CN118683774A - 车载无人机机场装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种车载无人机机场装置及控制方法，其中，所述装置用以上下停放至少两架无人机，包括：具有支撑平台的移动车辆；竖直设置在支撑平台上的货物存储架，货物存储架上设置有多个用以放置目标货物的货物仓位；竖直设置在支撑平台上的电池充电架，电池充电架上设置有多个用以对无人机的电池进行充电的电池仓位；上下设置在支撑平台上的第一停机平台及第二停机平台，第一停机平台及第二停机平台用以分别停放至少一架无人机；设置在支撑平台上的机械臂结构；控制单元，控制单元与至少两架无人机、机械臂结构、第一停机平台及第二停机平台信号连接。实现了车载移动机场，便捷性更高，作业效率更高，有效降低成本。

Description

车载无人机机场装置及控制方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种车载无人机机场装置及控制方法。

背景技术

现在大型无人机的运营模式大多为两地固定机场的起降，即在起飞点及降落点均设置固定起降机场，同时在起降机场配备起降站及安排专业人员进行操作控制。随着物流运输航线越来越多，需要配备的起降站和专业人员也越来越多，成本逐渐提高，无人机运行和管理变得越来越复杂困难。此外，在无人机作业过程中，目前仍然采用的是人工配货及人工电池装载的形式，耗费人力，且效率低下。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种车载无人机机场装置及控制方法，以解决上述问题。

基于上述目的，本发明提供了一种车载无人机机场装置，用以上下停放至少两架无人机，包括：

具有支撑平台的移动车辆；

竖直设置在所述支撑平台上的货物存储架，所述货物存储架上设置有多个用以放置目标货物的货物仓位；

竖直设置在所述支撑平台上的电池充电架，所述电池充电架上设置有多个用以对所述无人机的电池进行充电的电池仓位；

上下设置在所述支撑平台上的第一停机平台及第二停机平台，所述第一停机平台及所述第二停机平台用以分别停放至少一架所述无人机；

设置在所述支撑平台上的机械臂结构，用以将位于所述货物仓位的所述目标货物转运至所述第一停机平台或所述第二停机平台上及将位于所述电池仓位的所述电池取出并安装在所述至少两架无人机上；其中，所述至少两架无人机用以从所述第一停机平台或所述第二停机平台上抓取所述目标货物，并将抓取的所述目标货物运送至目标位置；

控制单元，所述控制单元与所述至少两架无人机、所述机械臂结构、所述第一停机平台及所述第二停机平台信号连接。

进一步地，所述第一停机平台包括第一停机坪、第一升降架及第一驱动机构；

所述第一停机坪的上侧面用以停放所述无人机，下侧面连接有所述第一升降架；所述第一升降架设置在所述支撑平台上，且下方限制出容纳所述第二停机平台的空间；所述控制单元与所述第一驱动机构信号连接；所述第一驱动机构与所述第一升降架连接，并驱动所述第一升降架在竖直方向做上下往复运动至升起状态或收缩状态。

进一步地，所述第二停机平台包括第二停机坪、第二升降架、第二驱动机构及滑动组件；

所述第二停机坪的上侧面用以停放所述无人机，下侧面连接有所述第二升降架；所述第二升降架设置在所述滑动组件上；所述滑动组件设置在所述支撑平台上，并带动所述第二升降架在水平方向做左右往复运动至所述第二停机坪位于所述第一停机平台的正下方，或所述第二停机坪位于与所述第一停机平台在竖直方向上不重合的位置；所述第二驱动机构与所述第二升降架连接，并驱动所述第二升降架在竖直方向做上下往复运动至升起状态或收缩状态；

所述控制单元与所述第二驱动机构及所述滑动组件信号连接。

进一步地，所述滑动组件包括第三驱动机构、滑轨及与所述滑轨相配合的滑块；

所述滑轨设置在所述支撑平台上；所述滑块的底部活动连接所述滑轨，顶部与所述第二升降架连接；所述第三驱动机构与所述滑块连接，并驱动所述滑块在所述滑轨上进行左右往复运动；

所述控制单元与所述第三驱动机构信号连接。

进一步地，所述机械臂结构包括：

设置在所述支撑平台上的旋转底座，所述旋转底座可在所述支撑平台上进行往复旋转运动；

设置在所述旋转底座上并可进行伸展及收缩运动的机械臂本体；

机械爪手，所述机械爪手设置在所述机械臂本体上与连接有所述旋转底座相对的另一端，并可进行抓取及松开运动；

所述控制单元与所述旋转底座、所述机械臂本体及所述机械爪手信号连接。

进一步地，每个所述无人机的下侧面均设置有抓取爪手；

所述控制单元与所述抓取爪手信号连接，并控制每个所述无人机上的所述抓取爪手进行抓取及松开运动。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种车载无人机机场控制方法，应用于上述任一项所述的一种车载无人机机场装置，所述方法包括：

根据预设投放任务获取目标位置坐标、电池仓位标识号及货物仓位标识号；

所述控制单元控制位于所述移动车辆的所述支撑平台上的所述机械臂结构，从所述电池充电架上与所述电池仓位标识号对应的所述电池仓位中将所述电池取出，并将所述电池安装在停放在所述第一停机平台或所述第二停机平台上的所述无人机上；

所述控制单元控制位于所述移动车辆的所述支撑平台上的所述机械臂结构，从所述货物存储架上与所述货物仓位标识号对应的所述货物仓位中将所述目标货物取出，并将所述目标货物放置在所述第一停机平台或所述第二停机平台上；其中，所述目标货物放置在安装有所述电池的所述无人机所停放的停机平台上；

所述控制单元控制安装有所述电池的所述无人机抓取位于同一停机平台上的所述目标货物，并基于所述目标位置坐标将抓取的所述目标货物运送至目标位置，完成所述目标货物的投放作业。

进一步地，所述所述控制单元控制安装有所述电池的所述无人机抓取位于同一停机平台上的所述目标货物，并基于所述目标位置坐标将抓取的所述目标货物运送至目标位置，完成所述目标货物的投放作业包括：

响应于确定安装有所述电池的所述无人机停放在所述第一停机平台上，所述控制单元执行以下步骤：

控制第一驱动机构驱动第一升降架向上运动至升起状态；

控制停放于第一停机坪的所述无人机抓取所述第一停机坪上的所述目标货物后向所述目标位置坐标对应的目标位置飞行；

当对应的所述无人机飞行至所述目标位置后，控制所述无人机松开所述目标货物；

控制所述第一驱动机构驱动所述第一升降架向下运动至收缩状态，完成所述目标货物的投放作业。

进一步地，还包括：

响应于确定安装有所述电池的所述无人机停放在第二停机平台上，所述控制单元执行以下步骤：

控制滑动组件带动第二升降架在水平方向上运动至第二停机坪位于与所述第一停机平台在竖直方向上不重合的位置；

控制第二驱动机构驱动所述第二升降架向上运动至升起状态；

控制停放于所述第二停机坪的所述无人机抓取所述第二停机坪上的所述目标货物后向所述目标位置坐标对应的目标位置飞行；

当对应的所述无人机飞行至所述目标位置后，控制所述无人机松开所述目标货物；

控制所述第二驱动机构驱动所述第二升降架向下运动至收缩状态；

控制所述滑动组件带动所述第二升降架在水平方向上运动至所述第二停机坪位于所述第一停机平台的正下方，完成所述目标货物的投放作业。

进一步地，所述控制所述第一驱动机构驱动所述第一升降架向下运动至收缩状态之前，还包括：

当对应的所述无人机松开所述目标货物后，控制对应的所述无人机回到所述第一停机坪；

和/或，所述控制所述第二驱动机构驱动所述第二升降架向下运动至收缩状态之前，还包括：

当对应的所述无人机松开所述目标货物后，控制对应的所述无人机回到所述第二停机坪。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种车载无人机机场装置及控制方法，当需要运送、投放目标货物时，首先利用控制单元控制机械臂结构从电池充电架上取下电池，并将电池安装到无人机上，再控制机械臂结构从货物存储架上取下目标货物，并将目标货物放置在第一停机平台或第二停机平台，便于无人机抓取；然后控制无人机抓取目标货物并将目标货物转运至目标位置，实现目标货物的自动投放；完成目标货物投放的无人机，可以直接在目标位置被异地接管，也可以沿原航线返回至第一停机平台或第二停机平台。本公开的装置，将货物存储架、电池充电架、第一停机平台、第二停机平台、机械臂结构及控制单元均耦合在移动车辆上，实现车载移动机场，可以根据作业需求随时进行移动，便捷性更高，作业效率更高，且有效减少固定起降机场及专业工作人员的设置，有效降低成本；利用两架无人机、机械臂结构、第一停机平台及第二停机平台，可实现无人机电池的自动安装、充电，目标货物的自动转运、投放，无人机的自动起飞及降落，有效提高作业效率；同时能够充分发挥移动车辆长距离机动和无人机末端精确配送功能，有效解决道路遮蔽、中断情况下的末端物资配送难题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种车载无人机机场装置的一种示意图；

图2为本发明实施例提供一种车载无人机机场装置的另一种示意图；

图3为本发明实施例提供的机械臂结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第一停机平台及第二停机平台的示意图。

附图标记说明：10-无人机；11-抓取爪手；20-移动车辆；21-支撑平台；30-货物存储架；31-货物仓位；32-目标货物；40-电池充电架；41-电池仓位；42-电池；50-第一停机平台；51-第一停机坪；52-第一升降架；53-第一驱动机构；54-支撑柱；60-第二停机平台；61-第二停机坪；62-第二升降架；63-滑动组件；631-滑轨；632-滑块；70-机械臂结构；71-旋转底座；72-机械臂本体；73-机械爪手；80-外壳；81-侧板；82-顶板；83-活动开口。

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，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

现在大型无人机10的运营模式大多为两地固定机场的起降，即在起飞点及降落点均设置固定起降机场，同时在起降机场配备起降站及安排专业人员进行操作控制。随着物流运输航线越来越多，需要配备的起降站和专业人员也越来越多，成本逐渐提高，无人机10运行和管理变得越来越复杂困难，同时在物流配送的末端，由于配送地点的情况各不相同，通常难以实现精确配送。此外，在无人机10作业过程中，目前仍然采用的是人工配货及人工电池42装载的形式，耗费人力，且效率低下。

基于上述情况，本申请公开了一种车载无人机机场装置，用以上下停放至少两架无人机10，可以根据现场作业进行移动，减少起降机场及专业人员的配置，同时能够实现至少两架无人机10的起降、管理，且具有自动更换电池42、装载货物的功能，作业效率更高，如图1～2所示，包括：

具有支撑平台21的移动车辆20；

竖直设置在所述支撑平台21上的货物存储架30，所述货物存储架30上设置有多个用以放置目标货物32的货物仓位31；

竖直设置在所述支撑平台21上的电池充电架40，所述电池充电架40上设置有多个用以对所述无人机10的电池42进行充电的电池仓位41；

上下设置在所述支撑平台21上的第一停机平台50及第二停机平台60，所述第一停机平台50及所述第二停机平台60用以分别停放至少一架所述无人机10；

设置在所述支撑平台21上的机械臂结构70，用以将位于所述货物仓位31的所述目标货物32转运至所述第一停机平台50或所述第二停机平台60上及将位于所述电池仓位41的所述电池42取出并安装在所述至少两架无人机10上；其中，所述至少两架无人机10用以从所述第一停机平台50或所述第二停机平台60上抓取所述目标货物32，并将抓取的所述目标货物32运送至目标位置；

控制单元，所述控制单元与所述至少两架无人机10、所述机械臂结构70、所述第一停机平台50及所述第二停机平台60信号连接。

在本公开中，当需要运送、投放目标货物32时，首先利用控制单元控制机械臂结构70从电池充电架40上取下电池42，并将电池42安装到无人机10上，再控制机械臂结构70从货物存储架30上取下目标货物32，并将目标货物32放置在第一停机平台50或第二停机平台60，便于无人机10抓取；然后控制无人机10抓取目标货物32并将目标货物32转运至目标位置，实现目标货物32的自动投放；完成目标货物32投放的无人机10，可以直接在目标位置被异地接管，也可以沿原航线返回至第一停机平台50或第二停机平台60。当无人机10的电池42电量耗尽时，可以利用机械臂结构70将无人机10上的电池42取下并放置在电池充电架40上的电池仓位41上，电池仓位41用以对无人机10的电池42进行充电，实现无人机10电池42的自动安装、更换及自动充电。本公开的装置，将货物存储架30、电池充电架40、第一停机平台50、第二停机平台60、机械臂结构70及控制单元均耦合在移动车辆20上，实现车载移动机场，可以根据作业需求随时进行移动，便捷性更高，作业效率更高，且有效减少固定起降机场及专业工作人员的设置，有效降低成本；利用两架无人机10、机械臂结构70、第一停机平台50及第二停机平台60，可实现无人机10电池42的自动安装、充电、目标货物32的自动转运、投放、无人机10的自动起飞及降落，有效提高作业效率；同时能够充分发挥移动车辆20长距离机动和无人机10末端精确配送功能，有效解决道路遮蔽、中断情况下的末端物资配送难题。

在一些实施例中，如图2、4所示，所述第一停机平台50包括第一停机坪51、第一升降架52及第一驱动机构53；

所述第一停机坪51的上侧面用以停放所述无人机10，下侧面连接有所述第一升降架52；所述第一升降架52设置在所述支撑平台21上，且下方限制出容纳所述第二停机平台60的空间；所述控制单元与所述第一驱动机构53信号连接；所述第一驱动机构53与所述第一升降架52连接，并驱动所述第一升降架52在竖直方向做上下往复运动至升起状态或收缩状态。

当无人机10需要利用第一停机平台50起飞、降落时，控制单元发送升起控制信号至第一驱动机构53，第一驱动机构53接收到升起控制信号后，驱动第一升降架52向上运动至升起状态，然后无人机10抓取目标货物32起飞，进行目标货物32的投放作业，当无人机10完成目标货物32的投放后，无人机10可以由异地接管，也可以返航至第一停机坪51。当无人机10由异地接管时，在无人机10离开第一停机坪51时，控制单元即可发送收缩控制信号至第一驱动机构53，第一驱动机构53接收到收缩控制信号后，驱动第一升降架52向下运动收缩状态，完成第一停机坪51的复位；当无人机10需要返航至第一停机坪51时，在无人机10完成目标货物32投放并返航至第一停机坪51后，控制单元再发送收缩控制信号至第一驱动机构53驱动第一升降架52回到收缩状态。由此实现第一停机坪51的起降，当无人机10进行起飞或降落时，第一停机坪51均处于升起状态，此时第一停机坪51周围干扰较小，便于无人机10对第一停机坪51的识别，使得无人机10能够在第一停机坪51上更好地进行起飞及降落。

在一些实施例中，如图2、4所示，所述第二停机平台60包括第二停机坪61、第二升降架62、第二驱动机构(图中未示出)及滑动组件63；

所述第二停机坪61的上侧面用以停放所述无人机10，下侧面连接有所述第二升降架62；所述第二升降架62设置在所述滑动组件63上；所述滑动组件63设置在所述支撑平台21上，并带动所述第二升降架62在水平方向做左右往复运动至所述第二停机坪61位于所述第一停机平台50的正下方，或所述第二停机坪61位于与所述第一停机平台50在竖直方向上不重合的位置；所述第二驱动机构与所述第二升降架62连接，并驱动所述第二升降架62在竖直方向做上下往复运动至升起状态或收缩状态；

所述控制单元与所述第二驱动机构及所述滑动组件63信号连接。

当无人机10需要利用第二停机平台60起飞、降落时，控制单元发送推出控制信号至滑动组件63，滑动组件63收到推出控制信号后，带动第二升降架62在水平方向滑动至第二停机坪61不与第一停机平台50在竖直方向上重合，即先将第二停机坪61从第一停机平台50下方推出，然后再发送升起控制信号至第二驱动机构，由第二驱动机构驱动第二升降架62向上运动至升起状态，然后无人机10抓取目标货物32起飞，进行目标货物32的投放作业。当无人机10由异地接管时，在无人机10离开第二停机坪61时，控制单元即可发送收缩控制信号至第二驱动机构，第二驱动机构驱动第二升降架62向下运动收缩状态，然后再发送复位控制信号至滑动组件63，由滑动组件63带动第二升降架62滑动至第二停机坪61位于第一停机平台50的正下方，完成第二停机坪61的复位；当无人机10需要返航至第二停机坪61时，在无人机10返航至第二停机坪61后，再控制第二驱动机构及滑动组件63实现第二停机坪61的复位。当无人机10利用第二停机坪61进行起飞或降落时，先将第二停机坪61从第一停机平台50下推出，再升起第二停机坪61，使得第二停机坪61处于开阔视野中，周围干扰较小，便于无人机10对第二停机坪61进行识别，能够更好地在第二停机坪61上进行起飞及降落；同时，移动车辆20的大小通常有一定的限制，可利用的空间也有限，因此当第二停机坪61不需要使用时，则将第二停机坪61收缩至位于第一停机平台50的正下方，能有效节省空间，提高移动车辆20的空间利用率。

在一些实施例中，如图2、4所示，所述滑动组件63包括第三驱动机构(图中未示出)、滑轨631及与所述滑轨631相配合的滑块632；

所述滑轨631设置在所述支撑平台21上；所述滑块632的底部活动连接所述滑轨631，顶部与所述第二升降架62连接；所述第三驱动机构与所述滑块632连接，并驱动所述滑块632在所述滑轨631上进行左右往复运动；

所述控制单元与所述第三驱动机构信号连接。

当需要推出第二停机坪61时，控制单元发出推出控制信号至第三驱动机构，第三驱动机构推动滑块632在滑轨631上滑动，从而带动第二升降架62滑动，进而带动第二停机坪61在水平方向上滑动；当需要复位第二停机坪61时，控制单元发出复位控制信号至第三驱动机构，第三驱动机构带动滑块632在滑轨631上滑动，从而带动第二升降架62滑动，进而带动第二停机坪61复位至第二停机平台60的正下方。通过设置滑动组件63，实现第二停机坪61在水平方向上的运动，为后续第二停机坪61的升起提供作业空间，同时在第二停机坪61不需要作业时，又能将第二停机坪61收缩在第一停机平台50正下方，有效节约占用空间，实现空间的有效利用。

在一些实施例中，如图3所示，所述机械臂结构70包括：

设置在所述支撑平台21上的旋转底座71，所述旋转底座71可在所述支撑平台21上进行往复旋转运动；

设置在所述旋转底座71上并可进行伸展及收缩运动的机械臂本体72；

机械爪手73，所述机械爪手73设置在所述机械臂本体72上与连接有所述旋转底座71相对的另一端，并可进行抓取及松开运动；

所述控制单元与所述旋转底座71、所述机械臂本体72及所述机械爪手73信号连接。

当需要进行目标货物32的投放作业时，首先控制单元发送电池42安装信号至旋转底座71、机械爪手73及机械臂本体72，通过旋转底座71的旋转及机械臂本体72伸展、收缩等，可以使得机械爪手73运动至合适的位置并对无人机10的电池42进行抓取，取出电池42，然后再通过旋转底座71及机械臂本体72的配合使得机械爪手73运动至待作业的无人机10附近，然后将取出的电池42安装在待作业的无人机10上。当完成无人机10的电池42安装后，控制单元再发送目标货物32移动信号至旋转底座71、机械爪手73及机械臂本体72，旋转底座71再与机械爪手73配合将机械爪手73运动至货物存储架30上的目标货物32附近，然后机械爪手73抓取目标货物32，再通过旋转底座71与机械爪手73配合将抓取有目标货物32的机械爪手73运动至安装有电池42的无人机10所停放的停机平台上(即第一停机平台50或第二停机平台60)，完成目标货物32从存储货架到第一停机平台50或第二停机平台60的转运；最后控制单元再发送货物投送信号至对应的无人机10，对应的无人机10抓取所处停机平台上的目标货物32，并将目标货物32运送至目标位置。可选地，控制单元也可以控制机械臂结构70先抓取目标货物32并将目标货物32转运至停机平台上，然后再取出电池42并将电池42安装在无人机10上，具体不做限制。可选地，当无人机10上装配有电池42时，则不需要利用机械臂结构70进行电池42安装，可直接控制机械臂结构70抓取目标货物32进行目标货物32的投放。可选地，当无人机10上装配有电池42，但电池42没电时，无人机10向控制单元发送低电量信号，控制单元在接收到低电量信号后控制机械臂结构70将无人机10上的电池42取下，并将低电量的电池42放置在电池充电架40上的电池仓位41，对电池42进行充电，然后根据各个电池仓位41上的充电情况选择一块有电的电池42取出，并将有电的电池42安装在无人机10上。由此实现电池42的自动安装、更换、充电，及目标货物32的自动抓取、转运及投放。

在一些实施例中，如图4所示，每个所述无人机10的下侧面均设置有抓取爪手11；

所述控制单元与所述抓取爪手11信号连接，并控制每个所述无人机10上的所述抓取爪手11进行抓取及松开运动。

通过在无人机10上设置抓取爪手11实现目标货物32的抓取及松开，当需要抓取目标货物32时，控制单元控制抓取爪手11进行抓取运动，从而抓取目标货物32；当无人机10飞行至目标位置后，控制单元控制抓取爪手11进行松开运动，实现目标货物32的投放作业，由此实现无人机10对目标货物32的自动抓取、运送及投放，作业效率高。

在一些实施例中，当所述无人机10停放于所述第一停机平台50或所述第二停机平台60时，所述抓取爪手11限制出容纳所述目标货物32的空间。当需要利用无人机10进行目标货物32运送及投放时，可将所述抓取爪手11设置为松开状态，并在抓取爪手11上限制出容纳目标货物32的空间，然后将目标货物32放置在抓取爪手11下，此时再控制抓取爪手11进行抓取动作，便于对目标货物32的抓取，提高无人机10目标货物32的抓取效率。

在一些实施例中，如图1所示，还包括外壳80，所述外壳80围绕所支撑平台21设置，并限制出第一容纳空间，所述货物存储架30、电池充电架40、第一停机平台50、第二停机平台60及机械臂结构70设置在所述第一容纳空间内。通过设置外壳80，与支撑平台21配合形成厢式结构的移动车辆20，将货物存储架30、电池充电架40、第一停机平台50、第二停机平台60及机械臂结构70均设置在外壳80内，起到保护的作用。具体地，外壳80包括侧板81及顶板82，顶板82与侧板81活动连接，侧板81上设置有活动开口83，当需要升起第一停机坪51时，将顶板82打开；当需要将第二停机坪61从第一停机平台50下推出时，可以打开侧板81上的活动开口83，从活动开口83将第二停机坪61推出，然后再利用第二升降架62将第二停机坪61升起。

在一些实施例中，如图2、4所示，所述第一停机平台50还包括竖直设置的多个支撑柱54，所述多个支撑柱54一端与支撑平台21连接，另一端与所述第一升降架52连接。通过多个竖直设置的支撑柱54将第一升降架52支撑在支撑平台21上，第一升降架52与支撑平台21之间形成一定的第二容纳空间，可以容纳第二停机平台60，实现第一停机平台50及第二停机平台60的上下叠放设置。

在一些实施例中，所述控制单元搭载在工控机(图中未示出)上，所述工控机设置在所述移动车辆20上。通过将搭载有控制单元的工控机安装在移动车辆20上，工作人员可以随时在移动车辆20上对无人机10、机械臂结构70、第一停机平台50及第二停机平台60进行控制。具体地，还可以再设置一个便携移动智能设备(图中未示出)，如平板电脑、移动电话等，便携移动智能设备通过无线网络远程控制工控机，从而实现对无人机10、机械臂结构70、第一停机平台50及第二停机平台60的远程控制。

本公开提供的一种车载无人机机场装置，通过上下设置的第一停机平台50及第二停机平台60，可以同时供两架无人机10进行起飞、降落、停放；当利用第一停机平台50起飞、降落、停放时，升起第一停机坪51，无人机10抓取第一停机坪51的目标货物32，抓取目标货物32后进行起飞，并飞行至目标位置投放目标货物32；完成目标货物32的投放后，可以直接在异地接管，也可以返航并降落在第一停机坪51，然后收回第一停机坪51，完成作业；当利用第二停机平台60起飞、降落、停放时，先利用滑动组件63将第二停机坪61从第一停机平台50下方推出，然后再升起第二停机坪61，无人机10在第二停机坪61上进行目标货物32抓取、起飞，当无人机10完成目标货物32投放并需要返航时，在第二停机坪61上进行降落，然后再收起第二停机坪61，并将第二停机坪61回收至第一停机平台50正下方。本公开的装置，可以随着实际需求随时进行移动，能有效降低固定机场和作业人员的配置，节约成本；实现了无人机10电池42的自动安装、更换、充电，实现了目标货物32的自动抓取、转运、投放，作业效率高；采用上下设置且可折叠的停机平台(即第一停机平台50及第二停机平台60)，合理利用移动车辆20的有效空间，减少占用面积；同时能够充分发挥移动车辆20长距离机动和无人机10末端精确配送功能，有效解决道路遮蔽、中断情况下的末端物资配送难题。

基于上述情况，本申请还公开了一种车载无人机机场控制方法，应用于上述任一实施例所述的一种车载无人机机场装置，所述方法包括：

根据预设投放任务获取目标位置坐标、电池仓位标识号及货物仓位标识号；

所述控制单元控制位于所述移动车辆20的所述支撑平台21上的所述机械臂结构70，从所述电池充电架40上与所述电池仓位标识号对应的所述电池仓位41中将所述电池42取出，并将所述电池42安装在停放在所述第一停机平台50或所述第二停机平台60上的所述无人机10上；

所述控制单元控制位于所述移动车辆20的所述支撑平台21上的所述机械臂结构70，从所述货物存储架30上与所述货物仓位标识号对应的所述货物仓位31中将所述目标货物32取出，并将所述目标货物32放置在所述第一停机平台50或所述第二停机平台60上；其中，所述目标货物32放置在安装有所述电池42的所述无人机10所停放的停机平台上；

所述控制单元控制安装有所述电池42的所述无人机10抓取位于同一停机平台上的所述目标货物32，并基于所述目标位置坐标将抓取的所述目标货物32运送至目标位置，完成所述目标货物32的投放作业。

本公开中，针对每一个电池仓位41及货物仓位31都设置有对应的电池仓位标识号及货物仓位标识号，当需要进行货物投放时，根据预设投放任务获取电池仓位标识号、货物仓位标识号及目标位置坐标；然后基于电池仓位标识号及货物仓位标识号找到需要安装的电池42及需要投放的目标货物32，再控制机械臂结构70移动到对应的电池仓位41及货物仓位31进行电池42取出及目标货物32抓取，将电池42安装在无人机10上，并将目标货物32放置在第一停机平台50或第二停机平台60，为了便于无人机10对目标货物32的抓取，将目标货物32放置在安装有电池42的无人机10所停放的停机平台上(即第一停机平台50或第二停机平台60)，即若是把电池42安装在第一停机平台50上停放的无人机10上时，则也把目标货物32放置在第一停机平台50上；若是把电池42安装在第二停机平台60上停放的无人机10时，则也把目标货物32放置在第二停机平台60上。当机械臂结构70完成无人机10的电池42安装并将目标货物32转运至停机平台后，无人机10再抓取停机平台上的目标货物32，并基于目标位置坐标将目标货物32运送至目标位置，完成目标货物32的投放作业，整个过程中可以实现无人机10电池42的自动安装、充电、目标货物32的自动装载、投放、无人机10的自动起飞及降落，货物投放效率高，能有效降低人工成本，同时能够充分发挥移动车辆20长距离机动和无人机10末端精确配送功能，有效解决道路遮蔽、中断情况下的末端物资配送难题。

在一些实施例中，所述所述控制单元控制安装有所述电池42的所述无人机10抓取位于同一停机平台上的所述目标货物32，并基于所述目标位置坐标将抓取的所述目标货物32运送至目标位置，完成所述目标货物32的投放作业包括：

响应于确定安装有所述电池42的所述无人机10停放在所述第一停机平台50上，所述控制单元执行以下步骤：

控制第一驱动机构53驱动第一升降架52向上运动至升起状态；

控制停放于第一停机坪51的所述无人机10抓取所述第一停机坪51上的所述目标货物32后向所述目标位置坐标对应的目标位置飞行；

当对应的所述无人机10飞行至所述目标位置后，控制所述无人机10松开所述目标货物32；

控制所述第一驱动机构53驱动所述第一升降架52向下运动至收缩状态，完成所述目标货物32的投放作业。

在一些实施例中，还包括：

响应于确定安装有所述电池42的所述无人机10停放在第二停机平台60上，所述控制单元执行以下步骤：

控制滑动组件63带动第二升降架62在水平方向上运动至第二停机坪61位于与所述第一停机平台50在竖直方向上不重合的位置；

控制第二驱动机构驱动所述第二升降架62向上运动至升起状态；

控制停放于所述第二停机坪61的所述无人机10抓取所述第二停机坪61上的所述目标货物32后向所述目标位置坐标对应的目标位置飞行；

当对应的所述无人机10飞行至所述目标位置后，控制所述无人机10松开所述目标货物32；

控制所述第二驱动机构驱动所述第二升降架62向下运动至收缩状态；

控制所述滑动组件63带动所述第二升降架62在水平方向上运动至所述第二停机坪61位于所述第一停机平台50的正下方，完成所述目标货物32的投放作业。

在一些实施例中，所述控制所述第一驱动机构53驱动所述第一升降架52向下运动至收缩状态之前，还包括：

当对应的所述无人机10松开所述目标货物32后，控制对应的所述无人机10回到所述第一停机坪51；

和/或，所述控制所述第二驱动机构驱动所述第二升降架62向下运动至收缩状态之前，还包括：

当对应的所述无人机10松开所述目标货物32后，控制对应的所述无人机10回到所述第二停机坪61。当安装有电池42的无人机10停放在第一停机平台50时，机械臂结构70从货物存储架30上抓取完目标货物32后也将目标货物32放置在第一停机平台50上，具体地，放置在第一停机坪51上，然后控制第一驱动机构53驱动第一升降架52向上运动至升起状态，具体地，可以将第一升降架52升起至超过外壳80侧板81的高度；无人机10抓取第一停机坪51上的目标货物32，然后根据目标位置坐标飞行至对应的目标位置，当对应的无人机10飞行至目标位置后，则可控制无人机10松开目标货物32，完成货物投放；当无人机10飞行至目标位置并完成货物投放后，可以直接在目标位置被异地接管，也可以沿原航线返回第一停机平台50或第二停机平台60。当无人机10采用异地接管的模式时，在无人机10抓取完目标货物32后并从第一停机坪51上起飞后，则可开始收起第一停机坪51，即控制第一驱动机构53驱动第一升降架52向下运动至收缩状态，此时整个目标货物32的投放作业完成；当无人机10采用返航模式时，无人机10在目标位置投放目标货物32后，等待无人机10返航至第一停机坪51后，然后再收起第一停机坪51，此时整个目标货物32的投放作业完成。

当安装有电池42的无人机10停放在第二停机平台60时，机械臂结构70从货物存储架30上抓取完目标货物32后也将目标货物32放置在第二停机平台60上，具体地，放置在第二停机坪61上，然后由滑动组件63带动第二升降架62在水平方向运动至第二停机坪61位于与第一停机平台50在竖直方向上不重合的位置，此时再控制第二驱动机构驱动第二升降架62向上运动至升起状态，无人机10抓取第二停机坪61上的目标货物32，然后根据目标位置坐标飞行至对应的目标位置，当对应的无人机10飞行至目标位置后，则可控制无人机10松开目标货物32，完成货物投放；当无人机10采用异地接管的模式时，在无人机10抓取目标货物32并从第二停机坪61上起飞后，则可开始收起第二停机坪61，即控制第二驱动机构驱动第二升降架62向下运动至收缩状态，然后再利用滑动组件63带动第二升降架62在水平方向上运动至第二停机坪61位于第一停机平台50的正下方，完成第二停机坪61的复位，此时整个目标货物32的投放作业完成；当无人机10采用返航模式时，在无人机10在目标位置投放目标货物32后，等待无人机10返航至第二停机坪61，然后再复位第二停机坪61，此时整个目标货物32的投放作业完成。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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)

1.一种车载无人机机场装置，其特征在于，用以上下停放至少两架无人机，包括：

具有支撑平台的移动车辆；

竖直设置在所述支撑平台上的货物存储架，所述货物存储架上设置有多个用以放置目标货物的货物仓位；

竖直设置在所述支撑平台上的电池充电架，所述电池充电架上设置有多个用以对所述无人机的电池进行充电的电池仓位；

上下设置在所述支撑平台上的第一停机平台及第二停机平台，所述第一停机平台及所述第二停机平台用以分别停放至少一架所述无人机；

设置在所述支撑平台上的机械臂结构，用以将位于所述货物仓位的所述目标货物转运至所述第一停机平台或所述第二停机平台上及将位于所述电池仓位的所述电池取出并安装在所述至少两架无人机上；其中，所述至少两架无人机用以从所述第一停机平台或所述第二停机平台上抓取所述目标货物，并将抓取的所述目标获取运送至目标位置；

控制单元，所述控制单元与所述至少两架无人机、所述机械臂结构、所述第一停机平台及所述第二停机平台信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种车载无人机机场装置，其特征在于，所述第一停机平台包括第一停机坪、第一升降架及第一驱动机构；

所述第一停机坪的上侧面用以停放所述无人机，下侧面连接有所述第一升降架；所述第一升降架设置在所述支撑平台上，且下方限制出容纳所述第二停机平台的空间；所述控制单元与所述第一驱动机构信号连接；所述第一驱动机构与所述第一升降架连接，并驱动所述第一升降架在竖直方向做上下往复运动至升起状态或收缩状态。

3.根据权利要求1所述的一种车载无人机机场装置，其特征在于，所述第二停机平台包括第二停机坪、第二升降架、第二驱动机构及滑动组件；

所述第二停机坪的上侧面用以停放所述无人机，下侧面连接有所述第二升降架；所述第二升降架设置在所述滑动组件上；所述滑动组件设置在所述支撑平台上，并带动所述第二升降架在水平方向做左右往复运动至所述第二停机坪位于所述第一停机平台的正下方，或所述第二停机坪位于与所述第一停机平台在竖直方向上不重合的位置；所述第二驱动机构与所述第二升降架连接，并驱动所述第二升降架在竖直方向做上下往复运动至升起状态或收缩状态；

所述控制单元与所述第二驱动机构及所述滑动组件信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种车载无人机机场装置，其特征在于，所述滑动组件包括第三驱动机构、滑轨及与所述滑轨相配合的滑块；

所述滑轨设置在所述支撑平台上；所述滑块的底部活动连接所述滑轨，顶部与所述第二升降架连接；所述第三驱动机构与所述滑块连接，并驱动所述滑块在所述滑轨上进行左右往复运动；

所述控制单元与所述第三驱动机构信号连接。

5.根据权利要求1所述的一种车载无人机机场装置，其特征在于，所述机械臂结构包括：

设置在所述支撑平台上的旋转底座，所述旋转底座可在所述支撑平台上进行往复旋转运动；

设置在所述旋转底座上并可进行伸展及收缩运动的机械臂本体；

机械爪手，所述机械爪手设置在所述机械臂本体上与连接有所述旋转底座相对的另一端，并可进行抓取及松开运动；

所述控制单元与所述旋转底座、所述机械臂本体及所述机械爪手信号连接。

6.根据权利要求1所述的一种车载无人机机场装置，其特征在于，每个所述无人机的下侧面均设置有抓取爪手；

所述控制单元与所述抓取爪手信号连接，并控制每个所述无人机上的所述抓取爪手进行抓取及松开运动。

7.一种车载无人机机场控制方法，其特征在于，应用于所述权利要求1～6任一项所述的一种车载无人机机场装置，所述方法包括：

根据预设投放任务获取目标位置坐标、电池仓位标识号及货物仓位标识号；

所述控制单元控制位于所述移动车辆的所述支撑平台上的所述机械臂结构，从所述电池充电架上与所述电池仓位标识号对应的所述电池仓位中将所述电池取出，并将所述电池安装在停放在所述第一停机平台或所述第二停机平台上的所述无人机上；

所述控制单元控制位于所述移动车辆的所述支撑平台上的所述机械臂结构，从所述货物存储架上与所述货物仓位标识号对应的所述货物仓位中将所述目标货物取出，并将所述目标货物放置在所述第一停机平台或所述第二停机平台上；其中，所述目标货物放置在安装有所述电池的所述无人机所停放的停机平台上；

所述控制单元控制安装有所述电池的所述无人机抓取位于同一停机平台上的所述目标货物，并基于所述目标位置坐标将抓取的所述目标货物运送至目标位置，完成所述目标货物的投放作业。

8.根据权利要求7所述的一种车载无人机机场控制方法，其特征在于，所述所述控制单元控制安装有所述电池的所述无人机抓取位于同一停机平台上的所述目标货物，并基于所述目标位置坐标将抓取的所述目标货物运送至目标位置，完成所述目标货物的投放作业包括：

响应于确定安装有所述电池的所述无人机停放在所述第一停机平台上，所述控制单元执行以下步骤：

控制第一驱动机构驱动第一升降架向上运动至升起状态；

控制停放于第一停机坪的所述无人机抓取所述第一停机坪上的所述目标货物后向所述目标位置坐标对应的目标位置飞行；

当对应的所述无人机飞行至所述目标位置后，控制所述无人机松开所述目标货物；

控制所述第一驱动机构驱动所述第一升降架向下运动至收缩状态，完成所述目标货物的投放作业。

9.根据权利要求8所述的一种车载无人机机场控制方法，其特征在于，还包括：

响应于确定安装有所述电池的所述无人机停放在第二停机平台上，所述控制单元执行以下步骤：

控制滑动组件带动第二升降架在水平方向上运动至第二停机坪位于与所述第一停机平台在竖直方向上不重合的位置；

控制第二驱动机构驱动所述第二升降架向上运动至升起状态；

控制停放于所述第二停机坪的所述无人机抓取所述第二停机坪上的所述目标货物后向所述目标位置坐标对应的目标位置飞行；

当对应的所述无人机飞行至所述目标位置后，控制所述无人机松开所述目标货物；

控制所述第二驱动机构驱动所述第二升降架向下运动至收缩状态；

控制所述滑动组件带动所述第二升降架在水平方向上运动至所述第二停机坪位于所述第一停机平台的正下方，完成所述目标货物的投放作业。

10.根据权利要求9所述的一种车载无人机机场控制方法，其特征在于，所述控制所述第一驱动机构驱动所述第一升降架向下运动至收缩状态之前，还包括：

当对应的所述无人机松开所述目标货物后，控制对应的所述无人机回到所述第一停机坪；

和/或，所述控制所述第二驱动机构驱动所述第二升降架向下运动至收缩状态之前，还包括：

当对应的所述无人机松开所述目标货物后，控制对应的所述无人机回到所述第二停机坪。