CN114572400A - 一种基于激光雷达的物流无人机 - Google Patents

一种基于激光雷达的物流无人机 Download PDF

Info

Publication number
CN114572400A
CN114572400A CN202210331057.4A CN202210331057A CN114572400A CN 114572400 A CN114572400 A CN 114572400A CN 202210331057 A CN202210331057 A CN 202210331057A CN 114572400 A CN114572400 A CN 114572400A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser radar
carbon fiber
aerial vehicle
unmanned aerial
control module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210331057.4A
Other languages
English (en)
Inventor
王天佑
钟政
林永泰
杨涛
王子谦
丁语涵
徐威
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Electronic Technology
Original Assignee
Guilin University of Electronic Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Electronic Technology filed Critical Guilin University of Electronic Technology
Priority to CN202210331057.4A priority Critical patent/CN114572400A/zh
Publication of CN114572400A publication Critical patent/CN114572400A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D1/00Dropping, ejecting, releasing, or receiving articles, liquids, or the like, in flight
    • B64D1/02Dropping, ejecting, or releasing articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D45/00Aircraft indicators or protectors not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64DEQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D9/00Equipment for handling freight; Equipment for facilitating passenger embarkation or the like
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U10/00Type of UAV
    • B64U10/10Rotorcrafts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U30/00Means for producing lift; Empennages; Arrangements thereof
    • B64U30/20Rotors; Rotor supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U50/00Propulsion; Power supply
    • B64U50/10Propulsion
    • B64U50/19Propulsion using electrically powered motors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C2001/0054Fuselage structures substantially made from particular materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64UUNMANNED AERIAL VEHICLES [UAV]; EQUIPMENT THEREFOR
    • B64U2101/00UAVs specially adapted for particular uses or applications
    • B64U2101/60UAVs specially adapted for particular uses or applications for transporting passengers; for transporting goods other than weapons
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于激光雷达的物流无人机,涉及物流运输技术领域,包括激光雷达、飞控模块和定高模块,所述飞控模块安装在激光雷达的底部,所述定高模块安装在飞控模块的底部,激光雷达、飞控模块和定高模块共同组成了定位结构,所述飞控模块的底部设有桨叶,所述桨叶的底部设有电机,第一层碳纤维隔板设置激光雷达和在第二层碳纤维隔板上安装定高模块,可使无人机在飞行过程中避免与空间内的障碍物发生碰撞,保证了机身安全,通过在货仓下方安装自动化货仓门,根据STM32单片机的指令将物品放置相应位置,可以实现货物的精确投放。

Description

一种基于激光雷达的物流无人机
技术领域
本发明涉及物流运输技术领域,尤其涉及一种基于激光雷达的物流无人机。
背景技术
但是现有技术中,随着外卖业、电商业的日趋成熟,物流配送业发展迅猛,现货物配送的过程主要由人工分拣,人工配送完成各种物流工作,工作环境的空间得不到有效利用,分拣过程中出现的错误率也很高。所以为了将大量的商品进行合理地分拣,正确及时地送达到客户手中,提高物料的搬运能力并节约装卸搬运过程中的作业时间和提高装卸效率就显得十分必要。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,现货物配送的过程主要由人工分拣,人工配送完成各种物流工作,工作环境的空间得不到有效利用,分拣过程中出现的错误率也很高。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种基于激光雷达的物流无人机,包括激光雷达、飞控模块和定高模块,所述飞控模块安装在激光雷达的底部,所述定高模块安装在飞控模块的底部,激光雷达、飞控模块和定高模块共同组成了定位结构,所述飞控模块的底部设有桨叶,所述桨叶的底部设有电机,所述电机的底部设有货架,桨叶、电机和货架共同组成了运动送料结构,所述激光雷达的底部设有铜柱,所述飞控模块的底部设有电池盒,所述电机的底部设有碳纤维隔板,所述碳纤维隔板的底部设有支撑架,所述铜柱、电池盒、碳纤维隔板和支撑架共同组成了无人机的机身,所述货架的内部设有圆柱货仓,所述圆柱货仓的内壁设有小型舵机,所述圆柱货仓的外表面设有货仓门。
作为一种优选的实施方式,所述碳纤维隔板分为四层,所述激光雷达固定在最上方的碳纤维隔板上,所述飞控模块安装在第二层碳纤维隔板。
采用上述进一步方案的技术效果是:货架由三个中空的圆柱货仓组成,圆柱货仓侧壁均设有小型舵机,小型舵机均连接有货仓门以控制其开闭。
作为一种优选的实施方式,所述电机数量为四个,所述电机分别安装在第三层碳纤维隔板的四个末端。
采用上述进一步方案的技术效果是:电机可以为无人机提供电力来源。
作为一种优选的实施方式,所述定高模块安装在第四层碳纤维隔板下面,所述货架安装在第四层碳纤维隔板中间位置。
采用上述进一步方案的技术效果是:定高模块负责对无人机高度进行测量。
作为一种优选的实施方式,所述碳纤维隔板作为主体由铜柱连接,所述电池盒安装在第四层碳纤维隔板外表面。
采用上述进一步方案的技术效果是:碳纤维隔板可以对其他组件起到位置支撑的作用。
作为一种优选的实施方式,所述支撑架的数量为四个,四个所述支撑架安装在第四层碳纤维隔板四个末端。
采用上述进一步方案的技术效果是:多个支撑架可以提高组件的稳定性。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于,
本发明中,第一层碳纤维隔板设置激光雷达和在第二层碳纤维隔板上安装定高模块,可使无人机在飞行过程中避免与空间内的障碍物发生碰撞,保证了机身安全,通过在货仓下方安装自动化货仓门,根据STM32单片机的指令将物品放置相应位置,可以实现货物的精确投放。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于激光雷达的物流无人机的结构正视图;
图2为本发明提供的一种基于激光雷达的物流无人机的结构俯视图;
图3为本发明提供的一种基于激光雷达的物流无人机的货架结构示意图。
图例说明:
1、激光雷达;2、铜柱;3、飞控模块;4、电池盒;5、桨叶;6、电机;7、碳纤维隔板;8、支撑架;9、货架;91、圆柱货仓;92、小型舵机;93、货仓门;10、定高模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-3所示,本发明提供一种技术方案:一种基于激光雷达的物流无人机,包括激光雷达1、飞控模块3和定高模块10,激光雷达1的型号为RPLIDAR A1激光雷达,飞控模块3为Pixhawk2.3.8飞控模块3,定高模块10为SU04超声波定高模块,飞控模块3安装在激光雷达1的底部,定高模块10安装在飞控模块3的底部,激光雷达1、飞控模块3和定高模块10共同组成了定位结构,电机6与飞控模块3里的电机驱动部件和中央控制单元相应的接口连接,飞控模块3的IMU惯性测量单元为中央控制单元提供物流无人机姿态解算的数据,飞控模块3内的检测模块为无人机提供自身位姿实时的情况数据,飞控模块3的底部设有桨叶5,桨叶5的底部设有电机6,电机6的底部设有货架9,桨叶5、电机6和货架9共同组成了运动送料结构,电机6的型号为Sunnysky KV1400,激光雷达1的底部设有铜柱2,飞控模块3的底部设有电池盒4,电机6的底部设有碳纤维隔板7,碳纤维隔板7为八边形碳纤维结构,碳纤维隔板7的底部设有支撑架8,铜柱2、电池盒4、碳纤维隔板7和支撑架8共同组成了无人机的机身,货架9的内部设有圆柱货仓91,圆柱货仓91的内壁设有小型舵机92,小型舵机92的型号为SG90小型舵机,小型舵机92与STM32单片机之间信号连接,STM32单片机与pca9685模块可同时控制小型舵机92,圆柱货仓91的外表面设有货仓门93,电机6和小型舵机92均由3S航模锂电池提供电力,3S航模锂电池安装于电池盒4中,同时也为物流无人机所有的电控部件进行供电。
实施例2
如图1-3所示,碳纤维隔板7分为四层,激光雷达1固定在最上方的碳纤维隔板7上,飞控模块3安装在第二层碳纤维隔板7,电机6数量为四个,电机6分别安装在第三层碳纤维隔板7的四个末端,定高模块10安装在第四层碳纤维隔板7下面,货架9安装在第四层碳纤维隔板7中间位置,碳纤维隔板7作为主体由铜柱2连接,电池盒4安装在第四层碳纤维隔板7外表面,支撑架8的数量为四个,四个支撑架8安装在第四层碳纤维隔板7四个末端。
工作原理:
如图1-3所示,定位结构包括激光雷达1、飞控模块3和定高模块10,激光雷达1固定在最上方的碳纤维隔板上7,由于激光雷达1受到的光线干扰影响较小,因此在任何光线条件下激光雷达1的空间建图效果都较好,可以应对物流无人机在室内分拣,室外配送的使用需求,且通过三维描绘障碍物模型,可以防止无人机发生碰撞,飞控模块3安装在第二层碳纤维隔板7中,通过利用STM32单片机与pca9685模块同时控制小型舵机92,使货仓门93通过舵机旋转固定角度实现开闭控制,当STM32单片机收到开货仓门93指令时,通过输出pca9685模块输出固定的pwm占空比来控制舵机旋转,从而使得舵机旋转固定角度打开货仓门93,当物流成功通过货仓门93时,会发送关闭指令给STM32单片机,STM32单片机会以同样方式控制转动小型舵机92的角度,从而实现货仓门93的关闭,定高模块10通过螺丝螺母固定安装在第四层碳纤维隔板7上,定高模块10通过向地面发射超声波,再接收返回的超声波,最后返回数据给飞控模块3,从而对物流无人机的高度进行测量,机身包括四层碳纤维隔板7、若干个铜柱2、电池盒4和四个支撑架8,四层碳纤维隔板7由铜柱2通过标准螺丝连接,作为机身主体,四层的八边形碳纤维结构可以使得机身在不同的工作情况下稳定工作,电池盒4负责给各个电控系统供电,处于无人机中层位置,四个支撑架8也同为碳纤维支架,底部安装有软胶材质作为缓冲,可以保证无人机落地平稳且不会损坏机身,运动送料结构包括桨叶5、电机6和货架9,桨叶5安装在电机6上,而电机6分别安装在第三层碳纤维隔板7的四个末端,为无人机的飞行提供动力,电机6与飞控模块3里的电机驱动部件和中央控制单元相应接口连接,飞控模块3根据中央控制单元提供的控制信号来调节转速大小,飞控模块3的IMU惯性测量单元为中央控制单元提供物流无人机姿态解算的数据,飞控模块3内的检测模块为无人机提供自身位姿实时的情况数据,以完成无人机的转弯、急停、拉升等飞行姿势,货架9安装在第四层碳纤维隔板7中间位置,负责物品的投放,当物品进入圆柱货仓91后,货仓门93自动关闭,防止物品掉落,待无人机飞行到指定投放位置后,无人机开始竖直降落,待到合适高度,货仓门93由小型舵机92通过顺时针转动开启,达到物品与无人机分离的操作,无人机重新升空,送货工作完成。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,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、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于激光雷达的物流无人机,包括激光雷达(1)、飞控模块(3)和定高模块(10),其特征在于:所述飞控模块(3)安装在激光雷达(1)的底部,所述定高模块(10)安装在飞控模块(3)的底部,激光雷达(1)、飞控模块(3)和定高模块(10)共同组成了定位结构,所述飞控模块(3)的底部设有桨叶(5),所述桨叶(5)的底部设有电机(6),所述电机(6)的底部设有货架(9),桨叶(5)、电机(6)和货架(9)共同组成了运动送料结构,所述激光雷达(1)的底部设有铜柱(2),所述飞控模块(3)的底部设有电池盒(4),所述电机(6)的底部设有碳纤维隔板(7),所述碳纤维隔板(7)的底部设有支撑架(8),所述铜柱(2)、电池盒(4)、碳纤维隔板(7)和支撑架(8)共同组成了无人机的机身,所述货架(9)的内部设有圆柱货仓(91),所述圆柱货仓(91)的内壁设有小型舵机(92),所述圆柱货仓(91)的外表面设有货仓门(93)。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的物流无人机,其特征在于:所述碳纤维隔板(7)分为四层,所述激光雷达(1)固定在最上方的碳纤维隔板(7)上,所述飞控模块(3)安装在第二层碳纤维隔板(7)。
3.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的物流无人机,其特征在于:所述电机(6)数量为四个,所述电机(6)分别安装在第三层碳纤维隔板(7)的四个末端。
4.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的物流无人机,其特征在于:所述定高模块(10)安装在第四层碳纤维隔板(7)下面,所述货架(9)安装在第四层碳纤维隔板(7)中间位置。
5.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的物流无人机,其特征在于:所述碳纤维隔板(7)作为主体由铜柱(2)连接,所述电池盒(4)安装在第四层碳纤维隔板(7)外表面。
6.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达的物流无人机,其特征在于:所述支撑架(8)的数量为四个,四个所述支撑架(8)安装在第四层碳纤维隔板(7)四个末端。
CN202210331057.4A 2022-03-30 2022-03-30 一种基于激光雷达的物流无人机 Pending CN114572400A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210331057.4A CN114572400A (zh) 2022-03-30 2022-03-30 一种基于激光雷达的物流无人机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210331057.4A CN114572400A (zh) 2022-03-30 2022-03-30 一种基于激光雷达的物流无人机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114572400A true CN114572400A (zh) 2022-06-03

Family

ID=81777115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210331057.4A Pending CN114572400A (zh) 2022-03-30 2022-03-30 一种基于激光雷达的物流无人机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114572400A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107608371A (zh) * 2016-07-12 2018-01-19 何守印 城市社区环境下四旋翼自主避障无人机
CN107651182A (zh) * 2017-09-25 2018-02-02 湖南山河科技股份有限公司 一种多功能便携式多旋翼无人机
CN108423153A (zh) * 2018-05-17 2018-08-21 王瀚晨 模块化微型无人机
CN213036090U (zh) * 2020-10-09 2021-04-23 天津一华永道科技有限公司 一种改进型的基于无人机的机载激光雷达设备
CN214930635U (zh) * 2021-03-22 2021-11-30 嘉创飞航(苏州)智能科技有限公司 一种便于投放货物的无人机
CN113753229A (zh) * 2021-10-09 2021-12-07 吉林大学 一种可折叠式固定翼四旋翼复合无人机及其控制方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107608371A (zh) * 2016-07-12 2018-01-19 何守印 城市社区环境下四旋翼自主避障无人机
CN107651182A (zh) * 2017-09-25 2018-02-02 湖南山河科技股份有限公司 一种多功能便携式多旋翼无人机
CN108423153A (zh) * 2018-05-17 2018-08-21 王瀚晨 模块化微型无人机
CN213036090U (zh) * 2020-10-09 2021-04-23 天津一华永道科技有限公司 一种改进型的基于无人机的机载激光雷达设备
CN214930635U (zh) * 2021-03-22 2021-11-30 嘉创飞航(苏州)智能科技有限公司 一种便于投放货物的无人机
CN113753229A (zh) * 2021-10-09 2021-12-07 吉林大学 一种可折叠式固定翼四旋翼复合无人机及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108669844B (zh) 一种快递柜
US10778024B2 (en) Hybrid energy storage system with multiple energy and power densities
CN106828886A (zh) 一种飞行器重心动态配平装置
CN206984353U (zh) 一种垂直起降固定翼无人机
CN113548192B (zh) 一种用于多旋翼无人机自动装卸货及换电无人站的装置
AU2019344664B2 (en) Unmanned aerial vehicle fleet management
CN114572400A (zh) 一种基于激光雷达的物流无人机
CN108001672A (zh) 一种动力系统与控制系统分离式飞行器
CN219728535U (zh) 一种多货物自动投放无人机
CN210212716U (zh) 一种无人船搭载无人机的海上巡逻设备
CN208306996U (zh) 一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机
CN116331087A (zh) 一种独立封装单元、工作系统及方法
CN207683776U (zh) 一种动力系统与控制系统分离式飞行器
DE202018000429U1 (de) Vertikal startendes (Senkrechtstarter), horizontal aerodynamisch fliegendes unbemanntes Luftfahrzeug (UAV, unmanned aerial Verhicle), Transportdrohne in spezieller Nurflügel-Hybrid Auslegung
CN107600413B (zh) 多仓式微小型集装箱式四旋翼运输无人机
CN113942638B (zh) 一种利用气窗实现转向的涵道无人机及控制方法
CN209719917U (zh) 飞行器涵道及涵道式飞行器
CN112046221B (zh) 一种空地两用无人机
CN208022209U (zh) 一种整车物流子母机器人
CN111516867A (zh) 一种多动力模式固定翼飞行器
CN112141342A (zh) 多旋翼载货飞行器
CN112298554A (zh) 无人机配货设备、配货系统、配货方法及配货装置
CN109515705A (zh) 一种垂直起降的无人机
CN206939074U (zh) 一种气动垂直起降飞行器
CN220924346U (zh) 一种用于货到人拣选的amr小车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination