CN207704246U - 无人值守无人机智能停机坪系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人值守无人机智能停机坪系统，包括机库外框、设置在机库外框顶部的机库门、设置在机库外框内部的升降平台、平台驱动装置和机库门驱动装置；其中，所述平台驱动装置与所述升降平台连接，所述机库门驱动装置与所述机库门连接。本实用新型提供的无人值守无人机智能停机坪系统，实现了无人机的智能封闭式停放及对其停放位置进行定位，并进行智能无线充电，避免了无人机充电过程中受到外界环境的影响。

Description

无人值守无人机智能停机坪系统

技术领域

本发明涉及无人机停机坪技术领域，更具体地，涉及一种无人值守无人机智能停机坪系统。

背景技术

在现有的无线充电无人机停机坪应用过程中，其受限于无线充电技术，需要人工将无人机摆放在充电装置上方后手动开启无线充电器电源才可完成充电操作，无法实现智能的无线充电；无人机补给站通过机械臂为无人机更换电池，一旦无人机位置与程序设定的位置有差异，很高几率夹持失败，需要多次执行夹持动作，效率较低，而且夹持时，为避免电池掉落，需要使用较大的夹持力，容易损坏电池；现有的无人机降落位置定位技术主要在无人机上实施，通过提高无人机自身定位精度，达到准确降落的目的，但即使使用RTK达到了厘米级定位，对于降落面积较小，且配备无线充电技术的停机坪来说，其精度还不足够。最重要的是，现有无人机停机坪都是露天设置的，无人机停放充电时经常受到风雨的干扰，存在不稳定性。

发明内容

本发明为解决以上现有无人机停机坪对无人机无法实现智能化充电，对其降落位置不准确及受环境影响大的技术缺陷，提供了一种无人值守无人机智能停机坪系统。

为实现以上发明目的，采用的技术方案是：

无人值守无人机智能停机坪系统，包括机库外框、设置在机库外框顶部的机库门、设置在机库外框内部的升降平台、平台驱动装置和机库门驱动装置；其中，所述平台驱动装置与所述升降平台连接，所述机库门驱动装置与所述机库门连接。

上述方案中，系统通过机库门驱动装置驱动机库门打开，由平台驱动装置将升降平台升起至机库门边上，当无人机停放完毕后，再由平台驱动装置将升降平台降落至机库外框底部，最后由机库门驱动装置驱动机库门关闭，实现了无人机的封闭式停放，避免无人机停放过程中受到环境的影响。

其中，所述平台驱动装置包括平台驱动电机、联轴器、平台升降丝杆、光轴和平台升降直线轴承；其中，所述光轴的数量为4，所述平台升降直线轴承数量为4，每一根光轴上套有对应的平台升降直线轴承，所述平台升降直线轴承与所述升降平台连接；所述平台驱动电机通过联轴器和平台升降丝杆连接，所述平台升降丝杆与升降平台连接。

其中，所述平台驱动装置有两个，分别安装在升降平台宽边中心位置；所述升降平台上设置有连接螺母，所述平台升降丝杆上设置有螺纹结构，所述升降平台通过连接螺母与平台升降丝杆连接。

上述方案中，平台升降直线轴承安装在升降平台四个角落上，可以轻松地在光轴上滑动；升降平台宽边中心位置上设置有连接螺母，连接螺母套在平台升降丝杆；平台驱动电机通过联轴器带动平台升降丝杆旋转，连接螺母随着在平台升降丝杆上上下运动，从而给升降平台上升及下降的力，在光轴及平台升降直线轴承的配合下，实现升降平台的升降。

其中，所述机库门包括机库门框架和机库门导轨，所述机库门导轨安装在所述机库外框上，所述机库门框架安装在机库门导轨中；所述机库门驱动装置有两个，所述机库门框架也有两个，每一个机库门框架对应于一个机库门驱动装置连接。

其中，所述机库门驱动装置包括机库门开闭驱动电机、联轴器、传动轴、机库门驱动齿轮和机库门驱动齿条；其中，所述机库门齿条和所述机库门驱动齿轮齿位对应；所述机库门齿条安装在所述机库门框架上，与所述机库门驱动齿轮连接；所述机库门驱动齿轮与传动轴连接；所述机库门开闭驱动电机通过联轴器与传动轴连接。

上述方案中，机库门开闭驱动电机通过联轴器带动传动轴进行旋转，安装在传动轴上端的机库门驱动齿轮随之转动，与安装在机库门框架上的机库门齿条形成咬合，带动机库门框架在机库门导轨中滑动，形成机库门的开启和关闭动作。

其中，所述机库外框安装有红外激光定位装置，用于对无人机停放位置进行定位；所述升降平台上设置有无线充电设备，所述无线充电设备包括无线充电平台和移动控制装置；所述移动控制装置上设置有第二无线通信模块；所述移动控制模块设置在无线充电平台的底部。

上述方案中，系统通过设置在机库外框的红外激光定位装置确定无人机的停机位置，由设置在无线充电平台底部的移动控制模块将无线充电平台送往无人机下方，对无人机进行无线充电，并将无人机的定位、充电信息通过第二无线通信模块发送出去。

其中，机库外框上还设置有带座轴承，所述带轴轴承与升降平台丝杆、传动轴连接，增加了升降平台丝杆、传动轴的稳定性。

其中，所述系统通过驱控制电路进行控制，所述控制电路包括微处理器、平台驱动模块、机库门开闭驱动模块、无线通信模块、人机交互模块、红外线定位模块、机库门开启限位开关和机库门关闭限位开关；其中，所述平台驱动模块、机库门开闭驱动模块、无线通信模块、红外线定位模块、机库门开启限位开关和机库门关闭限位开关分别与微处理器电性连接；所述微处理器通过无线通信模块分别与第二无线通信模块、人机交互模块无线通信连接；其中：

所述平台驱动模块用于驱动升降平台的升降；

所述机库门开闭驱动模块用于驱动机库门驱动装置的开闭；

所述无线通信模块用于将机库门开闭、无人机定位信息、充电信息发送给人机交互模块、第二无线通信模块，同时接收人机交互模块的信息；

所述人机交互模块用于远程查看无人机定位、充电情况，远程操控机库门的开闭；

所述红外线定位模块用于控制红外激光定位装置，将红外激光定位装置的定位信息传给微处理器；

所述机库门开启限位开关和机库门关闭限位开关用于检测机库门是否完全打开或闭合。

上述方案中，当机库门关闭限位开关按下时，机库门处于完全打开状态，此时可执行闭门操作；当机库门开启限位开关按下时，机库门处于关闭状态，此时可执行开门操作；所述微处理器为STM32F407芯片，其为整个控制电路的核心，接收来自人机交互模块的控制信号，实现对无人机智能地停放、封闭及充电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的无人值守无人机智能停机坪系统，实现了无人机的智能封闭式停放及对其停放位置进行定位，并进行智能无线充电，避免了无人机充电过程中受到外界环境的影响。

附图说明

图1为无人值守无人机智能停机坪系统结构示意图。

图2为无人值守无人机智能停机坪系统电路模块示意图。

图3为无人值守无人机智能停机坪系统结构限位开关局部示意图。

其中：1、机库外框；2、平台驱动电机；3、机库门开闭驱动电机；4、联轴器；5、带座轴承；6、连接螺母；7、平台升降直线轴承；8、平台升降丝杆；9、升降平台；10、传动轴；11、无线充电平台；12、机库门导轨；13、光轴；14、机库门驱动齿条；15、机库门驱动齿轮；16、机库门关闭限位开关；17、机库门开启限位开关；18、机库门框架。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。

实施例1

如图1，无人值守无人机智能停机坪系统，包括机库外框1、设置在机库外框顶部的机库门、设置在机库外框1内部的升降平台9、平台驱动装置和机库门驱动装置；其中，所述平台驱动装置与所述升降平台9连接，所述机库门驱动装置与所述机库门连接。

上述方案中，系统通过机库门驱动装置驱动机库门打开，由平台驱动装置将升降平台9升起至机库门边上，当无人机停放完毕后，再由平台驱动装置将升降平台9降落至机库外框底部，最后由机库门驱动装置驱动机库门关闭，实现了无人机的封闭式停放，避免无人机停放过程中受到环境的影响。

更具体的，所述平台驱动装置包括平台驱动电机2、联轴器4、平台升降丝杆8、光轴13和平台升降直线轴承7；其中，所述光轴13的数量为4，所述平台升降直线轴承7数量为4，每一根光轴13上套有对应的平台升降直线轴承7，所述平台升降直线轴承7与所述升降平台9连接；所述平台驱动电机2通过联轴器4和平台升降丝杆8连接，所述平台升降丝杆8与升降平台9连接。

更具体的，所述平台驱动装置有两个，分别安装在升降平台9宽边中心位置；所述升降平台9上设置有连接螺母6，所述平台升降丝杆8上设置有螺纹结构，所述升降平台9通过连接螺母6与平台升降丝杆8连接。

在具体实施过程中，平台升降直线轴承7安装在升降平台9四个角落上，可以轻松地在光轴13上滑动；升降平台9宽边中心位置上设置有连接螺母6，连接螺母6套在平台升降丝杆8；平台驱动电机2通过联轴器4带动平台升降丝杆8旋转，连接螺母6随着在平台升降丝杆8上上下运动，从而给升降平台6上升及下降的力，在光轴13及平台升降直线轴承7的配合下，实现升降平台9的升降。

更具体的，所述机库门包括机库门框架18和机库门导轨12，所述机库门导轨12安装在所述机库外框1上，所述机库门框架18安装在机库门导轨12中；所述机库门驱动装置有两个，所述机库门框架18也有两个，每一个机库门框架18对应于一个机库门驱动装置连接。

更具体的，所述机库门驱动装置包括机库门开闭驱动电机3、联轴器4、传动轴10、机库门驱动齿轮15和机库门驱动齿条14；其中，所述机库门齿条14和所述机库门驱动齿轮15齿位对应；所述机库门齿条14安装在所述机库门框架18上，与所述机库门驱动齿轮15连接；所述机库门驱动齿轮15与传动轴10连接；所述机库门开闭驱动电机3通过联轴器4与传动轴10连接。

在具体实施过程中，机库门开闭驱动电机3通过联轴器4带动传动轴10进行旋转，安装在传动轴10上端的机库门驱动齿轮15随之转动，与安装在机库门框架18上的机库门齿条14形成咬合，带动机库门框架18在机库门导轨12中滑动，形成机库门的开启和关闭动作。

如图1、图2所示，更具体的，所述机库外框1安装有红外激光定位装置，用于对无人机停放位置进行定位；所述升降平台9上设置有无线充电设备，所述无线充电设备包括无线充电平台11和移动控制装置；所述移动控制装置上设置有第二无线通信模块；所述移动控制模块设置在无线充电平台11的底部。

在具体实施过程中，系统通过设置在机库外框1的红外激光定位装置确定无人机的停机位置，由设置在无线充电平台11底部的移动控制模块将无线充电平台11送往无人机下方，对无人机进行无线充电，并将无人机的定位、充电信息通过第二无线通信模块发送出去。

更具体的，机库外框1上还设置有带座轴承5，所述带轴轴承5与升降平台丝杆8、传动轴10连接，增加了升降平台丝杆8、传动轴10的稳定性。

更具体的，所述系统通过驱控制电路进行控制，所述控制电路包括微处理器、平台驱动模块、机库门开闭驱动模块、无线通信模块、人机交互模块、红外线定位模块、机库门开启限位开关17和机库门关闭限位开关16；其中，所述平台驱动模块、机库门开闭驱动模块、无线通信模块、红外线定位模块、机库门开启限位开关17和机库门关闭限位开关16分别与微处理器电性连接；所述微处理器通过无线通信模块分别与第二无线通信模块、人机交互模块无线通信连接；其中：

所述平台驱动模块用于驱动升降平台9的升降；

所述机库门开闭驱动模块用于驱动机库门驱动装置的开闭；

所述无线通信模块用于将机库门开闭、无人机定位信息、充电信息发送给人机交互模块、第二无线通信模块，同时接收人机交互模块的信息；

所述人机交互模块用于远程查看无人机定位、充电情况，远程操控机库门的开闭；

所述红外线定位模块用于控制红外激光定位装置，将红外激光定位装置的定位信息传给微处理器；

所述机库门开启限位开关17和机库门关闭限位开关16用于检测机库门是否完全打开或闭合。

在具体实施过程中，当机库门关闭限位开关16按下时，机库门处于完全打开状态，此时可执行闭门操作；当机库门开启限位开关17按下时，机库门处于关闭状态，此时可执行开门操作；所述微处理器为STM32F407芯片，其为整个控制电路的核心，接收来自人机交互模块的控制信号，实现对无人机智能地停放、封闭及充电。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.无人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：包括机库外框（1）、设置在机库外框顶部的机库门、设置在机库外框（1）内部的升降平台（9）、平台驱动装置和机库门驱动装置；其中，所述平台驱动装置与所述升降平台（9）连接，所述机库门驱动装置与所述机库门连接。

2.根据权利要求1所述的无人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：所述平台驱动装置包括平台驱动电机（2）、联轴器（4）、平台升降丝杆（8）、光轴（13）和平台升降直线轴承（7）；其中，所述光轴（13）的数量为4，所述平台升降直线轴承（7）数量为4，每一根光轴（13）上套有对应的平台升降直线轴承（7），所述平台升降直线轴承（7）与所述升降平台（9）连接；所述平台驱动电机（2）通过联轴器（4）和平台升降丝杆（8）连接，所述平台升降丝杆（8）与升降平台（9）连接。

3.根据权利要求1所述的无人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：所述机库门包括机库门框架（18）和机库门导轨（12），所述机库门导轨（12）安装在所述机库外框（1）上，所述机库门框架（18）安装在机库门导轨（12）中。

4.根据权利要求1所述的无人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：所述平台驱动装置有两个，分别安装在升降平台（9）宽边中心位置。

5.根据权利要求1所述的人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：所述升降平台（9）上设置有无线充电设备，所述无线充电设备包括无线充电平台（11）和移动控制装置；所述移动控制装置上设置有第二无线通信模块；所述移动控制模块设置在无线充电平台（11）的底部。

6.根据权利要求2所述的无人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：所述升降平台（9）上设置有连接螺母（6），所述平台升降丝杆（8）上设置有螺纹结构，所述升降平台（9）通过连接螺母（6）与平台升降丝杆（8）连接。

7.根据权利要求3所述的无人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：所述机库门驱动装置有两个，所述机库门框架（18）也有两个，每一个机库门框架（18）对应于一个机库门驱动装置连接。

8.根据权利要求3所述的无人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：所述机库门驱动装置包括机库门开闭驱动电机（3）、联轴器（4）、传动轴（10）、机库门驱动齿轮（15）和机库门驱动齿条（14）；其中，所述机库门齿条（14）和所述机库门驱动齿轮（15）齿位对应；所述机库门齿条（14）安装在所述机库门框架（18）上，与所述机库门驱动齿轮（15）连接；所述机库门驱动齿轮（15）与传动轴（10）连接；所述机库门开闭驱动电机（3）通过联轴器（4）与传动轴（10）连接。

9.根据权利要求5所述的人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：所述机库外框（1）安装有红外激光定位装置，用于对无人机停放位置进行定位。

10.根据权利要求6所述的无人值守无人机智能停机坪系统，其特征在于：所述系统通过驱控制电路进行控制，所述控制电路包括微处理器、平台驱动模块、机库门开闭驱动模块、无线通信模块、人机交互模块、红外线定位模块、机库门开启限位开关（17）和机库门关闭限位开关（16）；其中，所述平台驱动模块、机库门开闭驱动模块、无线通信模块、红外线定位模块、机库门开启限位开关（17）和机库门关闭限位开关（16）分别与微处理器电性连接；所述微处理器通过无线通信模块分别与第二无线通信模块、人机交互模块无线通信连接；其中：

所述平台驱动模块用于驱动升降平台（9）的升降；

所述机库门开闭驱动模块用于驱动机库门驱动装置的开闭；

所述无线通信模块用于将机库门开闭、无人机定位信息、充电信息发送给人机交互模块、第二无线通信模块，同时接收人机交互模块的信息；

所述人机交互模块用于远程查看无人机定位、充电情况，远程操控机库门的开闭；

所述红外线定位模块用于控制红外激光定位装置，将红外激光定位装置的定位信息传给微处理器；

所述机库门开启限位开关（17）和机库门关闭限位开关（16）用于检测机库门是否完全打开或闭合。