CN212448145U - 一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，包括框架本体、外壳、升降平台、定位模块、触发开关模组、天窗模块，所述框架本体内设有升降平台，升降平台上安装有定位模块，定位模块包括X轴定位模组、Y轴定位模组，所述框架本体内位于升降平台的Y轴方向上的一端安装有触发开关模组，所述框架本体的顶部设有天窗模块，天窗模块包括天窗框架、天窗盖板、平移机构。本发明便于无人机的起飞和降落，定位膜块能够实现无人机的多点定位及固定，三自由度机械手模块带动机械手在X轴、Y轴可水平移动及Z轴可旋转，触发开关模组进行开关机动作，机械爪可实现完成电池抓取动作，实现无人机电池更换。

Description

一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库

技术领域

本实用新型涉及无人机停机技术领域，具体涉及一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库。

背景技术

无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作，目前无人机分为军用、民用两个大类，民用方面主要体现在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾、影视拍摄、制造浪漫等等领域的应用。

续航时间是无人机最重要的性能指标之一，能够直接表明无人机充电一次后的持久作战或持久飞行的能力，与续航时间直接有关系的便是电池的电量，电池的电量使用长久，续航时间长；电池的电量使用时间短，续航时间短，现有的无人机在电池电量使用完毕后，到达指定地点充电或者更换电池，目前已经存在带有自动充电装置的停机坪，但是目前常用的停机坪为外开的对开门，占地面积大，下雨等恶劣天气时，水容易从门缝处进入停机库内，影响停机库的正常使用，目前的无人机需要精确落入停机库的停靠槽内，人工开关机，才能充电或者更换电池，但是目前无人机停靠定位并不准确，现有停机库的需要人工进行调整，使用麻烦。

发明内容

为克服所述不足，本实用新型的目的在于提供一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，包括框架本体、外壳、升降平台、定位模块、触发开关模块、天窗模块，所述框架本体外固定设有外壳，所述框架本体内设有升降平台，升降平台上安装有定位模块，定位模块包括X轴定位模组、Y轴定位模组，用于将无人机定位、夹紧，可设定为多点位定位，所述框架本体内位于升降平台的Y轴方向上的一端安装有触发开关模块，所述框架本体的顶部设有天窗模块，天窗模块包括天窗框架、天窗盖板、平移机构，天窗框架通过平移机构实现水平开合。

具体地，所述框架本体内位于升降平台的Y轴方向上的一端安装有电池储存或充电模组，电池储存或充电模组与触发开关模块同侧。

具体地，所述升降平台的底部安装有升降框架，升降框架的两侧设有升降滑块组件，升降滑块组件装配在升降线性滑轨上，升降线性滑轨固定在框架本体上，所述升降框架的两侧对称布置有举升电缸，举升电缸的底部固定在框架本体上，举升电缸的推杆端部通过铰链与升降框架连接。

具体地，所述X轴定位模组包括两条桥架板、两条X轴导轨、两个X轴电缸，所述X轴导轨安装在升降框架上，桥架板的两端通过X 轴滑块装配在X轴导轨上，每条桥架板与一个X轴电缸的推杆端部相连接，X轴电缸通过X轴电缸支架固定在升降框架上；

每条所述桥架板的两端均设有连接板，同一个桥架板上的两个连接板之间安装有Y轴定位模组，Y轴定位模组包括Y轴型材底座、Y 轴导轨、Y轴丝杠、定位杆，Y轴导轨、Y轴丝杠相互平行，定位杆通过定位连接架固定在Y轴滑块上，Y轴滑块装配在Y轴丝杠和Y轴导轨上，所述Y轴丝杠通过Y轴电机驱动，两条定位杆位于两条桥架板4031之间；

所述X轴定位模组位于升降平台的下方，Y轴定位模组位于升降平台的上方。

具体地，所述天窗模块中天窗盖板固定设在天窗框架上，平移机构包括天窗导轨、传动机构，天窗框架的两侧分别设有天窗滑块，位于同侧的天窗滑块装配在同一条天窗导轨上，天窗导轨对应固定安装在框架本体的两侧，沿Y轴设置；

具体地，所述传动机构包括传送带、天窗电机、主动齿轮、从动齿轮一、从动齿轮二，所述从动齿轮一、主动齿轮、从动齿轮二依次安装在传动齿轮固定架上，传动齿轮固定架固定安装在框架本体上，所述传送带的一端通过传动带固定架固定在天窗框架的一端，传送带的另一端依次绕在从动齿轮一、主动齿轮、从动齿轮二上，并通过另一传动带固定架固定在天窗框架的另一端，所述主动齿轮与天窗电机机械连接在一起,最佳排布方式为从动齿轮一与从动齿轮二位于同一水平面上，并与传动带齐平，主动齿轮低于或者高于传动带，所述框架本体内安装有天窗限位开关。

具体地，所述触发开关模块采用液压缓冲器，由缓冲器固定支架固定在三自由度机械手模块的端部，所述三自由度机械手模块包括X 轴开关模组、Y轴开关模组、Z轴旋转模组、机械爪，触发开关模块装配在机械爪上。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供了一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，具备平台升降、定位模块、触发开关模块、三自由度机械手模块、电池换位/储存/充电模块，升降平台为了节约空间，采用了对称布置，通过铰链连接倾斜布置电动缸，为平台提供举升动力，采用4根线性滑轨为平台举升提供导向及自由度限制，便于无人机的起飞和降落；定位膜块能够实现无人机的多点定位及固定，定位模块的X轴定位模组、Y轴定位模组结构简单，方便控制，能够在X轴方向、Y轴方向调整无人机的位置，使无人机正常起飞、充电或者更换电池；三自由度机械手模块带动机械手在X轴、Y 轴可水平移动及Z轴可旋转，移动到无人机停靠的终点位置，触发开关模块进行开关机动作，机械爪可实现完成电池抓取动作，将无人机侧面电池取出放置到电池换位/储存/充电模块，实现无人机电池更换。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的框架本体结构示意图。

图3为本实用新型的定位模块上表面结构示意图。

图4为本实用新型的定位模块定位无人机时结构示意图。

图5为本实用新型的定位模块下表面结构示意图。

图6为本实用新型的天窗模块与框架本体间连接结构示意图。

图7为本实用新型的天窗模块结构示意图。

图8为本实用新型的触发开关模块的结构示意图。

图9为本实用新型的自动起飞流程示意图。

图10为本实用新型的自动降落流程示意图。

图中1外壳体，2框架本体，3升降平台，301升降框架，302举升电缸，303升降滑块组件，304升降线性滑轨，4定位模块，401Y轴定位模组，4011定位杆，4012Y轴滑块，4013Y轴导轨，4014Y轴丝杠，4015Y轴电机，4016定位杆连接架，4017Y轴型材底座，402 连接板，403X轴定位模组，4031桥架板，4032X轴导轨，4033X 轴电缸，4034X轴电缸支架，4035X轴滑块，5三自由度机械手模块，6电池储存或充电模组，7触发开关模块，8天窗模块，801天窗框架，802天窗导轨，803天窗滑块，804传动机构，8041传动带， 8042从动齿轮一，8043主动齿轮，8044从动齿轮二，8045天窗驱动电机，8046传动齿轮固定架，805天窗限位开关，806传动带固定架， 807天窗盖板，9控制器。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1至图10所示的一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，包括框架本体2、外壳1、升降平台3、定位模块4、触发开关模块7、天窗模块8，所述框架本体2外固定设有外壳1，为了方便描述，框架本体1在水平面内设有相互垂直的X轴方向、Y轴方向，所述框架本体2内设有升降平台3，升降平台3上安装有定位模块4，定位模块4包括X轴定位模组403、Y轴定位模组401，用于将无人机10定位、夹紧，可设定为多点位定位，所述框架本体2内位于Y轴方向上的一端安装有触发开关模块7，所述框架本体2的顶部设有天窗模块8，天窗模块8包括天窗框架801、天窗盖板807、平移机构，天窗框架8通过平移机构实现水平开合。

具体地，所述框架本体2内位于升降平台3的Y轴方向上的一端安装有电池储存或充电模组6，电池储存或充电模组6与触发开关模块7同侧。

具体地，所述升降平台3的底部安装有升降框架301，升降框架 301的两侧设有升降滑块组件303，升降滑块组件303装配在升降线性滑轨304上，升降线性滑轨304设有四根，两根为一组，对称固定在框架本体2上，四根升降线性滑轨304为升降平台3举升提供导向及自由度限制，为了节约空间，保证举升力度和平衡，所述升降框架 301的两侧对称布置有举升电缸302，举升电缸302的底部固定在框架本体2上，举升电缸302的推杆端部通过铰链与升降框架301连接，为升降平台3提供举升动力。

具体地，所述X轴定位模组403包括两条桥架板4031、两条X 轴导轨4032、两个X轴电缸4033，所述X轴导轨4032安装在升降框架301的两端，沿X轴方向放置，桥架板4031的两端通过X轴滑块 4035装配在X轴导轨4032上，每条桥架板4031与一个X轴电缸4033 的推杆端部相连接，X轴电缸4033通过X轴电缸支架4034固定在升降框架301上，为了减小空间，增大两条桥架板4031之间的开合宽度，X轴电缸4033对应的X轴电缸支架4034设在远离与其相连接的那条桥架板4031的一侧；

每条所述桥架板4031的两端均设有连接板402，连接板402垂直于桥架板4031，同一个桥架板4031上的两个连接板402之间安装有Y轴定位模组401，Y轴定位模组401包括Y轴型材底座4017、Y 轴导轨4013、Y轴丝杠4014、定位杆4011，Y轴导轨4013、Y轴丝杠4014相互平行，定位杆4011通过定位连接架4016固定在Y轴滑块4012上，Y轴滑块4012装配在Y轴丝杠4014和Y轴导轨4013上，所述Y轴丝杠4014通过Y轴电机4015驱动，两条定位杆4011位于两条桥架板4031之间，用于无人机在Y轴上的定位、固定；

所述X轴定位模组403位于升降平台3的下方，Y轴定位模组401 位于升降平台3的上方，节约空间，所述X定位轴模组403还包括X 轴限位开关404；

定位模块的工作原理为：桥架板4031通过X轴滑块4035与X轴导轨4032连接，桥架板4031通过连接板402与两套Y轴定位模组 401的Y轴型材底座4017连接，X轴电缸4033带动桥架板4031，实现利用两套Y轴定位模组401的Y轴型材底座4017，在X轴上推动无人机10，实现无人机10在X轴方向的对中定位，两套Y轴定位模组401可独立执行动作通过Y轴滑块4012上的定位杆4011可实现对无人机的夹紧及定位功能，当无人机10降落后定位杆A4011A将无人机推到靠近三自由度机械手模块5的一端的终点位置，在执行起飞命令时，定位杆A4011A一定让位，然后定位杆B4011B将无人机10推到停机平台中心位置。

具体地，所述天窗模块8中天窗盖板807固定设在天窗框架801 上，平移机构包括天窗导轨802、传动机构804，天窗框架801的两侧分别设有天窗滑块803，位于同侧的天窗滑块803装配在同一条天窗导轨802上，天窗导轨802对应固定安装在框架本体2的两侧，沿 Y轴设置，天窗框架801通过传动机构804驱动沿天窗导轨802滑动；

具体地，所述传动机构804包括传送带8041、天窗电机8045、主动齿轮8043、从动齿轮一8042、从动齿轮二8044，所述从动齿轮一8042、主动齿轮8043、从动齿轮二8044依次安装在传动齿轮固定架8046上，传动齿轮固定架8046固定安装在框架本体2上，所述传送带8041的一端通过传动带固定架806固定在天窗框架801的一端，传送带8041的另一端依次绕在从动齿轮一8042、主动齿轮8043、从动齿轮二8044上，并通过另一传动带固定架806固定在天窗框架801 的另一端，所述主动齿轮8043与天窗电机8045机械连接在一起，用于驱动主动齿轮8043，最佳排布方式为从动齿轮一8042与从动齿轮二8044位于同一水平面上，并与传动带8041齐平，主动齿轮8043 低于或者高于传动带8041，传送带8041采用齿形带，所述框架本体 2内安装有天窗限位开关805，用于限定天窗打开的宽度，天窗限位开关805碰触到天窗模块8中的限位块时，使天窗电机8045启停，使传送带8041水平运动，进而带动天窗框架801水平运动，在无人机起飞/降落过程中可实现停机库的顶部开启及关闭。

具体地，所述触发开关模块7采用液压缓冲器701，由缓冲器固定支架702固定在三自由度机械手模块5的端部，液压缓冲器701可以很好的仿真人的手指按压动作，对无人机10进行开关机，所述三自由度机械手模块5包括X轴开关模组、Y轴开关模组、Z轴旋转模组502、机械爪501，机械爪501装配在Y轴开关模组上，Y轴开关模组安装在X轴开关模组上，触发开关模块7装配在三自由度机械手模块5的机械爪501上，三自由度机械手模块501能够带动使触发开关模块7可在X轴、Y轴方向移动，并可在水平面内旋转，实现触发开关模块7对无人机的开关动作，机械爪可实现完成电池抓取动作，将无人机10侧面电池取出放置到电池储存或充电模组6处，实现无人机电池更换或者充电功能，通过X轴、Y轴的水平移动利用触发开关模块7也可实现无人机的开机/关机功能。

根据操作需要，其具有自动起飞、自动降落两个动作程序，分别为：

自动起飞：操作者利用控制器发送指令，执行开机动作，此时无人机默认定位在终点位置1，X轴开关模组、Y轴开关模组移动到终点位置1，Z轴旋转模组旋转使触发开关模块7碰触无人机开关，缩回1秒，继续伸出至终点位置1，保持2.5秒，无人机开机，Y轴开关模组复位、X轴开关模组复位，然后控制器发送指令执行无人机定位模块打开指令，图中定位杆A(远离触发开关模块7的一个定位杆) 沿Y轴移动让位，定位杆B(靠近触发开关模块7的一个定位杆)沿 Y轴移动，带动无人机移动至自动停机库升降平台的中间起飞位置，定位杆B复位，两个X轴电缸伸出，使桥架板带动型材底座靠两侧，呈打开状态，然后控制天窗电机，打开天窗，举升电缸伸出，将升降平台举起，无人机起飞；

自动降落：操作者利用控制器发送指令，发送指令，执行无人机定位指令，无人机降落到升起的升降平台上，X轴电缸收起，将无人机推到X轴方向的中间位置，定位杆A复位，将无人机推至Y轴方向一端的终点位置，即靠近触发开关模块的一端，举升电缸缩回，将升降平台降到底部，然后控制天窗电机，关闭天窗，控制器发送指令，执行关机动作，Y轴开关模组移动至终点位置1，X轴开关模组、Y轴开关模组移动到终点位置1，Z轴旋转模组旋转使触发开关模块7碰触无人机开关，缩回1秒，继续伸出至终点位置1，保持2.5秒，无人机关机，Y轴开关模组复位、X轴开关模组复位。

本实用新型不局限于所述实施方式，任何人应得知在本实用新型的启示下作出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，包括框架本体、外壳，所述框架本体外固定设有外壳，其特征在于：还包括升降平台、定位模块、触发开关模块、天窗模块，所述框架本体内设有升降平台，升降平台上安装有定位模块，定位模块包括X轴定位模组、Y轴定位模组，所述框架本体内位于升降平台的Y轴方向上的一端安装有触发开关模块，所述框架本体的顶部设有天窗模块，天窗模块包括天窗框架、天窗盖板、平移机构，天窗框架通过平移机构实现水平开合。

2.根据权利要求1所述的一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，其特征在于：所述框架本体内位于升降平台的Y轴方向上的一端安装有电池储存或充电模组，电池储存或充电模组与触发开关模块同侧。

3.根据权利要求1所述的一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，其特征在于：所述升降平台的底部安装有升降框架，升降框架的两侧设有升降滑块组件，升降滑块组件装配在升降线性滑轨上，升降线性滑轨固定在框架本体上，所述升降框架的两侧对称布置有举升电缸。

4.根据权利要求1所述的一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，其特征在于：所述X轴定位模组包括两条桥架板、两条X轴导轨、两个X轴电缸，所述X轴导轨安装在升降框架上，桥架板的两端通过X轴滑块装配在X轴导轨上，每条桥架板与一个X轴电缸的推杆端部相连接，X轴电缸通过X轴电缸支架固定在升降框架上。

5.根据权利要求4所述的一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，其特征在于：每条所述桥架板的两端均设有连接板，同一个桥架板上的两个连接板之间安装有Y轴定位模组，Y轴定位模组包括Y轴型材底座、Y轴导轨、Y轴丝杠、定位杆，Y轴导轨、Y轴丝杠相互平行，定位杆通过定位连接架固定在Y轴滑块上，Y轴滑块装配在Y轴丝杠和Y轴导轨上，所述Y轴丝杠通过Y轴电机驱动，两条定位杆位于两条桥架板之间。

6.根据权利要求1所述的一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，其特征在于：所述X轴定位模组位于升降平台的下方，Y轴定位模组位于升降平台的上方。

7.根据权利要求1所述的一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，其特征在于：所述天窗模块中天窗盖板固定设在天窗框架上，平移机构包括天窗导轨、传动机构，天窗框架的两侧分别设有天窗滑块，位于同侧的天窗滑块装配在同一条天窗导轨上，天窗导轨对应固定安装在框架本体的两侧，沿Y轴设置。

8.根据权利要求7所述的一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，其特征在于：所述传动机构包括传送带、天窗电机、主动齿轮、从动齿轮一、从动齿轮二，所述从动齿轮一、主动齿轮、从动齿轮二依次安装在传动齿轮固定架上，传动齿轮固定架固定安装在框架本体上，所述传送带的一端通过传动带固定架固定在天窗框架的一端，传送带的另一端依次绕在从动齿轮一、主动齿轮、从动齿轮二上，并通过另一传动带固定架固定在天窗框架的另一端，所述主动齿轮与天窗电机机械连接在一起。

9.根据权利要求8所述的一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，其特征在于：所述从动齿轮一与从动齿轮二位于同一水平面上，主动齿轮低于或者高于传动带，所述框架本体内安装有天窗限位开关。

10.根据权利要求1-9所述的任一一种应用于侧取电池式无人机的自动停机库，其特征在于：所述触发开关模块采用液压缓冲器，由缓冲器固定支架固定在三自由度机械手模块的端部。

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