CN206654621U - 用于无人机的货物收放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于无人机的货物收放装置，包括收线电机、单向传动的套设于所述收线电机的转轴上的绕线轴套，以及用于止刹所述绕线轴套的传动的止刹结构。本实用新型通过在无人机上设置一货物收放装置，利用绕线轴套吊设货物，绕线轴套单向传动的套设于收线电机的转轴上，在收线电机运作时，绕线轴套随收线电机的运作而转动，以实现向上收线，在收线电机停止运作时，绕线轴套在货物重力的作用下，向与电机作动方向相反的方向进行传动，以实现向下放线；进一步的，通过止刹结构来止刹传动中的绕线轴套，将货物吊设在特定位置，从而实现对无人机上的货物的收放线控制。

Description

用于无人机的货物收放装置

技术领域

本实用新型涉及无人机领域，尤其涉及一种用于无人机的货物收放装置。

背景技术

目前无人机运送货物的方式是采用直接电机驱动绕线轴，在无人机到达运送目的地上空后，通过驱动电机反转来控制货物的下降，效率不高，耗电并耗时间。无人机必须用掉线的方式来运送货物因为在一些建筑物或人流密集的场合，不便于下降无人机来获取货物，存在无人机触碰障碍物的风险。现有的无人机运送货物的方式没有防止收货人恶意拽绳或是绳索卡在障碍物的危险性。

因此，亟需一种用于无人机的货物收放装置以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于无人机的货物收放装置，能够通过收放线控制无人机上的货物的吊设高度，防止货物碰撞到障碍物。

为实现上述技术效果，本实用新型公开了一种用于无人机的货物收放装置，包括收线电机、单向传动的套设于所述收线电机的转轴上的绕线轴套，以及用于止刹所述绕线轴套的传动的止刹结构。

采用上述方案，在无人机上设置一货物收放装置，利用绕线轴套吊设货物，绕线轴套单向传动的套设于收线电机的转轴上，在收线电机运作时，绕线轴套随收线电机的运作而转动，以实现向上收线，在收线电机停止运作时，绕线轴套在货物重力的作用下，向与电机作动方向相反的方向进行传动，以实现向下放线；进一步的，通过止刹结构来摩擦止刹传动中的绕线轴套，将货物吊设在特定位置，从而实现对无人机上的货物的收放线控制。

在一些实施例中，所述止刹结构包括用于摩擦止刹所述绕线轴套的止刹盘以及用于将所述止刹盘传送至所述绕线轴套的止刹电机，所述止刹盘轴向传动于所述止刹电机的转轴上。

在一些实施例中，所述止刹电机的转轴上设有传动螺纹，所述止刹盘上设有供所述止刹电机的转轴插设并与所述传动螺纹螺旋传动的传动螺纹孔。

在一些实施例中，所述止刹电机的转轴伸入所述绕线轴套。

在一些实施例中，所述止刹结构包括设于所述绕线轴套上的棘轮、弹性压抵于所述棘轮以锁止所述绕线轴套的棘爪，以及用于将所述棘爪向远离所述棘轮的方向转动以解锁所述绕线轴套的解锁电机。

在一些实施例中，所述棘爪与所述解锁电机或无人机之间设有用于将所述棘爪压抵于所述棘轮的压抵弹簧。

在一些实施例中，所述绕线轴套上开设有绕线槽孔。

在一些实施例中，还包括轴套定位架，安装于无人机上；所述绕线轴套可转动地安装于所述轴套定位架上。

在一些实施例中，所述绕线轴套为单向轴承。

在一些实施例中，所述绕线轴套通过单向轴承单向传动的套设于所述收线电机的转轴上。

附图说明

图1为本实用新型的第一种实施例中的用于无人机的货物收放装置的结构示意图。

图2为本实用新型的第一种实施例中的用于无人机的货物收放装置的收线状态示意图。

图3为本实用新型的第一种实施例中的用于无人机的货物收放装置的放线状态示意图。图4为本实用新型的第一种实施例中的用于无人机的货物收放装置的止刹状态示意图。

图5为本实用新型的第二种实施例中的用于无人机的货物收放装置的结构示意图。

图6为本实用新型的第二种实施例中的用于无人机的货物收放装置的锁定状态示意图。

图7为本实用新型的第二种实施例中的用于无人机的货物收放装置的解锁状态示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步地详细说明。

首先，参阅图1所示，图1为本实用新型的第一种实施例中的用于无人机的货物收放装置的结构示意图。图中，本实用新型实施例中的用于无人机的货物收放装置主要由一收线电机11、一绕线轴套12、一止刹电机13及一止刹盘14组成。

绕线轴套12单向传动的套设于收线电机11的转轴(以下称收线电机的转轴为第一转轴111)上，绕线轴套12随第一转轴111的转动而转动，并且，绕线轴套12单向传动的方向与第一转轴111转动的方向相反。

配合图2和同3所示，图2为本实用新型的第一种实施例中的用于无人机的货物收放装置的收线状态示意图，图3为本实用新型的第一种实施例中的用于无人机的货物收放装置的放线状态示意图。货物21通过吊绳22吊设在无人机(图中未显示无人机)上，吊绳22绕设在绕线轴套12的筒身上，通过绕线轴套12的转动来控制吊绳于绕线轴套12上的绕设圈数，从而起到调节货物的吊设高度的作用，比如，在遇到障碍物时，可通过增加吊绳在绕线轴套12上的绕设圈数，向上提升货物，以免碰撞障碍物，如图2所示；在货物送达目的地时，可通过减少吊绳在绕线轴套12上的绕设圈数，向下降落货物，便于收货人取得货物，如图3所示。进一步配合图1所示，绕线轴套12的筒身表面呈弧线形向中部凹陷，以便于将用于吊设货物的吊绳向绕线轴套12的中部集中绕设，防止吊绳绕至绕线轴套12的外部。

进一步的，结合图1～3所示，在绕线轴套12的筒身上开设有绕线槽孔10，该绕线槽孔10贯通绕线轴套的筒身两侧，用于绕设吊绳，绕线槽孔10可沿绕线轴套的轴向设置，也可与绕线轴套的轴线方向呈一定角度设置，本实用新型并不限定绕线槽孔的开设方向，其只需为贯孔即可。在安装吊绳22时，首先将吊绳22上端的绳头221穿设于绕线槽孔10，将该绳头221穿出绕线槽孔10后贴在绕线轴套12的表面；然后再将吊绳22绕着绕线轴套12绕设数圈，形成多圈绳圈222，利用绳圈222将绳头221压紧在绕线轴套12上，利用绳圈222间的摩擦便可将吊绳22连接在绕线轴套12上，且两者之间的连接为活结连接，即无需绑扎吊绳。通常在正常使用吊绳来吊挂货物21时，只要保证吊绳22与绕线轴套12之间具有一定数量的绳圈222，便可利用吊绳22的线圈222之间的摩擦确保吊绳不会从绕线轴套上脱落下来，从而正常吊运货物。而当有人强行拽拉吊绳下端以试图将货物及无人机一并拽下时，由于吊绳与绕线轴套之间的连接为活结连接，而不是绑扎固定，所以，当吊绳受到超出设计受力范围的向下拽拉力时，吊绳会被拽脱绕线轴套，即吊绳从无人机上脱离，此时，无人机仍可正常飞行，不会被恶意盗取或破坏无人机的人拽落，提高了无人机的安保能力，避免被人恶意盗取或破坏，减小经济损失。

如图1所示，绕线轴套12的筒身进一步通过一轴套定位架15可转动地安装在无人机上，该轴套定位架15安装于绕线轴套12中远离收线电机11的一侧上，用于稳定绕线轴套12。对应于轴套定位架15的安装位置，在绕线轴套12的筒身上设有一圈凹陷部，以供与轴套定位架15装配，使绕线轴套12的筒身稳定地安装在轴套定位架15中，起到轴向定位作用。

绕线轴套12的第一端121开设有第一轴孔120，该第一轴孔120深入绕线轴套12的内部，通过该第一轴孔120将绕线轴套12套设于收线电机11的转轴(以下称收线电机的转轴为第一转轴111)上。收线电机11可采用步进电机或伺服电机等，在本实施例中，该收线电机11为单向驱动电机，仅驱动其上的第一转轴111向收线方向单向转动。收线电机11安装在无人机上，第一转轴111设于收线电机11的输出端上。在收线电机11作动时，驱动第一转轴111向收线方向转动，带动绕线轴套12随第一转轴111的转动而转动，将用于吊设货物21的吊绳22一圈一圈地绕设在绕线轴套12上，向上提升货物21，配合图1和图2所示。

绕线轴套12为单向轴承或者通过单向轴承单向传动的套设于收线电机11的第一转轴111上，并且绕线轴套12的单向传动方向与收线电机11的第一转轴111的转动方向相反。在收线电机11停止作动时，第一转轴111停止转动，在货物21重力的作用下，绕线轴套12向放线方向传动，将绕设在绕线轴套12上的吊绳22一圈一圈地放下，从而将货物21下降，配合图1和图3所示。

其中，单向轴承为现有技术，其是在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死的一种轴承。单向轴承也叫超越离合器，只是根据行业不同，作用不同来命名的。单向轴承的金属外壳里，包含很多个滚轴，滚针或者滚珠，而其滚动座(穴)的形状使它只能向一个方向滚动，而在另一个方向上会产生很大的阻力。

以楔块式设计为例，楔块式设计的楔块式单向超越离合器大体由内圈、外圈、楔块组、楔块保持架、强力弹簧及轴承组成。楔块以在内外圈之间的楔入来从一个滚道向另一个滚道传递力量。楔块有两个的对角直径(即从楔块的一角到另一对角的距离)，其中的一个要大于另一个。楔块作用发生在内外圈发生相对转动时在比较大的横截面上迫使楔块有更大的垂直位置。

绕线轴套除采用单向轴承的方式外，还可采用具有类似功能的单向离合器，或者通过单向离合器套设于收线电机的转轴上，以实现绕线轴套的单向传动。其中，单向离合器由外座圈，内座圈、保持架、楔块等组成，其工作原理为：当内座圈固定时，外座圈顺时针方向转动楔块不锁止，外座圈可自由转动；当外座圈逆时针转动时，楔块锁止，外座圈不能转动；保持架的作用是使楔块总是朝着锁止外座圈的方向略微倾斜，以加强楔块的锁止功能。

进一步的，止刹电机13和止刹盘14构成了本实用新型货物收放装置的止刹结构，用于摩擦止刹绕线轴套12的单向传动。在本实施例中，止刹电机13和止刹盘14设于绕线轴套12的第二端122，且止刹盘14与绕线轴套12的第二端122端面呈面面相对地设置，止刹电机13和止刹盘14也可相对于绕线轴套的筒身部位而设置。止刹盘14用于以摩擦绕线轴套12的方式来摩擦止刹绕线轴套12的单向传动，利用两者之间的摩擦阻力，控制绕线轴套12的传动速度，甚至停止绕线轴套的单向传动，起到控制货物的下降速度和停止货物下降的作用。

止刹电机13用于将止刹盘14传送至绕线轴套12的第二端122端面处，止刹电机13采用可双向驱动的步进电机或伺服电机等，止刹电机13的输出端上设有转轴(以下称止刹电机的该转轴为第二转轴131)，止刹盘14轴向传动于止刹电机13的第二转轴131上，并随第二转轴131的转动而沿第二转轴131移动靠近绕线轴套12或移动远离绕线轴套12。

止刹盘14以螺旋传动的方式轴向传动于止刹电机13的第二转轴131上。螺旋传动是靠螺旋与螺纹牙面旋合实现回转运动与直线运动转换的机械传动。具体的，在止刹电机13的第二转轴131上设置传动螺纹，在止刹盘14上开设供该第二转轴131插设并与第二转轴131上的传动螺纹螺旋传动的传动螺纹孔141，止刹盘14的重力大于传动螺纹与传动螺纹孔141之间的摩擦力。止刹盘14通过该传动螺纹孔141与第二转轴131上的传动螺纹螺旋传动，在第二转轴131转动时，止刹盘14可沿第二转轴131的轴向移动。

止刹电机13的第二转轴131的端部伸入绕线轴套12的第二端122，以保证止刹盘14可以更稳定地抵顶到绕线轴套12，确保止刹效果。但第二转轴131伸入绕线轴套12的部分与绕线轴套12相互隔离，可使两者之间留有间隙，以避免第二转轴131的转动对绕线轴套12的运行造成干扰或者损坏绕线轴套12。

配合图4所示，图4为本实用新型第一种实施例中的用于无人机的货物收放装置止刹状态示意图。图中，止刹电机13作动，驱动其上的第二转轴131向向外传送螺纹的方向转动，在螺旋传动下，第二转轴131上的止刹盘14沿着第二转轴131向靠近绕线轴套12的方向移动，直至止刹盘14的盘面与绕线轴套12的第二端122端面相互接触，在两者之间产生摩擦阻力，在该摩擦阻力的作用下，减小绕线轴套12的传动速度，可放慢货物的下放速度。继续作动止刹电机13，使止刹盘14继续向绕线轴套12抵顶，逐渐增大止刹盘14与绕线轴套12之间的摩擦阻力，直至该摩擦阻力足够大时，可完全止刹住绕线轴套12的单向传动，使绕线轴套停止传动，继而停止下方货物。

当需要解除止刹盘14对绕线轴套12的止刹时，如图1所示，使止刹电机13上的第二转轴131向另一侧，即向内传输螺纹的方向转动，在螺旋传动下，第二转轴13上的止刹盘14沿着第二转轴131向远离绕线轴套12的方向移动，逐渐减小止刹盘13与绕线轴套12之间的摩擦阻力，逐渐回复绕线轴套12的传动，最终止刹盘14完全从绕线轴套12的第二端122端面脱离，解除对绕线轴套12的止刹，恢复绕线轴套12的转动。此时若需开再次收线，可开启收线电机11进行收线操作。

本实用新型的上述实施例中，通过在无人机上设置一货物收放装置，利用绕线轴套吊设货物，绕线轴套单向传动的套设于收线电机的转轴上，在收线电机运作时，绕线轴套随收线电机的运作而转动，以实现向上收线，在收线电机停止运作时，绕线轴套在货物重力的作用下，向与电机作动方向相反的方向进行传动，以实现向下放线；进一步的，通过由止刹盘和止刹电机构成的止刹结构来摩擦止刹传动中的绕线轴套，将货物吊设在特定位置，从而实现对无人机上的货物的收放线控制。

再配合图5～7所示，图5为本实用新型的第二种实施例中的用于无人机的货物收放装置的结构示意图，图6为本实用新型的第二种实施例中的用于无人机的货物收放装置的锁定状态示意图，图7为本实用新型的第二种实施例中的用于无人机的货物收放装置的解锁状态示意图。

本实施例中的货物收放装置与前述第一种实施例中的货物收放装置同样具有一收线电机11’和一绕线轴套12’，并利用绕线轴套12’吊设货物，绕线轴套12’单向传动的套设于收线电机11’的转轴上，在收线电机11’运作时，绕线轴套12’随收线电机11’的运作而转动，以实现向上收线，在收线电机11’停止运作时，绕线轴套12’在货物重力的作用下，向与收线电机11’的电机作动方向相反的方向进行传动，以实现向下放线；同时，利用止刹结构来止刹传动中的绕线轴套12’，将货物吊设在特定位置，从而实现对无人机上的货物的收放线控制。

本实施例中的货物收放装置与前述第一种实施例中的货物收放装置的区别在于：本实施例中的止刹结构由一棘轮141、一棘爪142、一压抵弹簧143及一解锁电机13’组成。

其中，棘轮141设置于绕线轴套12’中远离收线电机11’的一端上，棘轮141可一体成型或固定连接于绕线轴套12’的端部，并利用一轴套定位架15’将设置有棘轮141的绕线轴套12’的该端部架设在无人机机身上，该轴套定位架15’的结构及其与绕线轴套之间的配合与前述第一种实施例中的轴套定位架相同或相似，再次不作赘述，使绕线轴套12’可自由转动于轴套定位架15’中并起到轴向限位的作用。棘轮141的轮面上形成有连续的棘齿，棘齿朝向一致并朝向绕线轴套的单向传动的传动方向。棘爪142的第一端形成有与棘轮141的棘齿形状相匹配的爪尖，该爪尖通过压抵弹簧143弹性连接于无人机，并且在压抵弹簧143的弹性作用下将棘爪142的爪尖压抵于棘轮141的棘齿上，棘爪的爪尖在绕线轴套的传动方向上向上顶入棘轮中相邻的两个棘齿之间，对棘轮进行锁定，使棘轮无法继续向绕线轴套的传动方向转动，如图6所示。

解锁电机13’安装于无人机或轴套定位架15’上，解锁电机13’位于棘轮141的侧部，棘爪142安装于解锁电机13’的转轴上并随解锁电机13’的转轴的转动而转动，其中，解锁电机13’为单向转动的舵机，其转动方向与绕线轴套的传动方向相同，在图中同为顺时针转动，利用解锁电机13’的转动可带动棘爪142向远离棘轮141的方向转动，使得棘爪142脱离棘轮141以解锁棘轮141，进而解锁绕线轴套，如图7所示，解锁后的绕线轴套可继续向其单向传动的方向转动，进行放线。

在解锁电机13’停止转动时，棘爪142在压抵弹簧143的弹性作用下向棘轮方向转动，直至棘爪142再次压抵于棘轮141，再次锁定棘轮和绕线轴套，如图6所示。

当采用收线电机逆向转动绕线轴套以进行收线时，由于收线电机的收线方向为棘爪与棘轮的顺齿方向，棘爪并不会影响到该方向上的棘轮的转动，当然也可预先驱动解锁电机13以解除棘爪与棘轮之间的锁定，进而使收线电机与绕线轴套的转动收线更加畅顺。

在上述本实用新型的第二种实施例中的货物收放装置中，仍可通过在绕线轴套上开设绕线槽孔(图中未显示绕线槽孔)，来实现吊绳与绕线轴套之间的活结连接方式，即可保证无人机的正常吊运使用，又可避免无人机整机被恶意盗取或实施破坏的人拽落，提高了无人机整机的安保能力，避免较大经济损失。本实用新型的上述实施例中，通过在无人机上设置一货物收放装置，利用绕线轴套吊设货物，绕线轴套单向传动的套设于收线电机的转轴上，在收线电机运作时，绕线轴套随收线电机的运作而转动，以实现向上收线，在收线电机停止运作时，绕线轴套在货物重力的作用下，向与电机作动方向相反的方向进行传动，以实现向下放线；进一步的，通过棘轮、棘齿和解锁电机构成止刹结构来止刹传动中的绕线轴套，将货物吊设在特定位置，从而实现对无人机上的货物的收放线控制。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于无人机的货物收放装置，其特征在于：包括收线电机、单向传动的套设于所述收线电机的转轴上的绕线轴套，以及用于止刹所述绕线轴套的传动的止刹结构。

2.如权利要求1所述的用于无人机的货物收放装置，其特征在于：所述止刹结构包括用于摩擦止刹所述绕线轴套的止刹盘以及用于将所述止刹盘传送至所述绕线轴套的止刹电机，所述止刹盘轴向传动于所述止刹电机的转轴上。

3.如权利要求2所述的用于无人机的货物收放装置，其特征在于：所述止刹电机的转轴上设有传动螺纹，所述止刹盘上设有供所述止刹电机的转轴插设并与所述传动螺纹螺旋传动的传动螺纹孔。

4.如权利要求2所述的用于无人机的货物收放装置，其特征在于：所述止刹电机的转轴伸入所述绕线轴套。

5.如权利要求1所述的用于无人机的货物收放装置，其特征在于：所述止刹结构包括设于所述绕线轴套上的棘轮、弹性压抵于所述棘轮以锁止所述绕线轴套的棘爪，以及用于将所述棘爪向远离所述棘轮的方向转动以解锁所述绕线轴套的解锁电机。

6.如权利要求5所述的用于无人机的货物收放装置，其特征在于：所述棘爪与所述解锁电机或无人机之间设有用于将所述棘爪压抵于所述棘轮的压抵弹簧。

7.如权利要求1～6中任一项所述的用于无人机的货物收放装置，其特征在于：所述绕线轴套上开设有绕线槽孔。

8.如权利要求1所述的用于无人机的货物收放装置，其特征在于：还包括轴套定位架，安装于无人机上；所述绕线轴套可转动地安装于所述轴套定位架上。

9.如权利要求1所述的用于无人机的货物收放装置，其特征在于：所述绕线轴套为单向轴承。

10.如权利要求1所述的用于无人机的货物收放装置，其特征在于：所述绕线轴套通过单向轴承单向传动的套设于所述收线电机的转轴上。