CN117944919A - 一种无人机自主起降系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种无人机自主起降系统，涉及无人机的技术领域，其包括无人机，设有两个起落滑橇，起落滑橇包括铰接在无人机底端的铰接架和固定连接在铰接架底端的滑橇管；开合组件，设置在无人机的底端，用于控制两个起落滑橇的开合；停机平台，设有两个用于容纳滑橇管的容纳槽，两个容纳槽相互靠近的侧壁顶部均设有卡块；防护组件，包括滑动连接在停机平台内的齿条、转动连接停机平台的齿轮轴以及固定连接齿轮轴的防护罩，齿条一端贯穿容纳槽设有卡块的槽壁，齿轮轴与齿条啮合；所述防护组件设有两组，对称设置在停机平台上，两个防护罩共同拼接成一个完整罩体。本申请具有使无人机能够自主控制防护罩启闭的效果。

Description

一种无人机自主起降系统

技术领域

本申请涉及无人机的技术领域，尤其是涉及一种无人机自主起降系统。

背景技术

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。无人机中的旋翼无人机是微机电系统集成的产物，以其能够垂直起降、自由悬停、控制灵活和适应各种环境能力强等优点成为国内外很多实验室研究的重点。

一些旋翼式无人机会搭配停机平台使用，停机平台上会设置防护罩对停机的旋翼式无人机进行保护，但是，防护罩是由独立的系统所控制，在无人机起降时需要提前进行开启或关闭，无法实现无人机对其的自主控制，较为不便。

发明内容

为了使无人机能够自主控制防护罩的启闭，本申请提供一种无人机自主起降系统。

本申请提供的一种无人机自主起降系统采用如下的技术方案：

一种无人机自主起降系统，包括：

无人机，设有两个起落滑橇，起落滑橇包括铰接在无人机底端的铰接架和固定连接在铰接架底端的滑橇管；

开合组件，设置在无人机的底端，用于控制两个起落滑橇的开合；

停机平台，设有两个用于容纳滑橇管的容纳槽，两个容纳槽相互靠近的侧壁顶部均设有卡块；

防护组件，包括滑动连接在停机平台内的齿条、转动连接停机平台的齿轮轴以及固定连接齿轮轴的防护罩，齿条一端贯穿容纳槽设有卡块的槽壁，齿轮轴与齿条啮合；

所述防护组件设有两组，对称设置在停机平台上，两个防护罩共同拼接成一个完整罩体。

通过采用上述技术方案，当无人机停在停机平台上时，滑橇管落入容纳槽中，开合组件将两个起落滑橇收拢，两个滑橇管就能推动齿条移动，齿轮轴转动带动防护罩转动，两个防护罩就能合拢将无人机罩住，同时滑橇管卡接在卡块下方，停机更加稳定不易偏离位置；在无人机需要起飞时，开合组件将两个起落撬张开，两个防护罩就能打开，无人机即可直接起飞，实现无人机对防护罩的自主控制，使无人机的起降更加方便。

可选的，自主起降系统所述开合组件包括：

螺杆，垂直转动连接在无人机的底端；

驱动电机，用于驱动螺杆转动；

螺纹块，螺纹连接螺杆；

推拉杆，铰接在螺纹块和铰接架之间，关于螺杆中轴线对称设有两个。

通过采用上述技术方案，螺杆转动会带动螺纹块升降，推拉杆就能带动起落滑橇实现开合操作，同时因为螺纹的自锁性，在螺杆停止转动时螺纹块位置相对固定，起落滑橇不易因外力而开启。

可选的，还包括供电组件和受电组件，所述供电组件包括：

升降块，竖直滑动连接在两个齿条之间的停机平台上，朝向齿条设有推动斜面，推动斜面与容纳槽的距离沿竖直向上的方向逐渐减小；

充电插头，设置在升降块的顶端；

电源线，连接在充电插头和供电电源之间；

所述螺杆上设有同轴的通孔，受电组件包括：

定位杆，固定连接无人机并贯穿螺杆；

充电接口，设置在定位杆底端，与无人机的电池电连接；

所述停机平台上设有供定位杆穿入的导向孔，导向孔的顶部孔口为扩口状。

通过采用上述技术方案，无人机降落在停机平台上后，定位杆会穿入导向孔中，当两个起落滑橇收拢时，齿条会顶推升降块，使升降块上升，充电插头就能向上移动插入充电接口中对无人机进行充电作业。

可选的，所述升降块的底端贯穿停机平台并设有凸环，所述供电组件还包括设置在凸环和停机平台之间的复位弹簧。

通过采用上述技术方案，复位弹簧可以在起落滑橇张开时将升降块向下拉动，充电插头离开充电接口并逐渐恢复原位，同时也使齿条移动复位，防护罩开启。

可选的，所述齿条朝向升降块的一端转动连接有滚轮。

通过采用上述技术方案，滚轮可以将齿条与推动斜面之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，使齿条顶起升降块更加顺滑，不易出现卡涩。

可选的，所述导向孔的顶部孔口内设有防水盖，防水盖包括多个相互拼接的、弹性的扇形片。

通过采用上述技术方案，防水盖可以阻挡雨水进入导向孔中，当导向杆插入导向孔时，扇形片可以自动弯曲使导向杆可以正常通过。

可选的，所述防水盖的顶端从中部到四周高度逐渐降低。

通过采用上述技术方案，落在防水盖上的积水会自动向四周流走，减小积水进入导向孔的几率。

可选的，所述容纳槽的槽底设有多个排水孔。

通过采用上述技术方案，排水孔可以将容纳槽内的积水及时排出。

可选的，所述卡块与容纳槽侧壁之间形成向上逐渐变宽的通道。

通过采用上述技术方案，在滑橇管进入容纳槽时，卡块与容纳槽侧壁之间的通道能对滑橇管起到导向的作用。

可选的，所述容纳槽的内壁设有滑动槽，自主起降系统还包括保持组件，保持组件包括：

滑座，滑动设置在滑动槽中，设有用于容纳滑橇管的上开口；

第一磁铁，嵌设在滑动槽远离齿条的槽壁上；

第二磁铁，嵌设在滑座朝向第一磁铁的一端，与第一磁铁的磁极异性相对。

通过采用上述技术方案，当起落滑橇张开时，滑座同时移动，当滑座移动到滑动槽尽头时，第一磁铁吸附第二磁铁，滑座就能被锁定位置，可以使起落滑橇下次进入时能精准地进入滑座中。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.当无人机停在停机平台上时，滑橇管落入容纳槽中，开合组件将两个起落滑橇收拢，两个滑橇管就能推动齿条移动，齿轮轴转动带动防护罩转动，两个防护罩就能合拢将无人机罩住，同时滑橇管卡接在卡块下方，停机更加稳定不易偏离位置；在无人机需要起飞时，开合组件将两个起落撬张开，两个防护罩就能打开，无人机即可直接起飞，实现无人机对防护罩的自主控制，使无人机的起降更加方便；

2.螺杆转动会带动螺纹块升降，推拉杆就能带动起落滑橇实现开合操作，同时因为螺纹的自锁性，在螺杆停止转动时螺纹块位置相对螺杆固定，起落滑橇不易因外力而开启；

3.无人机降落在停机平台上后，定位杆会穿入导向孔中，当两个起落滑橇收拢时，齿条会顶推升降块，使升降块上升，充电插头就能向上移动插入充电接口中对无人机进行充电作业；

4.当起落滑橇张开时，滑座同时移动，当滑座移动到滑动槽尽头时，第一磁铁吸附第二磁铁，滑座就能被锁定位置，可以使起落滑橇下次进入时能精准地进入滑座中。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例隐藏防护罩后的整体结构示意图；

图3是本申请实施例的局部剖面示意图；

图4是图3中A部的放大图；

图5是本申请实施例供电组件和受电组件连接结构的局部剖面示意图；

图6是本申请实施例中心台的剖面结构示意图；

图中，1、无人机；11、起落滑橇；111、滑橇管；112、铰接架；2、开合组件；21、螺杆；22、驱动电机；23、螺纹块；24、推拉杆；3、停机平台；31、容纳槽；311、排水孔；32、卡块；33、导向孔；34、滑动槽；35、防水盖；351、扇形片；36、中心台；4、防护组件；41、齿条；42、齿轮轴；43、防护罩；5、供电组件；51、升降块；511、推动斜面；512、凸环；52、充电插头；53、电源线；54、复位弹簧；55、滚轮；6、受电组件；61、定位杆；62、充电接口；7、保持组件；71、滑座；72、第一磁铁；73、第二磁铁；8、底座。

具体实施方式

以下结合附图1-附图6，对本申请作进一步详细说明。

本申请提出一种无人机1自主起降系统，参照图1-图3，包括无人机1、开合组件2、停机平台3、防护组件4、供电组件5、受电组件6以及底座8。无人机1底端铰接有起落滑橇11；开合组件2设置在无人机1的底端，用于控制起落滑橇11的开合；停机平台3连接在底座8顶端，用于停放无人机1；防护组件4设置在停机平台3上，用于防护停机平台3上的无人机1；受电组件6设置在无人机1底端，连接无人机1的电池；供电组件5设置在停机平台3上，用于连接受电组件6对无人机1电池进行充电。

参照图2和图3，无人机1的底端对称铰接有两组起落滑橇11，起落滑橇11包括滑橇管111和铰接架112，铰接架112的顶端铰接无人机1的底端，滑橇管111焊接在铰接架112的底端。开合组件2包括螺杆21、驱动电机22、螺纹块23以及推拉杆24。螺杆21垂直转动连接在无人机1的底端，设有同轴贯通的通孔。驱动电机22设置在无人机1内，用于驱动螺杆21转动。螺纹块23与螺杆21螺纹连接，两侧各铰接有一个推拉杆24，推拉杆24的另一端与起落滑橇11铰接。两个推拉杆24呈八字设置，螺杆21转动时就能带动螺纹块23上下移动，当螺纹块23上移时，推拉杆24就能拉动起落滑橇11收拢；当螺纹块23下移时，推拉杆24就能推动起落滑橇11张开。

底座8底端为圆形盘状，上部为空心圆管。停机平台3为长方体平台，焊接在底座8的底端。停机平台3顶端的中部设有中心台36，中心台36为圆柱体台状。停机平台3顶端关于中心台36的中轴线对称设有两个容纳槽31，容纳槽31用于容纳滑橇管111。两个容纳槽31靠近中心台36的侧壁上均设有卡块32，卡块32用于对滑橇管111限位卡接，使起落滑橇11收拢后，滑橇管111就能卡接在卡块32和容纳槽31壁之间。本申请实施例中，一个容纳槽31对应设有两个卡块32，两个卡块32分别卡接铰接架112两侧的滑橇管111。容纳槽31的槽底设有多个排水孔311，排水孔311能将容纳槽31中的积水排出。卡块32和与其相对的容纳槽31侧壁之间形成上开口的通道，通道上宽下窄，使滑橇管111更易进入容纳槽31中。

参照图3和图4，保持组件7包括滑座71、第一磁铁72以及第二磁铁73。容纳槽31的槽壁上设有滑动槽34，滑动槽34的延伸方向与容纳槽31的延伸方向垂直。滑座71滑动连接在滑动槽34内，纵截面为U形，开口向上，用于承载滑橇管111。第一磁铁72嵌设在滑动槽34远离中心台36的槽壁上，第二磁铁73嵌设在滑座71上，第一磁铁72与第二磁铁73磁极异性相对，当滑座71滑动到滑动槽34远离中心台36的一端时，第一磁铁72吸附第二磁铁73，使滑座71位置锁定，此时卡块32与容纳槽31槽壁之间的通道与下方滑座71的上开口正对，滑橇管111可以快速落入滑座71中。

参照图1和图3，防护组件4包括齿条41、齿轮轴42以及防护罩43，齿轮轴42转动连接在停机平台3内，与容纳槽31平行设置，两端贯穿停机平台3。防护罩43固定连接齿轮轴42并罩设在停机平台3外。齿条41滑动穿设在停机平台3内，一端穿入滑动槽34内正对滑座71。防护组件4在中心台36两侧对称设有两组，两组的防护罩43能够对向开合，并可以闭合为一个整体将停留在停机平台3上的无人机1罩住，起到保护作用。当起落滑橇11落在容纳槽31中，两个滑橇管111相互靠近移动时，滑座71推动齿条41移动，齿条41推动齿轮轴42转动，齿轮轴42同步带动防护罩43转动，就能实现无人机1对防护罩43的自主控制开合。

参照图3和图5，供电组件5包括升降块51、充电插头52、电源线53、复位弹簧54以及滚轮55。升降块51竖直滑动连接在停机平台3内，与中心台36位置正对。升降块51上部两侧对称设有两个推动斜面511，推动斜面511距离中心台36中轴线的距离沿竖直向上方向逐渐增大，升降块51底端向下穿出停机平台3并设有凸环512。复位弹簧54套设在升降块51上，一端与凸环512抵接，另一端与停机平台3底端抵接。充电插头52设置在升降块51的顶端，用于对无人机1的电池进行充电，本申请实施例中充电插头52采用DC圆口插头。电源线53一端连接充电插头52，另一端穿过升降块51进入底座8中，再从底座8的侧壁穿出连接电源。滚轮55转动连接在齿条41朝向升降块51的端部，与升降块51的推动斜面511抵接，滚轮55可以沿推动斜面511滚动。

受电组件6包括定位杆61和充电接口62，定位杆61穿设在螺杆21中，顶端固定连接无人机1，底端穿出螺杆21并连接有充电接口62。充电接口62嵌设在定位杆61内，通过导线与无人机1的电池连接。

参照图3和图6，中心台36上同轴设有导向孔33，导向孔33的顶端为圆锥扩口状。导向孔33用于供定位杆61穿入，对定位杆61起导向作用，使定位杆61对准充电插头52，同时圆锥扩口状的开口可以便于定位杆61进入。导向孔33的顶端孔口侧壁上粘接有防水盖35，防水盖35包括多个相互拼接的扇形片351，所有扇形片351可以共同拼成一个封闭的饼状盖体，盖体顶端中心部最高，沿径向远离中轴线的方向高度逐渐降低，可以是圆锥体或半球体等形状，在盖体上有积水时能够快速排水。扇形片351为弹性，当定位杆61穿入导向孔33时，弹性片就能弯曲供定位杆61通过。

本申请实施例的实施原理为：

当无人机1需要降落时，先飞行对准中心台36和容纳槽31后下降，定位杆61插入导向孔33中，滑橇管111落入滑座71中；驱动电机22启动，螺纹块23移动，起落滑橇11聚拢，两个滑橇管111就能推动滑座71移动，滑座71推动齿条41移动，齿条41带动齿轮轴42转动，防护罩43转动关闭，滑橇管111也卡入卡块32和容纳槽31槽壁之间，完成停机作业；齿条41移动的同时，带动滚轮55顶推推动斜面511，滚轮55在推动斜面511上滚动将升降块51顶起，复位弹簧54被压缩，充电插头52插入充电接口62中，同时实现对无人机1电池的充电。

当无人机1需要起飞时，启动驱动电机22，螺杆21转动将螺纹块23降下，起落滑橇11张开，滑橇管111带动滑座71移动至第一磁铁72吸附第二磁铁73，滑橇管111脱离卡块32，同时升降块51在复位弹簧54的作用下降下，充电插头52脱离充电接口62；升降块51下降的同时会使推动斜面511将两个齿条41推开，齿条41带动对应的齿轮轴42转动，防护罩43同步开启，无人机1自主起飞即可离开停机平台3。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机自主起降系统，其特征在于，包括：

无人机（1），设有两个起落滑橇（11），起落滑橇（11）包括铰接在无人机（1）底端的铰接架（112）和固定连接在铰接架（112）底端的滑橇管（111）；

开合组件（2），设置在无人机（1）的底端，用于控制两个起落滑橇（11）的开合；

停机平台（3），设有两个用于容纳滑橇管（111）的容纳槽（31），两个容纳槽（31）相互靠近的侧壁顶部均设有卡块（32）；

防护组件（4），包括滑动连接在停机平台（3）内的齿条（41）、转动连接停机平台（3）的齿轮轴（42）以及固定连接齿轮轴（42）的防护罩（43），齿条（41）一端贯穿容纳槽（31）设有卡块（32）的槽壁，齿轮轴（42）与齿条（41）啮合；

所述防护组件（4）设有两组，对称设置在停机平台（3）上，两个防护罩（43）共同拼接成一个完整罩体。

2.根据权利要求1所述的一种无人机自主起降系统，其特征在于，所述开合组件（2）包括：

螺杆（21），垂直转动连接在无人机（1）的底端；

驱动电机（22），用于驱动螺杆（21）转动；

螺纹块（23），螺纹连接螺杆（21）；

推拉杆（24），铰接在螺纹块（23）和铰接架（112）之间，关于螺杆（21）中轴线对称设有两个。

3.根据权利要求2所述的一种无人机自主起降系统，其特征在于，还包括供电组件（5）和受电组件（6），所述供电组件（5）包括：

升降块（51），竖直滑动连接在两个齿条（41）之间的停机平台（3）上，朝向齿条（41）设有推动斜面（511），推动斜面（511）与容纳槽（31）的距离沿竖直向上的方向逐渐减小；

充电插头（52），设置在升降块（51）的顶端；

电源线（53），连接在充电插头（52）和供电电源之间；

所述螺杆（21）上设有同轴的通孔，受电组件（6）包括：

定位杆（61），固定连接无人机（1）并贯穿螺杆（21）；

充电接口（62），设置在定位杆（61）底端，与无人机（1）的电池电连接；

所述停机平台（3）上设有供定位杆（61）穿入的导向孔（33），导向孔（33）的顶部孔口为扩口状。

4.根据权利要求3所述的一种无人机自主起降系统，其特征在于，所述升降块（51）的底端贯穿停机平台（3）并设有凸环（512），所述供电组件（5）还包括设置在凸环（512）和停机平台（3）之间的复位弹簧（54）。

5.根据权利要求3所述的一种无人机自主起降系统，其特征在于，所述齿条（41）朝向升降块（51）的一端转动连接有滚轮（55）。

6.根据权利要求3所述的一种无人机自主起降系统，其特征在于，所述导向孔（33）的顶部孔口内设有防水盖（35），防水盖（35）包括多个相互拼接、的弹性的扇形片（351）。

7.根据权利要求6所述的一种无人机自主起降系统，其特征在于，所述防水盖（35）的顶端从中部到四周高度逐渐降低。

8.根据权利要求1所述的一种无人机自主起降系统，其特征在于，所述容纳槽（31）的槽底设有多个排水孔（311）。

9.根据权利要求1所述的一种无人机自主起降系统，其特征在于，所述卡块（32）与容纳槽（31）侧壁之间形成向上逐渐变宽的通道。

10.根据权利要求1所述的一种无人机自主起降系统，其特征在于，所述容纳槽（31）的内壁设有滑动槽（34），自主起降系统还包括保持组件（7），保持组件（7）包括：

滑座（71），滑动设置在滑动槽（34）中，设有用于容纳滑橇管（111）的上开口；

第一磁铁（72），嵌设在滑动槽（34）远离齿条（41）的槽壁上；

第二磁铁（73），嵌设在滑座（71）朝向第一磁铁（72）的一端，与第一磁铁（72）的磁极异性相对。