CN115416862A - 一种基于北斗的无人机定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗的无人机定位系统，无人机下端设置有U形保护架，U形保护架内设置有底座，底座上设置有锁紧机构，所述锁紧机构用于与北斗定位装置可拆卸连接，底座能够带动北斗定位装置在U形保护架内沿其开口所在方向滑动；U形保护架上设置有调节机构和压力传感器，所述压力传感器检测到压力信号时，控制调节机构作用于锁紧机构使其与北斗定位装置分离。本系统通过U形保护架对北斗定位装置进行固定连接、保护，在无人机受到撞击时使无人机与北斗定位装置脱离，保护北斗定位装置，使用户快速获取无人机位置。

Description

一种基于北斗的无人机定位系统

技术领域

本发明涉及无人机领域，具体涉及一种基于北斗的无人机定位系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。

中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会已认定的供应商。

北斗定位装置是目前常用的定位装置，其系统由空间端、地面端和用户端组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。

现有的无人机与北斗定位装置相结合，北斗定位装置可实时获取无人机的空间位置，但是无人机在日常使用的过程中，容易发生坠机，或碰撞到树枝或其他物品上，造成装置损坏，其上的北斗定位装置损坏后，无法获取无人机的空间位置，进而不能快速准确的获取无人机的位置，加大用户寻找无人机的难度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种基于北斗的无人机定位系统，通过锁紧机构将北斗定位装置进行固定或拆卸，当无人机发生碰撞时，锁紧机构自动释放北斗定位装置，避免北斗定位装置损坏。

该目的采用以下技术方案实现：

本装置的无人机下端设置有U形保护架，U形保护架内设置有底座，底座上设置有锁紧机构，所述锁紧机构用于与北斗定位装置可拆卸连接，在使用时，底座上的锁紧机构将北斗定位装置锁紧连接在底座上，通过U形保护架连接并保护北斗定位装置，同时，底座能够带动北斗定位装置在U形保护架内沿其开口所在方向滑动，在本装置中U形保护架开口所在方向为U形保护架的两个相互平行的侧板所在方向，需要取下北斗定位装置时，可直接通过拉动被动定位装置或推动底座使底座、北斗定位装置在U形保护架内滑动，进而使北斗定位装置滑出U形保护架的两个相互平行的侧板，便于对北斗定位装置进行更换拆卸。

同时，U形保护架上设置有调节机构和压力传感器，所述压力传感器检测到压力信号时，控制调节机构作用于锁紧机构使其与北斗定位装置分离。无人机在使用的过程中，当无人机发生碰撞使U形保护架的侧面受到压力，此时证明北斗定位装置受到了撞击，为了避免北斗定位装置受到进一步的撞击，本装置通过调节机构使底座与北斗定位装置分离，北斗定位装置与无人机分离，避免进一步受损，用户可通过北斗定位装置更快速的获取无人机的位置。因此，本装置的U形保护架不仅可在使用过程中对北斗定位装置进行保护，还可以在危急时刻使无人机与北斗定位装置分离，进一步的保护北斗定位装置。

具体的，U形保护架的两个侧板上均沿开口所在方向设置有滑槽，底座的两个相对的侧面均设置有连接柱，所述连接柱连接在滑槽内，底座通过连接柱和滑槽在U形保护架内沿其开口所在方向滑动，用户在需要更换北斗定位装置时，将北斗定位装置从U形保护架中拉出，拉出时，两个连接柱分别在两个滑槽中滑动，使底座在U形保护架内滑动。优选的，滑槽与连接柱之间设置有弹簧。拉出后，底座能够在弹簧的回复力中回到原始位置，同时这样的设置，有弹簧进行往复，北斗定位装置通过底座在滑槽中来回往复的滑动，在无人机使用的过程中还可以通过上述结构进行受力缓冲，避免无人机受损。

进一步的，锁紧机构包括移动杆、两个分别位于移动杆两侧的齿轮盘、两个分别与两个齿轮盘连接的锁紧杆，移动杆上设置有与齿轮盘相互啮合的齿轮，移动杆通过移动带动齿轮盘旋转，使两个锁紧杆锁紧北斗定位装置或解锁北斗定位装置。该机构的工作原理为：两个齿轮盘与移动杆的齿轮相互啮合，移动杆向前移动，移动杆带动齿轮盘顺时针旋转，进而锁紧杆朝向远离北斗定位装置的方向移动，锁紧机构解锁北斗定位装置，移动杆向后移动，移动杆带动齿轮盘逆时针旋转，进而锁紧杆朝向靠近北斗定位装置的方向移动，锁紧机构锁紧北斗定位装置。

同时，本装置的底座的底面设置有旋钮，旋钮与一个齿轮盘连接。在使用时，U形保护架的开口朝下，连接两个侧板的底板连接在无人机的下端，旋钮连接在底座靠近U形保护架开口的侧面上，当需要拆卸北斗定位装置时，将北斗定位装置从U形保护架中拉出，然后旋转旋钮使齿轮盘旋转，进而锁紧杆解锁北斗定位装置，将其取出。本装置的旋钮为调节机构之一。

更进一步的，移动杆的移动还可以为其一端连接的伸缩杆，通过伸缩杆的伸缩带动移动杆移动。

另一方面，为了减少本装置中的控制件，移动杆的伸缩还可以为通过机械结构组成的连接，例如：移动杆的一端设置有第一调节杆，连接柱上设置有相互垂直的第一凹槽和第二凹槽，第一调节杆的两端位于第二凹槽内，滑槽内设置有伸缩杆，所述伸缩杆通过伸长位于第一凹槽内，能够带动底座在U形保护架内沿其开口所在方向滑动，且使第一调节杆移动，第一调节杆移动能够使移动杆移动带动齿轮盘旋转。其中，伸缩杆的一端设置有第一作用面，第一调节杆的一端设置有第二作用面，第一调节杆的侧面上设置有作用槽，移动杆的一端设置有第三作用面，伸缩杆伸缩使第一作用面与第一调节杆的第二作用面相接触带动第一调节杆移动，第一调节杆的作用槽与移动杆的第三作用面相接触带动移动杆移动。

为了避免第一调节杆在无人机使用的过程中造成晃动，影响移动杆的移动，另一个连接柱内设置有辅助伸缩杆，辅助伸缩杆的侧面或一端面与第一调节杆相接触。本装置在使用时，锁紧状态时，辅助伸缩杆伸长，辅助伸缩杆的侧面与第一调节杆的一端相接触，解锁状态时，辅助伸缩杆缩短，辅助伸缩杆的一端与第一调节杆的侧面相接触，第一调节杆被伸缩杆顶入辅助伸缩杆所处的第三凹槽内，这样能有效地避免第一调节杆意外滑动造成锁紧机构解锁。

优选的，压力传感器检测到压力信号大于或等于5N时，控制调节机构作用于锁紧机构使其与北斗定位装置分离。控制调节机构为控制伸缩杆伸长将第一调节杆顶起，同时辅助伸缩杆缩短，使第一调节杆的上端位于第三凹槽内，进而使移动杆向前移动，使齿轮盘带动锁紧杆顺时针旋转，进行解锁。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明一种基于北斗的无人机定位系统，本系统通过U形保护架对北斗定位装置进行固定连接，同时还可对北斗定位装置进行保护，避免无人机在发生碰撞时对北斗定位装置进行损坏，影响用户对无人机位置的判断；

同时，本装置通过锁紧机构对北斗定位装置进行锁紧或解锁，方便对北斗定位装置进行快速更换，其次，当受到外力撞击时，锁紧机构能够自动解锁，将北斗定位装置从U形保护架中弹出，进而保护北斗定位装置不会因受到撞击而损坏。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本装置结构示意图；

图2为实施例1中U形保护架结构示意图；

图3为实施例1中连接柱在滑槽中滑动时结构示意图；

图4为实施例2中锁紧机构锁紧时结构示意图；

图5为实施例2中锁紧机构解锁时结构示意图；

图6为实施例4中底架与底座结构示意图；

图7为北斗定位装置结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-无人机，2-U形保护架，21-滑槽，3-北斗定位装置，31-把手，32-锁紧件，4-底座，41-连接柱，5-底架，6-旋钮，7-弹簧，8-移动杆，81-齿轮，9-齿轮盘，10-锁紧杆，11-固定杆，12-第一调节杆，121-第四凹槽，122-作用槽，13-伸缩杆，131-第一凹槽，14-辅助伸缩杆。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

【实施例1】

如图1所示，本系统的无人机1下端设置有U形保护架2，U形保护架2内设置有底座4，底座4上设置有锁紧机构，所述锁紧机构用于与北斗定位装置3可拆卸连接，底座4能够带动北斗定位装置3在U形保护架2内沿其开口所在方向滑动；如图2所示，U形保护架2的两个侧板上均沿开口所在方向设置有滑槽21，底座4的两个相对的侧面均设置有连接柱41，所述连接柱41连接在滑槽21内，底座4通过连接柱41和滑槽21在U形保护架2内沿其开口所在方向滑动。滑槽21与连接柱41之间设置有弹簧7，原始状态时，连接柱41位于滑槽的一端，弹簧处于原始状态，当需要更换或维修北斗定位装置时，将北斗定位装置以及其上锁紧连接的底座一起向右拉动，如图3所示，此时弹簧处于拉伸状态，当连接柱位于滑槽的另一端时，将北斗定位装置从底座上的锁紧机构中取下，取下更换后，在弹簧的作用下，自动将底座和北斗定位装置拉回滑槽的一端，使其处于原始状态。

同时，U形保护架2上设置有调节机构和压力传感器，压力传感器设置在U形保护架2上，无人机正常行驶降落的过程中不会受到压力，当所述压力传感器检测到压力信号时，证明无人机受到了撞击，在初始检测到压力时，控制调节机构作用于锁紧机构使其与北斗定位装置3分离。进而避免北斗定位装置进一步受到撞击，避免北斗定位装置受损，进而保证用户能够快速找到无人机位置，

在一个或多个实施例中，锁紧机构可以为多种结构，例如：锁紧机构可以为有机架上的钣紧杆、锁紧杆、弹簧组成，也可以为其他结构，本实施例中不对锁紧机构的具体结构进行限定，只要能够实现锁紧即可。

在一个或多个实施例中，调节机构可以为多种结构，例如：连接在钣紧杆和锁紧杆之间的伸缩杆，通过伸缩杆的伸缩控制钣紧杆和锁紧杆锁紧或解锁，对于不同的锁紧机构，调节机构可为不同的结构，本实施例不对调节机构的具体结构进行限定。

【实施例2】

在上述实施例中，如图4所示，锁紧机构包括移动杆8、两个分别位于移动杆两侧的齿轮盘9、两个分别与两个齿轮盘9连接的锁紧杆10，移动杆8上设置有与齿轮盘9相互啮合的齿轮81，移动杆8通过移动带动齿轮盘9旋转，使两个锁紧杆10锁紧北斗定位装置3或解锁北斗定位装置3。具体的，如图4所示时，锁紧机构为锁紧状态，为了使两个锁紧杆能更好的锁紧，本系统的锁紧杆的一端为圆弧状，北斗定位装置上连接有圆形的锁紧件32，如图7所示，锁紧时，两个锁紧杆合拢将北斗定位装置的锁紧件固定。

本装置在使用时，移动杆向前移动，移动杆带动齿轮盘顺时针旋转，进而锁紧杆朝向远离北斗定位装置的方向移动，锁紧机构解锁北斗定位装置3，如图5所示，移动杆向后移动，移动杆带动齿轮盘逆时针旋转，进而锁紧杆朝向靠近北斗定位装置的方向移动，锁紧机构锁紧北斗定位装置3，如图4所示。

在一个或多个实施例中，底座4的底面设置有旋钮6，旋钮6与一个齿轮盘9连接。用户在需要更换无人机上的北斗定位装置时，可拉动北斗定位装置上的把手31进行拉动，将其拉出后，旋转旋钮，旋钮带动齿轮盘一起顺时针旋转，使锁紧杆朝向远离北斗定位装置的方向移动，锁紧机构解锁北斗定位装置3。更好好北斗定位装置后，将北斗定位装置的锁紧件放置在锁紧杆对应的位置上，旋转旋钮，移动杆带动齿轮盘逆时针旋转，移动杆向后移动，锁紧杆朝向靠近北斗定位装置的方向移动，锁紧机构锁紧北斗定位装置3。

在一个或多个实施例中，移动杆的一端连接有伸缩杆，通过伸缩杆的伸缩带动移动杆移动。

【实施例3】

在一个或多个实施例中，移动杆的一端设置有第一调节杆12，如图4所示，移动杆与第一调节杆相互垂直，两个连接柱41上均设置有相互垂直的第一凹槽131和第二凹槽，第一调节杆12的两端位于第二凹槽内，其中一个滑槽21内设置有伸缩杆13，所述伸缩杆13通过伸长位于第一凹槽131内，并带动底座4在U形保护架2内沿其开口所在方向滑动，同时，伸缩杆还使第一调节杆12移动，第一调节杆12移动能够使移动杆8移动带动齿轮盘9旋转。另一个连接柱41的第一凹槽内设置有辅助伸缩杆14，辅助伸缩杆14的侧面或一端面与第一调节杆12相接触。底座内设置有用于放置第一调节杆的第四凹槽121，底座内设置有用于固定移动杆8的固定杆11，移动杆8能够在固定杆11内移动，且固定杆11与移动杆8相互垂直。

具体的，伸缩杆13的一端设置有第一作用面，第一调节杆12的一端设置有第二作用面，第一调节杆12的侧面上设置有作用槽122，移动杆8的一端设置有第三作用面，伸缩杆伸缩使第一作用面与第一调节杆12的第二作用面相接触带动第一调节杆12移动，第一调节杆12的作用槽122与移动杆8的第三作用面相接触带动移动杆8移动。

如图4所示，锁紧状态时，辅助伸缩杆14伸长为原始状态，辅助伸缩杆14位于其中一个连接柱的第一凹槽中，第一调节杆的一端位于该连接柱的第二凹槽中，第一调节杆的另一端位于另一个连接柱的第一凹槽以及第二凹槽中，当压力传感器监测到压力信号时，控制伸缩杆13伸长，伸长的伸缩杆插入另一个连接柱的第一凹槽中，在插入过程中，伸缩杆的第一作用面与第一调节杆的第二作用面相互接触，在伸缩杆移动的过程中，辅助伸缩杆缩短，伸缩杆将第一调节杆向靠近连接柱41的方向移动，第一调节杆的一端插入连接柱的第一凹槽中，第一调节杆的侧面与辅助伸缩杆的一端相接触，如图5所示，此时第一调节杆在移动过程中，第一调节杆侧面上的作用槽作用在移动杆的第三作用面上，第一调节杆的移动带动移动杆向前移动，使齿轮盘在移动杆的齿轮上顺时针旋转，两个锁紧杆打开。

并且，本装置的伸缩杆在伸长的过程中，除了能够插入另一个连接柱的第一凹槽中，带动第一调节杆向上移动外，还可以推动底座和北斗定位装置一起移动，使北斗定位装置位于U形保护架外，提高使用效率。

【实施例4】

在一个或多个实施例中，压力传感器检测到压力信号大于或等于5N时，控制调节机构作用于锁紧机构使其与北斗定位装置3分离。本系统包括多个压力传感器，压力传感器具体的数量根据U形保护架的体积而设定，U形保护架用于连接两个侧板的底板连接在无人机的下端，压力传感器设置在U形保护架的侧板外侧面、侧板下侧面上、底座靠近U形保护架开口端的侧面上，当任意一个压力传感器检测到压力信号大于或等于5N时，伸缩杆伸长使锁紧机构解锁且将底座和北斗定位装置推出U形保护架中。

在一个或多个实施例中，底座靠近U形保护架开口的一端设置有底架5，底架与底座构成L形，如图6所示，北斗定位装置放置在底架与底座构成L形结构内。

本文中所使用的“第一”只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，无人机(1)下端设置有U形保护架(2)，U形保护架(2)内设置有底座(4)，底座(4)上设置有锁紧机构，所述锁紧机构用于与北斗定位装置(3)可拆卸连接，底座(4)能够带动北斗定位装置(3)在U形保护架(2)内沿其开口所在方向滑动；U形保护架(2)上设置有调节机构和压力传感器，所述压力传感器检测到压力信号时，控制调节机构作用于锁紧机构使其与北斗定位装置(3)分离。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，U形保护架(2)的两个侧板上均沿开口所在方向设置有滑槽(21)，底座(4)的两个相对的侧面均设置有连接柱(41)，所述连接柱(41)连接在滑槽(21)内，底座(4)通过连接柱(41)和滑槽(21)在U形保护架(2)内沿其开口所在方向滑动。

3.根据权利要求2所述的一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，滑槽(21)与连接柱(41)之间设置有弹簧(7)。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，锁紧机构包括移动杆(8)、两个分别位于移动杆两侧的齿轮盘(9)、两个分别与两个齿轮盘(9)连接的锁紧杆(10)，移动杆(8)上设置有与齿轮盘(9)相互啮合的齿轮(81)，移动杆(8)通过移动带动齿轮盘(9)旋转，使两个锁紧杆(10)锁紧北斗定位装置(3)或解锁北斗定位装置(3)。

5.根据权利要求4所述的一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，移动杆的一端连接有伸缩杆，通过伸缩杆的伸缩带动移动杆移动。

6.根据权利要求4所述的一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，移动杆的一端设置有第一调节杆(12)，连接柱(41)上设置有相互垂直的第一凹槽(131)和第二凹槽，第一调节杆(12)的两端位于第二凹槽内，滑槽(21)内设置有伸缩杆(13)，所述伸缩杆(13)通过伸长位于第一凹槽(131)内，能够带动底座(4)在U形保护架(2)内沿其开口所在方向滑动，且使第一调节杆(12)移动，第一调节杆(12)移动能够使移动杆(8)移动带动齿轮盘(9)旋转。

7.根据权利要求6所述的一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，伸缩杆(13)的一端设置有第一作用面，第一调节杆(12)的一端设置有第二作用面，第一调节杆(12)的侧面上设置有作用槽(122)，移动杆(8)的一端设置有第三作用面，伸缩杆伸缩使第一作用面与第一调节杆(12)的第二作用面相接触带动第一调节杆(12)移动，第一调节杆(12)的作用槽(122)与移动杆(8)的第三作用面相接触带动移动杆(8)移动。

8.根据权利要求6所述的一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，另一个连接柱(41)内设置有辅助伸缩杆(14)，辅助伸缩杆(14)的侧面或一端面与第一调节杆(12)相接触。

9.根据权利要求4所述的一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，底座(4)的底面设置有旋钮(6)，旋钮(6)与一个齿轮盘(9)连接。

10.根据权利要求1或6所述的一种基于北斗的无人机定位系统，其特征在于，压力传感器检测到压力信号大于或等于5N时，控制调节机构作用于锁紧机构使其与北斗定位装置(3)分离。

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