CN210707897U - 一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适合无人机运载信息采集装置的锁合‑脱锁合机构，包括凸轮盘、锁合组件、基座和载物台；所述载物台套装在基座外部，所述凸轮盘套装在基座内部，所述凸轮盘与锁合组件相配合使载物台与基座锁合或脱锁合。本实用新型提供一种适合无人机运载信息采集装置的锁合‑脱锁合机构，能解决现有无人机投放技术与装置依靠四杆机构或传送带或通过螺纹杆螺合进行投放而出现的投放功能不稳定或完全失效、易受环境影响、易磨损和不易安放信息采集装置等问题，使投放装置具有稳定性和持久性、不易磨损、不易受环境影响、便于固定信息采集装置，并具有简便性和低成本等优点。

Description

一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构

技术领域

本实用新型属于无人机运载装置投放技术领域，尤其涉及一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构。

背景技术

无人机投放装置在无人机领域应用比较普遍，可配合无人机向地面交通不便达到的地区进行空投。现阶段，无人机投放装置投放技术多依靠传送带及凸起部分结合、四杆机构或螺旋杆与U型件配合、转动副同承载板配合实现。实用新型专利CN108791899A公开了一种无人机投放装置投放功能的实现方法，该方法通过驱动机构驱动活动件带动侧板转动使侧板与底板分离，实现投放功能；实用新型专利CN104554657A公开了一种投放装置及其投放方法，包括锁合插销、U型件、连杆和舵机臂，U型件的口部设置有锁合插销，锁合插销与U型件沿水平方向构成滑动配合，舵机通过传动组件与锁合插销相连接，舵机臂的长度方向与舵机的输出轴相垂直布置，连杆的两端分别与舵机臂、锁合插销铰接连接，舵机臂旋转带动连杆及锁合插销运动实现投放功能；实用新型专利CN108216636A公开了一种无人机投放装置，主要包括两个固定件、驱动装置、主动轮和从动轮以及带有突出部的传送带等部件，其核心部件是带有凸起部的传送带，将待投放物体悬挂在突起部到达指定地点后主动轮带动传送带转动从而悬挂物脱落以完成投放工作。实用新型专利CN108791884A公开了一种无人机投放装置，包括执行器、基座、主动杆、释放杆，通过主动杆与释放杆螺合，且导向孔内有限定释放杆旋转的止转部，使得释放杆只能沿其轴向作直线运动，通过改变执行器驱动轴的旋转方向能够变换释放杆的运动方向，驱动器工作将释放杆从基座中抽离，保证重物释放。

上述实用新型专利涉及的无人机投放装置，其投放功能的实现多依靠四杆机构活动杆与U型器件配合完成、或依靠传送带突起部与悬挂件配合实现、或源于驱动器带动螺纹杆轴向运动同U型器件配合完成。虽能实现投放功能，但存在投放装置不稳定、不适合安放信息采集装置、须借助载体悬挂至投放装置上、易受环境影响、易磨损等弊端。

因此，有必要研制一种新型的适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，使投放装置具有不需借助载体便可安置信息采集装置，还要具有不受环境影响、不易磨损等特点。

实用新型内容

本实用新型基于上述技术背景，提供一种能够实现无人机投放功能的机械装置，能够按照需求实现长久持效的牢固锁合以及轻易脱锁合，具有结构简单、不须借助载体、适合承载多结构类型信息采集装置、不易受环境影响以及不易磨损等特点，特别适合无人机承载和输送。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种适合旋翼式无人机运载信息采集装置的锁合脱锁合机构，包括凸轮盘、锁合组件、基座和载物台；

所述载物台套装在基座外部，所述凸轮盘套装在基座内部，所述凸轮盘与锁合组件相配合使载物台与基座锁合或脱锁合。

作为本实用新型的进一步改进，所述凸轮盘包括凸轮、沿凸轮外轮廓开设的凸轮槽、固定在凸轮上端的上限位盘和固定在凸轮下端的下限位盘；

所述锁合组件包括锁合球柱和锁合弹簧，所述锁合球柱包括外弧面与凸轮槽相贴合的四分之三球体和固定连接在四分之三球体上的圆柱，所述锁合弹簧套装在圆柱外部；

所述基座侧部开设有供圆柱通过的锁合限位孔和基座锁合孔，所述载物台侧部设置有与基座锁合孔位置相对应的载物台锁合孔；所述载物台锁合孔孔径大于圆柱直径；

所述锁合弹簧的外径小于锁合限位孔的孔径且大于基座锁合孔的孔径。

作为本实用新型的进一步改进，还包括步进电机和联轴器；

所述步进电机固定连接在基座上方，所述步进电机的驱动轴通过联轴器同轴固定连接上限位盘。

作为本实用新型的进一步改进，所述上限位盘上开设有与驱动轴相对应的驱动轴安装孔和开设在驱动轴安装孔内侧壁上的键槽；

所述下限位盘底部中心固定设置有旋转支撑球。

作为本实用新型的进一步改进，所述载物台包括圆柱体以及固定连接在圆柱体上端面的空心圆柱体，所述基座套装在空心圆柱体内，所述圆柱体外侧开设有信息采集装置安装槽；所述载物台锁合孔开设在空心圆柱体侧部。

作为本实用新型的进一步改进，所述基座包括位于空心圆柱体内底部的实心圆柱以及固定在实心圆柱上并位于空心圆柱体内的空心圆柱；

所述实心圆柱上端面开设有旋转支撑球凹槽，用以配合旋转支撑球在其槽内转动；

所述锁合限位孔和基座锁合孔开设在空心圆柱侧部。

作为本实用新型的进一步改进，所述锁合限位孔和基座锁合孔在空心圆柱侧部呈120度圆周开设三组，三组锁合限位孔和基座锁合孔位于同一水平面上；所述载物台锁合孔在空心圆柱体侧部呈120度圆周开设三个，三个所述载物台锁合孔与三组锁合限位孔和基座锁合孔位于同一水平面上。

作为本实用新型的进一步改进，所述圆柱体底端安装有缓冲橡胶套，用以缓冲载物台投放后的摔落冲击力。

作为本实用新型的进一步改进，还包括固定架；

所述固定架固定在基座上，所述固定架用于基座与旋翼式无人机的安装固定。

作为本实用新型的进一步改进，所述固定架呈倒T型，倒T字凸台上安装有两块带有螺纹孔的梁板，梁板用于固定安装步进电机。

与现有技术相比，本实用新型所取得的有益效果如下：

本实用新型提供一种适合旋翼式无人机运载信息采集装置的锁合—脱锁合机构，能解决现有无人机投放技术与装置依靠四杆机构或传送带或通过螺纹杆螺合进行投放而出现的投放功能不稳定或完全失效、易受环境影响、易磨损和不易安放信息采集装置等问题，使投放装置具有稳定性和持久性、不易磨损、不易受环境影响、便于固定信息采集装置，并具有简便性和低成本等优点。

附图说明

图1本实用新型的机构示意图；

图2本实用新型的凸轮盘结构与锁合组件配合示意图；

图3本实用新型凸轮盘的结构示意图；

图4本实用新型凸轮盘的半剖结构示意图；

图5本实用新型凸轮盘俯视剖切结构示意图；

图6本实用新型的凸轮盘、锁合组件、载物台与基座的安装示意图。

其中：1、凸轮盘；1-1、凸轮；1-2凸轮槽；1-3、上限位盘；1-4、下限位盘；1-5、传动轴安装孔；1-5-1、键槽；1-6、旋转支撑球；2、锁合组件；2-1、锁合球柱；2-2、锁合弹簧；3、基座；3-1、锁合限位孔；3-2基座锁合孔；3-3、旋转支撑球凹槽；4、载物台；4-1、载物台锁合孔；4-2、信息采集装置安置槽；4-3、缓冲橡胶套；5、步进电机；6、联轴器；7、固定架。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1-6所示，一种适合旋翼式无人机运载信息采集装置的锁合脱锁合机构，包括凸轮盘1、锁合组件2、基座3和载物台4；

所述载物台4套装在基座3外部，所述凸轮盘1套装在基座3内部，所述凸轮盘1与锁合组件2相配合使载物台4与基座3锁合或脱锁合。

所述凸轮盘1包括凸轮1-1、沿凸轮1-1外轮廓开设的凸轮槽1-2、固定在凸轮1-1上端的上限位盘1-3和固定在凸轮1-1下端的下限位盘1-4；

所述锁合组件2包括锁合球柱2-1和锁合弹簧2-2，所述锁合球柱2-1包括外弧面与凸轮槽1-2相贴合的四分之三球体和固定连接在四分之三球体上的圆柱，所述锁合弹簧2-2套装在圆柱外部；

所述基座3侧部开设有供圆柱通过的锁合限位孔3-1和基座锁合孔3-2，所述载物台4侧部设置有与基座锁合孔3-2位置相对应的载物台锁合孔4-1；所述载物台锁合孔4-1孔径大于圆柱直径；

所述锁合弹簧2-2的外径小于锁合限位孔3-1的孔径且大于基座锁合孔3-2的孔径。

还包括步进电机5和联轴器6；

所述步进电机5固定连接在基座3上方，所述步进电机5的驱动轴通过联轴器6同轴固定连接上限位盘1-3。

所述上限位盘1-3上开设有与驱动轴相对应的驱动轴安装孔1-5和开设在驱动轴安装孔1-5内侧壁上的键槽1-5-1；

所述下限位盘1-4底部中心固定设置有旋转支撑球1-6。

所述载物台4包括圆柱体以及固定连接在圆柱体上端面的空心圆柱体，所述基座3套装在空心圆柱体内，所述圆柱体外侧开设有信息采集装置安装槽4-2；所述载物台锁合孔4-1开设在空心圆柱体侧部。

所述基座3包括位于空心圆柱体内底部的实心圆柱以及固定在实心圆柱上并位于空心圆柱体内的空心圆柱；

所述实心圆柱上端面开设有旋转支撑球凹槽3-3，用以配合旋转支撑球在其槽内转动；

所述锁合限位孔3-1和基座锁合孔3-2开设在空心圆柱侧部。

所述锁合限位孔3-1和基座锁合孔3-2在空心圆柱侧部呈120度圆周开设三组，三组锁合限位孔3-1和基座锁合孔3-2位于同一水平面上；所述载物台锁合孔4-1在空心圆柱体侧部呈120度圆周开设三个，三个所述载物台锁合孔4-1与三组锁合限位孔3-1和基座锁合孔3-2位于同一水平面上。

所述圆柱体底端安装有缓冲橡胶套4-3，用以缓冲载物台4投放后的摔落冲击力。

还包括固定架7；

所述固定架7固定在基座3上，所述固定架7用于基座3与旋翼式无人机的安装固定。

所述固定架7呈倒T型，倒T字凸台上安装有两块带有螺纹孔的梁板。

如附图1所示，本实用新型的一种无人机投放机构中，核心部件是凸轮盘1。在该实施例中，在本机构通过固定架7与旋翼式无人机搭载，处于未投放状态时，凸轮盘1中凸轮槽1-2波峰与锁合组件2中锁合球柱2-1在锁合弹簧2-2和锁合限位孔3-1的作用下穿过基座锁合孔3-2和载物台锁合孔4-1 使本装置处于牢固锁合状态；到达投放地点后，步进电机5在接收到信号以后旋转带动联轴器6在键与键槽1-5-1作用下使得凸轮盘1旋转，锁合球柱2-1随之轴向运动，当锁合球柱2-1运动至凸轮槽1-2波谷时，锁合球柱2-1球体部分轴向运动出锁合限位孔3-1，锁合球柱2-1圆柱尾端恰好进入基座锁合孔3-2脱离载物台锁合孔4-1，从而载物台4与基座3分离以此达到投放。

如附图1、附图3、附图4和附图5所示，在本实施例中，凸轮盘1的材质为铝合金，凸轮盘1包括凸轮1-1、凸轮槽1-2、上限位盘1-3、下限位盘1-4、传动轴安装孔1-5、键槽1-5-1和旋转支撑球1-6。凸轮1-1和凸轮槽1-2总厚度为6.2毫米；上限位盘1-3和下限位盘1-4焊接在凸轮1-1上，直径为20.0毫米，厚度为3毫米；凸轮1-1上开有凸轮槽1-2，其中凸轮1-1以及凸轮槽1-2的波峰波谷差值为4.0毫米，凸轮槽1-2的轮廓为锁合球柱2-1球体部分1/3，深度为2.0毫米；上限位盘1-3中心至凸轮1-1上开有传动轴安装孔1-5和键槽1-5-1，其中传动轴安装孔1-5的孔径为4.0毫米、深度为8.0毫米，键槽1-5-1的槽宽及槽深分别为3.0毫米和2.0毫米；下限位盘1-4中心焊接有旋转支撑球1-6，旋转支撑球1-6上半部分为直径为5.0毫米长度为2.0毫米的圆柱体，下半部分为直径为5.0毫米的半球体；凸轮1-1与凸轮槽1-2为锁合球柱2-1提供了运动路线，其中凸轮波峰波谷差值恰好为载物台锁合孔4-1深度，其深度为4.0毫米；上限位盘1-3和下限位盘1-4的作用为配合锁合球柱2-1从而使其与凸轮槽1-2、锁合限位孔3-1、基座锁合孔3-2和载物台锁合孔4-1处于同一水平面上。

如附图1和附图2所示，依据凸轮盘1结构设计出锁合组件2，锁合组件2包括锁合球柱2-1和锁合弹簧2-2，在本实施例中，锁合球柱2-1的材质为铝合金，锁合球柱2-1由3/4球体和圆柱构成，设置球体直径为6.0毫米、圆柱直径为3.0毫米，锁合球柱2-1总长为20.0毫米；球体与凸轮槽1-2配合及限制锁合弹簧2-2向凸轮盘1方向移动，圆柱限制锁合弹簧2-2周向移动以及锁合基座3和载物台4。

如附图1和附图6所示，依据凸轮盘1和锁合组件2结构设计出基座3，在本实施例中，基座的材质为铝合金，基座3上部分高度为31.0毫米，形状为内径22.0毫米、外径42.0毫米空心圆柱，底部为直径42.0毫米、厚度5.0毫米的实心圆柱，侧面设置有3个呈120°圆周分布的直径分别为为6.2毫米和3.2毫米的锁合限位孔3-1和基座锁合孔3-2，其圆心距基座3空心圆柱底面距离为8.0毫米，锁合限位孔3-1的直径比锁合球柱2-1球体直径大0.2毫米，用于限制锁合弹簧2-2向基座方向移动且当凸轮盘1顶端与锁合球柱2-1配合时用以容纳球体部分；基座锁合孔3-2直径比锁合球柱2-1柱体直径大0.2毫米，其作用为限制锁合球柱2-1周向移动且使得锁合球柱2-1可轴向移动从而配合载物台锁合孔4-1达成锁合；在空心圆柱内底面上设有直径为7.0毫米深度为2.0毫米的旋转支撑球凹槽3-3，用以配合旋转支撑球1-6以便支撑凸轮盘1使其平稳运行，直径比旋转支撑球1-6大2.0毫米且深度比旋转支撑球1-6浅1.5毫米；在基座3上部分空心圆柱上底面处设有用于安装固定架7的螺纹孔；基座3的底部边缘倒1.0毫米的圆角以便于安装及确保载物台4与基座3之间脱锁合时不受基座3边缘的阻挡。

如附图1和附图6所示，依据凸轮盘1、锁合组件2和基座3结构设计出载物台4，在本实施例中，载物台的材质为铝合金，载物台4上部分为内径42.0毫米、外径50.0毫米的空心圆柱，下半部分为直径为50.0毫米的圆柱。上半部分在与基座锁合孔3-2同一水平面上设置有呈120°圆周分布的载物台锁合孔4-1，载物台锁合孔的直径为3.2毫米，其作用为配合锁合组件2、锁合限位孔3-1和基座锁合孔3-2完成锁合及脱锁合；下半部分为安装信息采集装置特设有长、宽、高分别为13.0毫米、19.0毫米、20.0毫米的信息采集装置安置槽4-2；为避免投放后载物台摔落造成信息采集装置的损坏特在载物台4底端安装有缓冲橡胶套4-3，缓冲橡胶套上半部分为内径为48.0毫米、外径为55.0毫米、深度为8.0毫米的空心圆柱体，下半部分为直径为55.0毫米、厚度为10.0毫米的圆柱体。

如附图1所示，按照基座3形状尺寸设计出上部分为长度为50.0毫米、宽度为10.0毫米、高度为6.0毫米的呈长方体型，下半部分为长度为20.0毫米、宽度为4.0毫米、高度为6.0毫米的固定架7，固定架7呈倒T型，固定架7用于投放装置与旋翼式无人机的安装固定，倒T字凸台上安装有两块带有螺纹孔的梁板用于固定步进电机5，步进电机5经过联轴器6连接轴通过键与键槽1-5-1与凸轮盘1相连。

工作过程如下陈述：本实用新型的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构按照设计图纸组装完成装置后，在锁合组件2的锁合弹簧2-2以及凸轮槽1-2波峰作用下，锁合球柱2-1经过锁合限位孔3-1、基座锁合孔3-2和载物台锁合孔4-1，实现基座3和载物台4的稳固锁合；用以采集信号的信息采集装置固定在信息采集装置安置槽4-2上，用以采集目标区域的所需信息。本实用新型的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构通过其基座3固定在无人机运载平台上，通过无人机的搭载运输至火灾现场、地震现场、战争现场、核辐射区域，以及原始森林、高山峻岭、沙漠腹地等人类难以涉足自然地带；无人机运输过程中，锁合组件2的锁合球柱2-1的球体部分在锁合弹簧2-2以及凸轮槽1-2波峰作用下被压至锁合限位孔3-1内维持载物台4与基座3的稳固锁合。无人机运输至目标区域后，在触发信号作用下，步进电机5转动经过联轴器6在键槽1-5-1的作用下凸轮盘1转动，锁合球柱2-1在锁合弹簧2-2的作用下按照凸轮盘1中凸轮槽1-2的轨迹下运动，锁合球柱2-1运动以及凸轮盘1运动，待锁合球柱2-1球体部分与凸轮槽1-2波谷接触时圆柱部分刚好与载物台4上的载物台锁合孔4-1脱离导致载物台4与基座3的脱锁合，在缓冲橡胶套4-3的作用下确保安装信息采集装置的载物台4完好无损的被投放至目标区域，进行信息采集作业。

Claims (10)

1.一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：包括凸轮盘（1）、锁合组件（2）、基座（3）和载物台（4）；

所述载物台（4）套装在基座（3）外部，所述凸轮盘（1）套装在基座（3）内部，所述凸轮盘（1）与锁合组件（2）相配合使载物台（4）与基座（3）锁合或脱锁合。

2.根据权利要求1所述的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：所述凸轮盘（1）包括凸轮（1-1）、沿凸轮（1-1）外轮廓开设的凸轮槽（1-2）、固定在凸轮（1-1）上端的上限位盘（1-3）和固定在凸轮（1-1）下端的下限位盘（1-4）；

所述锁合组件（2）包括锁合球柱（2-1）和锁合弹簧（2-2），所述锁合球柱（2-1）包括外弧面与凸轮槽（1-2）相贴合的四分之三球体和固定连接在四分之三球体上的圆柱，所述锁合弹簧（2-2）套装在圆柱外部；

所述基座（3）侧部开设有供圆柱通过的锁合限位孔（3-1）和基座锁合孔（3-2），所述载物台（4）侧部设置有与基座锁合孔（3-2）位置相对应的载物台锁合孔（4-1）；所述载物台锁合孔（4-1）孔径大于圆柱直径；

所述锁合弹簧（2-2）的外径小于锁合限位孔（3-1）的孔径且大于基座锁合孔（3-2）的孔径。

3.根据权利要求2所述的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：还包括步进电机（5）和联轴器（6）；

所述步进电机（5）固定连接在基座（3）上方，所述步进电机（5）的驱动轴通过联轴器（6）同轴固定连接上限位盘（1-3）。

4.根据权利要求3所述的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：所述上限位盘（1-3）上开设有与驱动轴相对应的驱动轴安装孔（1-5）和开设在驱动轴安装孔（1-5）内侧壁上的键槽（1-5-1）；

所述下限位盘（1-4）底部中心固定设置有旋转支撑球（1-6）。

5.根据权利要求2所述的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：所述载物台（4）包括圆柱体以及固定连接在圆柱体上端面的空心圆柱体，所述基座（3）套装在空心圆柱体内，所述圆柱体外侧开设有信息采集装置安装槽（4-2）；所述载物台锁合孔（4-1）开设在空心圆柱体侧部。

6.根据权利要求5所述的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：所述基座（3）包括位于空心圆柱体内底部的实心圆柱以及固定在实心圆柱上并位于空心圆柱体内的空心圆柱；

所述实心圆柱上端面开设有旋转支撑球凹槽（3-3），用以配合旋转支撑球在其槽内转动；

所述锁合限位孔（3-1）和基座锁合孔（3-2）开设在空心圆柱侧部。

7.根据权利要求6所述的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：所述锁合限位孔（3-1）和基座锁合孔（3-2）在空心圆柱侧部呈120度圆周开设三组，三组锁合限位孔（3-1）和基座锁合孔（3-2）位于同一水平面上；所述载物台锁合孔（4-1）在空心圆柱体侧部呈120度圆周开设三个，三个所述载物台锁合孔（4-1）与三组锁合限位孔（3-1）和基座锁合孔（3-2）位于同一水平面上。

8.根据权利要求5所述的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：所述圆柱体底端安装有缓冲橡胶套（4-3），用以缓冲载物台（4）投放后的摔落冲击力。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：还包括固定架（7）；

所述固定架（7）固定在基座（3）上，所述固定架（7）用于基座（3）与旋翼式无人机的安装固定。

10.根据权利要求9所述的一种适合无人机运载信息采集装置的锁合-脱锁合机构，其特征在于：所述固定架（7）呈倒T型，倒T字凸台上安装有两块带有螺纹孔的梁板。

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