CN204250382U - 定位机构及采用该定位机构的uav基站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种定位机构及采用该定位机构的UAV基站、UAV补给方法，该定位机构，包括设有降落区域的基座，所述降落区域上设有定位部；可活动地设于所述降落区域的导向件，所述导向件包括导向面；其中，所述导向件相对于所述基座的活动状态包括非工作状态及工作状态，所述导向件在所述非工作状态的高度小于在所述工作状态的高度，并且所述导向面在所述工作状态能够与所述定位部相邻接。上述定位机构相较于全主动式的方案减少了用于定位的作动器的数量，从而降低了设备的成本及复杂度，并且减少导向件在非工作状态时的占用空间，便于设备小型化设计。

Description

定位机构及采用该定位机构的UAV基站

技术领域

本实用新型涉及一种基站，特别涉及一种定位机构及采用该定位机构的UAV（小型无人飞行器，Unmanned Aerial Vehicle）基站。

背景技术

UAV的定点自动降落及定位技术，即UAV利用机器视觉等技术，在无人操作的情况下进行定点降落，并在降落后，将UAV的位置固定到所需的准确位置。这个技术，可用于很多应用中，例如UAV降落后，配套的地面装置若需要对其进行交互，如自动更换电池，或自动更换负载等。

一般常见的定位方案，有全主动式的，即使用电机等作动器，UAV在地面降落后，把其移动到所需要的位置，固定其在平面上的三个维度（两个线性维度，一个角度）。

也有全被动式的，例如Skycatch公司的方案，把UAV的底部做成大圆锥形，降落定位部做成大圆锥坑，UAV降落后，自动滑落至降落定位部内，从而对UAV在平面中的两个线性维度进行定位。或者，UAV的脚架做成几根竖直的柱子，停机坪上有相同间距的几个圆锥坑，UAV降落在圆锥的投影面积上时，自动滑落到圆锥坑的底部，固定住三个维度。

然而，传统的定位方案存在下缺陷：

全主动式的方案，缺点在于需要使用较多作动器，而且需要固定UAV的三个维度，定位和引导UAV的装置较为复杂，会增加设备的成本和复杂度。

全被动式的方案，缺点在于装置体积较大。例如，圆锥形的结构，占用空间大，这样若希望把设备做得小，就难以做到。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型有必要提供一种需要作动器较少、并且能够减小UAV基站体积的定位机构。

一种定位机构，包括：

设有降落区域的基座，所述降落区域上设有定位部；以及

用于将移动物体导向至所述定位部的导向件，所述导向件可活动地设于所述降落区域，所述导向件包括导向面；

其中，所述导向件相对于所述基座的活动变形的状态包括非工作状态及工作状态，所述导向件在所述非工作状态时的形态不同于在所述工作状态时的形态，并且所述导向面在所述工作状态能够与所述定位部相邻接。

相较于传统的定位技术，上述定位机构至少具有如下优点：

（1）上述定位机构通过降落区域的导向件将UAV导向至定位区域，通过降落区域的定位部或定位部与导向件共同配合而将UAV定位，相较于全主动式的方案减少了用于定位的作动器的数量，从而降低了设备的成本及复杂度。

（2）上述定位机构的导向件可活动地设于降落区域，并且所述导向件相对于所述基座的活动状态包括非工作状态及工作状态，所述导向件在所述非工作状态的高度小于在所述工作状态的高度，以减少导向件在非工作状态时的占用空间，因此，便于设备小型化设计。

（3）上述定位机构通过降落区域的导向件将UAV导向至定位区域，而无需UAV精准地降落至定位部所在区域，从而降低了UAV降落的定位、导航精度要求。

在其中一个实施例中，所述定位部为用于定位平面上的两个维度的二维定位部，所述两个维度包括两个线性维度，或者所述两个维度包括一个线性维度及一个角度；

或者，所述定位部为用于定位空间上的三个维度的三维定位部。

在其中一个实施例中，所述降落区域还包括邻接所述定位部的操作区域。

在其中一个实施例中，所述操作区域设有供操作装置伸出到所述基座外的操作活门。

在其中一个实施例中，所述定位部为定位平面。

在其中一个实施例中，所述定位平面与所述操作区域相对的一侧设有底边定位件。

在其中一个实施例中，所述导向件为两个，所述两个导向件分别位于所述定位部的相对两侧边，并且所述两个导向件的所述导向面相对设置；

或者，所述定位平面边缘还设有侧边限位件，所述侧边限位件及所述导向件分别位于所述定位部的相对两侧边，并且所述导向件的所述导向面与所述侧边限位件相对设置。

在其中一个实施例中，所述定位部为定位凹部，所述定位凹部与所述导向件的所述导向面相邻接。

在其中一个实施例中，所述定位凹部的尺寸等于待定位尺寸；

或者，所述定位凹部具有长度方向及宽度方向，所述定位凹部在所述宽度方向的尺寸等于待定位尺寸，所述定位凹部在所述长度方向的尺寸大于待定位尺寸。

在其中一个实施例中，所述导向面为平面或曲面。

在其中一个实施例中，所述导向件可折叠于所述降落区域，所述工作状态为所述导向件伸展后的状态，所述非工作状态为所述导向件折叠后的状态。

在其中一个实施例中，所述导向件为导向板，所述导向板与所述基座可转动连接，并且所述导向面设于所述导向板的表面，所述工作状态为所述导向板相对于所述基座转动至与所述降落区域倾斜的状态，所述非工作状态为所述导向板转动至与所述降落区域平行的状态。

在其中一个实施例中，还包括连杆及定位导轨，所述定位导轨上设有多个间隔设置的限位部，所述连杆的一端与所述导向板可转动连接，另一端可选择性地与所述多个限位部中的一个相卡合，以支撑所述导向板；

或/及，还包括驱动件，所述驱动件驱动所述导向板相对于所述基座可转动。

在其中一个实施例中，所述导向件可折叠于所述基座内，所述工作状态为所述导向件伸出所述基座外的状态，所述非工作状态为所述导向件折叠于所述基座内的状态。

在其中一个实施例中，所述降落区域设有安装活门，所述导向件通过所述安装活门从所述基座内伸出到所述降落区域。

在其中一个实施例中，还包括驱动件，所述驱动件驱动所述导向件从所述安装活门伸出到所述降落区域。

在其中一个实施例中，所述导向件可收缩自身体积，所述工作状态为所述导向件伸展体积后的状态，所述非工作状态为所述导向件收缩体积后的状态。

在其中一个实施例中，所述导向件包括充气气囊，所述工作状态为所述充气气囊充气后的状态，所述非工作状态为所述充气气囊放气后的状态。

在其中一个实施例中，所述导向件限定所述定位部的局部，并且通过所述导向件的活动变形可调节所述定位部的大小。

在其中一个实施例中，所述导向件在所述降落区域可平移或转动，以调节所述定位部的大小；

或者，所述导向件为收缩机构，通过所述导向件的自身伸来缩调节所述定位部的大小。

在其中一个实施例中，所述定位部包括如下至少一种：定位平面，定位凹槽，定位机械结构；

或/及，所述导向件的形态包括如下至少一种：所述导向件相对于所述降落区域的高度，所述导向件在所述降落区域的投影面积，所述导向件在所述降落区域的投影的长度，所述导向件在所述降落区域的投影的宽度，所述导向件在所述降落区域的投影的形状，所述导向件相较于所述降落区域的夹角，所述导向件相对于所述降落区域的位置，所述导向件的自身体积；

或/及，所述导向件与所述基座的活动连接方式包括如下至少一种：所述导向件与所述基座可转动连接，所述导向件与所述基座可滑动连接，所述导向件与所述基座可伸缩连接，所述导向件能够从所述基座内移动至所述基座外；

或/及，所述导向件的活动变形包括如下至少一种：所述导向件相对于所述基座转动，所述导向件相对于所述降落区域平移，所述导向件相对于所述降落区域翻转，所述导向件相对于所述降落区域升降，所述导向件自身伸缩，所述导向件改变自身体积。

一种UAV基站，包括：

上述的定位机构；以及

用于对UAV进行操作的操作装置；

其中，所述UAV通过所述导向件的导向面移动至所述定位部，所述操作装置对定位于所述定位部的所述UAV进行操作。

在其中一个实施例中，所述操作装置包括用于辅助定位所述UAV的辅助机械结构；

或/及，所述操作装置包括用于对所述UAV进行功能原材料补给的原材料补给机构；

或/及，所述操作装置包括用于对所述UAV的负载进行更换的更换机构。

附图说明

图1为本实用新型的实施方式的UAV基站在非使用状态下的立体图；

图2为图1所示的UAV基站在使用状态下的立体图；

图3为图1所示的UAV基站定位UAV时的状态图；

图4为另一实施方式的UAV基站的结构示意图；

图5为另一实施方式的UAV基站的结构示意图；

图6为另一实施方式的UAV基站的结构示意图；

图7为另一实施方式的UAV基站的结构示意图；

图8为本实用新型的实施方式的UAV补给方法的流程图；

图9至图12为图8所示的UAV补给方法采用的UAV基站的使用状态图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型的实施方式提供一种定位机构，该定位机构包括基座及导向件。所述基座设有降落区域，所述降落区域上设有定位部。所述导向件可活动地设于所述降落区域，所述导向件相对于所述基座的活动变形的状态包括非工作状态及工作状态。UAV可由所述导向件导向至定位部，被所述定位部定位。

基于上述定位机构，本实用新型的实施例还提供一种采用上述定位机构的UAV基站。

所述UAV基站，包括上述的定位机构以及用于对UAV进行操作的操作装置。其中，所述UAV通过导向件的导向面移动至所述定位部，所述操作装置对被定位于所述定位部上的所述UAV进行操作。

在其中一些实施例中，所述操作装置包括用于辅助定位所述UAV的辅助机械结构。例如，所述辅助机械结构可以为一轴辅助机械结构，二轴辅助机械结构，三轴辅助机械结构等。

在其中一些实施例中，所述操作装置还包括用于对所述UAV进行功能原材料补给的原材料补给机构。

在其中一些实施例中，所述原材料补给机构还包括液体原料输送接口。例如，当所述UAV采用燃油动力装置，则所述原材料补给机构包括燃油输送接口。

在其中一些实施例中，所述原材料补给机构包括固体原料输送装置，例如，当所述UAV承载有喷洒粉末状的农药的喷药装置，则所述原材料补给机构包括农药输送轨道，或者药盒夹持装置。

在其中一些实施例中，所述操作装置包括用于对所述UAV的负载进行更换的更换机构，例如，所述操作装置包括用于跟换UAV挂载的云台的辅助机械结构。

在其中一些实施例中，所述导向件限定所述定位部的局部，通过所述导向件的活动变形可调节所述定位部的大小。例如，所述导向件在所述降落区域可平移，以调节所述定位部的大小；或者，所述导向件为收缩机构，通过所述导向件的伸缩调节所述定位部的大小。

基于上述UAV基站，本实用新型的实施方式还提供一种UAV补给方法。所述UAV补给方法通过所述UAV基站的降落区域内的导向件变换至工作状态，以将所述UAV导向至所述降落区域内的定位部，所述导向件在所述工作状态相较于所述降落区域的高度大于在非工作状态相较于所述降落区域的高度。

下面结合附图，对本实用新型的一些实施方式作详细说明。

请参阅图1至图3，本实用新型的实施方式的UAV基站100，包括定位机构101以及用于对UAV 200进行操作的操作装置103。

定位机构101，包括基座110以及导向件120。导向件120用于将UAV 200导向至基座110上的指定区域，并且导向件120可以变形，以减小导向件120的占用空间，从而便于定位机构101小型化设计。

具体在图示的实施例中，所述导向件120相对于所述基座110的活动变形的状态包括非工作状态及工作状态。所述导向件120在所述非工作状态时的形态不同于在所述工作状态时的形态。具体地，所述形态为所述导向件120相对于所述基座110的高度。

基座110设有降落区域111，降落区域111上设有定位部113，定位部113用于定位UAV 200。

基座110的结构可以根据实际需要来设计，例如，在图示的实施例中，基座110为UAV基站100的框架。

具体在图示的实施例中，定位部113为用于定位平面上的两个维度的二维定位部，两个维度包括一个线性维度及一个角度。

具体地，定位部113为定位平面，定位平面的一侧设有底边定位件114。导向件120为两个，两个导向件120分别位于定位部113的相对两侧边，并且两个导向件120的导向面121相对设置。定位平面与两个导向件120及底边定位件114共同定位UAV 200，使UAV 200仅在两个导向件120之间滑动，而不能转动。

当然，导向件120也可以为一个，例如，在其他实施例中，定位平面边缘还设有侧边限位件，侧边限位件及导向件120分别位于定位部113的相对两侧边，并且导向件120的导向面与侧边限位件相对设置。

进一步的，降落区域111还包括邻接定位部113的操作区域116。操作装置103对应操作区域116，以便于对UAV 200进行相关操作。底边定位件114设于定位部113与操作区域116相对的一侧。

进一步的，操作区域116设有供操作装置103伸出到基座110外的操作活门117。当操作装置103从操作活门117伸出到降落区域111时，操作活门117打开；当操作装置103从操作活门117缩回基座110内时，操作活门117关闭。

在其他实施例中，定位部113可以为定位凹部，并且具有长度方向及宽度方向，宽度方向的尺寸基本等于待定位尺寸，长度方向的尺寸大于待定位尺寸。例如，在其中一个实施例中，定位部113为长方形凹槽，UAV 200的脚架呈正方形，并且UAV 200的脚架的宽度等于正方形凹槽的开口尺寸，使UAV 200的脚架在长方形凹槽内沿其长度方向可滑动，而不能转动。

定位部113也可以为用于定位平面上的两个维度的二维定位部，两个维度包括两个线性维度。在其中一个实施例中，定位部113为定位凹部，定位凹部与导向件120的导向面121相邻接。定位凹部的尺寸基本等于待定位尺寸。例如，在其中一个实施例中，定位部113为正方形凹槽，UAV 200的脚架也呈正方形，并且UAV 200的脚架的边长等于正方形凹槽的开口尺寸。

定位部113也可以为用于定位空间上的三个维度的三维定位部113。例如，定位部113为定位凹部，定位凹部与导向件120的导向面121相邻接，定位凹部的侧壁上设有能够自动弹出的定位销，以将UAV 200的脚架完全定位在定位凹部内，从而使定位凹部形成三维定位部。

导向件120可活动地设于基座110的降落区域111，导向件120包括导向面121。导向件120相对于基座110的活动状态包括非工作状态及工作状态，导向件120在非工作状态的高度小于在工作状态的高度，并且导向面121在工作状态能够与定位部113相邻接。

导向面121可以为平面。当然，导向面121也可以为曲面，例如，导向面121包括如下至少一种：V形凸面，V形凹面，圆弧凸面，圆弧凹面，球形凸面，球形凹面。

导向件120的变形方式可以根据不同实际需要来设计，以下结合不同的实施例来说明。

导向件120可以折叠于降落区域111，工作状态为导向件120伸展后的状态，非工作状态为导向件120折叠后的状态。例如，在图示的实施例中，导向件120为导向板，导向板与基座110可转动连接，并且导向面121设于导向板的表面，工作状态为导向板相对于基座110转动至与降落区域111倾斜的状态，非工作状态为导向板转动至与降落区域111平行的状态。

具体地，导向板为设于基站上的与水平面呈预定角度（例如45°）的斜板，两块斜板与平面相交处的距离，为UAV 200的脚架间的距离。平板的宽度视UAV 200定点降落的精度而定。UAV 200的脚架的最外缘设计为矩形。当UAV 200降落时，可以在斜板在水平面投影覆盖的范围内降落，由于重力作用，UAV 200会滑落到两块斜板中间，停在两块斜板与平面相交处的位置，而达到两个维度（一个线性、一个旋转）的定位作用。在不使用这个设备时，斜板可以被轻松地折叠至与平面平行，节省空间，方便运输或储存。

操作装置103为设于UAV基站100上的一个单自由度机械臂，通过单自由度机械臂的推动，把UAV 200推到所需的位置，完成另一个线性维度的定位。至此，已做到UAV 200在UAV基站100上的降落区域111上的精确定位。

在上述实施例中，其为半被动的定位方案，优势在于较为简单的结构，只需一个作动器（若采用三轴机械臂，则无需增加额外作动器，可使用三轴机械臂中的其中一个自由度完成）。空间上也有优势，在不使用时，可以折叠到较小的空间。

需要说明的是，导向件120可以手动进行折叠，也可以在自动折叠。例如，在图示的实施例中，定位机构101还包括连杆123及定位导轨125，定位导轨125上设有多个间隔设置的限位部125a，连杆123的一端与导向件120可转动连接，另一端可选择性地与多个限位部125a相卡合，以支撑导向件120。具体地，限位部125a为限位凹槽。

在另外一个实施例中，定位机构101还包括驱动件，驱动件223驱动导向件120相对于基座110可转动。

如图4所示，驱动件可以为伸缩气缸223，伸缩气缸223的伸缩杆223a的自由端与导向板可转动连接，并且伸缩气缸223的伸缩杆223a的自由端沿导向板可滑动。例如，伸缩气缸223的伸缩杆223a的自由端设有两个凸耳223b，导向件120与导向面121相背对的背面设有两个相对设置的滑槽，所述两个凸耳223b分别设于所述两个滑槽内，所述凸耳223b在所述滑槽内可转动，同时沿所述滑槽可滑动。

如图5所示，驱动件也可以为电机225，定位机构101还包括丝母226及丝杆227，丝杆227与电机225的驱动轴共轴固定连接；丝母226套设在丝杆227上，并且与导向板可滑动连接。其中，电机225驱动丝杆227转动，丝母226与丝杆227螺纹配合而使丝母226沿丝杆227移动，丝母226带动导向板转动。

或者，导向件120设有枢轴，并且导向件120跟随枢轴一起转动，电机225的驱动轴与所述枢轴共轴连接，并且驱动枢轴转动，以带动导向件120转动。

或者，导向件120设有枢轴，并且导向件120跟随枢轴一起转动，电机的驱动轴通过同步带与所述枢轴同步转动，以带动导向件120转动于基座110内。

导向件120也可以折叠于基座110内，工作状态为导向件120伸出基座110外的状态，非工作状态为导向件120折叠于基座110内的状态。例如，如图6所示，在其中一个实施例中，降落区域111设有安装活门333，导向件120通过安装活门333从基座110内伸出到降落区域111。

进一步的，还包括驱动件，驱动件驱动导向件120从安装活门333伸出到降落区域111。

驱动件可以为伸缩气缸，伸缩气缸的伸缩杆的自由端与导向件120活动连接，以带动导向件120转动于基座110。

驱动件也可以为电机，定位机构101还包括丝杆及丝母，丝杆与电机的驱动轴共轴固定连接；丝母套设在丝杆上，并且与导向件120可滑动地铰接。其中，电机驱动丝杆转动，丝母与丝杆螺纹配合而使丝母沿丝杆移动，丝母带动导向板转动于基座110内。

或者，导向件120设有枢轴，并且导向件120跟随枢轴一起转动，电机的驱动轴与所述枢轴共轴连接，并且驱动枢轴转动，以带动导向件120转动于基座110内。

或者，导向件120设有枢轴，并且导向件120跟随枢轴一起转动，电机的驱动轴通过同步带与所述枢轴同步转动，以带动导向件120转动于基座110内。

导向件120也可以收缩自身体积，工作状态为导向件120伸展体积后的状态，非工作状态为导向件120收缩体积后的状态。例如，如图7所示，在其中一个实施例中，导向件120包括充气气囊423及与充气气囊423连接的充气装置425，工作状态为充气气囊423充气后的状态，非工作状态425为充气气囊423放气后的状态。

进一步的，导向件120限定定位部113的局部，通过导向件120的活动变形调节定位部113的大小，以适用于不同的型号的UAV。例如，在图示的实施例中，导向件120构成定位部113的一侧限位边，当转动或平移导向件120时，可以改变定位部113的大小。或者，导向件120自身可以伸缩，以改变定位部113的大小。

UAV 200通过导向件120的导向面121移动至定位部113，操作装置103对位于定位部113的UAV 200进行操作。

操作装置103可以包括用于辅助定位UAV 200的辅助机械结构。例如，辅助机械结构相对于定位部113可伸缩，以推动UAV 200，直至UAV 200被定位部113及辅助机械结构共同定位。或者，辅助机械结构也可以可夹持UAV 200，以定位UAV 200。或者，辅助机械结构包括用于抓取电池的电池抓取机构以及用于定位UAV 200的夹持机构。辅助机械结构的具体结构可以根据不同需求来设计，例如，辅助机械结构可以为机械手。

进一步的，操作装置103还包括用于对UAV 200进行功能原材料补给的原材料补给机构。原材料补给机构包括如下至少一种：液体原料输送接口，固体原料输送装置。液体原料输送接口用于对UAV 200补给液体原料，例如，汽油，清洁剂，杀虫药等等。固体原料输送装置用于对UAV 200补给固体类原料，例如，粉末状的农药，灭火粉等等。

进一步的，操作装置103包括用于对UAV 200的负载进行更换的更换机构。更换机构可以为用于更换UAV 200的云台的辅助机械结构，也可以为用于更换UAV 200的超声波清洁装置的辅助机械结构。

需要说明的是，基座110的定位部113不限于为定位平面，定位凹槽，也可以为定位机械结构。定位机械结构可以为定位框、定位凸柱等结构。

导向件120的形态不限于导向件120相较于降落区域111的高度，也可以为其他形态，例如，形态可以为导向件120在降落区域111的投影面积。例如，在图示的实施例中，导向件120为板体，其在降落区域111的投影为矩形，并且导向件120在非工作状态时的投影面积大于工作状态时的投影面积。

形态也可以为导向件120在降落区域111的投影的长度，或者导向件120在降落区域111的投影的宽度。例如，在图示的实施例中，导向件120为板体，其在降落区域111的投影为矩形，并且导向件120在非工作状态时的投影的宽度大于工作状态时的投影的宽度。

形态也可以为导向件120在降落区域111的投影的形状，例如，在图示的实施例中，若导向件120为正方形的板体，导向件120在非工作状态时的投影为正方形，工作状态时的投影为长方形。

形态也可以为导向件120相较于降落区域111的夹角，导向件120相对于降落区域111的位置，例如，在其中一个实施例中，导向件120与基座110可转动连接，并且可以翻转至基座110内，导向件120在非工作状态时位于降落区域111的下方，在工作状态时位于降落区域111的上方。

形态也可以为导向件120的自身体积。例如，在其中一个实施例中，导向件120包括可以充气的气囊，导向件120在非工作状态时的体积缩小，在工作状态时的体积增大。

导向件120与基座110的活动连接方式不限于图示的实施例中的方式，即，导向件120与基座110可转动连接的方式，也可以采用其他连接方式，例如，导向件120与基座110可滑动连接，导向件120与基座110可伸缩连接，导向件120能够从基座110内移动至基座110外。

导向件120的活动变形方式不限于图示的实施例中的方式，即，导向件120相对于基座110转动，也可以为其他变形方式，例如，导向件120相对于降落区域111平移，导向件120相对于降落区域111翻转，导向件120相对于降落区域111升降，导向件120自身伸缩，导向件120改变自身体积。

相较于传统的UAV基站100，上述UAV基站100至少具有如下优点：

（1）上述定位机构101通过降落区域111的导向件120将UAV 200导向至定位区域，通过降落区域111的定位部113或定位部113与导向件120共同配合而将UAV 200定位，相较于全主动式的方案减少了用于定位的作动器的数量，从而降低了设备的成本及复杂度。

（2）上述定位机构101的导向件120可活动地设于降落区域111，并且导向件120相对于所述基座110的活动状态包括非工作状态及工作状态，所述导向件120在所述非工作状态的高度小于在所述工作状态的高度，以减少导向件120在非工作状态时的占用空间，因此，便于设备小型化设计。

（3）上述定位机构101通过降落区域111的导向件120将UAV 200导向至定位区域，而无需UAV 200精准地降落至定位部113所在区域，从而降低了UAV 200降落的定位、导航精度要求。

对应于上述UAV基站100，本实用新型还提供一种UAV补给方法。

请参阅图8，本实用新型的实施方式的UAV补给方法，包括如下步骤：

步骤S501，UAV 200朝向UAV基站100的降落区域111降落。

UAV基站100上设有用于引导UAV 200降落的引导装置，使UAV 200可以自动朝向UAV基站100的降落区域111降落。例如，UAV基站100上设有GPS发射器，所述UAV 200通过GPS导航降落至UAV基站100的降落区域111；或者，UAV基站100的降落区域111设有标识特征，所述UAV 200设有双目视觉传感器，并通过双目视觉传感器对降落区域111上的标识特征进行标定，从而引导UAV 200自动降落至UAV基站100的降落区域111。

当然，UAV 200也可以通过人工引导降落至UAV基站100的降落区域111。

步骤S502，UAV基站100的降落区域111内的导向件120变换至工作状态，以将UAV 200导向至降落区域111内的定位部113，导向件120在工作状态时的形态不同于在非工作状态时的形态。具体在图示的实施例中，导向件120在工作状态相较于所述降落区域111的高度大于在非工作状态相较于所述降落区域111的高度

如图9至图11所示，当UAV 200降落至降落区域111的导向件120所在区域时，通过导向件120将UAV 200导向至定位部113，无需UAV 200精准地降落至定位部113所在区域。

具体在图示的实施例中，定位部113为用于定位平面上的两个维度的二维定位部，两个维度包括一个线性维度及一个角度。

具体地，定位部113为定位平面，定位平面的一侧设有底边定位件114。导向件120为两个，两个导向件120分别位于定位部113的相对两侧边，并且两个导向件120的导向面121相对设置。定位平面与两个导向件120及底边定位件114共同定位UAV 200，使UAV 200仅在两个导向件120之间滑动，而不能转动。

当然，导向件120也可以为一个，例如，在其他实施例中，定位平面边缘还设有侧边限位件，侧边限位件及导向件120分别位于定位部113的相对两侧边，并且导向件120的导向面与侧边限位件相对设置。

进一步的，降落区域111还包括邻接定位部113的操作区域116。操作装置103对应操作区域116，以便于对UAV 200进行相关操作。底边定位件114设于定位部113与操作区域116相对的一侧。

进一步的，操作区域116设有供操作装置103伸出到基座110外的操作活门117。当操作装置103从操作活门117伸出到降落区域111时，操作活门117打开；当操作装置103从操作活门117缩回基座110内时，操作活门117关闭。

在其他实施例中，定位部113可以为定位凹部，并且具有长度方向及宽度方向，宽度方向的尺寸基本等于待定位尺寸，长度方向的尺寸大于待定位尺寸。例如，在其中一个实施例中，定位部113为长方形凹槽，UAV 200的脚架呈正方形，并且UAV 200的脚架的宽度等于正方形凹槽的开口尺寸，使UAV 200的脚架在长方形凹槽内沿其长度方向可滑动，而不能转动。

定位部113也可以为用于定位平面上的两个维度的二维定位部，两个维度包括两个线性维度。在其中一个实施例中，定位部113为定位凹部，定位凹部与导向件120的导向面121相邻接。定位凹部的尺寸基本等于待定位尺寸。例如，在其中一个实施例中，定位部113为正方形凹槽，UAV 200的脚架也呈正方形，并且UAV 200的脚架的边长等于正方形凹槽的开口尺寸。

定位部113也可以为用于定位空间上的三个维度的三维定位部113。例如，定位部113为定位凹部，定位凹部与导向件120的导向面121相邻接，定位凹部的侧壁上设有能够自动弹出的定位销，以将UAV 200的脚架完全定位在定位凹部内，从而使定位凹部形成三维定位部。

导向件120可活动地设于基座110的降落区域111，导向件120包括导向面121。导向件120相对于基座110的活动状态包括非工作状态及工作状态，导向件120在非工作状态的高度小于在工作状态的高度，并且导向面121在工作状态能够与定位部113相邻接。

导向面121可以为平面。当然，导向面121也可以为曲面，例如，导向面121包括如下至少一种：V形凸面，V形凹面，圆弧凸面，圆弧凹面，球形凸面，球形凹面。

导向件120的变形方式可以根据不同实际需要来设计，以下结合不同的实施例来说明。

导向件120可以折叠于降落区域111，工作状态为导向件120伸展后的状态，非工作状态为导向件120折叠后的状态。例如，在图示的实施例中，导向件120为导向板，导向板与基座110可转动连接，并且导向面121设于导向板的表面，工作状态为导向板相对于基座110转动至与降落区域111倾斜的状态，非工作状态为导向板转动至与降落区域111平行的状态。

具体地，导向板为设于基站上的与水平面呈预定角度（例如45°）的斜板，两块斜板与平面相交处的距离，为UAV 200的脚架间的距离。平板的宽度视UAV 200定点降落的精度而定。UAV 200的脚架的最外缘设计为矩形。当UAV 200降落时，可以在斜板在水平面投影覆盖的范围内降落，由于重力作用，UAV 200会滑落到两块斜板中间，停在两块斜板与平面相交处的位置，而达到两个维度（一个线性、一个旋转）的定位作用。在不使用这个设备时，斜板可以被轻松地折叠至与平面平行，节省空间，方便运输或储存。

操作装置103为设于UAV基站100上的一个单自由度机械臂，通过单自由度机械臂的推动，把UAV 200推到所需的位置，完成另一个线性维度的定位。至此，已做到UAV 200在UAV基站100上的降落区域111上的精确定位。

在上述实施例中，其为半被动的定位方案，优势在于较为简单的结构，只需一个作动器（若采用三轴机械臂，则无需增加额外作动器，可使用三轴机械臂中的其中一个自由度完成）。空间上也有优势，在不使用时，可以折叠到较小的空间。

需要说明的是，导向件120可以手动进行折叠，也可以在自动折叠。例如，在图示的实施例中，定位机构101还包括连杆123及定位导轨125，定位导轨125上设有多个间隔设置的限位部125a，连杆123的一端与导向件120可转动连接，另一端可选择性地与多个限位部125a相卡合，以支撑导向件120。具体地，限位部125a为限位凹槽。

在另外一个实施例中，定位机构101还包括驱动件，驱动件223驱动导向件120相对于基座110可转动。

如图4所示，驱动件可以为伸缩气缸223，伸缩气缸223的伸缩杆223a的自由端与导向板可转动连接，并且伸缩气缸223的伸缩杆223a的自由端沿导向板可滑动。例如，伸缩气缸223的伸缩杆223a的自由端设有两个凸耳223b，导向件120与导向面121相背对的背面设有两个相对设置的滑槽，所述两个凸耳223b分别设于所述两个滑槽内，所述凸耳223b在所述滑槽内可转动，同时沿所述滑槽可滑动。

如图5所示，驱动件也可以为电机225，定位机构101还包括丝母226及丝杆227，丝杆227与电机225的驱动轴共轴固定连接；丝母226套设在丝杆227上，并且与导向板可滑动连接。其中，电机225驱动丝杆227转动，丝母226与丝杆227螺纹配合而使丝母226沿丝杆227移动，丝母226带动导向板转动。

或者，导向件120设有枢轴，并且导向件120跟随枢轴一起转动，电机225的驱动轴与所述枢轴共轴连接，并且驱动枢轴转动，以带动导向件120转动。

导向件120也可以折叠于基座110内，工作状态为导向件120伸出基座110外的状态，非工作状态为导向件120折叠于基座110内的状态。例如，如图6所示，在其中一个实施例中，降落区域111设有安装活门333，导向件120通过安装活门333从基座110内伸出到降落区域111。

进一步的，还包括驱动件，驱动件驱动导向件120从安装活门333伸出到降落区域111。

驱动件可以为伸缩气缸，伸缩气缸的伸缩杆的自由端与导向件120活动连接，以带动导向件120相对于基座110转动。

驱动件也可以为电机，定位机构101还包括丝杆及丝母，丝杆与电机的驱动轴共轴固定连接；丝母套设在丝杆上，并且与导向件120可滑动地铰接。其中，电机驱动丝杆转动，丝母与丝杆螺纹配合而使丝母沿丝杆移动，丝母带动导向板转动。

或者，导向件120设有枢轴，并且导向件120跟随枢轴一起转动，电机的驱动轴与所述枢轴共轴连接，并且驱动枢轴转动，以带动导向件120转动。

导向件120也可以收缩自身体积，工作状态为导向件120伸展体积后的状态，非工作状态为导向件120收缩体积后的状态。例如，如图7所示，在其中一个实施例中，导向件120包括充气气囊423及与充气气囊423连接的充气装置425，工作状态为充气气囊423充气后的状态，非工作状态425为充气气囊423放气后的状态。

步骤S503，UAV基站100开始对UAV 200进行补给。

如图12所示，当UAV基站100的降落区域111的定位部113对UAV 200进行定位后，就可以开始对UAV 200进行补给，例如，UAV基站100可以对UAV 200进行动力补给。或者，UAV基站100可以对UAV 200进行负载更换。或者，UAV基站100可以对UAV 200进行功能原材料补给。

步骤S504，待UAV 200离开UAV基站100之后，导向件120变换至非工作状态。

具体地，当UAV 200在UAV基站100的降落区域补给完毕后，从UAV基站100的降落区域再次起飞。待UAV 200起飞后，导向件120再次变换至非工作状态，以减小UAV基站100的总占用空间。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (23)

1.一种定位机构，其特征在于，包括：

设有降落区域的基座，所述降落区域上设有定位部；以及

用于将移动物体导向至所述定位部的导向件，所述导向件可活动地设于所述降落区域，所述导向件包括导向面；

其中，所述导向件相对于所述基座的活动变形的状态包括非工作状态及工作状态，所述导向件在所述非工作状态时的形态不同于在所述工作状态时的形态，并且所述导向面在所述工作状态能够与所述定位部相邻接。

2.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述定位部为用于定位平面上的两个维度的二维定位部，所述两个维度包括两个线性维度，或者所述两个维度包括一个线性维度及一个角度；

或者，所述定位部为用于定位空间上的三个维度的三维定位部。

3.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述降落区域还包括邻接所述定位部的操作区域。

4.根据权利要求3所述的定位机构，其特征在于，所述操作区域设有供操作装置伸出到所述基座外的操作活门。

5.根据权利要求3所述的定位机构，其特征在于，所述定位部为定位平面。

6.根据权利要求5所述的定位机构，其特征在于，所述定位平面与所述操作区域相对的一侧设有底边定位件。

7.根据权利要求6所述的定位机构，其特征在于，所述导向件为两个，所述两个导向件分别位于所述定位部的相对两侧边，并且所述两个导向件的所述导向面相对设置；

或者，所述定位平面边缘还设有侧边限位件，所述侧边限位件及所述导向件分别位于所述定位部的相对两侧边，并且所述导向件的所述导向面与所述侧边限位件相对设置。

8.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述定位部为定位凹部，所述定位凹部与所述导向件的所述导向面相邻接。

9.根据权利要求8所述的定位机构，其特征在于，所述定位凹部的尺寸等于待定位尺寸；

或者，所述定位凹部具有长度方向及宽度方向，所述定位凹部在所述宽度方向的尺寸等于待定位尺寸，所述定位凹部在所述长度方向的尺寸大于待定位尺寸。

10.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述导向面为平面或曲面。

11.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述导向件可折叠于所述降落区域，所述工作状态为所述导向件伸展后的状态，所述非工作状态为所述导向件折叠后的状态。

12.根据权利要求11所述的定位机构，其特征在于，所述导向件为导向板，所述导向板与所述基座可转动连接，并且所述导向面设于所述导向板的表面，所述工作状态为所述导向板相对于所述基座转动至与所述降落区域倾斜的状态，所述非工作状态为所述导向板转动至与所述降落区域平行的状态。

13.根据权利要求12所述的定位机构，其特征在于，还包括连杆及定位导轨，所述定位导轨上设有多个间隔设置的限位部，所述连杆的一端与所述导向板可转动连接，另一端可选择性地与所述多个限位部中的一个相卡合，以支撑所述导向板；

或/及，还包括驱动件，所述驱动件驱动所述导向板相对于所述基座可转动。

14.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述导向件可折叠于所述基座内，所述工作状态为所述导向件伸出所述基座外的状态，所述非工作状态为所述导向件折叠于所述基座内的状态。

15.根据权利要求14所述的定位机构，其特征在于，所述降落区域设有安装活门，所述导向件通过所述安装活门从所述基座内伸出到所述降落区域。

16.根据权利要求15所述的定位机构，其特征在于，还包括驱动件，所述驱动件驱动所述导向件从所述安装活门伸出到所述降落区域。

17.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述导向件可收缩自身体积，所述工作状态为所述导向件伸展体积后的状态，所述非工作状态为所述导向件收缩体积后的状态。

18.根据权利要求17所述的定位机构，其特征在于，所述导向件包括充气气囊，所述工作状态为所述充气气囊充气后的状态，所述非工作状态为所述充气气囊放气后的状态。

19.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述导向件限定所述定位部的局部，并且通过所述导向件的活动变形可调节所述定位部的大小。

20.根据权利要求19所述的定位机构，其特征在于，所述导向件在所述降落区域可平移或转动，以调节所述定位部的大小；

或者，所述导向件为收缩机构，通过所述导向件的自身伸缩来调节所述定位部的大小。

21.根据权利要求1所述的定位机构，其特征在于，所述定位部包括如下至少一种：定位平面，定位凹槽，定位机械结构；

或/及，所述导向件的形态包括如下至少一种：所述导向件相对于所述降落区域的高度，所述导向件在所述降落区域的投影面积，所述导向件在所述降落区域的投影的长度，所述导向件在所述降落区域的投影的宽度，所述导向件在所述降落区域的投影的形状，所述导向件相较于所述降落区域的夹角，所述导向件相对于所述降落区域的位置，所述导向件的自身体积；

或/及，所述导向件与所述基座的活动连接方式包括如下至少一种：所述导向件与所述基座可转动连接，所述导向件与所述基座可滑动连接，所述导向件与所述基座可伸缩连接，所述导向件能够从所述基座内移动至所述基座外；

或/及，所述导向件的活动变形包括如下至少一种：所述导向件相对于所述基座转动，所述导向件相对于所述降落区域平移，所述导向件相对于所述降落区域翻转，所述导向件相对于所述降落区域升降，所述导向件自身伸缩，所述导向件改变自身体积。

22.一种UAV基站，其特征在于，包括：

权利要求1~21任一项所述的定位机构；以及

用于对UAV进行操作的操作装置；

其中，所述UAV通过所述导向件的导向面移动至所述定位部，所述操作装置对定位于所述定位部的所述UAV进行操作。

23.根据权利要求22所述的UAV基站，其特征在于，所述操作装置包括用于辅助定位所述UAV的辅助机械结构；

或/及，所述操作装置包括用于对所述UAV进行功能原材料补给的原材料补给机构；

或/及，所述操作装置包括用于对所述UAV的负载进行更换的更换机构。