CN220438794U - 一种无人机与无人车协作巡逻系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无人机与无人车协作巡逻系统，属于机器人协同控制技术领域，包括：无人机与无人车协作巡逻机构、5G基站和监控终端；本实用新型通过第一摄像头拍摄周围环境数据远程传输至监控终端，监控终端通过环境数据控制无人车机构行走至待巡逻场所，再通过打开防护机构让无人机机构飞行巡逻，该方法可减少无人机机构自行飞行至巡逻场所的电能浪费，延长无人机机构巡逻时长，同时无人车机构上设置多个无人机机构，能够接力进行巡逻，同时无人机机构巡逻过程中，监控终端通过定位信息控制无人车机构向无人机机构巡逻方向行走，方便无人机机构在电量不足时缩短回程路径以及方便后续巡逻无人机机构快速飞行至接力巡逻地点，提高巡逻效率。

Description

一种无人机与无人车协作巡逻系统

技术领域

本实用新型属于机器人协同控制技术领域，具体涉及一种无人机与无人车协作巡逻系统。

背景技术

随着人工智能和机器学习技术的不断发展，越来越多的领域采用无人机进行安防巡逻。

专利号202022341334.9公开了一种治安巡逻无人机，由无人机本体、安装在无人机本体顶端的中心杆、安装在中心杆顶端的弧形防护橡胶、安装在无人机本体底端的连接架、安装在连接架上位于无人机本体外侧的防护罩板、安装在连接架上位于无人机本体下方的两个电池箱和安装在电池箱内的蓄电池构成，治安巡逻无人机巡逻时，由两个蓄电池提供电能进行飞行巡逻，顶端防护橡胶和外侧防护罩板能够保护无人机本体免受碰撞，防护性能好。

本申请发明人发现：上述即现有治安巡逻无人机是通过两个蓄电池供电巡逻的，但由于无人机的挂载能力有限，因此蓄电池体积较小，由于蓄电池的体积与容量是呈正比例关系，因此蓄电池供电能力有限，在蓄电池内的电能耗尽前，无人机需要返回充电场所进行充电，再飞行至前一巡逻地点进行后续巡逻，较为费时费力，降低巡逻效率，鉴于此，设计一种无人机与无人车协作巡逻系统，以解决上述问题。

实用新型内容

为解决上述背景技术中提出的问题。本实用新型提供了一种无人机与无人车协作巡逻系统，具有提高巡逻效率的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种无人机与无人车协作巡逻系统，包括：无人机与无人车协作巡逻机构、5G基站和监控终端，无人机与无人车协作巡逻机构与5G基站间无线通信连接，5G基站与监控终端间无线通信连接；

所述无人机与无人车协作巡逻机构包括无人车机构和无人机机构，无人车机构包括无人车底架，所述无人车底架底端装配有行走机构，所述无人车底架顶端从行走前端到后端分别固接有第一摄像头、第一可编程控制器和蓄电池，所述无人车底架顶端位于第一摄像头、第一可编程控制器和蓄电池外侧装配有防护机构，无人机机构包括等间距放置在无人车底架顶端位于第一可编程控制器与蓄电池间的多个无人机壳体，所述无人机壳体飞行前端固接有第二摄像头，所述无人机壳体为中空结构且内部顶端四角分别固接有第三电机，所述第三电机输出轴贯穿无人机壳体延伸至无人机壳体上方并固接有螺旋桨，所述无人机壳体底端固接有第二可编程控制器，行走机构、第一摄像头和防护机构与第一可编程控制器导线连接，行走机构、第一摄像头、第一可编程控制器和防护机构与蓄电池导线连接，第二摄像头和第三电机与第二可编程控制器导线连接，第一可编程控制器和第二可编程控制器与5G基站间无线通信连接。

进一步的，所述行走机构包括通过两个轴承对称连接在无人车底架底端前后侧的两个连接轴以及开设在无人车底架底端的两个第一装配槽，所述连接轴底端固接有安装架，两个所述安装架相互靠近侧壁对角分别放置有连接板，两个所述连接板相互远离端壁与同侧安装架间转动连接有转动轴，两个所述连接板相互靠近侧壁间固接有齿条，两个所述第一装配槽内分别固接有第二电机和放置有与齿条啮合连接的齿轮，第二电机输出轴贯穿无人车底架延伸至另一第一装配槽内与齿轮固定套接，所述安装架顶端一侧固接有第一电机，所述无人车底架底端对应两个第一电机位置分别开设有第二装配槽，第一电机延伸至第二装配槽内，所述第一电机输出轴贯穿安装架延伸至内部固定套接有第一锥形轮，所述安装架内部通过轴承转动连接有行走轴，所述行走轴上固定套接有与第一锥形轮啮合连接的第二锥形轮，所述行走轴两端贯穿安装架延伸至安装架外分别固接有行走轮，第二电机和第一电机与第一可编程控制器和蓄电池导线连接。

进一步的，所述第一可编程控制器包括固接在无人车底架顶端的第一可编程控制器壳体，所述第一可编程控制器壳体内部分别错开固接有第一北斗卫星定位器、第一处理器和第一无线收发器，所述第一可编程控制器壳体顶端两侧分别固接有第一显示屏和等间距放置的多个第一输入按键，第一显示屏、第一北斗卫星定位器、第一无线收发器、第一输入按键、第二电机和第一电机与第一处理器导线连接，第一显示屏、第一北斗卫星定位器、第一处理器、第一无线收发器和第一输入按键与蓄电池导线连接。

进一步的，所述防护机构包括开设在无人车底架顶端的两个第三装配槽和对称放置在无人车底架上方的两个防护外壳，两个所述第三装配槽内对称固接有两个电缸，两个电缸输出轴贯穿无人车底架延伸至无人车底架外分别与同侧防护外壳内壁固接，电缸与第一处理器和蓄电池导线连接。

进一步的，所述第二可编程控制器包括固接在无人机壳体底端的第二可编程控制器壳体，所述第二可编程控制器壳体内部分别错开固接有第二无线收发器、充电电池、电量检测器、第二北斗卫星定位器和第二处理器，所述第二可编程控制器壳体顶端两侧分别固接有第二显示屏和等间距放置的多个第二输入按键，第二无线收发器、第二输入按键、第二显示屏、电量检测器、第二北斗卫星定位器、第二摄像头和第三电机与第二处理器导线连接，第二无线收发器、第二输入按键、第二显示屏、电量检测器、第二北斗卫星定位器、第二处理器、第二摄像头和第三电机与充电电池导线连接。

进一步的，所述无人车底架顶端对应多个无人机壳体位置分别固接有与蓄电池导线连接的无线充电发射端，所述无人机壳体底端固接有与充电电池导线连接的无线充电接收端。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过第一摄像头拍摄周围环境数据远程传输至监控终端，监控终端通过环境数据控制无人车机构行走至待巡逻场所，再通过打开防护机构让无人机机构飞行巡逻，该方法可减少无人机机构自行飞行至巡逻场所的电能浪费，延长无人机机构的巡逻时长，同时无人车机构上设置多个无人机机构，能够接力进行巡逻，同时无人机机构巡逻过程中，监控终端通过定位信息控制无人车机构向无人机机构巡逻方向行走，方便无人机机构在电量不足时缩短回程路径以及方便后续巡逻无人机机构快速飞行至接力巡逻地点，提高巡逻效率。

2、本实用新型设置无线充电发射端和无线充电接收端，能够对无人机机构的充电电池进行充电，以便后续巡逻的循环使用，进一步提高巡逻效率。

附图说明

图1为本实用新型立体图；

图2为本实用新型行走机构示意图；

图3为本实用新型第一可编程控制器局部横剖图；

图4为本实用新型无人机机构示意图；

图5为本实用新型无人机局部结构示意图；

图6为本实用新型第二可编程控制器局部横剖示意图；

图中：1、监控终端；2、5G基站；3、蓄电池；4、防护外壳；5、无人机壳体；6、第一可编程控制器壳体；7、安装架；8、第一摄像头；9、无人车底架；10、电缸；11、无线充电发射端；12、第一电机；13、第一锥形轮；14、第二锥形轮；15、行走轴；16、行走轮；17、齿轮；18、连接轴；19、转动轴；20、第二电机；21、齿条；22、连接板；23、第一显示屏；24、第一北斗卫星定位器；25、第一处理器；26、第一无线收发器；27、第一输入按键；28、螺旋桨；29、第二可编程控制器壳体；30、无线充电接收端；31、第二摄像头；32、第三电机；33、第二无线收发器；34、充电电池；35、第二输入按键；36、第二显示屏；37、电量检测器；38、第二北斗卫星定位器；39、第二处理器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-6，本实用新型提供以下技术方案：一种无人机与无人车协作巡逻系统，包括：无人机与无人车协作巡逻机构、5G基站2和监控终端1，无人机与无人车协作巡逻机构与5G基站2间无线通信连接，5G基站2与监控终端1间无线通信连接，监控终端1为计算机；

无人机与无人车协作巡逻机构包括无人车机构和无人机机构，无人车机构包括无人车底架9，无人车底架9底端装配有行走机构，无人车底架9顶端从行走前端到后端分别固接有型号为DS-2SC3Q120IY-T/W的第一摄像头8、第一可编程控制器和蓄电池3，无人车底架9顶端位于第一摄像头8、第一可编程控制器和蓄电池3外侧装配有防护机构，无人机机构包括等间距放置在无人车底架9顶端位于第一可编程控制器与蓄电池3间的多个无人机壳体5，无人机壳体5飞行前端固接有型号为DS-2SC3Q120IY-T/W的第二摄像头31，无人机壳体5为中空结构且内部顶端四角分别固接有型号为5IK90RGU-CF的第三电机32，第三电机32输出轴贯穿无人机壳体5延伸至无人机壳体5上方并固接有螺旋桨28，无人机壳体5底端固接有第二可编程控制器，行走机构、第一摄像头8和防护机构与第一可编程控制器导线连接，行走机构、第一摄像头8、第一可编程控制器和防护机构与蓄电池3导线连接，第二摄像头31和第三电机32与第二可编程控制器导线连接，第一可编程控制器和第二可编程控制器与5G基站2间无线通信连接。

参阅附图1、4和5，系统工作时，第一摄像头8实时拍摄周围环境数据经第一可编程控制器无线传输至5G基站2，由5G基站2无线传输至监控终端1，监控终端1根据拍摄的周围环境数据控制无人车机构的行走机构行走，直至行走至待巡逻位置停止，控制无人车机构的防护机构打开，控制一个无人机机构的四个第三电机32启动，带动四个螺旋桨28旋转飞行，飞行过程中第二摄像头31实施拍摄周围环境数据经第二可编程控制器无线传输至5G基站2，由5G基站2无线传输至监控终端1，监控终端1根据拍摄的周围环境数据判断巡逻情况，无人机机构巡逻过程中经第二可编程控制器远程传输定位信息，同时无人车机构经第一可编程控制器远程传输定位信息，监控终端1根据无人机机构和无人车机构的定位信息控制无人车机构的行走机构沿无人机飞行方向行走，无人机机构巡逻过程中由第二可编程控制器进行电量检测，若电量不足时，监控终端1控制另一无人机机构飞行至该位置进行后续巡逻，同时该无人机机构返回至无人车机构上。

具体的，行走机构包括通过两个轴承对称连接在无人车底架9底端前后侧的两个连接轴18以及开设在无人车底架9底端的两个第一装配槽，连接轴18底端固接有安装架7，两个安装架7相互靠近侧壁对角分别放置有连接板22，两个连接板22相互远离端壁与同侧安装架7间转动连接有转动轴19，两个连接板22相互靠近侧壁间固接有齿条21，两个第一装配槽内分别固接有型号为5IK90RGU-CF的第二电机20和放置有与齿条21啮合连接的齿轮17，第二电机20输出轴贯穿无人车底架9延伸至另一第一装配槽内与齿轮17固定套接，安装架7顶端一侧固接有型号为5IK90RGU-CF的第一电机12，无人车底架9底端对应两个第一电机12位置分别开设有第二装配槽，第一电机12延伸至第二装配槽内，第一电机12输出轴贯穿安装架7延伸至内部固定套接有第一锥形轮13，安装架7内部通过轴承转动连接有行走轴15，行走轴15上固定套接有与第一锥形轮13啮合连接的第二锥形轮14，行走轴15两端贯穿安装架7延伸至安装架7外分别固接有行走轮16，第二电机20和第一电机12与第一可编程控制器和蓄电池3导线连接。

参阅附图2，行走机构行走时，由第一可编程控制器控制两个第一电机12启动，两个第一电机12驱动输出轴同向转动，两个第一电机12输出轴带动连接的两个第一锥形轮13转动，两个第一锥形轮13分别带动啮合连接的第二锥形轮14转动，两个第二锥形轮14分别带动连接的行走轴15转动，两个行走轴15分别带动连接的两个行走轮16转动，即四个行走轮16转动实现行走，需要转向时，由第一可编程控制器控制第二电机20启动，第二电机20驱动输出轴正或反向转动，第二电机20输出轴带动齿轮17正或反向转动，齿轮17正或反向转动过程中带动齿条21向前或后移动，齿条21带动两个连接板22同向移动，两个连接板22带动两个安装架7同向移动，实现转向。

具体的，第一可编程控制器包括固接在无人车底架9顶端的第一可编程控制器壳体6，第一可编程控制器壳体6内部分别错开固接有型号为CT26的第一北斗卫星定位器24、型号为STM32F103VET6的第一处理器25和型号为MH5000-31LGA的第一无线收发器26，第一可编程控制器壳体6顶端两侧分别固接有型号为VVX21F136J00的第一显示屏23和等间距放置的多个第一输入按键27，第一显示屏23、第一北斗卫星定位器24、第一无线收发器26、第一输入按键27、第二电机20和第一电机12与第一处理器25导线连接，第一显示屏23、第一北斗卫星定位器24、第一处理器25、第一无线收发器26和第一输入按键27与蓄电池3导线连接。

参阅附图3，由第一处理器25控制上述结构动作，由第一无线收发器26进行通信数据收发，由第一北斗卫星定位器24进行定位。

具体的，防护机构包括开设在无人车底架9顶端的两个第三装配槽和对称放置在无人车底架9上方的两个防护外壳4，两个第三装配槽内对称固接有两个型号为HE100的电缸10，两个电缸10输出轴贯穿无人车底架9延伸至无人车底架9外分别与同侧防护外壳4内壁固接，电缸10与第一处理器25和蓄电池3导线连接。

参阅附图1，防护机构防护时，通过第一处理器25控制两个电缸10启动，两个电缸10驱动输出轴延伸或收缩带动两个防护外壳4相互远离或靠近，实现打开或防护。

具体的，第二可编程控制器包括固接在无人机壳体5底端的第二可编程控制器壳体29，第二可编程控制器壳体29内部分别错开固接有型号为MH5000-31LGA的第二无线收发器33、充电电池34、型号为DS2788的电量检测器37、型号为CT26的第二北斗卫星定位器38和型号为STM32F103VET6的第二处理器39，第二可编程控制器壳体29顶端两侧分别固接有型号为VVX21F136J00的第二显示屏36和等间距放置的多个第二输入按键35，第二无线收发器33、第二输入按键35、第二显示屏36、电量检测器37、第二北斗卫星定位器38、第二摄像头31和第三电机32与第二处理器39导线连接，第二无线收发器33、第二输入按键35、第二显示屏36、电量检测器37、第二北斗卫星定位器38、第二处理器39、第二摄像头31和第三电机32与充电电池34导线连接。

参阅附图6，由第二处理器39控制上述结构动作，由第二无线收发器33进行通信数据收发，由第二北斗卫星定位器38进行定位，由电量检测器37进行电量检测。

实施例2

本实施例较实施例1的不同之处在于：

具体的，无人车底架9顶端对应多个无人机壳体5位置分别固接有与蓄电池3导线连接的型号为XKT408的无线充电发射端11，无人机壳体5底端固接有与充电电池34导线连接的型号为T3168的无线充电接收端30。

参阅附图1和4，无人机机构回到无线充电发射端11时，由无线充电发射端11与无线充电接收端30配合对充电电池34进行无线充电，以供循环利用无人机机构进行巡逻。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种无人机与无人车协作巡逻系统，其特征在于，包括：无人机与无人车协作巡逻机构、5G基站(2)和监控终端(1)，无人机与无人车协作巡逻机构与5G基站(2)间无线通信连接，5G基站(2)与监控终端(1)间无线通信连接；

所述无人机与无人车协作巡逻机构包括无人车机构和无人机机构，无人车机构包括无人车底架(9)，所述无人车底架(9)底端装配有行走机构，所述无人车底架(9)顶端从行走前端到后端分别固接有第一摄像头(8)、第一可编程控制器和蓄电池(3)，所述无人车底架(9)顶端位于第一摄像头(8)、第一可编程控制器和蓄电池(3)外侧装配有防护机构，无人机机构包括等间距放置在无人车底架(9)顶端位于第一可编程控制器与蓄电池(3)间的多个无人机壳体(5)，所述无人机壳体(5)飞行前端固接有第二摄像头(31)，所述无人机壳体(5)为中空结构且内部顶端四角分别固接有第三电机(32)，所述第三电机(32)输出轴贯穿无人机壳体(5)延伸至无人机壳体(5)上方并固接有螺旋桨(28)，所述无人机壳体(5)底端固接有第二可编程控制器，行走机构、第一摄像头(8)和防护机构与第一可编程控制器导线连接，行走机构、第一摄像头(8)、第一可编程控制器和防护机构与蓄电池(3)导线连接，第二摄像头(31)和第三电机(32)与第二可编程控制器导线连接，第一可编程控制器和第二可编程控制器与5G基站(2)间无线通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人机与无人车协作巡逻系统，其特征在于：所述行走机构包括通过两个轴承对称连接在无人车底架(9)底端前后侧的两个连接轴(18)以及开设在无人车底架(9)底端的两个第一装配槽，所述连接轴(18)底端固接有安装架(7)，两个所述安装架(7)相互靠近侧壁对角分别放置有连接板(22)，两个所述连接板(22)相互远离端壁与同侧安装架(7)间转动连接有转动轴(19)，两个所述连接板(22)相互靠近侧壁间固接有齿条(21)，两个所述第一装配槽内分别固接有第二电机(20)和放置有与齿条(21)啮合连接的齿轮(17)，第二电机(20)输出轴贯穿无人车底架(9)延伸至另一第一装配槽内与齿轮(17)固定套接，所述安装架(7)顶端一侧固接有第一电机(12)，所述无人车底架(9)底端对应两个第一电机(12)位置分别开设有第二装配槽，第一电机(12)延伸至第二装配槽内，所述第一电机(12)输出轴贯穿安装架(7)延伸至内部固定套接有第一锥形轮(13)，所述安装架(7)内部通过轴承转动连接有行走轴(15)，所述行走轴(15)上固定套接有与第一锥形轮(13)啮合连接的第二锥形轮(14)，所述行走轴(15)两端贯穿安装架(7)延伸至安装架(7)外分别固接有行走轮(16)，第二电机(20)和第一电机(12)与第一可编程控制器和蓄电池(3)导线连接。

3.根据权利要求2所述的一种无人机与无人车协作巡逻系统，其特征在于：所述第一可编程控制器包括固接在无人车底架(9)顶端的第一可编程控制器壳体(6)，所述第一可编程控制器壳体(6)内部分别错开固接有第一北斗卫星定位器(24)、第一处理器(25)和第一无线收发器(26)，所述第一可编程控制器壳体(6)顶端两侧分别固接有第一显示屏(23)和等间距放置的多个第一输入按键(27)，第一显示屏(23)、第一北斗卫星定位器(24)、第一无线收发器(26)、第一输入按键(27)、第二电机(20)和第一电机(12)与第一处理器(25)导线连接，第一显示屏(23)、第一北斗卫星定位器(24)、第一处理器(25)、第一无线收发器(26)和第一输入按键(27)与蓄电池(3)导线连接。

4.根据权利要求3所述的一种无人机与无人车协作巡逻系统，其特征在于：所述防护机构包括开设在无人车底架(9)顶端的两个第三装配槽和对称放置在无人车底架(9)上方的两个防护外壳(4)，两个所述第三装配槽内对称固接有两个电缸(10)，两个电缸(10)输出轴贯穿无人车底架(9)延伸至无人车底架(9)外分别与同侧防护外壳(4)内壁固接，电缸(10)与第一处理器(25)和蓄电池(3)导线连接。

5.根据权利要求1所述的一种无人机与无人车协作巡逻系统，其特征在于：所述第二可编程控制器包括固接在无人机壳体(5)底端的第二可编程控制器壳体(29)，所述第二可编程控制器壳体(29)内部分别错开固接有第二无线收发器(33)、充电电池(34)、电量检测器(37)、第二北斗卫星定位器(38)和第二处理器(39)，所述第二可编程控制器壳体(29)顶端两侧分别固接有第二显示屏(36)和等间距放置的多个第二输入按键(35)，第二无线收发器(33)、第二输入按键(35)、第二显示屏(36)、电量检测器(37)、第二北斗卫星定位器(38)、第二摄像头(31)和第三电机(32)与第二处理器(39)导线连接，第二无线收发器(33)、第二输入按键(35)、第二显示屏(36)、电量检测器(37)、第二北斗卫星定位器(38)、第二处理器(39)、第二摄像头(31)和第三电机(32)与充电电池(34)导线连接。

6.根据权利要求5所述的一种无人机与无人车协作巡逻系统，其特征在于：所述无人车底架(9)顶端对应多个无人机壳体(5)位置分别固接有与蓄电池(3)导线连接的无线充电发射端(11)，所述无人机壳体(5)底端固接有与充电电池(34)导线连接的无线充电接收端(30)。