支撑连杆，支撑连杆的下端与脚架活动连接，支撑连杆的上端与第一插杆中间部位铰接。

所述的舵机驱动机构包括舵机、舵机支架、偏心传动耳板、摆杆和转接块，舵机支架安装于脚架上，舵机安装于舵机支架上，转接块上设有转接孔，转接孔为条形孔，转接块固定于联动杆的一端上，转接孔的长度方向垂直于联动杆的长度方向，舵机的输出端与偏心传动耳板的一侧连接，摆杆的一端固定于偏心传动耳板的另一侧上，摆杆的另一端活动贯穿转接孔，摆杆垂直于联动杆。

所述的舵机支架包括锁紧法兰和舵机安装板，锁紧法兰固定套设于脚架上，舵机安装板呈L型，舵机安装板包括衔接耳板和安装主板，衔接耳板垂直于安装主板，衔接耳板固定套设于锁紧法兰，衔接耳板通过螺栓固定于锁紧法兰的盘体上，舵机固定于安装主板上。

所述的脚架包括对称设置的第一支腿和第二支腿，第一支腿和第二支腿呈八字分布，第一支腿包括第一连接杆和一对第一支撑杆，一对第一支撑杆的上端与无人机的机身连接，一对第一支撑杆的下端与第一连接杆对称连接，锁紧法兰套设于其中一个第一支撑杆中间部位上，联动杆的两端部分别活动贯穿于两第一支撑杆的中间部位，联动杆平行于第一连接杆，第一插杆和第二插杆与联动杆连接的一端位于两第一支撑杆之间，第一插杆靠近联动杆与转接块连接的一端，第二插杆靠近联动杆的悬空端，第一限位螺母和第二限位螺母套设于联动杆靠近其悬空端的一侧上，且第一限位螺母和第二限位螺母位于两第一支撑杆之间，支撑连杆的下端活动套设于第一连接杆上，且支撑连杆与第一连接杆间隙配合。

所述的联动杆的悬空端设有第三限位螺母。

所述的第一插杆和第二插杆均为圆杆，第一插杆的直径大于第二插杆的直径，第一插杆和第二插杆的下端均呈锥形，第一插杆和第二插杆均竖直设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果和优点在于：

1、该起降平台的支撑平台为多孔板式结构，支撑平台上设置了很多插孔，而且第一插杆和第二插杆的下端呈锥形，第一插孔和第二插孔很便捷地插入支撑平台上的任一两个插孔，无需要求无人机降落时精确定位，允许存在较大的误差，从而使得无人机的起降操作快捷简单，提高了无人机的起降效率。

2、该支撑平台在锁紧时，在第二插杆上设置凹槽，通过插孔的边沿卡入凹槽中的方式进行锁紧，由于插孔的边沿360°无死角地插入凹槽中，因此对无人机起降时的方位没有要求，另外，由于弹簧推力的作用，可使插孔的边沿牢牢地卡在凹槽中，从而使无人机牢靠地固定在支撑平台上。

附图说明

图1为无人机自主起降平台的结构示意图。

图2为脚架和自锁机构的装配图。

图3为舵机驱动机构的结构示意图。

图4为第一插杆和第二插杆与支撑平台锁止时的装配图。

其中，1-第一支撑杆、2-第一连接杆、3-支撑平台、4-插孔、5-联动杆、6-第一插杆、7-第二插杆、8-限位套、9-第一限位螺母、10-第二限位螺母、11-第三限位螺母、12-凹槽、13-连接条片、14-弹簧、15-支撑连杆、16-舵机、17-偏心传动耳板、18-摆杆、19-转接块、20-转接孔、21-锁紧法兰、22-衔接耳板、23-安装主板。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明进行详细说明。

本实施例提供的无人机自主起降平台的结构如图1所示，包括无人机、支撑平台和自锁机构。

如图1所示，支撑平3台为多孔板式结构，支撑平台3上设有呈网状分布的圆形插孔4，多孔结构有利于无人机快捷地降落定位。

如图1和图2所示，脚架包括对称设置的第一支腿和第二支腿，第一支腿和第二支腿呈八字分布。第一支腿包括第一连接杆2和一对第一支撑杆1，第一连接杆2和一对第一支撑杆1均为圆杆，一对第一支撑杆1的上端与无人机的机身连接，一对第一支撑杆1的下端与第一连接杆2对称连接。

自锁机构包括舵机驱动机构、联动杆5、第一插杆6、第二插杆7、限位套8、限位套支架、弹簧14和支撑连杆15。第一插杆6和第二插杆7均为圆杆，第一插杆6和第二插杆7的下端均呈锥形，第一插杆6的直径大于第二插杆7的直径，第二插杆7的下部靠近锥形尖段处设有凹槽12。联动杆5的两端部分别活动贯穿于两第一支撑杆1的中间部位，联动杆5平行于第一连接杆2。

如图3所示，舵机驱动机构包括舵机16、舵机支架、偏心传动耳板17、摆杆18和转接块19。舵机支架包括锁紧法兰21和舵机安装板，舵机安装板呈L型，舵机安装板包括衔接耳板22和安装主板23，衔接耳板22垂直于安装主板23。锁紧法兰21固定套设于其中一个第一支撑杆1中间部位上，衔接耳板22固定套设于锁紧法兰21上，衔接耳板22通过螺栓固定于锁紧法兰21的盘体上，舵机16固定于安装主板23上。转接块19上设有转接孔20，转接孔20为条形孔，转接块19固定于联动杆5的一端上，转接孔20的长度方向垂直于联动杆5的长度方向。舵机16的输出端与偏心传动耳板17的一侧连接，摆杆18为圆杆，摆杆18的一端固定于偏心传动耳板17的另一侧上，摆杆18的另一端活动贯穿转接孔20，摆杆18垂直于联动杆5。

联动杆5的另一端悬空，联动杆5靠近其悬空端的一侧上沿其长度方向依次套设有第一限位螺母9、第二限位螺母10和第三限位螺母11，第一限位螺母9和第二限位螺母10位于两第一支撑杆1之间，第三限位螺母11套设于联动杆5的悬空端上。联动杆5分别活动贯穿第一插杆6和第二插杆7的上端，第一插杆6和第二插杆7分别与联动杆5间隙配合，第一插杆6靠近联动杆5与转接块19连接的一端，第二插杆7靠近联动杆5的悬空端，第二插杆7的上端位于第一限位螺母9和第二限位螺母10之间。当第一限位螺母9和第二限位螺母10随着联动杆5移动时，第一限位螺母9和第二限位螺母10带动第二插杆7上端移动。

支撑连杆15的下端活动套设于第一连接杆2上，支撑连杆15与第一连接杆2间隙配合，支撑连杆15的上端与第一插杆6中间部位铰接。

限位套支架包括两连接条片13，第一插杆6和限位套8位于两连接条片13之间，且两连接条片13一端与第一插杆6中间部位外壁对称固定连接，两连接条片13的另一端与限位套8外壁对称固定连接。第二插杆7活动贯穿限位套8，限位套8的内径大于第二插杆7的外径，第二插杆7可在限位套8限制的范围内移动。

弹簧14的两端分别与第一插杆6和第二插杆7上部连接，第一插杆6、第二插杆7、弹簧14、联动杆5和套筒支架分布于同一平面内，弹簧14位于联动杆5和套筒支架之间。调整支撑连杆15，可使第一插杆6和第二插杆7处于竖直状态，无人机降落支撑平台3时，方便第一插杆6和第二插杆7插入支撑平台的插孔中。

上述的无人机自主起降平台的起降原理为：

当无人机需要降落时，无人机飞行至支撑平台3的正上方，控制无人机降落，当无人机降落至脚架接触支撑平台，第一插杆6和第二插杆7调整插入姿态并分别插入支撑平台3的插孔4中，同时第二插杆7上的凹槽正对对应的插孔4的边沿，此时开启舵机16，舵机16的输出端顺时针旋转(以顺时针旋转为例说明)，舵机16的输出端带动偏心传动耳板17绕着舵机的输出端做圆弧运动，偏心传动耳板17带动摆杆18做圆弧运动，摆杆18通过转接孔20将圆弧运动转化成转接块19的直线运动，转接块19随着摆杆18的旋转向左移动(以向左移动为例说明)，转接块19带动联动杆5向左移动，当联动杆5移动至第二限位螺母10接触第二插杆7上端时，第二限位螺母10带动第二插杆7上端向左移动，此时弹簧14被压缩，第二摆杆7的下端上翘并朝向对应的插孔边沿移动(此时第二摆杆的下端朝向远离第一摆杆下端的方向移动)，当对应的插孔4边沿插入第二摆杆7上的凹槽12中时，当弹簧14的推力足以将第二摆杆7的下端牢牢地锁在插孔12边沿上时，舵机16停止旋转，无人机牢牢地锁止在支撑平台3上，如图4所示；

当无人机需要起飞时，此时开启舵机16，舵机16的输出端逆时针旋转，舵机16的输出端带动偏心传动耳板17绕着舵机的输出端做圆弧运动，偏心传动耳板17带动摆杆18做圆弧运动，摆杆18通过转接孔20将圆弧运动转化成转接块19的直线运动，转接块19随着摆杆18的旋转向右移动，转接块19带动联动杆5向右移动，第二限位螺母10与第二插杆7慢慢分离，当第二限位螺母10与第二插杆7完全分离时，弹簧14复位，当联动杆5继续移动至第一限位螺母9接触第二插杆7上端时，第一限位螺母9带动第二插杆7上端向右移动，此时弹簧14被拉长，第二插杆7的下端下移并朝向对应的插孔4中心移动(第二摆杆的下端朝向靠近第一摆杆下端的方向移动)，当对应的插孔4边沿与第二插杆7上的凹槽12完全分离时，第二插杆7在弹簧14复位的作用下复位，此时，控制无人机起飞，无人机离开支撑平台3上。

Claims (10)

1.一种无人机自主起降平台，包括无人机和支撑平台，无人机包括脚架，其特征在于：还包括自锁机构，自锁机构包括舵机驱动机构、联动杆、第一插杆、第二插杆和限位套，舵机驱动机构安装于脚架上，联动杆活动安装于脚架上，舵机驱动机构与联动杆连接，舵机驱动机构驱动联动杆沿其长度方向做直线往复运动，联动杆分别活动贯穿第一插杆和第二插杆的上端，联动杆上设有第一限位部和第二限位部，第二插杆位于第一限位部和第二限位部之间，限位套固定安装于第一插杆或脚架上，第二插杆活动贯穿限位套，第二插杆的下部设有凹槽，支撑平台为与第一插杆和第二插杆配合的多孔板式结构，支撑平台上设有呈网状分布的插孔，凹槽和支撑平台上第二插杆插入的插孔边沿卡接构成锁止件，第二插杆可随着联动杆的直线往复运动与支撑平台进行自动锁止和解锁动作。

2.根据权利要求1所述的无人机自主起降平台，其特征在于：所述的自锁机构还包括限位套支架，限位套支架包括两连接条片，第一插杆和限位套位于两连接条片之间，且两连接条片一端与第一插杆中间部位外壁对称固定连接，两连接条片的另一端与限位套外壁对称固定连接。

3.根据权利要求2所述的无人机自主起降平台，其特征在于：所述的自锁机构还包括弹簧，弹簧的两端分别与第一插杆和第二插杆的上部连接，弹簧、联动杆和限位套支架分布于同一平面内，弹簧位于联动杆和限位套支架之间。

4.根据权利要求1所述的无人机自主起降平台，其特征在于：所述的第一限位部为第一限位螺母，第二限位部为第二限位螺母，第一限位螺母和第二限位螺母分别固定套设于联动杆上。

5.根据权利要求1或4任一所述的无人机自主起降平台，其特征在于：所述的自锁机构还包括支撑连杆，支撑连杆的下端与脚架活动连接，支撑连杆的上端与第一插杆中间部位铰接。

6.根据权利要求5所述的无人机自主起降平台，其特征在于：所述的舵机驱动机构包括舵机、舵机支架、偏心传动耳板、摆杆和转接块，舵机支架安装于脚架上，舵机安装于舵机支架上，转接块上设有转接孔，转接孔为条形孔，转接块固定于联动杆的一端上，转接孔的长度方向垂直于联动杆的长度方向，舵机的输出端与偏心传动耳板的一侧固定连接，摆杆的一端固定于偏心传动耳板的另一侧上，摆杆的另一端活动贯穿转接孔，摆杆垂直于联动杆。

7.根据权利要求6所述的无人机自主起降平台，其特征在于：所述的舵机支架包括锁紧法兰和舵机安装板，锁紧法兰固定套设于脚架上，舵机安装板呈L型，舵机安装板包括衔接耳板和安装主板，衔接耳板垂直于安装主板，衔接耳板固定套设于锁紧法兰，衔接耳板通过螺栓固定于锁紧法兰的盘体上，舵机固定于安装主板上。

8.根据权利要求7所述的无人机自主起降平台，其特征在于：所述的脚架包括对称设置的第一支腿和第二支腿，第一支腿和第二支腿呈八字分布，第一支腿包括第一连接杆和一对第一支撑杆，一对第一支撑杆的上端与无人机的机身连接，一对第一支撑杆的下端与第一连接杆对称连接，锁紧法兰套设于其中一个第一支撑杆中间部位上，联动杆的两端部分别活动贯穿于两第一支撑杆的中间部位，联动杆平行于第一连接杆，第一插杆和第二插杆与联动杆连接的一端位于两第一支撑杆之间，第一插杆靠近联动杆与转接块连接的一端，第二插杆靠近联动杆的悬空端，第一限位螺母和第二限位螺母套设于联动杆靠近其悬空端的一侧上，且第一限位螺母和第二限位螺母位于两第一支撑杆之间，支撑连杆的下端活动套设于第一连接杆上，且支撑连杆与第一连接杆间隙配合。

9.根据权利要求8所述的无人机自主起降平台，其特征在于：所述的联动杆的悬空端设有第三限位螺母。

10.根据权利要求1所述的无人机自主起降平台，其特征在于：所述的第一插杆和第二插杆均为圆杆，第一插杆和第二插杆的下端均呈锥形，第一插杆的直径大于第二插杆的直径，第一插杆和第二插杆均竖直设置。

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