CN218986969U - 一种垂直起降货运无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于航空技术领域，涉及一种垂直起降货运无人机，包括开设在机身上的开放式机舱、设置在开放式机舱中的分离式货舱和设置在机身外侧的起落架，所述分离式货舱通过固定组件与开放式机舱拆卸连接，所述起落架与机身升降连接；通过设置开放式机舱，降低制造成本和自重，提高了货运承载能力和运输效率；装货时分离式货舱组移动至开放式机舱的下方，通过起落架调节机身的高度使分离式货舱组与开放式机舱连接；卸货时停放在装货场坪上使分离式货舱组的底部与装货场坪接触，通过解除固定组件实现分离式货舱组与开放式机舱的连接完成卸货，操作简单，提高了无人机装卸货的效率，提高无人机的运输效率。

Description

一种垂直起降货运无人机

技术领域

本实用新型属于航空技术领域，涉及一种垂直起降货运无人机。

背景技术

随着无人机技术的发展，使得末端物流脱离地面来到高空成为了可能，在节约物流人员时间成本的同时，提高配送效率，提升物流服务水平。货运无人机仍处于发展初期阶段，现在的货运无人机采取两种开发思路：第一种、将有人货运飞机进行无人化改造；第二种、完全的重新研制。为了提升转运效率，现有一种货运无人机采用货舱与机舱分离的方式，然后通过人工或是转运装置将货舱装入机舱内，到达目的地后再将货舱卸掉，这样虽可以大幅提升转运效率，但依然存在问题：

1)装货、卸货效率低下。装货流程：货舱通过搬运装置或是人工运输至指定位置(机舱尾部)，通过传送带或是其他方式，将货舱移动至机舱内，一个货舱接着一个货舱，机舱装满后关闭机舱门；卸货流程：无人机停放在指定位置，通过机舱内的传动带将货舱传送至机舱门口处，再通货运输装置或是人工将货舱移开。无论装载货物还是卸载货物，均需要通过运输装置、或人工将货舱运输至指定位置，再一个一个传送至机舱内，效率比低下。

2)装货、卸货时无人机需停放在特定的位置。装卸货舱时，无人机需要停放在指定位置，位置受限。

实用新型内容

为了解决现有的垂直起降货运无人机装运货效率低下的技术问题，本实用新型的目的是提供一种垂直起降货运无人机，该无人机采用开放式机舱，方便货物的装卸。

为解决上述技术问题本实用新型提供的技术解决方案：

一种垂直起降货运无人机，其特征在于，包括开设在机身上的开放式机舱、设置在开放式机舱中的分离式货舱和设置在机身外侧的起落架，所述分离式货舱通过固定组件与开放式机舱拆卸连接，所述起落架与机身升降连接。

进一步限定，所述开放式机舱包括顶板和侧板，所述侧板设置在顶板的相对两侧形成冂字形结构，所述分离式货舱通过固定组件与顶板和/或侧板连接，分离式货舱设置在开放式机舱内时，所述顶板和侧板均位于分离式货舱的外侧，所述起落架位于固定组件的下方。

进一步限定，所述分离式货舱的数量为多个，多个所述分离式货舱沿开放式机舱的长度方向依次设置。

进一步限定，所述固定组件包括设置在侧板上的固定件，所述顶板上开设有限位槽，所述限位槽沿开放式机舱的长度方向设置，所述分离式货舱顶部的相对两侧设置有与限位槽滑动连接的限位块，分离式货舱与顶板滑动连接，分离式货舱通过固定件与侧板紧固连接。

进一步限定，所述固定组件包括棘轮挂钩和与棘轮挂钩棘轮端配合的止动爪，所述分离式货舱的相对两侧开设有与棘轮挂钩齿轮端匹配的卡槽，所述侧板上开设有连接口，所述连接口中设置有与开放式机舱长度方向同向的连接轴，所述棘轮挂钩通过连接轴与连接口转动连接，所述止动爪位于棘轮挂钩的顶部，止动爪与连接口转动连接，分离式货舱通过棘轮挂钩与开放式机舱连接。

进一步限定，所述垂直起降货运无人机还包括分离式能源模块，所述分离式能源模块与分离式货舱结构相同，分离式能源模块通过固定组件与开放式机舱连接，所述分离式能源模块与多个所述分离式货舱沿开放式机舱的长度方向设置。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型通过设置开放式机舱，一方面降低了无人机结构复杂度和制造成本，另一方面降低了无人机的自重，提高了无人机货运承载能力，从而提高了无人机的运输效率；同时垂直起降货运无人机在装货时只需要分离式货舱组移动至开放式机舱的正下方分离式货舱组的顶部与开放式机舱正对，此时通过调整起落架调节机身的高度使得分离式货舱组的顶部与开放式机舱的顶部接触，再通过固定组件完成分离式货舱组的固定工作；在卸货时只需要垂直起降货运无人机停放在装货场坪上使分离式货舱组的底部与装货场坪接触，再通过解除固定组件实现分离式货舱组与开放式机舱的连接完成卸货，操作简单，适用性高；提高了无人机装卸货的效率，提高无人机的运输效率，降低成本。

附图说明

图1为本实用新型垂直起降货运无人机装货时正面剖视示意图；

图2为本实用新型垂直起降货运无人机装货时侧面剖视示意图；

图3为本实用新型实施例1中固定组件结构示意图；

图4为本实用新型实施例2中固定组件结构示意图；

图5为图4中A部分结构放大示意图；

图6为本实用新型垂直起降货运无人机装货示意图，其中图6a为分离式货舱组向开放式机舱移动示意图，图6b为分离式货舱组准备装载示意图，图6c为分离式货舱组装载完成示意图；

1-分离式货舱；2-机身；3-开放式机舱；4-顶板；5-侧板；6-分离式能源模块；7-起落架；a-固定件；b-限位槽；c-限位块；d-棘轮挂钩；e-止动爪；f-卡槽；g-连接口。

具体实施方式

实施例1

参考图1和图2，本实施例提供一种垂直起降货运无人机，该垂直起降货运无人机可选为旋翼式无人机，以四旋翼无人机为例，垂直起降货运无人机的机身2上安装有四旋翼和能够升降的起落架7，起落架7可选为三个或者四个，以三个为例，三个起落架7包括设置在机头位置的一个起落架7和相对设置在机腹相对两侧的两个起落架7，起落架7与机身2升降连接，例如选择液压装置时起落架7能够沿竖直方向上下移动，优选机头位置的起落架7在收纳时可以向上升入机头中，位于机腹位置的起落架7在收纳时向上升入机腹中，在支撑时起落架7从机身2中向下升出，使得机身2相对起落架7向上移动，从而保证垂直起降货运无人机在装/卸货时，开放式机舱3的底部能够靠近或者远离装货场坪，实现对分离式货舱1的装载或者脱离。

开放式机舱3位于机身2的腹部位置，开放式机舱3为开放式机舱，即开放式机舱3无底面同时开放式机舱3尾端无舱门，开放式机舱3内部能够与外界直接接触，开放式机舱3的底部即为机身2的底部，此时货物只需要连接在开放式机舱3内即可实现货物装载在开放式机舱3内进行的运输，降低了垂直起降货运无人机的成本和自重，提高了垂直起降货运无人机的运输能力和运输效率。

为了避免大小不同的货物与开放式机舱3连接增加垂直起降货运无人机的装货和卸货难度，优选货物装在分离式货舱1中，运输时开放式机舱3与分离式货舱1连接，从而通过将分离式货舱1与开放式机舱3直接连接，实现货物的运输，分离式货舱1按照开放式机舱3内部端面的尺寸设计，使得多个分离式货舱1沿开放式机舱3的长度方向依次放置在开放式机舱3中，位于开放式机舱3尾端的分离式货舱1根据垂直起降货运无人机的型号匹配对应尺寸的分离式货舱1，多个分离式货舱1依次接触组成分离式货舱组，所有分离式货舱1装载在开放式机舱3中时分离式货舱1的底部与开放式机舱3的底部相对，即分离式货舱1的底部与机身2的底部相对，位于开放式机舱3尾端的分离式货舱1与开放式机舱3的尾端相对，从而使得分离式货舱1与开放式机舱3形成密封式机身；但是由于装货场坪往往存在不平整的情况，所以通常实际使用中分离式货舱1的高度大于侧板5的高度，即分离式货舱1的顶部与顶板4接触时分离式货舱1的底部位于开放式机舱3的外侧，使得起落架7收起时垂直起降货运无人机依靠分离式货舱1进行支撑，能够避免对机身2的磨损，满足实际使用需求，在分离式货舱1的底部进行耐磨处理。

由于垂直起降货运无人机每次装货的多少不同或者重量不同或者距离远近不同，导致垂直起降货运无人机所需的电量或者油量不同，若对于近距离和大重量的货物运输使用大电池或者大油箱就会导致无人机的自重增加，减少垂直起降货运无人机的运输能力，所以进一步优选，垂直起降货运无人机还包括分离式能源模块6，分离式能源模块6为厚度不同的电池或者油箱，大小与开放式机舱3的侧端截面相同，可以根据垂直起降货运无人机的运输计划搭配不同规格的分离式能源模块6，同样的分离式能源模块6连接在开放式机舱3内，使得分离式能源模块6和分离式货舱1同时连接在开放式机舱3内进行运输，分离式能源模块6为了避免频繁拆卸优选安装在开放式机舱3靠近机头的一侧，在垂直起降货运无人机在进行货运时，分离式能源模块6和至少一个分离式货舱1安装在开放式机舱3中，使得分离式货舱1与分离式能源模块6同时占满开放式机舱3，使得机身2在几何形状上形成密封式机身。

为了保证分离式货舱在运输时与开放式机舱连接稳定，分离式货舱1通过固定组件与开放式机舱3连接，开放式机舱3包括顶板4和侧板5，侧板5位于顶板4的相对两侧，使得开放式机舱3形成冂字形结构；参考图3，固定组件包括设置在侧板5上的固定件a，顶板4上开设有限位槽b，限位槽b位于顶板4的相对两侧，并且限位槽b沿着开放式机舱3的长度方向设置，限位槽b的截面可为长方形或者正方形或者扇形或者梯形，以梯形为例，限位槽b的底面与顶板4的下表面平齐，同时为了使分离式货舱1方便与开放式机舱3连接，选择分离式货舱1顶部的相对两侧设置有限位块c，限位块c与限位槽b匹配，使得分离式货舱1能够通过限位块c设置在限位槽b中来限制分离式货舱1的摆动，为了保证分离式货舱1与开放式机舱3连接稳定不掉落，固定件a设置在侧板5上，固定件a沿着开放式机舱3的短边方向水平设置，固定件a的一端位于侧板5的外侧，固定件a的另一端穿过侧板5和限位块c延伸至顶板4的内部，使得分离式货舱1通过限位块c与固定件a连接实现分离式货舱1与开放式机舱3的稳定连接。

由于限位块c在限位槽b中能够上下移动，所以分离式货舱1在装货时自开放式机舱3的底部向上升入开放式机舱3内，使得限位块c伸入限位槽b中，随后通过固定件a将分离式货舱1与开放式机舱3紧固连接，此时可以在机身2的底部设置升降台，使得分离式货舱1能够在升降台落下时放在升降台的顶部，待升降台升起后将分离式货舱1升入开放式机舱3中再通过固定件a与开放式机舱3连接，完成装货；在卸货时只需要将升降台移动至机身2的下方，升降台升起并与分离式货舱1接触，此时拆掉固定件a后降落升降台完成分离式货舱1的卸货，操作简单方便，省时省力。

为了进一步方便装货，可以将分离式货舱1按照开放式机舱3的内部尺寸依次摆放形成分离式货舱组放置在装货场坪上，此时垂直起降货运无人机降落在装货场坪上后，将分离式货舱1从开放式机舱3的尾端滑动至开放式机舱3的首端，依次使分离式货舱1首尾接触，省时省力，也可以将分离式货舱组整体沿着开放式机舱3的长度方向移动至开放式机舱3中，此时垂直起降货运无人机的起落架7与装货场坪接触对机身2进行支撑，分离式货舱组底部位于机身2与装货场坪之间，即分离式货舱组的顶部在移动至开放式机舱3中时可以位于开放式机舱3中也可以位于开放式机舱3的下方，使得分离式货舱组与开放式机舱3正对，随后起落架7收起使得机身2下降靠近装货场坪，直至分离式货舱组的顶部与开放式机舱3的顶部接触，即分离式货舱组的顶部与顶板4接触时起落架7停止收起，此时开放式机舱3套设在分离式货舱组的外侧，最后再通过固定组件将分离式货舱组与开放式机舱3连接，完成分离式货舱1的装货，货运式无人机随后可以直接起飞，操作更加简单方便，节省时间，提高工作效率。

并且在卸货时也只需要将垂直起降货运无人机停放在装货场坪上时先将分离式货舱组的底部与装货场坪接触，随后就可以拆除固定件a，将分离式货舱1与开放式机舱3脱离，此时就可以通过控制起落架7放下使机身2相对装货场坪向上移动，直至分离式货舱组与开放式机舱3脱离，最后货运式无人机移动驶出装货场坪后起飞，完成卸货。

实施例2

参考图4和图5，本实施例提供一种货运式无人机，与实施例1不同的是，固定组件包括棘轮挂钩d和止动爪e，棘轮挂钩d的顶端为棘轮，棘轮挂钩d的底部为挂钩，棘轮的圆心开设有轴孔，使得棘轮挂钩d能够绕着轴孔转动，止动爪e安装在棘轮挂钩d的顶部，使得棘轮挂钩d与止动爪e组成棘轮机构，通过对棘轮的止动控制实现棘轮挂钩d转动的限制。

固定组件同样设置在顶板4的相对两侧，使得固定组件等间距地沿着开放式机舱3的长度方向设置，为了方便维护维修，在侧板5上开设有连接口g，在连接口g上设置连接轴，连接轴沿着开放式机舱3的长度方向设置，棘轮挂钩d的轴孔与连接轴转动连接，使得棘轮挂钩d能够绕连接轴转动。

在分离式货舱1的相对两侧开设卡槽f，在分离式货舱1与开放式机舱3连接时，分离式货舱1上的卡槽f与棘轮挂钩d的齿轮端卡接，实现将分离式货舱1稳固安装在开放式机舱3内。

在装货时，分离式货舱1既可以通过升降台来将分离式货舱1升入开放式机舱3内，抬起止动爪e后将棘轮挂钩d的齿轮端与卡槽f卡接后放下止动爪e限制棘轮挂钩d的转动，保证对分离式货舱1的稳定连接；也可以使用水平推车将分离式货舱1沿着开放式机舱3的长度方向推入开放式机舱3内，随后通过棘轮挂钩d将分离式货舱1进行连接，完成分离式货舱1的装货；还可以通过将货运式无人机垂直降落使开放式机舱3套设在分离式货舱1的外侧，随后转动止动爪e和棘轮挂钩d使棘轮挂钩d卡接在卡槽f中，并通过止动爪e将棘轮挂钩d进行限位，完成对分离式货舱组的装载。

在卸货时，同样的待分离式货舱组与装货场坪接触后，抬起止动爪e后转动棘轮挂钩d将分离式货舱1与开放式机舱3分离，从而拖出分离式货舱组来使分离式货舱1与开放式机舱3分离，完成卸货；或者垂直起降货运无人机中的分离式货舱组脱离开放式机舱3后向前行驶使得分离式货舱组放置在装货场坪上待处理。同时，分离式货舱1与开放式机舱3之间的连接方式并不限定在本实施例所提供的实施方式。

实施例3

参考图6，结合实施例1和实施例2中记载的垂直起降货运无人机，本实施例提供一种垂直起降货运无人机装货方式，包括以下步骤：

1)货物准备；

根据垂直起降货运无人机的开放式机舱3尺寸，准备与开放式机舱3匹配的分离式货舱组；分离式货舱组包括沿水平方向依次接触的多个分离式货舱1，分离式货舱1内装有货物；

2)分离式货舱组装载准备；

将分离式货舱组放置在装货场坪；

3)垂直起降货运无人机装载分离式货舱组；

垂直起降货运无人机降落在装货场坪上，将分离式货舱组移动至开放式机舱3的正下方后下降机身2使开放式机舱3套设在分离式货舱组的外侧；

4)将分离式货舱组固定在开放式机舱3中；

将分离式货舱组中的分离式货舱1通过固定组件与开放式机舱3连接。

步骤3)具体包括以下步骤：

3.1)垂直起降货运无人机通过起落架7停放在场坪上；

3.2)将分离式货仓组移动至开放式机舱3的正下方，使开放式机舱3与分离式货舱组正对；

3.3)起落架7逐渐收起直至分离式货舱组的顶部与顶板4接触。

参考图6a，垂直起降货运无人机降落在装货场坪上后，机身2通过起落架7支撑在装货场坪上，随后将分离式货舱组沿着开放式机舱3的长度方向向开放式机舱3中移动；参考图6b，需要将分离式货舱组移动至开放式机舱3的正下方；参考图6c，起落架7逐渐收起后机身2也随之下降靠近装货场坪，直至开放式机舱3套设在分离式货舱组的外侧，使分离式货舱组的顶部与开放式机舱3的顶部接触，此时即完成对分离式货舱组的装载。

步骤3.2)具体为：

将分离式货舱1依次移动至开放式机舱3的正下方组成分离式货舱组，或者将分离式货舱组移动至开放式机舱3的正下方使开放式机舱3与分离式货舱组正对。

此时垂直起降货运无人机利用垂直降落的方式直接完成对分离式货舱1的装载，随后再起飞进行货物运输，操作简单，节省装货时间，提高货物运输的效率。

实施例4

结合实施例1和实施例2中记载的垂直起降货运无人机，本实施例提供一种垂直起降货运无人机卸货方法，包括以下步骤：

1)卸货准备；

在装货场坪上放置移动推车或者升降台；

2)垂直起降货运无人机降落；

垂直起降货运无人机垂直降落在装货场坪上使分离式货舱组的底部与装货场坪接触；

3)垂直起降货运无人机卸货

解除固定组件使分离式货舱组中的分离式货舱1与开放式机舱3分离；

起落架7相对机身2向下移动，使开放式机舱3相对装货场坪向上移动直至分离式货舱组与开放式机舱3脱离。

分离式货舱组的装货与卸货方式相反，例如依次参考图6c、图6b和图6a可作为垂直起降货运无人机在卸货时的步骤的示意图。

特别的，由于起落架7只有在卸货时使用，可以利用外部液压装置在垂直起降货运无人机降落在装货场坪上时与起落架7连接，实现对起落架7的升缩驱动，降低垂直起降货运无人机的自重，增加货物装载量。

通过该方式进行卸货的方式简单快捷，无需工作人员操作，节省时间，降低成本，减少垂直起降货运无人机的等待时间，提高卸货效率；同时无人机可以在与分离式货舱组脱离后垂直起飞，同样也对卸货场地的尺寸要求低。

Claims (6)

1.一种垂直起降货运无人机，包括设置在机身(2)上的旋翼，其特征在于，还包括开设在机身(2)上的开放式机舱(3)、设置在开放式机舱(3)中的分离式货舱(1)和设置在机身(2)外侧的起落架(7)，所述分离式货舱(1)通过固定组件与开放式机舱(3)拆卸连接，所述起落架(7)与机身(2)升降连接。

2.根据权利要求1所述的垂直起降货运无人机，其特征在于，所述开放式机舱(3)包括顶板(4)和侧板(5)，所述侧板(5)设置在顶板(4)的相对两侧形成冂字形结构，所述分离式货舱(1)通过固定组件与顶板(4)和/或侧板(5)连接，分离式货舱(1)设置在开放式机舱(3)内时，所述顶板(4)和侧板(5)均位于分离式货舱(1)的外侧，所述起落架(7)位于固定组件的下方。

3.根据权利要求2所述的垂直起降货运无人机，其特征在于，所述分离式货舱(1)的数量为多个，多个所述分离式货舱(1)沿开放式机舱(3)的长度方向依次设置。

4.根据权利要求3所述的垂直起降货运无人机，其特征在于，所述固定组件包括设置在侧板(5)上的固定件(a)，所述顶板(4)上开设有限位槽(b)，所述限位槽(b)沿开放式机舱(3)的长度方向设置，所述分离式货舱(1)顶部的相对两侧设置有与限位槽(b)滑动连接的限位块(c)，分离式货舱(1)与顶板(4)滑动连接，分离式货舱(1)通过固定件(a)与侧板(5)紧固连接。

5.根据权利要求3所述的垂直起降货运无人机，其特征在于，所述固定组件包括棘轮挂钩(d)和与棘轮挂钩(d)棘轮端配合的止动爪(e)，所述分离式货舱(1)的相对两侧开设有与棘轮挂钩(d)齿轮端匹配的卡槽(f)，所述侧板(5)上开设有连接口(g)，所述连接口(g)中设置有与开放式机舱(3)长度方向同向的连接轴，所述棘轮挂钩(d)通过连接轴与连接口(g)转动连接，所述止动爪(e)位于棘轮挂钩(d)的顶部，止动爪(e)与连接口(g)转动连接，分离式货舱(1)通过棘轮挂钩(d)与开放式机舱(3)连接。

6.根据权利要求2～5任一项所述的垂直起降货运无人机，其特征在于，所述垂直起降货运无人机还包括分离式能源模块(6)，所述分离式能源模块(6)与分离式货舱(1)结构相同，分离式能源模块(6)通过固定组件与开放式机舱(3)连接，所述分离式能源模块(6)与多个所述分离式货舱(1)沿开放式机舱(3)的长度方向设置。

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