CN212473885U - 一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构，包括吊桶、丝杆电机、滑块、滑轨、卡钳、机械爪平衡机构、固定架、弹簧、弹簧底座和圆柱销；滑块为屋脊形，机械爪平衡机构设于卡钳的上端部，丝杆电机与滑块的底部连接且用于驱动滑块沿滑轨上下运动，卡钳的下端部滑动设于滑块的两个坡面，两个滑轨分别滑动设置于固定架的内侧两端，圆柱销的两端分别穿设于滑轨，圆柱销可旋转地穿设于卡钳的交叉点；固定架安装于吊桶内，弹簧底座设于固定架内，弹簧的一端与弹簧底座连接，弹簧的另一端与卡钳的底部连接。该笼形无人飞行器的柔性夹持机构的目的是解决笼形飞行器无法灵活起降、续航时间短的问题。

Description

一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构

技术领域

本实用新型属于无人飞行器技术领域，具体涉及一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构。

背景技术

飞行器主要有固定翼飞行器和旋翼飞行器，固定翼飞行器受限制于起飞和着陆，旋翼飞行器受限制于稳定性。为了克服固定翼飞行器和旋翼飞行器的缺点，各国对特殊布局无人飞行器开展了研究和尝试。目前日本，美国，韩国等对笼形飞行器开展了研究，通过在飞行器外面装有“笼子”，当遇到障碍物时能隔离飞行器和障碍物，并且能对撞机产生缓冲作用，同时解决了无人飞行器的安全隐患。但是，这种特殊布局的笼形飞行器续航时间大部分在10分钟左右，而且不能够灵活的起降、长时间悬停。为了能够灵活的起降和延长飞行时间，执行并完成搜救和侦察等任务，提出在一种笼形无人飞行器上装有柔性夹持机构，可以使飞行机悬挂于树枝、电线等物体上，节省能耗，增加航程；同时对飞行器的起飞、着陆等都有重要意义。因此需要开展新型特种无人飞行器起降方式的研究，探索新型无人飞行器起降方式，为未来无人机新型无人飞行平台设计提供技术支撑。

有鉴于此，本领域技术人员亟需提供一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构用于解决笼形飞行器无法灵活起降、续航时间短的问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型解决的技术问题是笼形飞行器无法灵活起降、续航时间短。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构，包括吊桶、丝杆电机、滑块、滑轨、卡钳、机械爪平衡机构、固定架、弹簧、弹簧底座和圆柱销；

所述滑块为屋脊形，所述机械爪平衡机构设于所述卡钳的上端部，所述丝杆电机与所述滑块的底部连接且用于驱动所述滑块沿所述滑轨上下运动，所述卡钳的下端部滑动设于所述滑块的两个坡面，两个所述滑轨分别滑动设置于所述固定架的内侧两端，所述圆柱销的两端分别穿设于所述滑轨，所述圆柱销可旋转地穿设于所述卡钳的交叉点；

所述固定架安装于所述吊桶内，所述弹簧底座设于所述固定架内，所述弹簧的一端与所述弹簧底座连接，所述弹簧的另一端与所述卡钳的底部连接。

进一步地，所述卡钳包括第一卡钳本体和第二卡钳本体，所述第一卡钳本体与所述第二卡钳本体在所述交叉点处通过轴活动连接。

进一步地，所述滑块的两个坡面均为弧形坡面，所述第一卡钳本体、所述第二卡钳本体的下端部通过滚轮分别滑动设于两个所述弧形坡面。

进一步地，所述滚轮通过圆柱销钉分别设于所述第一卡钳本体、第二卡钳本体的下端部，所述圆柱销钉的端部设有第一开口销。

进一步地，所述机械爪平衡机构包括销轴、套环、机械爪、平衡块和第二开口销，所述机械爪、两个所述套环均套设于所述销轴且所述机械爪设于两个所述套环之间，所述平衡块的两端分别连接两个所述套环远离所述销轴的一端，所述第二开口销穿设于所述销轴的一端。

进一步地，所述固定架为十字形固定架，所述固定架水平设置于所述吊桶内。

进一步地，两个所述弹簧底座对称设置于所述固定架内侧的两端。

进一步地，所述滑轨对称安装于所述固定架内侧与所述弹簧底座相对的两端，滑轨上的矩形槽与十字形固定架镶嵌在一起，所述滑轨的底部与所述丝杆电机连接。

进一步地，所述圆柱销的两端均通过平垫圈、开槽圆头木螺钉固定安装在所述滑轨上，所述平垫圈的一端面与所述开槽圆头木螺钉接触，所述平垫圈的另一端面与所述滑轨的外侧面接触。

进一步地，所述吊桶的外壁与笼形飞行器的顶部接口相适配。

(三)有益效果

本实用新型提供的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，包括吊桶、丝杆电机、滑块、滑轨、卡钳、机械爪平衡机构、固定架、弹簧、弹簧底座和圆柱销；滑块为屋脊形，机械爪平衡机构设于卡钳的上端部，丝杆电机与滑块的底部连接且用于驱动滑块沿滑轨上下运动，卡钳的下端部滑动设于滑块的两个坡面，两个滑轨分别滑动设置于固定架的内侧两端，圆柱销的两端分别穿设于滑轨，圆柱销可旋转地穿设于卡钳的交叉点；固定架安装于吊桶内，弹簧底座设于固定架内，弹簧的一端与弹簧底座连接，弹簧的另一端与卡钳的底部连接。该柔性夹持机构的丝杆电机与滑块连接，丝杆电机带动滑块运动，同时驱动卡钳张开和闭合实现对物体的抓紧与放松来改善无人飞行器的起降位置，对飞机的起飞着陆有等都有重要意义；采用质量轻的尼龙材料加工，柔性夹持器安装于笼型飞行器顶部能为无人飞行器节约燃料、增加航程，增加无人飞行器的续航时间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构的主视图；

图3是本实用新型实施例提供的一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构的左视图；

图4是本实用新型实施例提供的一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构的张开结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构的闭合结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构中固定架与滑轨的安装示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构中机械爪平衡机构的结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构的安装示意图。

图中：

1-吊桶；2-丝杆电机；3-滑块；4-滑轨；5-卡钳；501-第一卡钳本体； 502-第二卡钳本体；6-机械爪平衡机构；601-销轴；602-套环；603-机械爪； 604-平衡块；605-第二开口销；7-固定架；8-弹簧；9-弹簧底座；10-圆柱销； 11-平垫圈；12-开槽圆头木螺钉；13-第一开口销；14-圆柱销钉；15-滑轮； 16-内六角螺钉；100-柔性夹持机构；200-笼形飞行器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例，在不脱离本实用新型的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本实用新型并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

根据本实用新型实施例提供的一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构，如图1-3所示，包括吊桶1、丝杆电机2、滑块3、滑轨4、卡钳5、机械爪平衡机构6、固定架7、弹簧8、弹簧底座9和圆柱销10；滑块3为屋脊形，机械爪平衡机构6设于卡钳5的上端部，丝杆电机2与滑块3的底部连接且用于驱动滑块3沿滑轨4上下运动，卡钳5的下端部滑动设于滑块3的两个坡面，两个滑轨4分别滑动设置于固定架7的内侧两端，圆柱销10的两端分别穿设于滑轨4，圆柱销10可旋转地穿设于卡钳5的交叉点；固定架7安装于吊桶1内，弹簧底座9设于固定架7内，弹簧8的一端与弹簧底座9连接，弹簧8的另一端与卡钳5的底部连接。

在该实施方式中，该柔性夹持机构的丝杆电机2与滑块3连接，丝杆电机2带动滑块3运动，同时驱动卡钳5张开和闭合实现对物体的抓紧与放松来改善无人飞行器的起降位置，对飞机的起飞着陆有等都有重要意义；采用质量轻的尼龙材料加工，柔性夹持器安装于笼型无人飞行器200顶部，能为无人飞行器节约燃料、增加航程，增加无人飞行器的续航时间。

柔性夹持机构的张开和加紧物体的过程如下：

当飞行控制系统给丝杆电机2输入正转信号时，滑块3向上运动滑轮向下滚动，同时卡钳5绕圆柱销10旋转，卡钳口撑开；当飞行控制系统给丝杆电机2输入反转信号时，滑块3向上运动滑轮向上滚动，卡钳5口闭合，在加紧过程中，可以通过机械平衡机构6对物体位置进行微小调整，保证抓取物体后物体能处于卡钳5的夹持中心。卡钳5将物体加紧后无人飞行器可以停止给动力系统供电，笼型飞行器可以悬停在空中执行任务而不再继续需要电能。需要继续飞行时，飞行控制系统给丝杆电机2正转信号，卡钳5松开。

为了防止卡钳张开后闭合不顺畅，在固定架7和卡钳5底端之间装有弹簧8来辅助卡钳5闭合。

卡钳5将物体加紧后笼形无人飞行器可以停止给动力系统供电，笼型无人飞行器可以悬停在空中执行任务而不再继续需要电能；需要继续飞行时，飞行控制系统给丝杆电机2输入正转信号，卡钳5松开。

在一些可选的实施例中，如图4-5所示，卡钳5包括第一卡钳本体501 和第二卡钳本体502，第一卡钳本体501与第二卡钳本体502在交叉点处通过轴活动连接。

在一些可选的实施例中，如图4-5所示，滑块3的两个坡面均为弧形坡面，第一卡钳本体501、第二卡钳本体502的下端部通过滚轮15分别滑动设于两个弧形坡面。其中，弧形坡面有助于滚轮15在滑块3上进行滚动，做圆周运动。

在一些可选的实施例中，滚轮15通过圆柱销钉14分别设于第一卡钳本体501、第二卡钳本体502的下端部，圆柱销钉14的端部设有第一开口销13。

在一些可选的实施例中，如图7所示，机械爪平衡机构6包括销轴601、套环602、机械爪603、平衡块604和第二开口销605，机械爪603、两个套环602均套设于销轴601且机械爪603设于两个套环602之间，平衡块 604的两端分别连接两个套环602远离销轴601的一端，第二开口销605 穿设于销轴601的一端。具体地，机械爪603用于与物体接触，平衡块604 的重量较大，可以起到平衡的作用，防止机械爪603与被夹持的物体之间发生相对转动，机械爪平衡机构6能够保证抓取物体后物体能处于卡钳夹持中心。

在一些可选的实施例中，如图1所示，固定架7为十字形固定架，固定架7水平设置于吊桶1内。具体地，十字形固定架和吊桶1的内壁配合安装。

在一些可选的实施例中，如图4-5所示，两个弹簧底座9对称设置于固定架7内侧的两端。

在一些可选的实施例中，如图6所示，滑轨4对称安装于固定架7内侧与弹簧底座9相对的两端，滑轨上的矩形槽与十字形固定架镶嵌在一起，滑轨4的底部通过内六角螺钉16与丝杆电机2连接。

在一些可选的实施例中，如图6所示，圆柱销10的两端均通过平垫圈11、开槽圆头木螺钉12固定安装在滑轨4上，平垫圈11的一端面与开槽圆头木螺钉12接触，平垫圈11的另一端面与滑轨4的外侧面接触。

在一些可选的实施例中，如图8所示，吊桶1的外壁与笼形飞行器200 的顶部接口相适配。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本实用新型并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本实用新型的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，包括吊桶(1)、丝杆电机(2)、滑块(3)、滑轨(4)、卡钳(5)、机械爪平衡机构(6)、固定架(7)、弹簧(8)、弹簧底座(9)和圆柱销(10)；

所述滑块(3)为屋脊形，所述机械爪平衡机构(6)设于所述卡钳(5)的上端部，所述丝杆电机(2)与所述滑块(3)的底部连接且用于驱动所述滑块(3)沿所述滑轨(4)上下运动，所述卡钳(5)的下端部滑动设于所述滑块(3)的两个坡面，两个所述滑轨(4)分别滑动设置于所述固定架(7)的内侧两端，所述圆柱销(10)的两端分别穿设于所述滑轨(4)，所述圆柱销(10)可旋转地穿设于所述卡钳(5)的交叉点；

所述固定架(7)安装于所述吊桶(1)内，所述弹簧底座(9)设于所述固定架(7)内，所述弹簧(8)的一端与所述弹簧底座(9)连接，所述弹簧(8)的另一端与所述卡钳(5)的底部连接。

2.根据权利要求1所述的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，所述卡钳(5)包括第一卡钳本体(501)和第二卡钳本体(502)，所述第一卡钳本体(501)与所述第二卡钳本体(502)在所述交叉点处通过轴活动连接。

3.根据权利要求2所述的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，所述滑块(3)的两个坡面均为弧形坡面，所述第一卡钳本体(501)、所述第二卡钳本体(502)的下端部通过滚轮(15)分别滑动设于两个所述弧形坡面。

4.根据权利要求3所述的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，所述滚轮(15)通过圆柱销钉(14)分别设于所述第一卡钳本体(501)、第二卡钳本体(502)的下端部，所述圆柱销钉(14)的端部设有第一开口销(13)。

5.根据权利要求1所述的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，所述机械爪平衡机构(6)包括销轴(601)、套环(602)、机械爪(603)、平衡块(604)和第二开口销(605)，所述机械爪(603)、两个所述套环(602)均套设于所述销轴(601)且所述机械爪(603)设于两个所述套环(602)之间，所述平衡块(604)的两端分别连接两个所述套环(602)远离所述销轴(601)的一端，所述第二开口销(605)穿设于所述销轴(601)的一端。

6.根据权利要求1所述的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，所述固定架(7)为十字形固定架，所述固定架(7)水平设置于所述吊桶(1)内。

7.根据权利要求6所述的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，两个所述弹簧底座(9)对称设置于所述固定架(7)内侧的两端。

8.根据权利要求7所述的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，所述滑轨(4)对称安装于所述固定架(7)内侧与所述弹簧底座(9)相对的两端，滑轨上的矩形槽与十字形固定架镶嵌在一起，所述滑轨(4)的底部与所述丝杆电机(2)连接。

9.根据权利要求1所述的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，所述圆柱销(10)的两端均通过平垫圈(11)、开槽圆头木螺钉(12)固定安装在所述滑轨(4)上，所述平垫圈(11)的一端面与所述开槽圆头木螺钉(12)接触，所述平垫圈(11)的另一端面与所述滑轨(4)的外侧面接触。

10.根据权利要求1所述的笼形无人飞行器的柔性夹持机构，其特征在于，所述吊桶(1)的外壁与笼形飞行器(200)的顶部接口相适配。

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