CN212980567U - 一种用于无人机定位的引导夹持机构及无人机存储单元 - Google Patents

Abstract

一种用于无人机定位的引导夹持机构及无人机存储单元，该引导夹持机构包括相对设置的第一W夹板、第二W夹板，以及夹板驱动装置，所述第一W夹板、第二W夹板上设置有滑块，所述滑块可滑动地设置在滑轨上，第一W夹板、第二W夹板在夹板驱动装置的驱动下沿滑轨相向或相背移动。本实用新型的引导夹持机构使W夹板在推动无人机的过程中，当受力出现不均时，滑轨能够分担一部分作用力，并且引导W夹板始终沿直线推动无人机，避免推动过程中W夹板出现倾斜或者偏移，确保长期使用后两个W夹板的夹持部位始终对齐，能够实现对无人机稳定、准确的定位和牢固的夹持。

Description

一种用于无人机定位的引导夹持机构及无人机存储单元

技术领域

本实用新型涉及无人机应用技术领域，具体涉及一种用于无人机定位的引导夹持机构及无人机存储单元。

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。根据飞行平台构型，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等，被广泛地应用于电力巡检、农业、植保、快递运输、灾难救援、监控传染病、测绘等领域。

目前，无人机系统的电池容量使得无人机的续航时间较短。在执行长时间、远距离的飞行任务时，通常配备有机动性高的车载充电平台，以增加无人机的续航能力，使其可接受全天24小时不间断作业的任务能力，实现无人机的快速转运、转场和部署。

无人机降落至充电平台上时，由于环境影响等因素，通常无法直接降落在充电区域。因此在降落后，需要通过引导夹持机构引导、校正无人机的位置，以确保无人机移动至充电区域。

现有技术中，主要采用两块相向移动的W形夹板推动无人机的脚架，以调整无人机的位置。专利CN210455254U公开了一种多旋翼无人机降落装置，通过第一伺服电机带动正反丝杠模组以驱动两块W形夹板相向或相背移动，确保W形夹板夹紧时的同步性，在夹持状态下，无人机脚架位于W形夹板的夹持部位。专利CN106542109A公开了一种无人机自主充电平台，其同样是利用W形夹板向心聚拢的自动定位效应实现无人机的引导定位和夹持。

但是，上述无人机引导夹持机构仅适用于质量轻、体积小的无人机。当无人机体积较大时，W形夹板在推动无人机脚架的过程中由于受力不均容易出现倾斜、偏移，在使用一段时间后，夹板的夹持部位出现定位能力降低、夹持力度减弱等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于无人机定位的引导夹持机构，以及基于该引导夹持机构的具备无线充电功能的存储单元，以解决现有技术中的引导夹持机构在推动体积较大的无人机时，夹板由于受力不均所导致的易倾斜、偏移的问题，显著提高夹板推动脚架时的稳定性。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种用于无人机定位的引导夹持机构，包括相对设置的第一W夹板、第二W夹板，以及夹板驱动装置，所述第一W夹板、第二W夹板上设置有滑块，所述滑块可滑动地设置在滑轨上，第一W夹板、第二W夹板在夹板驱动装置的驱动下沿滑轨相向或相背移动。

本技术方案中，与现有技术相同的是，引导夹持机构包括两个W夹板。W夹板用于推动无人机的推动面在充电平台上的投影为W形。在夹板驱动装置的驱动作用下，两个W夹板能够相向移动或者相背移动。在相向移动的过程中，W夹板的推动面在接触无人机的脚架后继续移动，无人机的脚架沿着W夹板的斜边移动，最终移动至两条斜边相交的夹持部位中。利用W形夹板向心聚拢的自动定位效应实现无人机的引导定位和夹持。

与现有技术不同的是，该引导夹持机构还包括滑动引导组件。具体地，在安装平台，也即充电平台上还设置有至少一条滑轨，滑轨优选采用直线导轨。滑轨上设置的多个滑块与第一W夹板或者第二W夹板固定连接，第一W夹板或第二W夹板上连接有至少一个滑块，以使得滑块在沿直线导轨移动时，带动滑块上安装的夹板移动。优选地，所述滑块与W夹板可拆卸连接。

当无人机降落在充电平台上时，在夹持驱动装置的驱动下，第一W夹板和第二W夹板相向移动，率先与无人机接触的W夹板推动无人机脚架，使得无人机朝向另一块夹板移动，在推动的过程中，脚架沿推动面的斜边移动，不断调整无人机的位置和停放角度，之后无人机与另一夹块接触，继续调整位置和角度，最终无人机的四个脚架对应地位于两块W夹板的四个夹持部位中，无人机以预设的角度停放至预设的位置，便于充电平台对其充电。

通过设置滑轨和滑块，使得W夹板在推动无人机的过程中，当受力出现不均时，滑轨能够分担一部分作用力，并且引导W夹板始终沿直线推动无人机，避免推动过程中W夹板出现倾斜或者偏移，确保长期使用后两个W夹板的夹持部位始终对齐，能够实现对无人机稳定、准确的定位和牢固的夹持。

进一步地，所述滑轨设置在充电平台的上表面，所述滑块的顶部固定连接在第一W夹板或第二W夹板的下表面。优选地，两根滑轨沿充电平台的边缘设置，且滑轨沿充电平台的长边方向延伸。

作为W夹板的一个优选实施方式，第一W夹板和/或第二W夹板的推动面上设置有增强板。增强板采用翻边的设置方式，固定安装在W夹板上的增强板向下翻折，不仅能够增加推动面的面积，在减小压强的同时提高推动的稳定性，而且增加了推动面的强度，进一步提高 W夹板在推动更大的无人机时的结构稳定性。

本实用新型还提供一种基于上述任一种引导加持机构的无人机存储单元，该存储单元包括充电平台，所述充电平台上设置有第一W夹板和第二W夹板，所述第一W夹板和第二W 夹板相对设置，充电平台的底部设置有容纳腔，所述容纳腔中设置有夹板驱动装置，所述夹板驱动装置驱动第一W夹板、第二W夹板相向或相背移动，所述充电平台上设置有两根相互平行的滑轨，所述滑轨上设置有可移动的滑块，所述第一W夹板和第二W夹板的底部均连接有至少一个滑块。

本技术方案中，存储单元包括充电平台，所述充电平台上设置有无线充电组件以对位于充电区域内的无人机进行无线充电。第一、第二W夹板位于充电平台上方，第一W夹板和第二W夹板相对设置系指两个夹板的推动面相对设置。充电平台的底部设置有容纳腔，该容纳腔中用于设置夹板驱动装置，通过夹板驱动装置驱动两块夹板相向移动或相背移动。在部分实施例中，所述容纳腔为封闭腔体，即充电平台内部中空，容纳腔的侧壁或底面上设置有若干通孔，以使容纳腔内部的各组件能够充分散热。在部分实施例中，为了实现更好的散热效果，容纳腔的底面为开口端，各组件固定连接在容纳腔的内壁或顶面上。充电平台上设置的两根相互平行的滑轨优选沿充电平台较长的边延伸。滑轨上设置有能够沿其上移动的滑块，滑块的顶部与W夹板的底部固定连接。

夹板驱动装置的设置方式有多种，例如通过电机带动丝杆模组进行夹板传动，或者通过液压缸的活塞杆带动夹板移动。

作为夹板驱动装置的一个优选实施方式，所述夹板驱动装置包括电机，所述电机的输出端上连接有丝杆，所述丝杆上设置有可移动的第一螺母座和第二螺母座，所述第一螺母座和第二螺母座的螺纹方向相反，所述第一螺母座通过连接杆与第一W夹板连接，第二螺母座通过连接杆与第二W夹板连接。在一个实施例中，所述电机为步进电机或者伺服电机。在一个或多个实施例中，所述丝杆既可以是滚珠丝杠，也可以是滑动丝杠。丝杆上的第一螺母座和第二螺母座内部的螺纹方向相反，以使得丝杆在电机带动下转动的过程中，两个螺母座能够同步相向或相背移动。第一螺母座通过连接杆连接至第一W夹板，第二螺母座通过连接杆连接至第二W夹板。通过上述设置，电机带动丝杆正向或反向转动，从而带动两个螺母座同步相向移动或相背移动，进而通过连接杆带动两个W夹板同步移动，在推动过程中，无人机的四个脚架沿推动面移动，最终移动至两条斜边相交的夹持部位中，确保无人机以预设的角度位于预设的充电位置。

进一步地，所述容纳腔内设置有轴承，所述丝杆远离电机的一端活动插入至轴承中，轴承能够对丝杆起到有效地支撑作用，进一步提高丝杆模组整体的稳定性。在一个或多个实施例中，所述轴承也可以替换为步进电机或伺服电机，在起到支撑作用的同时也能够驱动丝杆转动。

进一步地，所述第一W夹板和第二W夹板上均设置有限位件，第一W夹板上与第二W夹板相向移动至两个夹板上的限位件相互抵接时，第一W夹板与第二W夹板停止。当两个 W夹板相对移动一定距离时，第一W夹板的限位件和第二W夹板的限位件抵接，使得第一W夹板和第二W夹板无法进一步相对移动，避免电机控制出现问题时，两块W夹板进一步相对移动对已经停放至充电区域的无人机造成进一步挤压，导致无人机角度偏移或者弹起，提高装置整体的安全性。

作为夹板驱动装置的另一种优选实施方式，所述夹板驱动装置包括液压缸，所述液压缸为双作用双活塞杆液压缸，所述液压缸的两根活塞杆均连接有安装座，所述安装座通过连接杆与第一W夹板或第二W夹板连接。液压缸及其液压油泵均设置在容纳腔内，液压缸优选采用双作用双活塞杆液压缸以独立地调节两根活塞杆的伸出距离，实现第一W夹板和第二W 夹板的同步或非同步移动。当无人机降落至充电平台上后，通过调节两根活塞杆，既可以实现第一W夹板先移动，第二W夹板后移动，反之亦然，也可以实现两个W夹板的同步移动，根据无人机的实际降落位置提供更灵活的调节方式。

作为连接杆的一个优选安装方式，所述容纳腔的侧壁上设置有第一滑槽，所述第一滑槽沿滑轨延伸的方向设置，所述连接杆贯穿第一滑槽且能够沿第一滑槽移动。第一滑槽平行于滑轨、丝杆或液压缸的活塞杆。连接杆一端与螺母座或安装座连接，另一端在贯穿第一滑槽后弯折并连接至W夹板的侧面或者底面。本技术方案中，容纳腔的顶面，也即充电平台上不开设通孔，确保充电平台的顶面的完整性，避免无人机的脚架由于落入通孔而产生倾斜。

作为连接杆的另一个优选安装方式，所述充电平台上设置有第二滑槽，所述第二滑槽沿滑轨延伸的方向设置，所述连接杆竖直贯穿第二滑槽，并能够沿第二滑槽移动。本技术方案中，第二滑槽设置在充电平台上，连接杆上端固定连接在W夹板底部，连接杆的下端固定连接在螺母座或者安装座上，该结构更加紧凑。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型的引导夹持机构使W夹板在推动无人机的过程中，当受力出现不均时，滑轨能够分担一部分作用力，并且引导W夹板始终沿直线推动无人机，避免推动过程中W夹板出现倾斜或者偏移，确保长期使用后两个W夹板的夹持部位始终对齐，能够实现对无人机稳定、准确的定位和牢固的夹持；

2、本实用新型的一种夹板驱动装置通过电机带动丝杆正向或反向转动，从而带动两个螺母座同步相向移动或相背移动，进而通过连接杆带动两个W夹板同步移动，在推动过程中，无人机的四个脚架沿推动面移动，最终移动至两条斜边相交的夹持部位中，确保无人机以预设的角度位于预设的充电位置；

3、本实用新型的一种夹板驱动装置通过双作用双活塞杆液压缸推动W夹板，既可以实现第一W夹板先移动，第二W夹板后移动，反之亦然，也可以实现两个W夹板的同步移动，根据无人机的实际降落位置提供更灵活的调节方式；

4、本实用新型的连接杆一端与螺母座或安装座连接，另一端在贯穿第一滑槽后弯折并连接至W夹板的侧面或者底面，由于充电平台上不开设通孔，确保了充电平台的顶面的完整性，避免无人机的脚架由于落入通孔而产生倾斜；

5、本实用新型在的增强板采用翻边的设置方式，固定安装在W夹板上的增强板向下翻折，不仅能够增加推动面的面积，在减小压强的同时提高推动的稳定性，而且增加了推动面的强度，进一步提高W夹板在推动更大的无人机时的结构稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型具体实施例中存储单元的结构示意图；

图2为图1中A处的放大示意图；

图3为本实用新型具体实施例中存储单元的一个侧面的示意图；

图4为本实用新型具体实施例中存储单元的另一个侧面的示意图；

图5为本实用新型具体实施例中存储单元的俯视图；

图6为本实用新型具体实施例中另一种存储单元的侧面示意图；

图7为本实用新型具体实施例中另一种存储单元的俯视图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-第一W夹板，2-第二W夹板，3-滑块，4-滑轨，5-第一滑槽，61-电机，62-丝杆，63-轴承，64-第一螺母座，65-第二螺母座，71-液压缸，72-活塞杆，73-安装座，74-悬挂杆，8-充电平台，9-增强板，10-限位件，11-连接杆，12-第二滑槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

【实施例1】

如图1和图2所示的一种用于无人机定位的引导夹持机构，包括相对设置的第一W夹板1、第二W夹板2，以及夹板驱动装置，第一W夹板1、第二W夹板2上设置有滑块3，所述滑块3可滑动地设置在滑轨4上，第一W夹板1、第二W夹板2在夹板驱动装置的驱动下沿滑轨4相向或相背移动；所述滑轨4设置在充电平台8的上表面，所述滑块3的顶部固定连接在第一W夹板1或第二W夹板2的下表面；所述第一W夹板1和/或第二W夹板2的推动面上设置有增强板9；所述容纳腔的侧壁上设置有第一滑槽5，所述第一滑槽5沿滑轨4 延伸的方向设置，所述连接杆11贯穿第一滑槽5且能够沿第一滑槽5移动。

在一个实施例中，滑轨的数量为两根，两根滑轨关于W夹板的中轴线对称设置，以进一步提高推动过程中的稳定性。

在一个或多个实施例中，两根滑轨均位于充电平台上，在一个或多个实施例中，两根滑轨均位于充电平台内部设置的容纳腔中，滑块顶部贯穿充电平台上设置的滑槽并与W夹板连接，从而带动W夹板移动。

在一个或多个实施例中，如图1所示，同一个W夹板上连接有两个连接杆，两个连接杆关于W夹板的横向中轴线对称设置，从而提高结构的稳定性。

当无人机降落在充电平台上时，在夹持驱动装置的驱动下，第一W夹板和第二W夹板相向移动，率先与无人机接触的W夹板推动无人机脚架，使得无人机朝向另一块夹板移动，在推动的过程中，脚架沿推动面的斜边移动，不断调整无人机的位置和停放角度，之后无人机与另一夹块接触，继续调整位置和角度，最终无人机的四个脚架对应地位于两块W夹板的四个夹持部位中，无人机以预设的角度停放至预设的位置，便于充电平台对其充电。

【实施例2】

如图1至图5所示的一种无人机存储单元，包括充电平台8，所述充电平台8上设置有第一W夹板1和第二W夹板2，所述第一W夹板1和第二W夹板2相对设置，充电平台8 的底部设置有容纳腔，所述容纳腔中设置有夹板驱动装置，所述夹板驱动装置驱动第一W夹板1、第二W夹板2相向或相背移动，所述充电平台8上设置有两根相互平行的滑轨4，所述滑轨4上设置有可移动的滑块3，所述第一W夹板1和第二W夹板2的底部均连接有一个滑块3。

在部分实施例中，两个W夹板的底部可以连接有多个滑块。

在部分实施例中，如图3所示，为了实现更好的散热效果，容纳腔的底面为开口端，各组件固定连接在容纳腔的内壁或顶面上。在一个或多个实施例中，所述容纳腔为封闭腔体，即充电平台内部中空，容纳腔的侧壁或底面上设置有若干通孔，以使容纳腔内部的各组件能够充分散热。

在本实施例中，如图3所示，夹板驱动装置包括电机61，电机61的输出端上连接有丝杆62，所述丝杆62上设置有可移动的第一螺母座64和第二螺母座65，所述第一螺母座64和第二螺母座65的螺纹方向相反，所述第一螺母座64通过连接杆11与第一W夹板1连接，第二螺母座65通过连接杆11与第二W夹板2连接。

在一个实施例中，所述电机为步进电机或者伺服电机。在一个或多个实施例中，所述丝杆既可以是滚珠丝杠，也可以是滑动丝杠。

在部分实施例中，所述容纳腔内设置有轴承63，所述丝杆62远离电机61的一端活动插入至轴承63中。在一个或多个实施例中，所述轴承也可以替换为步进电机或伺服电机，在起到支撑作用的同时也能够驱动丝杆转动。

在部分实施例中，如图1和图5所示，所述第一W夹板1和第二W夹板2上均设置有限位件10，第一W夹板1上与第二W夹板2相向移动至两个夹板上的限位件10相互抵接时，第一W夹板1与第二W夹板2停止。

在一个实施例中，第一W夹板和第二W夹板上均设置有两根限位件，所述两根限位件的位置对应。

通过上述设置，电机带动丝杆正向或反向转动，从而带动两个螺母座同步相向移动或相背移动，进而通过连接杆带动两个W夹板同步移动，在推动过程中，无人机的四个脚架沿推动面移动，最终移动至两条斜边相交的夹持部位中，确保无人机以预设的角度位于预设的充电位置。

【实施例3】

如图6所示的一种无人机存储单元，所述夹板驱动装置包括液压缸71，所述液压缸71 为双作用双活塞杆液压缸，所述液压缸71的两根活塞杆72均连接有安装座73，所述安装座 73通过连接杆11与第一W夹板1或第二W夹板2连接。

液压缸及其液压油泵均设置在容纳腔内，液压缸优选采用双作用双活塞杆液压缸以独立地调节两根活塞杆的伸出距离，实现第一W夹板和第二W夹板的同步或非同步移动。当无人机降落至充电平台上后，通过调节两根活塞杆，既可以实现第一W夹板先移动，第二W夹板后移动，反之亦然，也可以实现两个W夹板的同步移动，根据无人机的实际降落位置提供更灵活的调节方式。

在部分实施例中，也可以采用两个单活塞单作用液压缸分别推动两个W夹板。

在部分实施例中，液压缸通过悬挂杆固定连接在容纳腔的顶面上。

【实施例4】

如图7所示，在上述实施例的基础上，连接杆11的设置方式还可以采用以下结构：所述充电平台8上设置有第二滑槽12，所述第二滑槽12沿滑轨4延伸的方向设置，所述连接杆11竖直贯穿第二滑槽12，并能够沿第二滑槽12移动。本技术方案中，第二滑槽设置在充电平台上，连接杆上端固定连接在W夹板底部，连接杆的下端固定连接在螺母座或者安装座上，该结构更加紧凑。

本文中所使用的“第一”、“第二”等(例如第一W夹板、第二W夹板，第一滑槽、第二滑槽等)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于无人机定位的引导夹持机构，包括相对设置的第一W夹板(1)、第二W夹板(2)，以及夹板驱动装置，其特征在于，所述第一W夹板(1)、第二W夹板(2)上设置有滑块(3)，所述滑块(3)可滑动地设置在滑轨(4)上，第一W夹板(1)、第二W夹板(2)在夹板驱动装置的驱动下沿滑轨(4)相向或相背移动。

2.根据权利要求1所述的一种用于无人机定位的引导夹持机构，其特征在于，所述滑轨(4)设置在充电平台(8)的上表面，所述滑块(3)的顶部固定连接在第一W夹板(1)或第二W夹板(2)的下表面。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于无人机定位的引导夹持机构，其特征在于，所述第一W夹板(1)和/或第二W夹板(2)的推动面上设置有增强板(9)。

4.一种无人机存储单元，包括充电平台(8)，所述充电平台(8)上设置有第一W夹板(1)和第二W夹板(2)，所述第一W夹板(1)和第二W夹板(2)相对设置，充电平台(8)的底部设置有容纳腔，所述容纳腔中设置有夹板驱动装置，所述夹板驱动装置驱动第一W夹板(1)、第二W夹板(2)相向或相背移动，其特征在于，所述充电平台(8)上设置有两根相互平行的滑轨(4)，所述滑轨(4)上设置有可移动的滑块(3)，所述第一W夹板(1)和第二W夹板(2)的底部均连接有至少一个滑块(3)。

5.根据权利要求4所述的一种无人机存储单元，其特征在于，所述夹板驱动装置包括电机(61)，所述电机(61)的输出端上连接有丝杆(62)，所述丝杆(62)上设置有可移动的第一螺母座(64)和第二螺母座(65)，所述第一螺母座(64)和第二螺母座(65)的螺纹方向相反，所述第一螺母座(64)通过连接杆(11)与第一W夹板(1)连接，第二螺母座(65)通过连接杆(11)与第二W夹板(2)连接。

6.根据权利要求5所述的一种无人机存储单元，其特征在于，所述容纳腔内设置有轴承(63)，所述丝杆(62)远离电机(61)的一端活动插入至轴承(63)中。

7.根据权利要求5所述的一种无人机存储单元，其特征在于，所述第一W夹板(1)和第二W夹板(2)上均设置有限位件(10)，第一W夹板(1)上与第二W夹板(2)相向移动至两个夹板上的限位件(10)相互抵接时，第一W夹板(1)与第二W夹板(2)停止。

8.根据权利要求4所述的一种无人机存储单元，其特征在于，所述夹板驱动装置包括液压缸(71)，所述液压缸(71)为双作用双活塞杆液压缸，所述液压缸(71)的两根活塞杆(72)均连接有安装座(73)，所述安装座(73)通过连接杆(11)与第一W夹板(1)或第二W夹板(2)连接。

9.根据权利要求5～8中任一项所述的一种无人机存储单元，其特征在于，所述容纳腔的侧壁上设置有第一滑槽(5)，所述第一滑槽(5)沿滑轨(4)延伸的方向设置，所述连接杆(11)贯穿第一滑槽(5)且能够沿第一滑槽(5)移动。

10.根据权利要求5～8中任一项所述的一种无人机存储单元，其特征在于，所述充电平台(8)上设置有第二滑槽(12)，所述第二滑槽(12)沿滑轨(4)延伸的方向设置，所述连接杆(11)竖直贯穿第二滑槽(12)，并能够沿第二滑槽(12)移动。

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