CN114872918A - 一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，包括，安装基板，安装基板安装于安装平台上,安装基板具有水平调节板；飞行平台，飞行平台的底部通过电磁铁吸附于水平调节板上；抗风组件，飞行平台的上方设有抗风组件；安装基板上表面中部设有连接部，连接部上转动连接有对中气泡杆件；飞行平台具有停机台，停机台具有圆柱状结构，停机台的侧面周向设有4个推进器；本发明通过控制飞行平台的垂直起降，进而辅助无人机实现垂直起降，避免了因船体的钢结构对无人机造成静电屏蔽，影响其导航系统问题，进一步地，还可通过控制推进器的偏转控制飞行平台的的转向，以满足处于不同位置的无人机的助飞和接降需求。

Description

一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台

技术领域

本发明涉及海洋测绘技术领域，具体为一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台。

背景技术

海洋测绘、调查领域作业中，由于所携带的多轴无人机在渔船上起飞降落困难，导致事故频发，例如，受海面波浪影响无人机不允许进行起飞操作，以及受船体甲板空间限制，易发生桨叶损坏等，同时，由于无居民海岛上环境条件较差，很难找到一块平地进行无人机起降操作，因此经常需在礁石（易滑、不平整）上起飞降落，或者在草丛中平整一块场地后进行起降操作，异常困难。

现有技术公开的一种无人机起降平台及一种无人机起飞、降落系统（CN114148513A），该发明主要用于实现固定翼无人机的垂直起降，该发明中无人机起降平台设有涵道风扇；所述无人机起降平台上端设有无人机收放槽，用于搭载无人机；所述涵道风扇使得所述无人机起降平台移动配合无人机在指定高度及指定速度下起飞或降落；该发明单独设计一种辅助无人机垂直起降的无人机起降平台，该平台本质是一款带有涵道风扇的无人机，本身具备垂直起降功能，搭载固定翼无人机完成垂直起飞、降落，其解决了固定翼无人机依赖环境场地、需要长距离跑道的问题、解决了当前复合式无人机系统冗余且气动效率较低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，以解决钢结构船体干扰无人机导航系统、起降平台无法时刻自动保持水平、起降平台易被海水大风掀翻的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，包括，安装基板，安装基板安装于安装平台上,安装基板具有水平调节板；飞行平台，飞行平台的底部通过电磁铁吸附于水平调节板上；抗风组件，飞行平台的上方设有抗风组件；安装基板上表面中部设有连接部，连接部上转动连接有对中气泡杆件，水平调节板固定连接于对中气泡杆件上，对中气泡杆件的侧方设有锁止螺杆，水平调节板的下表面上设有限位螺母，锁止螺杆与限位螺母螺接，锁止螺杆的一端部设有锁止旋柄；飞行平台具有停机台，停机台具有圆柱状结构，停机台的侧面周向设有4个推进器；

该一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，通过控制飞行平台的垂直起降，进而辅助无人机实现垂直起降，避免了因船体的钢结构对无人机造成静电屏蔽，影响其导航系统问题，进一步地，还可通过控制推进器的偏转控制飞行平台的转向，以满足处于不同位置的无人机的助飞和接降需求；

通过电磁铁吸附于水平调节板上的飞行平台可以方便其自身的快速飞离和精准降落，其中，水平调节板是通过对中气泡杆件调节使用的，其可以根据现场应用场景快速调节自身的水平度，例如，海面上的船体甲板、凹凸不平的海岛上等，进而能够确保飞行平台的起飞角度准确，避免起飞角度偏差较大，飞行平台撞击到船舷上，或撞伤工作人员，并且通过锁止螺杆配合限位螺母在水平调节板使用后对其进行固定，避免水平调节板的反复摇晃，降低其自身零部件的使用寿命；

推进器在飞行平台上对称设有多个，一方面，多个推进器共同为飞行平台提供动力支持和飞行方向的控制，具体地，多个推进器对称设置在飞行平台的两侧，可保证飞行平台的飞行时的平衡；另一方面，其在为无人机助飞过程中，通过调整自身的升力等于自身重力，保证飞行平台在竖直方向上不会有上升或下降趋势，便于实现无人机在“ 水平面”上升起；另一方面，在无人机降落过程中，飞行平台垂直起飞到指定高度，用于和无人机在空中实现对接，具体地，飞行平台和无人机对接时通过统一调度平台分别调整飞行平台和无人机的位置及速度等，在调整飞行平台和无人机在同一高度且速度为所述指定速度时实现对接，其中，这里的所述指定速度指飞行平台和无人机的相对加速度差别较小（趋近于0）时的速度，便于提高无人机对接到飞行平台上的稳定性，在对接成功后无人机搭载飞行平台垂直降落到水平调节板上，减少了对起飞和降落场地条件的依赖。

停机台的侧面周向开设有导流环槽，导流环槽的开口沿着停机台的径向逐渐变小，导流环槽的底部周向开设有若干个导流入气孔，停机台的内部开设有导流通道，导流通道连通，导流通道的另一端部贯通停机台的底面形成导流排气孔；

通过导流环槽的设计，在减少飞行平台整体重量的同时，可以引导飞行平台周围的气流，消耗周围的气流能量，保持自身的稳定性，并且可以通过导流通道和导流排气孔向下引导的气流，有利于对其下方的水平调节板表面起到清扫作用，清除其上的杂质、水珠等，进而有助于飞行平台与水平调节板的稳固连接，同时能够实现对停机台下方以及水平调节板周围气流起到较大的引导作用，促进其四周气流流动，能够有助于提高无人机和飞行平台停机后的散热效果。

停机台的上表面上周向等距环绕布设有若干个第一铰接部，第一铰接部上铰接有铰接杆，铰接杆的另一端部铰接有第二铰接部；

抗风组件具有支撑环板，第二铰接部在支撑环板的下表面上周向等距环绕布设有若干个，支撑环板中部开口形成停机通道，支撑环板的上表面边缘处周向设有若干个支撑结构，支撑结构上固定连接有充气囊；

通过第一铰接部、第二铰接部和铰接杆的设置，可以对抗风组件的方向进行小幅度的调节，以适应海上不同方向的侧风干扰；充气囊与支撑结构的上部开口形成停机入口，可以方便无人机降落到水平调节板上，并为无人机降低风阻，同时也在侧面防护无人机，避免无人机的滑落坠入海中；

飞行平台在实际工作使用中，侧向的风会对飞行平台造成横向的力，当风向与飞行平台运动方向相反时，对飞行平台飞行形成额外的阻力，同时，频繁变化的风切变使飞行平台飞行稳定性下降，需要不断调整飞行姿态，增加了能耗，通过抗风组件的设置，当有侧风的时候，通过风速仪的反馈，达到要求触发充气阀充气后充气囊展开，并根据来流调整抗风组件的角度，一方面，通过其流线形的结构设计，可以调控飞行平台流场，可以减少来流对飞行平台的直接冲击，利用康达效应（康达效应是指水流或气流有偏离原本流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向），将来流通过抗风组件导引导，改变来流的方向和飞行平台受力方向，减少了飞行平台额外的阻力，同时引导来流进入飞行平台推进器区域增加飞行平台推进器的进气量，提高了飞行平台的升力，停止使用后，排出气体收起充气囊。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1. 该一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，通过控制飞行平台的垂直起降，进而辅助无人机实现垂直起降，进一步地，还可通过控制推进器的偏转控制飞行平台的的转向，以满足处于不同位置的无人机的助飞和接降需求；

2. 该一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，通过飞行平台的设计，减少了无人机对起飞和降落场地条件的依赖；

3. 该一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，通过导流通道向下引导的气流还有利于对其下方的水平调节板表面起到清扫作用，清除其上的杂质、水珠等，进而有助于飞行平台与水平调节板的稳固连接；

4. 该一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，通过抗风组件的设置，利用康达效应减少了飞行平台额外的阻力，同时引导来流进入飞行平台推进器区域增加飞行平台推进器的进气量，提高了飞行平台的升力。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示安装基板及其上部部件的结构示意图；

图3为图1所示飞行平台和抗风组件的连接结构示意图；

图4为图3所示飞行平台的结构示意图；

图5为图3所示飞行平台的另一视角示意图；

图6为图3所示飞行平台的局部剖视图；

图7为图3所示抗风组件的剖视图；

图8为图2中Ⅰ-Ⅰ的放大图。

图中：1、安装基板；11、连接部；12、对中气泡杆件；13、水平调节板；14、锁止螺杆；15、锁止旋柄；2、飞行平台；21、推进器；22、停机台；23、导流环槽；24、导流入气孔；25、导流通道；26、导流排气孔；3、抗风组件；31、第一铰接部；32、第二铰接部；33、铰接杆；34、支撑环板；35、充气囊；36、支撑结构；37、停机通道；38、停机入口；4、无人机；5、安装平台。

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。

请参阅图1-4、图8，本发明提供的一种实施例：一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，包括，安装基板1，安装基板1安装于安装平台5上,安装基板1具有水平调节板13；飞行平台2，飞行平台2的底部通过电磁铁吸附于水平调节板13上；抗风组件3，飞行平台2的上方设有抗风组件3；安装基板1上表面中部设有连接部11，连接部11上转动连接有对中气泡杆件12，水平调节板13固定连接于对中气泡杆件12上，对中气泡杆件12的侧方设有锁止螺杆14，水平调节板13的下表面上设有限位螺母16，锁止螺杆14与限位螺母16螺接，锁止螺杆14的一端部设有锁止旋柄15；飞行平台2具有停机台22，停机台22具有圆柱状结构，停机台22的侧面周向设有4个推进器21；

该一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，通过控制飞行平台2的垂直起降，进而辅助无人机4实现垂直起降，避免了因船体的钢结构对无人机4造成静电屏蔽，影响其导航系统问题，进一步地，还可通过控制推进器21的偏转控制飞行平台2的的转向，以满足处于不同位置的无人机4的助飞和接降需求；

通过电磁铁吸附于水平调节板13上的的飞行平台2可以方便其自身的快速飞离和精准降落，其中，水平调节板13是通过对中气泡杆件12调节使用的，其可以根据现场应用场景快速调节自身的水平度，例如，海面上的船体甲板、凹凸不平的海岛上等，进而能够确保飞行平台2的起飞角度准确，避免起飞角度偏差较大，飞行平台2撞击到船舷上，或撞伤工作人员，并且通过锁止螺杆14配合限位螺母16在水平调节板13使用后对其进行固定，避免水平调节板13的反复摇晃，降低其自身零部件的使用寿命；

推进器21在飞行平台2上对称设有多个，一方面，多个推进器21共同为飞行平台2提供动力支持和飞行方向的控制，具体地，多个推进器21对称设置在飞行平台2的两侧，可保证飞行平台2的飞行时的平衡；另一方面，其在为无人机4助飞过程中，通过调整自身的升力等于自身重力，保证飞行平台2在竖直方向上不会有上升或下降趋势，便于实现无人机4在“ 水平面”上升起；另一方面，在无人机4降落过程中，飞行平台2垂直起飞到指定高度，用于和无人机4在空中实现对接，具体地，飞行平台2和无人机4对接时通过统一调度平台分别调整飞行平台2和无人机4的位置及速度等，在调整飞行平台2和无人机4在同一高度且速度为所述指定速度时实现对接，其中，这里的所述指定速度指飞行平台2和无人机4的相对加速度差别较小（趋近于0）时的速度，便于提高无人机4对接到飞行平台2上的稳定性，在对接成功后无人机4搭载飞行平台2垂直降落到水平调节板13上，减少了对起飞和降落场地条件的依赖。

请参阅图3-7，停机台22的侧面周向开设有导流环槽23，导流环槽23的开口沿着停机台22的径向逐渐变小，导流环槽23的底部周向开设有若干个导流入气孔24，停机台22的内部开设有导流通道25，导流通道25连通，导流通道25的另一端部贯通停机台22的底面形成导流排气孔26；

通过导流环槽23的设计，在减少飞行平台2整体重量的同时，可以引导飞行平台2周围的气流，消耗周围的气流能量，保持自身的稳定性，另一方面，向下引导的气流还有利于对其下方的水平调节板13表面起到清扫作用，清除其上的杂质、水珠等，进而有助于飞行平台2与水平调节板13的稳固连接，同时能够实现对停机台22下方以及水平调节板13周围气流起到较大的引导作用，促进其四周气流流动，能够有助于提高无人机4和飞行平台2停机后的散热效果。

请参阅图1、图3、图7，停机台22的上表面上周向等距环绕布设有若干个第一铰接部31，第一铰接部31上铰接有铰接杆33，铰接杆33的另一端部铰接有第二铰接部32；

抗风组件3具有支撑环板34，第二铰接部32在支撑环板34的下表面上周向等距环绕布设有若干个，支撑环板34中部开口形成停机通道37，支撑环板34的上表面边缘处周向设有若干个支撑结构36，支撑结构36上固定连接有充气囊35；

通过第一铰接部31、第二铰接部32和铰接杆33的设置，可以对抗风组件3的方向进行小幅度的调节，以适应海上不同方向的侧风干扰；充气囊35与支撑结构36的上部开口形成停机入口38，可以方便无人机4降落到水平调节板13上，并为无人机4降低风阻，同时也在侧面防护无人机4，避免无人机4的滑落坠入海中；

飞行平台2在实际工作使用中，侧向的风会对飞行平台2造成横向的力，当风向与飞行平台2运动方向相反时，对飞行平台2飞行形成额外的阻力，同时，频繁变化的风切变使飞行平台2飞行稳定性下降，需要不断调整飞行姿态，增加了能耗，通过抗风组件3的设置，当有侧风的时候，通过风速仪的反馈，达到要求触发充气阀充气后充气囊35展开，并根据来流调整抗风组件3的角度，一方面，通过其流线形的结构设计，可以调控飞行平台2流场，可以减少来流对飞行平台2的直接冲击，利用康达效应（康达效应是指水流或气流有偏离原本流动方向，改为随着凸出的物体表面流动的倾向），将来流通过抗风组件3导引导，改变来流的方向和飞行平台2受力方向，减少了飞行平台2额外的阻力，同时引导来流进入飞行平台2推进器21区域增加飞行平台2推进器21的进气量，提高了飞行平台2的升力，停止使用后，排出气体收起充气囊35。

工作原理：

该一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，在使用时先将安装基板1安装固定在安装平台5上，安装平台5可以是船舶甲板或海岛陆面等，然后水平调节板13通过对中气泡杆件12自动调节至水平位置，飞行平台2则利用电磁铁与水平调节板13相连接；

当飞行平台2需要对无人机4进行助飞时，首先将无人机4置于停机台22上，停机台22上采用防滑材料，防止无人机4滑动，然后通过主控制控制充气阀给充气囊35充气，然后控制飞行平台2垂直起飞，当到达无人机4的导航系统不被船体干扰时，则可以控制无人机4起飞，随后飞行平台2垂直降落至水平调节板13上；

当飞行平台2需要对无人机4进行接降时，首先通过统一调度平台分别调整飞行平台2和无人机4的位置及速度等，在调整飞行平台2和无人机4在同一高度且速度为所述指定速度时实现对接，其中，这里的所述指定速度指飞行平台2和无人机4的相对加速度差别较小（趋近于0）时的速度，便于提高无人机4对接到飞行平台2上的稳定性，在对接成功后无人机4搭载飞行平台2垂直降落到水平调节板13上。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，包括，

安装基板（1），所述安装基板（1）安装于安装平台（5）上,所述安装基板（1）具有水平调节板（13）；

飞行平台（2），所述飞行平台（2）的底部通过电磁铁吸附于所述水平调节板（13）上；

抗风组件（3），所述飞行平台（2）的上方设有抗风组件（3）；

其特征在于：所述安装基板（1）上表面中部设有连接部（11），所述连接部（11）上转动连接有对中气泡杆件（12），所述水平调节板（13）固定连接于所述对中气泡杆件（12）上，所述对中气泡杆件（12）的侧方设有锁止螺杆（14），所述水平调节板（13）的下表面上设有限位螺母（16），所述锁止螺杆（14）与所述限位螺母（16）螺接，所述锁止螺杆（14）的一端部设有锁止旋柄（15）。

2.根据权利要求1所述的一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，其特征在于：所述飞行平台（2）具有停机台（22），所述停机台（22）具有圆柱状结构，所述停机台（22）的侧面周向设有4个推进器（21）。

3.根据权利要求2所述的一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，其特征在于：所述停机台（22）的侧面周向开设有导流环槽（23），所述导流环槽（23）的开口沿着所述停机台（22）的径向逐渐变小，所述导流环槽（23）的底部周向开设有若干个导流入气孔（24），所述停机台（22））的内部开设有导流通道（25），所述导流通道（25的一端部与所述导流入气孔（24）连通，所述导流通道（25）的另一端部贯通所述停机台（22）的底面形成导流排气孔（26）。

4.根据权利要求3所述的一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，其特征在于：所述停机台（22）的上表面上周向等距环绕布设有若干个第一铰接部（31），所述第一铰接部（31）上铰接有铰接杆（33），所述铰接杆（33）的另一端部铰接有第二铰接部（32）。

5.根据权利要求4所述的一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，其特征在于：所述抗风组件（3）的具有支撑环板（34），所述第二铰接部（32）在所述支撑环板（34）的下表面上周向等距环绕布设有若干个，所述支撑环板（34）中部开口形成停机通道（37），所述支撑环板（34）的上表面边缘处周向设有若干个支撑结构（36），所述支撑结构（36）上固定连接有充气囊（35）。

6.根据权利要求5所述的一种用于无居民海岛、渔船等多轴无人机起降引导平台，其特征在于：所述充气囊（35）与所述支撑结构（36）的上部开口形成停机入口（38）。

Images