CN220595234U - 一种无人机的可栖息定位爪及一种无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无人机领域，具体公开了一种无人机的可栖息定位爪，包括连杆机构和抓握机构，所述抓握机构设于所述连杆机构下端；所述连杆机构包括安装座、第一连杆、第二连杆、第一同步摆杆、第二同步摆杆和连杆座；所述抓握机构包括抓握座和抓握爪，所述抓握爪包括第一指节、第二指节和爪尖，所述第一指节、第二指节和爪尖依次铰接。本实用新型实施例还公开了一种无人机。采用本实用新型，能够将无人机固定在树枝等杆类伸出物上，便于在树木或建筑的护栏等结构上起落，提升了无人机停息的环境适应能力。

Description

一种无人机的可栖息定位爪及一种无人机

技术领域

本实用新型涉及无人机设计制造领域，尤其涉及一种无人机的可栖息定位爪及一种无人机。

背景技术

在无人机技术的发展过程中，其可靠降落一直是技术难点。原因在于无人机飞行过程状况复杂，如遇到机械故障、空域受到管制需要马上降落、控制信号丢失等，上述情况常常导致无法回航降落，必须就地降落。而在无人机的飞行工作中，常常飞行在无法安全降落的环境中，如在茂密的森林中进行航拍等，此时常见的起落架等均无法满足降落的需求。

另外，由于无人机的续航时间普遍较短，一般为30分钟，现有的无人机只能在空旷的平地上起降，不便于在特定位置等待和起降，无法满足需要等待时机的飞行任务，如森林中特定鸟类的拍摄，特定动物的观察等。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术的缺陷，提供一种无人机的可栖息定位爪及一种无人机，能够将无人机固定在树枝等杆类伸出物上，便于在树木或建筑的护栏等结构上起落，提升了无人机停息的环境适应能力。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种无人机的可栖息定位爪，包括连杆机构和抓握机构，所述抓握机构设于所述连杆机构下端；所述连杆机构包括安装座、第一连杆、第二连杆、第一同步摆杆、第二同步摆杆和连杆座；所述第一连杆和第一同步摆杆铰接于所述安装座和连杆座之间，所述连杆座通过第二连杆和第二同步摆杆与所述抓握机构连接；所述第一同步摆杆的端部固定设有第一同步齿轮，所述第二同步摆杆的端部固定设有第二同步齿轮，所述第一同步齿轮与第二同步齿轮相互啮合；所述抓握机构包括抓握座和抓握爪，所述抓握座上设有两个以上的抓握爪，所述抓握爪包括第一指节、第二指节和爪尖，所述第一指节、第二指节和爪尖依次铰接；所述爪尖连接有驱动绳，所述驱动绳穿过第二指节、第一指节、抓握座、第二同步摆杆和第一同步摆杆后与卷扬机构连接。

作为上述方案的改进，所述连杆座上还设有定位卡块，所述定位卡块能够伸入所述第二同步齿轮的轮齿中，将第二同步齿轮与连杆座固定。

作为上述方案的改进，所述连杆座上设有第一凸柱、所述定位卡块上设有第二凸柱，所述第一凸柱和第二凸柱之间连接有第一弹簧。

作为上述方案的改进，所述第一同步齿轮和第二同步齿轮的结构相同，均包括圆形主体，所述圆形主体的侧面设有第一轮齿和第二轮齿，所述第一轮齿和第二轮齿之间设有驱动绳通道。

作为上述方案的改进，所述第一指节和第二指节均设有箱型主体，所述箱型主体的前后两侧具有避让斜面。

作为上述方案的改进，所述箱型主体上设有驱动绳孔，所述驱动绳孔低于第一指节与第二指节的铰接点。

作为上述方案的改进，所述爪尖下部设有向下伸出的驱动绳连接端。

作为上述方案的改进，所述第一指节、第二指节和爪尖上还设有弹簧卡口，对应的弹簧卡口上设有第二弹簧；所述第一指节上的弹簧卡口高于所述第一指节与所述抓握座的铰接点，所述第二指节上的弹簧卡口高于所述第二指节与第一指节的铰接点，所述爪尖上的弹簧卡口高于所述爪尖与第二指节的铰接点。

相应地，本实用新型实施例还提供了一种无人机，包括四轴飞行器，所述四轴飞行器连接有如上文所述的可栖息定位爪。

其中，所述四轴飞行器上还设有摄像头，当需要着陆时，所述摄像头获取着陆点的图像，根据着陆点的图像确定所述可栖息定位爪的抓取位置。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

采用上述定位爪，能够将无人机固定在树枝等杆类伸出物上，便于在树木或建筑的护栏等结构上起落，提升了无人机停息的环境适应能力。

所述连杆机构包括安装座、第一连杆、第二连杆、第一同步摆杆、第二同步摆杆和连杆座；能够在降落过程中为无人机提供缓冲，使得无人机的升降更为平稳可靠。

所述抓握机构包括抓握座和抓握爪，所述抓握座上设有两个以上的抓握爪，所述抓握爪包括第一指节、第二指节和爪尖，仿照鸟类的爪子结构，能够对多种形状的物体进行可靠握持和长时间固定，便于将无人机栖息在较为恶劣的环境中。

附图说明

图1是本实用新型一种无人机的可栖息定位爪的立体结构示意图；

图2是本实用新型一种无人机的可栖息定位爪的侧视图；

图3是本实用新型一种无人机的可栖息定位爪的仰视视角的结构示意图；

图4是本实用新型一种无人机的可栖息定位爪的剖视图。

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，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。仅此声明，本实用新型在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本实用新型的附图为基准，其并不是对本实用新型的具体限定。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提供了一种无人机的可栖息定位爪，包括连杆机构1和抓握机构2，所述抓握机构2设于所述连杆机构1下端；所述连杆机构1包括安装座11、第一连杆12、第二连杆13、第一同步摆杆14、第二同步摆杆15和连杆座16；所述第一连杆12和第一同步摆杆14铰接于所述安装座11和连杆座16之间，所述连杆座16通过第二连杆13和第二同步摆杆15与所述抓握机构2连接；所述第一同步摆杆14的端部固定设有第一同步齿轮17，所述第二同步摆杆15的端部固定设有第二同步齿轮18，所述第一同步齿轮17与第二同步齿轮18相互啮合；所述抓握机构2包括抓握座21和抓握爪22，所述抓握座21上设有两个以上的抓握爪22，所述抓握爪22包括第一指节23、第二指节24和爪尖25，所述第一指节23、第二指节24和爪尖25依次铰接。所述第一指节23、第二指节24和爪尖25可以通过电机独立驱动，为了减轻驱动结构的重量，在本实施例中，所述爪尖25连接有驱动绳3，所述驱动绳3穿过第二指节24、第一指节23、抓握座21、第二同步摆杆15和第一同步摆杆14后与卷扬机构(图中未画出)连接。

所述抓握爪22也可以是三组或四组，在本实施例中共有4组抓握爪22，第一抓握爪和第四抓握爪前后背向设置，第二抓握爪和第三抓握爪与第一抓握爪成50-80度夹角设置。

采用上述定位爪，能够将无人机固定在树枝等杆类伸出物上，能够在树木或建筑的护栏等结构上起落，提升了无人机停息的环境适应能力。所述连杆机构1包括安装座11、第一连杆12、第二连杆13、第一同步摆杆14、第二同步摆杆15和连杆座16；能够在降落过程中为无人机提供缓冲，使得无人机的升降更为平稳可靠。所述抓握机构2包括抓握座21和抓握爪22，所述抓握座21上设有两个以上的抓握爪22，所述抓握爪22包括第一指节23、第二指节24和爪尖25，仿照鸟类的爪子结构，能够对多种形状的物体进行可靠握持和长时间固定，便于将无人机栖息在较为恶劣的环境中。

其中，所述卷扬机构可以包括电机和与电机连接的卷扬轮，所述驱动绳3缠绕在卷扬轮上，能够通过电机带动卷扬轮旋转，从而将驱动绳3收紧或放出。

优选地，所述连杆座16上还设有定位卡块19，所述定位卡块19能够伸入所述第二同步齿轮18的轮齿中，将第二同步齿轮18与连杆座16固定。所述连杆座16上设有第一凸柱161、所述定位卡块19上设有第二凸柱191，所述第一凸柱161和第二凸柱191之间连接有第一弹簧192。

需要说明的是，所述定位卡块19能够伸入所述第二同步齿轮18的轮齿中，将第二同步齿轮18与连杆座16固定。具体地，所述定位卡块19具有摆动部193和卡块194，所述摆动部193铰接于连杆座16上，通过第一弹簧192保持与第二同步齿轮18的压紧力。一般情况下，所述卡块194伸入第二同步齿轮18中，第一同步摆杆14和第二同步摆杆15固定在预设夹角上。当驱动绳3被卷扬机构拉动，第一同步摆杆14和第二同步摆杆15产生较大的摆动力矩，第二同步摆杆15上的同步齿轮将卡块194向外推出，第一同步摆杆14和第二同步摆杆15的夹角张开。

所述第一同步齿轮17和第二同步齿轮18的结构相同，均包括圆形主体181，所述圆形主体181的侧面设有第一轮齿182和第二轮齿183，所述第一轮齿182和第二轮齿183之间设有驱动绳通道184。所述圆形主体181的表面为光滑表面，对驱动绳3而言，所述圆形主体181充当了定滑轮的作用，便于驱动绳3的转向以及拉力的传递。

为了降低抓握机构2的重量，同时保证其强度，所述第一指节23和第二指节24均设有箱型主体，所述箱型主体的前后两侧具有避让斜面26。通过四面镂空的箱型结构，能够最大程度减轻材料的重量，减少本定位爪对飞行器的影响。所述避让斜面26的设计，使得第一指节23和第二指节24具备较大的弯曲空间，便于握持直径较小的物件。所述第一指节23和第二指节24均为框架结构，坚固可靠，能够承受较大的压力和扭力。

为了便于驱动绳3的布置，所述箱型主体上设有驱动绳孔27，所述驱动绳孔27低于第一指节23与第二指节24的铰接点。所述爪尖25下部设有向下伸出的驱动绳连接端251。所述驱动绳3连接所述爪尖25后，穿过所述驱动绳孔27连入所述连杆机构1中。

为了保证驱动绳3松开时，抓握爪22处于松开状态，所述第一指节23、第二指节24和爪尖25上还设有弹簧卡口28，对应的弹簧卡口28上设有第二弹簧29；所述第一指节23上的弹簧卡口高于所述第一指节23与所述抓握座21的铰接点，所述第二指节24上的弹簧卡口高于所述第二指节24与第一指节23的铰接点，所述爪尖25上的弹簧卡口高于所述爪尖25与第二指节24的铰接点。所述第二弹簧29对抓握座21与第一指节23之间、第一指节23与第二指节24之间、第二指节24与爪尖25之间的上部位置提供拉紧力，从而使驱动绳3松开时，抓握爪22处于松开状态。

本可栖息定位爪的工作原理如下：无人机飞行过程中，所述连杆机构1的第一连杆12和第一同步摆杆14构成第一升降臂，第二连杆13和第二同步摆杆15构成第二升降臂，所述第一升降臂和第二升降臂处于相互靠近的状态，以减少无人机飞行飞风阻。

当无人机需要降落时，所述卷扬机构收紧驱动绳3，抓握爪22的第一指节23、第二指节24和爪尖25向内收紧，将目标物紧紧握持住，将无人机固定在目标物上。在握持过程中，第一升降臂和第二升降臂可以相互远离，模拟猎鹰捕捉猎物的动作，能够提升抓握成功率，同时避免无人机与目标物过于靠近。

当无人机需要在握持栖息状态起飞时，可以提前启动螺旋桨，当起飞升力达到预定值后，卷扬机构松开驱动绳3，抓握爪22在第二弹簧29的驱动下与目标物松开，无人机起飞离开目标物。

相应地，本实用新型具体实施例还提供了一种无人机，包括四轴飞行器，所述四轴飞行器连接有如上文所述的可栖息定位爪。

其中，所述四轴飞行器上还设有摄像头，当需要着陆时，所述摄像头获取着陆点的图像，根据着陆点的图像确定所述可栖息定位爪的抓取位置。摄像头获取着陆点的图像后，可以通过人工识别或者人工智能自动识别，确定能够抓握的部位，并设定抓握程序或手动操作，实现自动栖息于杆状物体上。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种无人机的可栖息定位爪，其特征在于，包括连杆机构和抓握机构，

所述抓握机构设于所述连杆机构下端；

所述连杆机构包括安装座、第一连杆、第二连杆、第一同步摆杆、第二同步摆杆和连杆座；所述第一连杆和第一同步摆杆铰接于所述安装座和连杆座之间，所述连杆座通过第二连杆和第二同步摆杆与所述抓握机构连接；

所述第一同步摆杆的端部固定设有第一同步齿轮，所述第二同步摆杆的端部固定设有第二同步齿轮，所述第一同步齿轮与第二同步齿轮相互啮合；

所述抓握机构包括抓握座和抓握爪，所述抓握座上设有两个以上的抓握爪，所述抓握爪包括第一指节、第二指节和爪尖，所述第一指节、第二指节和爪尖依次铰接。

2.如权利要求1所述的无人机的可栖息定位爪，其特征在于，所述连杆座上还设有定位卡块，所述定位卡块能够伸入所述第二同步齿轮的轮齿中，将第二同步齿轮与连杆座固定。

3.如权利要求2所述的无人机的可栖息定位爪，其特征在于，所述连杆座上设有第一凸柱、所述定位卡块上设有第二凸柱，所述第一凸柱和第二凸柱之间连接有第一弹簧。

4.如权利要求1所述的无人机的可栖息定位爪，其特征在于，所述第一同步齿轮和第二同步齿轮的结构相同，均包括圆形主体，所述圆形主体的侧面设有第一轮齿和第二轮齿，所述第一轮齿和第二轮齿之间设有驱动绳通道。

5.如权利要求1所述的无人机的可栖息定位爪，其特征在于，所述第一指节和第二指节均设有箱型主体，所述箱型主体的前后两侧具有避让斜面。

6.如权利要求5所述的无人机的可栖息定位爪，其特征在于，所述箱型主体上设有驱动绳孔，所述驱动绳孔低于第一指节与第二指节的铰接点。

7.如权利要求1所述的无人机的可栖息定位爪，其特征在于，所述爪尖下部设有向下伸出的驱动绳连接端。

8.如权利要求1所述的无人机的可栖息定位爪，其特征在于，所述第一指节、第二指节和爪尖上还设有弹簧卡口，对应的弹簧卡口上设有第二弹簧；所述第一指节上的弹簧卡口高于所述第一指节与所述抓握座的铰接点，所述第二指节上的弹簧卡口高于所述第二指节与第一指节的铰接点，所述爪尖上的弹簧卡口高于所述爪尖与第二指节的铰接点。

9.一种无人机，其特征在于，包括四轴飞行器，所述四轴飞行器连接有如权利要求1-8任一项所述的可栖息定位爪。

10.如权利要求9所述的无人机，其特征在于，所述四轴飞行器上还设有摄像头，当需要着陆时，所述摄像头获取着陆点的图像，根据着陆点的图像确定所述可栖息定位爪的抓取位置。