CN205770202U - 一种系留式无人机自动收放箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种系留式无人机自动收放箱，包括电源、收放箱、伺服机构、后台工控机和测控通信机构；收放箱包括箱体和箱盖，伺服机构包括丝杠升降机、无人机支架和电缆卷筒装置，丝杠升降机由丝杠伺服电机驱动，丝杠升降机的顶部固定连接有无人机支架，无人机支架用于支撑无人机；电缆卷筒装置包括卷筒伺服电机、电缆卷筒和电缆，缠绕在电缆卷筒上的电缆的活动端与无人机电连接，电缆的固定端与电源电连接；本实用新型采用收放箱和电源相结合的方式，能够提前将收放箱和电源放置到指定的执行任务的区域，利用后台工控机的无线通信，控制无人机在指定的区域进行长时间的工作，解决了传统的无人机不能长时间执行任务的问题。

Description

一种系留式无人机自动收放箱

技术领域

本实用新型涉及小型无人机领域，尤其涉及一种系留式无人机自动收放箱。

背景技术

进入21世纪以来，无人机的研究受到了全球的广泛关注，尤其是随着新型材料、微机电、微惯导以及飞行控制等技术的进步,小型旋翼飞行器（无人机）得到了迅速发展 ,并逐渐成为人们关注的焦点；一般来说.受旋翼前飞时周向气流不对称的制约，小型无人机的旋翼直径大多保持在1m以内，有效载荷小于5kg，具备较高的悬停和中低速飞行性能.并且通过加装传感器、定位装置和导航装置等电子设备，使这种小型无人机具备了自主飞行和执行特种任务的能力.成为了真正意义的无人机。

现有的小型无人机系统采用锂电作为动力电源，续航时间短，单架次作业时间一般15-30分钟，并且系统展开与回收过程中需要专业操作人员参与；同时，由于自主化程度有限，飞机操作人员工作时需要时刻盯紧飞机，精神紧张，易疲劳，并且目前国内较高水平的航模操控手数量有限，操作手培训及实践周期较长，还有电动无人机需要及时为电池充电，因此都不宜长时间执行任务。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种系留式无人机自动收放箱，通过将无人机预先设置在指定位置的收放箱内，并利用后台工控机通过测控通信机构释放无人机，大大缩短了无人机的无效航行时间，减少了无人机在无效航程中的不必要操作，从而解决了现有的无人机不宜长时间执行任务的问题。

为了解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种系留式无人机自动收放箱，包括电源、收放箱、伺服机构、后台工控机和测控通信机构；电源通过电源控制单元为收放箱、伺服机构、测控通信机构和无人机供电；收放箱包括箱体和箱盖，箱盖包括左箱盖和右箱盖，左箱盖通过由左伺服电机驱动的左电动滑轨机构与箱体开口左端滑动连接，右箱盖通过由右伺服电机驱动的右电动滑轨机构与箱体右端滑动连接；伺服机构包括丝杠升降机、无人机支架和电缆卷筒装置，丝杠升降机由丝杠伺服电机驱动，丝杠升降机的底部与箱体内壁固定连接，丝杠升降机的顶部固定连接有无人机支架，无人机支架用于支撑无人机； 电缆卷筒装置包括卷筒伺服电机、电缆卷筒和电缆，由卷筒伺服电机驱动的电缆卷筒装置固定在箱体的底部，缠绕在电缆卷筒上的电缆的活动端与无人机电连接，电缆的固定端与电源电连接；左伺服电机、右伺服电机、丝杠伺服电机和卷筒伺服电机的输入端均通过测控通信机构与后台工控机的输出端通信连接，测控通信机构的输入端与后台工控机通信连接，测控通信机构的输出端与无人机通信连接。

所述的无人机支架包括支架底座和至少两个弧形件，支架底座由两个完全相同的环形支撑件构成， 两个环形支撑件上、下同轴设置，两个环形支撑件之间还均匀设置有不少于四个的蜗卷弹簧，蜗卷弹簧的上端与上方的环形支撑件固定连接，蜗卷弹簧的下端与下方的环形支撑件固定连接，弧形件均匀的固定在上方的环形支撑件的上面。

所述的环形支撑件优选为四个。

所述的测控通信机构包括光纤通信模块和短距离无线电台模块，光纤通信模块的输入端与后台工控机通信连接，光纤通信模块的输出端与无人直升机通信连接，短距离无线电台模块的输入端与后台工控机通信连接，短距离无线电台模块的输出端与无人直升机通信连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所述的一种系留式无人机自动收放箱，采用收放箱和电源相结合的方式，能够提前将收放箱和电源放置到指定的执行任务的区域，利用后台工控机的无线通信，控制无人机在指定的区域进行长时间的工作，解决了传统的无人机不能长时间执行任务的问题；其次，本实用新型所述的一种系留式无人机自动收放箱结构简单，便于推广和应用；最后，本实用新型所述的一种系留式无人机自动收放箱还能够应用在农业监控、军事侦察和地面信息收集等等多个领域，也为无人机的发展提供了一种新的思路。

附图说明

图1为本实用新型所述系留式无人机自动收放箱的原理框图；

图2为本实用新型所述系留式无人机自动收放箱的结构示意图；

图3为本实用新型所述无人机支架的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的一种系留式无人机自动收放箱，包括电源、收放箱、伺服机构、后台工控机和测控通信机构；电源通过电源控制单元为收放箱、伺服机构、测控通信机构和无人机3供电；收放箱包括箱体1和箱盖2，为了保证箱体1的稳定性和可靠性，所述的箱体1均采用标准铝型材构建骨架，为了方便箱体1的携带和运输，箱体1的形状采用长方体；所述的箱盖2包括左箱盖和右箱盖，左箱盖通过由左伺服电机驱动的左电动滑轨机构与箱体1开口左端滑动连接，右箱盖通过由右伺服电机驱动的右电动滑轨机构与箱体1右端滑动连接；利用伺服电机和电动滑轨机构控制箱盖2的打开、闭合属于现有成熟，这里不再赘述。

伺服机构包括丝杠升降机5、无人机支架4和电缆卷筒装置，丝杠升降机5由丝杠伺服电机驱动，丝杠升降机5的底部与箱体1内壁固定连接，丝杠升降机5的丝杠6的顶部与无人及支架固定连接，无人机支架4用于支撑无人机3；无人机支架4包括支架底座和至少两个弧形件11，支架底座由两个完全相同的环形支撑件9构成， 两个环形支撑件9上、下同轴设置，两个环形支撑件9之间还均匀设置有不少于四个的蜗卷弹簧10，蜗卷弹簧10的上端与上方的环形支撑件9固定连接，蜗卷弹簧10的下端与下方的环形支撑件9固定连接，弧形件11均匀的固定在上方的环形支撑件9的上面；当无人机3降落在无人机支架4上的弧形件11上时，蜗卷弹簧10被压缩，上方的环形支撑件9缓慢下降，减少无人机3降落时收到的缓冲，防止无人机3由于受到撞击而损坏；优选方案为弧形件11选用四个，四个弧形件11均匀的设置在上方的环形支撑件9上，使无人机3的受力更加均匀。

电缆卷筒装置包括卷筒伺服电机、电缆卷筒7和电缆8，由卷筒伺服电机驱动的电缆卷筒装置固定在箱体1的底部，缠绕在电缆卷筒7上的电缆8的活动端与无人机3电连接，电缆8的固定端与电源电连接。

左伺服电机、右伺服电机、丝杠伺服电机和卷筒伺服电机的输入端均通过测控通信机构与后台工控机的输出端通信连接。

测控通信机构的输入端与后台工控机通信连接，测控通信机构的输出端与无人机3通信连接；优选方案为测控通信机构包括光纤通信模块和短距离无线电台模块，光纤通信模块的输入端与后台工控机通信连接，光纤通信模块的输出端与无人直升机通信连接；短距离无线电台模块作为备用通信链路，短距离无线电台模块的输入端与后台工控机通信连接，短距离无线电台模块的输出端与无人直升机通信连接，当无人机3不具备光纤通信模块时，无人机3和后台工控机可以通过短距离无线电台通信连接，以实现无人机3和后台工控机的数据交换。

在使用本实用新型所述的系留式无人机3自动收放箱时，首先将电源和系留式无人机3自动收放箱放置在指定的位置，其中，电源可以采用大容量的可移动电源或者太阳能电池；需要无人机3在指定的位置执行任务时，首先利用后台工控机通过光纤通信模块或者短距离无线电台模块与系留式无人机3自动收放箱和无人机3通信，控制左伺服电机和右伺服电机同时动作，向左和向右打开左箱盖和右箱盖；此时后台工控机控制丝杆伺服电机动作，控制丝杆升降机的丝杆向上运动，直至设置在丝杆顶端的无人机支架4上升到收放箱的顶端，直至无人机3起飞时辅翼不会碰到收放箱为止；此时，后台工控机控制无人机3打开辅翼，无人机3垂直拉线升空，与此同时，后台工控机控制卷筒伺服电机运转，释放缠绕在卷筒上的电缆8；当无人机3上升到指定的高度时，后台工控机控制卷筒伺服电机停止运转，无人机3停留在指定的高度执行任务。

本实用新型的保护内容在于硬件部分，利用后台工控机及相关软件控制伺服电机和无人机3动作属于本领域现有成熟技术，这里不再赘述。

本实用新型所述的一种系留式无人机自动收放箱，采用收放箱和电源相结合的方式，能够提前将收放箱和电源放置到指定的执行任务的区域，利用后台工控机的无线通信，控制无人机3在指定的区域进行长时间的工作，解决了传统的无人机3不能长时间执行任务的问题；其次，本实用新型所述的一种系留式无人机自动收放箱结构简单，便于推广和应用；最后，本实用新型所述的一种系留式无人机自动收放箱还能够应用在农业监控、军事侦察和地面信息收集等等多个领域，也为无人机3的发展提供了一种新的思路。

Claims (4)

1.一种系留式无人机自动收放箱，其特征在于：包括电源、收放箱、伺服机构、后台工控机和测控通信机构；电源通过电源控制单元为收放箱、伺服机构、测控通信机构和无人机供电；收放箱包括箱体和箱盖，箱盖包括左箱盖和右箱盖，左箱盖通过由左伺服电机驱动的左电动滑轨机构与箱体开口左端滑动连接，右箱盖通过由右伺服电机驱动的右电动滑轨机构与箱体右端滑动连接；伺服机构包括丝杠升降机、无人机支架和电缆卷筒装置，丝杠升降机由丝杠伺服电机驱动，丝杠升降机的底部与箱体内壁固定连接，丝杠升降机的顶部固定连接有无人机支架，无人机支架用于支撑无人机； 电缆卷筒装置包括卷筒伺服电机、电缆卷筒和电缆，由卷筒伺服电机驱动的电缆卷筒装置固定在箱体的底部，缠绕在电缆卷筒上的电缆的活动端与无人机电连接，电缆的固定端与电源电连接；左伺服电机、右伺服电机、丝杠伺服电机和卷筒伺服电机的输入端均通过测控通信机构与后台工控机的输出端通信连接，测控通信机构的输入端与后台工控机通信连接，测控通信机构的输出端与无人机通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种系留式无人机自动收放箱，其特征在于：所述的无人机支架包括支架底座和至少两个弧形件，支架底座由两个完全相同的环形支撑件构成， 两个环形支撑件上、下同轴设置，两个环形支撑件之间还均匀设置有不少于四个的蜗卷弹簧，蜗卷弹簧的上端与上方的环形支撑件固定连接，蜗卷弹簧的下端与下方的环形支撑件固定连接，弧形件均匀的固定在上方的环形支撑件的上面。

3.根据权利要求2所述的一种系留式无人机自动收放箱，其特征在于：所述的环形支撑件优选为四个。

4.根据权利要求1所述的一种系留式无人机自动收放箱，其特征在于：所述的测控通信机构包括光纤通信模块和短距离无线电台模块，光纤通信模块的输入端与后台工控机通信连接，光纤通信模块的输出端与无人直升机通信连接，短距离无线电台模块的输入端与后台工控机通信连接，短距离无线电台模块的输出端与无人直升机通信连接。