CN205327419U - 一种微小型无人机抛投装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种微小型无人机抛投装置，该抛投装置包括AT89C51单片机，单片机开发板，步进电机驱动器，步进电机(6)，联轴器(8)，主轴(7)，2个轴承座(11)，电机手轮(12)，橡胶垫块(9)，金属垫片(10)，引线，电机支架(5)，传动轴(13)和碳纤板(4)。通过单片机发出信号，控制步进电机旋转一定的角度，再通过联轴器带动电机手轮旋转一定的角度，最终实现重物的抛投。本实用新型为微小型无人机提供了一种新型的，便于操作和调整的抛投控制装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无人机投放装置，可应用于飞机的投弹装置、高空提升重物到任意指定位置，同样适用于高空作业。
背景技术
目前在高空投放装置中，虽然技术已经逐渐成熟，但多数都处于保密状态，应用于实际的高空投放作业仍非常少见。弥补了市场上难以用买到相对廉价的高空投放产品。并且能够准确估算出从发出投放命令到实际投放所花费的具体时间，同样适用于高精度的场合。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题为：目的在与解决现阶段无人机准确投放所面临的各种难题，如能否顺利投放物体，投放的时间能否准确的估测。本实用新型提供了一种无人机投放装置，确保了它能够完成顺利而又精确的投放任务。并且该装置质量轻，体积小，能够适用于各种恶劣的环境。
本实用新型采用的技术方案为：一种微小型无人机抛投装置，包括AT89C51单片机，单片机开发板，步进电机驱动器，步进电机，联轴器，主轴，2个轴承座，电机手轮，橡胶垫块，金属垫片，引线，电机支架，传动轴和碳纤板；单片机开发板通过引线连接在步进电机驱动器上，步进电机驱动器通过引线连接在步进电机上，步进电机通过电机支架固定在碳纤板上，步进电机的主轴与传动轴通过联轴器连接在一起并保证了同轴度；传动轴的中间位置处安装一个电机手轮，通过电机手轮悬挂灭火弹；电机手轮左右对称的位置分别放置一个轴承座，在轴承座与碳纤板之间安装一个橡胶垫块，在橡胶垫块上再加一个金属垫片，橡胶垫块和金属垫片用于调整轴承座与碳纤板之间的距离，使步进电机主轴和传动轴等高，用螺栓将轴承座、金属垫片、橡胶垫块、碳纤板连接起来；利用信号转换芯片ULN2003A，实现单片机与步进电机驱动器之间的通讯；单片机发出脉冲信号控制步进电机驱动器，进而控制步进电机转动一定的角度，通过联轴器带动电机手轮转动相应的角度，从而实现重物的抛投。
其中，橡胶垫块的厚度比较固定，金属垫片实现传动轴与碳纤板之间距离的一个微调。
其中，轴承座用于承受该装置的外力，该外力主要是灭火弹的重力。
其中，步进电机选用42步进电机，42步进电机配对相应的电机手轮和电机支架，选用长300mm*宽200mm*高3mm的碳纤板，选用长100mm*宽100mm*高15mm的橡胶垫块，选用长20mm*宽60mm*高2mm的金属垫片，联轴器选用5/8的梅花联轴器，轴承座选用固定孔距为37mm，轴孔内径为8mm的轴承座，电机手轮选用42电机手轮。
其中，单片机开发板设计过程中加装一个ULN2003A的信号转换芯片，实现步进电机驱动器和单片机的正常通讯。
其中，对橡胶垫块的外边缘进行加工，挖出一个长5mm*宽5mm的小垫块，使螺栓正好安装在橡胶垫块的凹槽处。
其中，对金属垫片加工成对称的两个孔，两孔的间距和轴承座的孔间距保持一致，金属垫片的厚度为2mm，增加轴承座、碳纤板和橡胶垫块安装过程中的稳定性，并实现了对间距的微调。
其中，选用电机手轮，并加工成90度的凹槽，将重物悬挂在上面，当手轮旋转一定的角度后重物能够顺利地从凹槽中脱落。
其中，可将AT89C51单片机替换为其他形式控制芯片，增强了整个装置的通用性。
采用上述技术方案后，本实用新型具有如下有益效果：利用单片机控制，能够对投放时间进行精确的控制；采用自制的开发版，大大减小了安装时所占用的空间；利用步进电机能够实现对旋转角度进行精准的把握；采用加工过的电机手轮减少了重物安装固定过程中可能会出现的问题。
附图说明
图1为本实用新型微小型无人机抛投装置图；
图2为本实用新型小型单片机开发版原理图；
图3为本实用新型中电机手轮的左视图；
图4为本实用新型中电机手轮的主视图；
图5为本实用新型中的橡胶垫块；
图6为本实用新型中的金属垫片。
图中附图标记含义为：1为M3螺栓，2为M3螺母，3为M3垫圈，4为碳纤板，5为电机支架，6为步进电机，7为主轴，8为联轴器，9为橡胶垫块，10为金属垫片，11为轴承座，12为电机手轮，13为传动轴，14为M5螺栓，15为M5垫圈，16为M5螺母。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
如图1所示，一种微小型无人机抛投装置，包括AT89C51单片机(或其他形式控制芯片)，单片机开发板，步进电机驱动器，步进电机6，联轴器8，主轴7，轴承座11(2个)，电机手轮12，橡胶垫块9，金属垫片10，引线，电机支架5，传动轴13和碳纤板4。单片机开发板通过引线连接在步进电机驱动器上，步进电机驱动器通过专用引线连接在步进电机6上，步进电机6通过电机支架5固定在碳纤板4上，步进电机6主轴与传动轴13通过联轴器8连接在一起并保证了同轴度。传动轴13的中间即碳纤板4的正下方放置一个电机手轮12，通过电机手轮12悬挂灭火弹。电机手轮12左右对称的位置分别放置一个轴承座11，用于承受装置的外力(主要是灭火弹)。为了保证步进电机6主轴和传动轴13等高，在轴承座11下方安装一个橡胶垫块9，用于调整轴承座11与碳纤板4之间的距离。但由于橡胶垫块9的厚度比较固定，在橡胶垫块9上再加一个金属垫片10实现两者间距离的一个微调。利用信号转换芯片ULN2003A，实现单片机与步进电机驱动器之间的通讯；单片机发出脉冲信号控制步进电机驱动器，进而控制步进电机6转动一定的角度，通过联轴器8带动电机手轮12转动相应的角度，从而实现重物的抛投。选用42步进电机配对相应的电机手轮和电机支架。选用长300mm*宽200mm*高3mm的碳纤板。选用长150mm*宽150mm*高15mm的橡胶垫块。选用长20mm*宽60mm*高2mm的金属垫片。选用5/8的梅花联轴器。选用固定孔距为37mm，轴孔内径为8mm的轴承座，选用42电机手轮。
如图2所示，AT89C51单片机的左上方为时钟电路，为外部中断源提供特有的时钟频率。其下方为复位电路，把电路恢复到初始状态。装置的左下方为信号转换芯片ULN2003A，实现单片机信号与步进电机驱动器信号之间的转化。单片机的右方为MAX232芯片，用于连接串口和实现信号的传输，其右方为串口的端口用于外部连接。单片机的右下方有一个按钮，控制整个装置的抛投命令，通过驱动器控制步进电机旋转一定的角度。步进电机通过联轴器带动手轮转动相应的角度。电机手轮旋转到一定的角度，重物将会沿着凹槽口而脱落，实现投放。
如图3所示，实际投放物安装固定较为繁琐，需要对轴和轴上物体进行多道加工工序。本实用新型中利用电机手轮实现重物的安装和固定，大大简便了实际轴上物体的安装和固定，避免了空间上的浪费。
如图4所示，实际投放重物时，常会出现投放物不能拖钩，本实用新型中电机手轮加工凹槽，使电机手轮在旋转90度后，能够顺利的脱离手轮，实现投放。
如图5所示，为保证同轴度，考虑到微小型无人机的承重问题，需加橡胶垫块来调整连接件之间的距离。但是橡胶材料难以加工打孔，而金属材料又太过笨重。本实用新型中通过采用对橡胶橡胶垫块外轮廓边缘进行加工，实现它调整间距的功能。
如图6所示，由于实际中加上橡胶垫块后，连接件之间的可靠性大大降低。本实用新型中采用打孔的金属垫片，增加连接件之间安装的可靠性。
以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型的原理的基础上，还可以做出若干变型，也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种微小型无人机抛投装置，其特征在于：该装置包括AT89C51单片机，单片机开发板，步进电机驱动器，步进电机(6)，联轴器(8)，主轴(7)，2个轴承座(11)，电机手轮(12)，橡胶垫块(9)，金属垫片(10)，引线，电机支架(5)，传动轴(13)和碳纤板(4)；单片机开发板通过引线连接在步进电机驱动器上，步进电机驱动器通过引线连接在步进电机(6)上，步进电机(6)通过电机支架(5)固定在碳纤板(4)上，步进电机(6)的主轴(7)与传动轴(13)通过联轴器(8)连接在一起并保证了同轴度；传动轴(13)的中间位置处安装一个电机手轮(12)，通过电机手轮(12)悬挂灭火弹；电机手轮(12)左右对称的位置分别放置一个轴承座(11)，在轴承座(11)与碳纤板(4)之间安装一个橡胶垫块(9)，在橡胶垫块(9)上再加一个金属垫片(10)，橡胶垫块(9)和金属垫片(10)用于调整轴承座(11)与碳纤板(4)之间的距离，使步进电机(6)的主轴(7)和传动轴(13)等高，用螺栓将轴承座(11)、金属垫片(10)、橡胶垫块(9)、碳纤板(4)连接起来；利用AT89C51单片机与单片机开发板内的信号转换芯片通讯，单片机发出脉冲信号控制步进电机驱动器，进而控制步进电机(6)转动一定的角度，通过联轴器(8)带动电机手轮(12)转动相应的角度，从而实现重物的抛投。
2.根据权利要求1所述的无人机抛投装置，其特征在于：橡胶垫块(9)的厚度比较固定，金属垫片(10)实现传动轴(13)与碳纤板(4)之间距离的一个微调。
3.根据权利要求1所述的无人机抛投装置，其特征在于：轴承座(11)用于承受该装置的外力，该外力主要是灭火弹的重力。
4.根据权利要求1所述的无人机抛投装置，其特征在于：步进电机(6)选用42步进电机，42步进电机配对相应的电机手轮和电机支架，选用长300mm*宽200mm*高3mm的碳纤板，选用长100mm*宽100mm*高15mm的橡胶垫块，选用长20mm*宽60mm*高2mm的金属垫片，轴承座(11)选用固定孔距为37mm，轴孔内径为8mm的轴承座，电机手轮(12)选用42电机手轮。
5.根据权利要求1所述的无人机抛投装置，其特征在于：单片机开发板在设计过程中加装一个ULN2003A的信号转换芯片，实现步进电机驱动器和单片机的正常通讯。
6.根据权利要求1所述的无人机抛投装置，其特征在于：对橡胶垫块(9)的外边缘进行加工，挖出一个长5mm*宽5mm的小垫块，使螺栓正好安装在橡胶垫块的凹槽处。
7.根据权利要求1所述的无人机抛投装置，其特征在于：对金属垫片(10)加工成对称的两个孔，两孔的间距和轴承座的孔间距保持一致，金属垫片(10)的厚度为2mm，增加轴承座、碳纤板和橡胶垫块安装过程中的稳定性，并实现了对间距的微调。
8.根据权利要求1所述的无人机抛投装置，其特征在于：选用电机手轮(12)，并加工成90度的凹槽，将重物悬挂在上面，当手轮旋转一定的角度后重物能够顺利地从凹槽中脱落。
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| CN105644786A (zh) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 北京航空航天大学 | 一种微小型无人机抛投装置 |
| CN113197161A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-08-03 | 辽宁大河生物科技有限公司 | 无人机投放人工蜂巢的方法 |
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2015
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| CN105644786B (zh) * | 2015-12-30 | 2017-11-14 | 北京航空航天大学 | 一种微小型无人机抛投装置 |
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