CN117963136A - 一种无人机的载物升降装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供的无人机的载物升降装置，包括：无人机平台；载物升降绞盘装置，载物升降绞盘装置包括设备安装板、电机固定板、线轮挡板、伺服电机、脱钩器、绞盘线轮、垂直梳线轮以及第二控制器，第二控制器用于获取货物接触地面所需的目标高度，获取货物接触地面所需的目标电流值，获取当前无人机所处的高度值，获取当前无人机对应的电流值，根据目标高度以及高度值，计算高度误差，根据目标电流值以及电流值，计算电流误差，根据高度误差以及电流误差，计算控制信号，根据所述控制信号，控制货物进行升降运动。通过获取当前无人机所处的高度值以及电流值，计算得到控制信号，通过控制信号可以控制货物落地时的高度，从而防止货物触地损坏。

Description

一种无人机的载物升降装置

技术领域

本申请涉及无人机载物技术领域，具体涉及一种无人机的载物升降装置。

背景技术

目前，无人机在各种领域广泛应用，包括物流、农业、应急救援等。在物流领域，无人机下部通过安装容纳仓，能将小型及非异型货物迅速、高效地从一个地方运送到另一个地方。然而，在实际应用中，对于异型货物托运，如何实现货物的安全悬挂、以及如果实现物体的安全着陆成为一个挑战。传统的货物在接触地面时作业人员都是根据眼睛衡量，并手动控制载物升降装置停止放绳。由于肉眼因环境等因素的影响，作业人员无法准确且及时的控制载物升降装置的绳索的收缩长度，导致货物随着绳索下降到地面后，若载物升降装置释放绳子过长，很容易造成货物或无人机损害。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种无人机的载物升降装置，解决了作业人员无法准确且及时的控制载物升降装置的绳索的收缩长度而导致货物出现损坏的问题。

本申请提供了一种无人机的载物升降装置，包括：

无人机平台；

载物升降绞盘装置，所述载物升降绞盘装置与所述无人机平台的底部固定连接，所述载物升降绞盘装置包括设备安装板、电机固定板、线轮挡板、伺服电机、脱钩器、绞盘线轮、垂直梳线轮以及第二控制器，所述电机固定板的第一端与所述设备安装板的一侧固定连接，所述设备安装板的顶端与所述无人机平台的底部固定连接，所述线轮挡板的第一端与所述设备安装板的另一侧固定连接，所述伺服电机固定在所述电机固定板上，所述绞盘线轮的一端固定在所述线轮挡板上，所述绞盘线轮的另一端固定在所述电机固定板上，所述绞盘线轮的轴向筒上缠绕绳索，所述垂直梳线轮位于所述绞盘线轮的下方，所述垂直梳线轮的一端穿过所述线轮挡板，所述垂直梳线轮的另一端穿过所述电机固定板，所述绞盘线轮上的绳索的一端缠绕在所述垂直梳线轮的轴向筒上并与所述脱钩器固定连接，所述脱钩器用于固定货物，所述伺服电机的输出端穿过所述绞盘线轮，所述伺服电机用于驱动所述绞盘线轮旋转以调整所述绳索的长度，所述第二控制器位于所述伺服电机的下方并固定在所述电机固定板上，所述第二控制器与所述伺服电机电性连接，所述第二控制器用于获取货物接触地面所需的目标高度；

获取所述货物接触地面所需的目标电流值；

获取当前无人机所处的高度值；

获取所述当前无人机对应的电流值；

根据所述目标高度以及所述高度值，计算高度误差；

根据所述目标电流值以及所述电流值，计算电流误差；

根据所述高度误差以及所述电流误差，计算控制信号；

根据所述控制信号，控制所述货物进行升降运动。

在一实施例中，所述载物升降绞盘装置包括脱钩器阻挡块，所述脱钩器阻挡块的顶端分别与所述电机固定板的第二端、所述线轮挡板的第二端固定连接，所述脱钩器阻挡块包括容纳通孔，所述容纳通孔容纳所述脱钩器，所述绳索的一端穿过所述容纳通孔。

在一实施例中，所述绳索的一端穿过绞盘螺纹帽，所述脱钩器的外表面固定设置有螺杆，所述绞盘螺纹帽与所述螺杆螺纹连接，所述绞盘螺纹帽位于所述容纳通孔中。

在一实施例中，在所述脱钩器阻挡块的顶部固定连接有脱钩器限位开关，所述脱钩器限位开关与所述第二控制器通信连接，其中，当所述绞盘螺纹帽触碰所述脱钩器限位开关时，所述脱钩器限位开关传递电信号至所述第二控制器，所述第二控制器控制所述伺服电机停止工作。

在一实施例中，所述载物升降绞盘装置包括熔断器和舵机转向臂，所述熔断器固定在所述电机固定板上，所述熔断器与驱动舵机电性连接，所述舵机转向臂与所述驱动舵机连接，所述驱动舵机与所述第二控制器连接，所述第二控制器用于控制所述驱动舵机工作，所述驱动舵机用于驱动所述舵机转向臂沿着所述驱动舵机的轴线作同步运动，所述舵机转向臂安装有熔断电阻丝，所述熔断电阻丝用于熔断所述绳索。

在一实施例中，所述载物升降绞盘装置包括称重传感器，所述称重传感器的一端与固定板的底部固定连接，所述称重传感器的另一端与所述设备安装板的顶端固定连接，所述固定板的顶端与所述无人机平台固定连接。

在一实施例中，无人机的载物升降装置还包括外壳，所述外壳与所述固定板的边缘固定连接，所述外壳上设置有称重测量显示屏，所述称重测量显示屏与所述称重传感器通信连接，所述称重测量显示屏用于显示所述称重传感器测量的重量。

在一实施例中，所述固定板的顶端固定连接有两个滑轨底座，所述无人机平台的底部与安装板固定连接，所述安装板沿着所述两个滑轨底座的延伸方向进行滑动。

本申请提供的无人机的载物升降装置，包括：无人机平台；载物升降绞盘装置，所述载物升降绞盘装置包括设备安装板、电机固定板、线轮挡板、伺服电机、脱钩器、绞盘线轮、垂直梳线轮以及第二控制器，第二控制器用于获取货物接触地面所需的目标高度，获取货物接触地面所需的目标电流值，获取当前无人机所处的高度值，获取当前无人机对应的电流值，根据目标高度以及高度值，计算高度误差，根据目标电流值以及电流值，计算电流误差，根据高度误差以及电流误差，计算控制信号，根据控制信号，控制货物进行升降运动。通过获取货物接触地面所需的目标高度以及目标电流值，然后获取当前无人机所处的高度值以及电流值，最后可以计算得到控制信号，通过控制信号控制货物进行升降运动，进而保护货物落地时，防止货物撞击地面导致货物损坏。

附图说明

通过结合附图对本申请实施例进行更详细的描述，本申请的上述以及其他目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本申请，并不构成对本申请的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是本申请一示例性实施例提供的无人机的载物升降方法的流程示意图。

图2是本申请一示例性实施例提供的无人机的载物升降系统的结构示意图。

图3是本申请一示例性实施例提供的无人机的载物升降装置的结构示意图。

图4是本申请一示例性实施例提供的载物升降绞盘装置的结构示意图。

图5是本申请一示例性实施例提供的载物升降绞盘装置的后视图。

图6是本申请另一示例性实施例提供的载物升降绞盘装置的结构示意图。

图7 是本申请一示例性实施例提供的载物升降绞盘装置的俯视图。

图8是本申请一示例性实施例提供的电子设备的结构图。

附图标记说明：

10、无人机平台；20、载物升降绞盘装置；21、设备安装板；22、电机固定板；23、线轮挡板；24、伺服电机；25、脱钩器；26、绞盘线轮；27、垂直梳线轮；28、第二控制器；29、脱钩器阻挡块；30、绞盘螺纹帽；31、脱钩器限位开关；32、熔断器；33、舵机转向臂；321、驱动舵机；331、熔断电阻丝；34、称重传感器；35、固定板；40、外壳；36、称重测量显示屏；351、滑轨底座；11、安装板；271、侧向梳线轮；41、货物重量指示灯；221、支撑限位杆；37、毫米波雷达；38、自锁按钮。

具体实施方式

下面，将参考附图详细地描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解，本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

图1是本申请一示例性实施例提供的无人机的载物升降方法的流程示意图。如图1所示，无人机的载物升降方法包括：

步骤110：获取货物接触地面所需的目标高度。

在本申请实施例中，当无人机悬停在空中时，通过载物升降绞盘装置的脱钩器挂载货物，为了使货物触地时载物升降绞盘装置就可以停止放线活动，因此需要确定无人机对应的目标高度，即货物接触地面所需的目标高度，也就是说，货物达到目标高度时，载物升降绞盘装置停止放绳索。

步骤120：获取货物接触地面所需的目标电流值。

在本申请实施例中，无人机内部设置有电流传感器和升降装置，升降装置包括驱动电机，驱动电机与电流传感器连接，电流传感器可以监测驱动电机产生的电流，从而根据电流值也可以确定货物接触地面的时机，因此通过确定货物接触地面所需的目标电流值从而当电流传感器监测到驱动电机的电流值达到目标电流值时，载物升降绞盘装置停止放绳运动。

步骤130：获取当前无人机所处的高度值。

步骤140：获取当前无人机对应的电流值。

在本申请实施例中，无人机在飞行过程中均会通过电压或者电流实现飞行，因此获取当前无人机在飞行时所需的电流值。

步骤150：根据目标高度以及高度值，计算高度误差。

步骤160：根据目标电流值以及电流值，计算电流误差。

步骤170：根据高度误差以及电流误差，计算控制信号。

在本申请实施例中，将高度误差以及电流误差输入到PID控制器中，PID控制器根据高度误差以及电流误差计算得到控制信号。

具体地，基于PID控制器的基本形式为：

，

其中，是控制器的输出，/>是设定值与实际值之间的误差，/>分别是比例、积分和微分系数。

在无人机的载物升降装置的应用场景中，设定值可以是目标高度，实际值是负载（货物）的当前高度h（t）。误差可以表示为：/>。

此外，也引入电流监测，使控制器对电流进行调节。本控制器将电流误差表示为：，其中，/>是目标电流值，/>是当前电流值。

货物自动触底功能控制算法PID控制方程（即控制信号的计算公式）如下：

，

其中，是高度控制的比例、积分和微分系数，/>是电流控制的比例、积分和微分系数。

PID控制器包括：比例（P）：控制器输出与高度误差的乘积，使得系统对误差产生敏感性。较大的比例系数会导致系统快速响应但可能引入振荡。积分（I）：控制器对误差的积分，用于处理系统长时间的稳态误差。积分项可以消除持续存在的小误差。微分（D）：控制器对误差的变化率进行调整，有助于防止系统过冲或振荡。微分项可以减小系统的响应速度。通过调整这些系数，可以平衡系统的响应速度和稳定性，使得无人机的载物升降装置可以在触底后快速而稳定地停止。这样的PID控制器在实际应用中需要经过调试和优化，以适应不同的工作条件。

步骤180：根据控制信号，控制货物进行升降运动。

在本申请实施例中，通过控制信号可以控制载物升降绞盘装置，通过载物升降绞盘装置的绳索进行货物升降运动，从而使载物升降绞盘装置根据无人机的飞行高度确定绳长的释放长度以及停止放绳的时机，避免载物升降绞盘装置缠线及保障飞行安全。

本申请提供的无人机的载物升降方法，该方法包括：获取货物接触地面所需的目标高度，获取货物接触地面所需的目标电流值，获取当前无人机所处的高度值，获取当前无人机对应的电流值，根据目标高度以及高度值，计算高度误差，根据目标电流值以及电流值，计算电流误差，根据高度误差以及电流误差，计算控制信号，根据控制信号，控制货物进行升降运动。通过获取货物接触地面所需的目标高度以及目标电流值，然后获取当前无人机所处的高度值以及电流值，最后可以计算得到控制信号，通过控制信号可以控制货物进行升降运动，进而保护货物在落地时，防止货物撞击地面导致损坏。

图2是本申请一示例性实施例提供的无人机的载物升降系统的结构示意图。如图2所示，无人机的载物升降系统200包括：目标高度获取模块201，用于获取货物接触地面所需的目标高度；目标电流值获取模块202，用于获取货物接触地面所需的目标电流值；高度值获取模块203，用于获取当前无人机所处的高度值；电流值获取模块204，用于获取当前无人机对应的电流值；第一计算模块205，用于根据目标高度以及高度值，计算高度误差；第二计算模块206，用于根据目标电流值以及电流值，计算电流误差；第三计算模块207，用于根据高度误差以及电流误差，计算控制信号；控制模块208，用于根据控制信号，控制货物进行升降运动。

本申请提供的无人机的载物升降系统，包括：通过目标高度获取模块获取货物接触地面所需的目标高度，目标电流值获取模块获取货物接触地面所需的目标电流值，高度值获取模块获取当前无人机所处的高度值，电流值获取模块获取当前无人机对应的电流值，第一计算模块根据目标高度以及高度值，计算高度误差，第二计算模块根据目标电流值以及电流值，计算电流误差，第三计算模块根据高度误差以及电流误差，计算控制信号，控制模块根据控制信号，控制货物进行升降运动。通过获取货物接触地面所需的目标高度以及目标电流值，然后获取当前无人机所处的高度值以及电流值，最后可以计算得到控制信号，通过控制信号可以控制货物进行升降运动，进而保护货物落地导致损坏。

图3是本申请一示例性实施例提供的无人机的载物升降装置的结构示意图。图4是本申请一示例性实施例提供的载物升降绞盘装置的结构示意图。图5是本申请一示例性实施例提供的载物升降绞盘装置的后视图。如图3-图5所示，无人机的载物升降装置包括：

无人机平台10以及载物升降绞盘装置20，载物升降绞盘装置20与无人机平台10的底部固定连接，载物升降绞盘装置20包括设备安装板21、电机固定板22、线轮挡板23、伺服电机24、脱钩器25、绞盘线轮26、垂直梳线轮27以及第二控制器28，电机固定板22的第一端与设备安装板21的一侧固定连接，设备安装板21的顶端与无人机平台10的底部固定连接，线轮挡板23的第一端与设备安装板21的另一侧固定连接，伺服电机24固定在电机固定板22上，绞盘线轮26的一端固定在线轮挡板23上，绞盘线轮26的另一端固定在电机固定板22上，绞盘线轮26的轴向筒上缠绕绳索，垂直梳线轮27位于绞盘线轮26的下方，垂直梳线轮27的一端穿过线轮挡板23，垂直梳线轮27的另一端穿过电机固定板22，绞盘线轮26上的绳索的一端缠绕在垂直梳线轮27的轴向筒上并与脱钩器25固定连接，脱钩器25用于固定货物，伺服电机24的输出端穿过绞盘线轮26，伺服电机24用于驱动绞盘线轮26旋转以调整绳索的长度，第二控制器28位于伺服电机24的下方并固定在电机固定板22上，第二控制器28与伺服电机24电性连接，第二控制器28执行上述所述的无人机的载物升降方法。

在本申请实施例中，由于现有技术中绳索在接触地面后仍继续释放，需要人工停止或人工操作无人机上飞解决，无法实现绳索的智能自动停止，为了对绳索速度的精准调控，因此设置载物升降绞盘装置20从而对绳索可以自动升降。

具体地，通过设备安装板21、电机固定板22以及线轮挡板23对伺服电机24、脱钩器25、绞盘线轮26、垂直梳线轮27以及第二控制器28的固定。设备安装板21用于固定电机固定板22和线轮挡板23。电机固定板22与线轮挡板23可以通过支撑限位杆221固定连接。电机固定板22与线轮挡板23上设置有多个横向通孔，且均匀分布。横向通孔不仅可以保证安装其他部件的便利，而且可以进行散热。电机固定板22上设置第一通孔，伺服电机24的输出端可以穿过该第一通孔与绞盘线轮26电性连接，伺服电机24驱动绞盘线轮26绕绞盘线轮26的轴向旋转。并且绞盘线轮26的轴向筒上缠绕绳索，当伺服电机24驱动绞盘线轮26旋转时，绞盘线轮26可以释放或者回收绳索，从而可以对绳索进行自动控制。

其中，为了将绳索方向调整为垂直向下，因此在线轮挡板23和电机固定板22上固定连接有垂直梳线轮27。垂直梳线轮27的两侧设置有第一限位柱，一个第一限位柱穿过线轮挡板23，另一个第一限位柱穿过电机固定板22。垂直梳线轮27可以将绳索从15度角度调整为90度角度，从而减少绳索的侧向力，垂直梳线轮27的梳线轮轴采用直线滑动轴承。

可选的，在绞盘线轮26与垂直梳线轮27之间设置有侧向梳线轮271，侧向梳线轮271的一端穿过线轮挡板23，侧向梳线轮271的另一端穿过电机固定板22。其中，侧向梳线轮271的两侧可以设置第二限位柱，一个第二限位柱穿过线轮挡板23，另一个第二限位柱穿过电机固定板22。侧向梳线轮271可以调整绞盘线轮26上的绳索经过侧向梳线轮271的受力方向，防止绳索缠绕且减少绳索的摩擦力，其中，侧向梳线轮271的梳线轮轴采用之间滑动轴承。

经过垂直梳线轮27的绳索一端与脱钩器25固定连接，绳索的延长和缩短可以带动脱钩器25上升或者下降，从而脱钩器25可以带动货物进行上升或者下降。脱钩器25可以固定货物。

位于伺服电机24的下方的电机固定板22上固定有第二控制器28，第二控制器28可以为PCB板。第二控制器28与伺服电机24电性连接，从而控制伺服电机24工作。

如图4所示，载物升降绞盘装置20包括脱钩器阻挡块29，脱钩器阻挡块29的顶端分别与电机固定板22的第二端、线轮挡板23的第二端固定连接，脱钩器阻挡块29包括容纳通孔，容纳通孔容纳脱钩器25，绳索的一端穿过容纳通孔。

在本申请实施例中，为了防止绳索收缩过多导致脱钩器25触碰到其他部件而损坏，因此设置脱钩器阻挡块29。通过脱钩器阻挡块29可以阻挡脱钩器25持续上升，从而保护脱钩器25。

如图5所示，绳索的一端穿过绞盘螺纹帽30，脱钩器25的外表面固定设置有螺杆，绞盘螺纹帽30与螺杆螺纹连接，绞盘螺纹帽30位于容纳通孔中。

在本申请实施例中，为了进一步防止绳索上升导致脱钩器阻挡块29的损坏，因此绳索的一端穿过绞盘螺纹帽30，且绳索的一端可以打结从而打结后的一端能够与绞盘螺纹帽30固定在一起。绞盘螺纹帽30的形状为圆柱形，内壁设置有螺纹槽可以与螺杆的螺纹匹配，外表面设置有多个凸起。绞盘螺纹帽30的外表面可以穿过容纳通孔。

如图4所示，在脱钩器阻挡块29的顶部固定连接有脱钩器限位开关31，脱钩器限位开关31与第二控制器28通信连接，其中，当绞盘螺纹帽30触碰脱钩器限位开关31时，脱钩器限位开关31传递电信号至第二控制器28，第二控制器28控制伺服电机24停止工作。

在本申请实施例中，为了使脱钩器25上升到固定位置时可以自动停止上升，因此在脱钩器阻挡块29的顶部固定连接有脱钩器限位开关31，脱钩器限位开关31靠近容纳通孔。当绞盘螺纹帽30上升时，绞盘螺纹帽30的外表面与脱钩器限位开关31接触，从而脱钩器限位开关31将触发信号发送至第二控制器28，第二控制器28控制伺服电机24停止工作，从而脱钩器25停止上升。

如图4-图5所示，载物升降绞盘装置20包括熔断器32和舵机转向臂33，熔断器32固定在电机固定板22上，熔断器32与驱动舵机321电性连接，舵机转向臂33与驱动舵机321连接，驱动舵机321与第二控制器28连接，第二控制器28用于控制驱动舵机321工作，驱动舵机321用于驱动舵机转向臂33沿着驱动舵机321的轴线作同步运动，舵机转向臂33安装有熔断电阻丝331，熔断电阻丝331用于熔断绳索。

在本申请实施例中，由于绳索在上升或者下降的过程中因无人机平台10的抖动或者自身重力的抖动而导致绳索出现缠绕或者打结的问题，因此设置熔断器32对绳索进行熔断。应当理解，当无人机平台10的系统故障或者出现其他紧急情况时，不仅导致无人机的损坏也会导致货物的损坏，因此需要及时切断绳索避免进一步的损害或者危险。

具体地，在电机固定板22上固定连接有熔断器32，熔断器32包括驱动舵机321，驱动舵机321与舵机转向臂33固定连接，驱动舵机321可以驱动舵机转向臂33沿着驱动舵机321的轴线作同步运动。在舵机转向臂33上安装有熔断电阻丝331，熔断器32为熔断电阻丝331提供电压从而使熔断电阻丝331发热，进而熔断绳索。

如图4所示，载物升降绞盘装置20包括称重传感器34，称重传感器34的一端与固定板35的底部固定连接，称重传感器34的另一端与设备安装板21的顶端固定连接，固定板35的顶端与无人机平台10固定连接。

在本申请实施例中，为了确保货物符合运输规格、防止超载且可以监测货物的重量，因此设置称重传感器34，从而获得货物的实际重量。

具体地，称重传感器34设置在固定板35与设备安装板21之间，设备安装板21支撑称重传感器34，固定板35固定称重传感器34。

图6是本申请另一示例性实施例提供的载物升降绞盘装置的结构示意图。如图4、图6所示，无人机的载物升降装置还可以包括：外壳40，外壳40与固定板35的边缘固定连接，外壳40上设置有称重测量显示屏36，称重测量显示屏36与称重传感器34通信连接，称重测量显示屏36用于显示称重传感器34测量的重量。

在本申请实施例中，为了保护载物升降绞盘装置，因此设置外壳保护载物升降绞盘装置。外壳可以与固定板35边缘进行固定连接。外壳上设置有称重测量显示屏36，称重测量显示屏36与称重传感器34通信连接，从而称重测量显示屏36可以显示称重传感器34测量的货物重量。

可选的，外壳40上设置有货物重量指示灯41，货物重量指示灯41分别与第二控制器28、称重传感器34通信通信连接，货物重量指示灯41用于根据货物的重量，显示不同的灯光。

图7 是本申请一示例性实施例提供的载物升降绞盘装置的俯视图。如图7所示，固定板35的顶端固定连接有两个滑轨底座351，无人机平台10的底部与安装板11固定连接，安装板11沿着两个滑轨底座351的延伸方向进行滑动。

在本申请实施例中，为了可以将载物升降绞盘装置20与无人机平台10进行固定，因此在固定板35的顶端固定设置有两个滑轨底座351，且两个滑轨底座351的滑轨相对设置，无人机平台10的底部设置有安装板11，安装板11可以沿着两个滑轨底座351进行滑动，从而使载物升降绞盘装置20与无人机平台10进行固定。

另外，安装板11包括自锁通孔，两个滑轨底座351中的一个滑轨底座351设置有自锁按钮38，自锁按钮38的锁头穿过滑轨底座351并与自锁通孔插接，从而进一步将载物升降绞盘装置20与无人机平台10进行固定。

如图4所示，载物升降绞盘装置20包括毫米波雷达37，毫米波雷达37与第二控制器28通信连接，毫米波雷达37固定在脱钩器阻挡块29的外表面，毫米波雷达37用于测量与地面之间的距离值。

在本申请实施例中，为了确定货物距离地面之间的距离值，因此在脱钩器阻挡块29的外表面设置有毫米波雷达37，通过毫米波雷达37测量其与地面之间的距离值，从而可以快速的确定货物距离地面的距离值。

另外，在固定板35下方固定连接有电池仓，电池仓内部设置有电池，电池可以独立电源连接，独立电源与熔断电阻丝电性连接，通过独立电源短路加热熔断电阻丝。

本申请的工作原理：

载物升降绞盘装置通过两个滑轨底座，安装固定在无人机平台的底部，通过无人机取电或自备独立锂电池，给载物升降绞盘装置供电。而载物升降绞盘装置中的第二控制器装设通讯模块可以与无人机平台的第一控制器进行通讯，第一控制器用于控制无人机的飞行高度，第二控制器中的通讯模块也可以与独立遥控器或飞机遥控器通信连接。通过独立遥控器或者飞机遥控器可以下发控制命令，其中可以根据遥控器的拨杆或者自定义按键，进行绳索上升、下降和一键熔绳功能控制。

载物过程包括：无人机起飞后，悬停于货物上方，点击遥控器下降键，脱钩器和绳索下降，同时毫米波雷达实时检测货物距离地面高度。当脱钩器接触地面后，通过第二控制器的监测系统毫米波雷达和电流变化，实现绞盘线轮释放绳索。然后，由地面人员通过脱钩器，把货物挂于脱钩器，然后，通过遥控器上升键，让货物脱离地面，此刻称重传感器显示屏会显示货物的重量，而货物重量指示灯也会根据重物的不同，显示不同的灯光。如：在绞盘线轮载重范围内，亮蓝光，绞盘线轮临界范围亮黄光，超过绞盘线轮载重范围亮红光。货物过重，会损坏载物升降绞盘装置内部电机电气等结构，进而影响载物升降绞盘装置的寿命。

当重物在安全范围内时，通过点击遥控器的上升键，绳索上升，脱钩器带着货物上升，当货脱钩器进入到脱钩器阻挡块且而绞盘螺纹帽与脱钩器限位开关接触时，限位开关发出电信号通知第二控制器的PCB控制系统告知货物上升到顶，PCB再给伺服电机发送停止信号，实现货物到顶自动停止。

当货物运送的指定方位后，通过控制下降键，把绳索和货物下放，绳索到地面后，通过监测系统毫米波雷达和电流变化，实现绞盘线轮释放绳索自动停止，通过脱钩器脱钩，货物下放到地面，货物脱钩过程无需人工干预。接着，通过上升键，收回绳索。

当运送货物遇到货物被障碍物缠绕等其它紧急情况，货物无法脱离时，通过控制一键熔绳键，实现驱动舵机转动，带动舵机转向臂，让熔断电阻丝与绳索接触，通过独立电池仓供电，实现绳子熔断，解除飞行安全，避免更大的人员和财产损失。

图8图示了根据本申请实施例的电子设备的框图。

如图8所示，电子设备50包括一个或多个处理器51和存储器52。

处理器51可以是中央处理单元（CPU）或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备50中的其他组件以执行期望的功能。

存储器52可以包括一个或多个计算机程序产品，所述计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。所述易失性存储器例如可以包括随机存取存储器（RAM）和/或高速缓冲存储器（cache）等。所述非易失性存储器例如可以包括只读存储器（ROM）、硬盘、闪存等。在所述计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器51可以运行所述程序指令，以实现上文所述的本申请的各个实施例的无人机的载物升降方法以及/或者其他期望的功能。在所述计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。

在一个示例中，电子设备50还可以包括：输入装置53和输出装置54，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构（未示出）互连。

在该电子设备是单机设备时，该输入装置53可以是通信网络连接器，用于从第一设备和第二设备接收所采集的输入信号。

此外，该输入装置53还可以包括例如键盘、鼠标等等。

该输出装置54可以向外部输出各种信息，包括确定出的距离信息、方向信息等。该输出装置54可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图8中仅示出了该电子设备50中与本申请有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备50还可以包括任何其他适当的组件。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (8)

1.一种无人机的载物升降装置，其特征在于，包括：

无人机平台（10）；

载物升降绞盘装置（20），所述载物升降绞盘装置（20）与所述无人机平台（10）的底部固定连接，所述载物升降绞盘装置（20）包括设备安装板（21）、电机固定板（22）、线轮挡板（23）、伺服电机（24）、脱钩器（25）、绞盘线轮（26）、垂直梳线轮（27）以及第二控制器（28），所述电机固定板（22）的第一端与所述设备安装板（21）的一侧固定连接，所述设备安装板（21）的顶端与所述无人机平台（10）的底部固定连接，所述线轮挡板（23）的第一端与所述设备安装板（21）的另一侧固定连接，所述伺服电机（24）固定在所述电机固定板（22）上，所述绞盘线轮（26）的一端固定在所述线轮挡板（23）上，所述绞盘线轮（26）的另一端固定在所述电机固定板（22）上，所述绞盘线轮（26）的轴向筒上缠绕绳索，所述垂直梳线轮（27）位于所述绞盘线轮（26）的下方，所述垂直梳线轮（27）的一端穿过所述线轮挡板（23），所述垂直梳线轮（27）的另一端穿过所述电机固定板（22），所述绞盘线轮（26）上的绳索的一端缠绕在所述垂直梳线轮（27）的轴向筒上并与所述脱钩器（25）固定连接，所述脱钩器（25）用于固定货物，所述伺服电机（24）的输出端穿过所述绞盘线轮（26），所述伺服电机（24）用于驱动所述绞盘线轮（26）旋转以调整所述绳索的长度，所述第二控制器（28）位于所述伺服电机（24）的下方并固定在所述电机固定板（22）上，所述第二控制器（28）与所述伺服电机（24）电性连接，所述第二控制器（28）用于：

获取货物接触地面所需的目标高度；

获取所述货物接触地面所需的目标电流值；

获取当前无人机所处的高度值；

获取所述当前无人机对应的电流值；

根据所述目标高度以及所述高度值，计算高度误差；

根据所述目标电流值以及所述电流值，计算电流误差；

根据所述高度误差以及所述电流误差，计算控制信号；

根据所述控制信号，控制所述货物进行升降运动。

2.根据权利要求1所述的无人机的载物升降装置，其特征在于，所述载物升降绞盘装置（20）包括脱钩器阻挡块（29），所述脱钩器阻挡块（29）的顶端分别与所述电机固定板（22）的第二端、所述线轮挡板（23）的第二端固定连接，所述脱钩器阻挡块（29）包括容纳通孔，所述容纳通孔容纳所述脱钩器（25），所述绳索的一端穿过所述容纳通孔。

3.根据权利要求2所述的无人机的载物升降装置，其特征在于，所述绳索的一端穿过绞盘螺纹帽（30），所述脱钩器（25）的外表面固定设置有螺杆，所述绞盘螺纹帽（30）与所述螺杆螺纹连接，所述绞盘螺纹帽（30）位于所述容纳通孔中。

4.根据权利要求3所述的无人机的载物升降装置，其特征在于，在所述脱钩器阻挡块（29）的顶部固定连接有脱钩器限位开关（31），所述脱钩器限位开关（31）与所述第二控制器（28）通信连接，其中，当所述绞盘螺纹帽（30）触碰所述脱钩器限位开关（31）时，所述脱钩器限位开关（31）传递电信号至所述第二控制器（28），所述第二控制器（28）控制所述伺服电机（24）停止工作。

5.根据权利要求1所述的无人机的载物升降装置，其特征在于，所述载物升降绞盘装置（20）包括熔断器（32）和舵机转向臂（33），所述熔断器（32）固定在所述电机固定板（22）上，所述熔断器（32）与驱动舵机（321）电性连接，所述舵机转向臂（33）与所述驱动舵机（321）连接，所述驱动舵机（321）与所述第二控制器（28）连接，所述第二控制器（28）用于控制所述驱动舵机（321）工作，所述驱动舵机（321）用于驱动所述舵机转向臂（33）沿着所述驱动舵机（321）的轴线作同步运动，所述舵机转向臂（33）安装有熔断电阻丝（331），所述熔断电阻丝（331）用于熔断所述绳索。

6.根据权利要求1所述的无人机的载物升降装置，其特征在于，所述载物升降绞盘装置（20）包括称重传感器（34），所述称重传感器（34）的一端与固定板（35）的底部固定连接，所述称重传感器（34）的另一端与所述设备安装板（21）的顶端固定连接，所述固定板（35）的顶端与所述无人机平台（10）固定连接。

7.根据权利要求6所述的无人机的载物升降装置，其特征在于，还包括外壳（40），所述外壳（40）与所述固定板（35）的边缘固定连接，所述外壳（40）上设置有称重测量显示屏（36），所述称重测量显示屏（36）与所述称重传感器（34）通信连接，所述称重测量显示屏（36）用于显示所述称重传感器（34）测量的重量。

8.根据权利要求6所述的无人机的载物升降装置，其特征在于，所述固定板（35）的顶端固定连接有两个滑轨底座（351），所述无人机平台（10）的底部与安装板（11）固定连接，所述安装板（11）沿着所述两个滑轨底座（351）的延伸方向进行滑动。