[發(fā)明專利]一種用于船載平臺的無人機(jī)平衡系統(tǒng)及其控制方法

有效

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• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108398956B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 青島中邦防務(wù)智能裝備有限公司
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 深圳市六加知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44372
• 代理人: 向彬

本發(fā)明涉及一種用于船載平臺的無人機(jī)平衡系統(tǒng)及其控制方法。該無人機(jī)平衡系統(tǒng)包括無人機(jī)和平衡組件，其中無人機(jī)包括主干機(jī)體、控制模塊、機(jī)站腳、機(jī)載陀螺儀和機(jī)載通信模塊；控制模塊、機(jī)載陀螺儀和機(jī)載通信模塊設(shè)置在主干機(jī)體內(nèi)，機(jī)站腳至少為三個，機(jī)站腳的一端與主干機(jī)體的底部緊固連接，機(jī)站腳的另一端設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)；所述平衡組件包括底架，底架上設(shè)置對應(yīng)機(jī)站腳數(shù)量的中空柱管，中空柱管內(nèi)對應(yīng)機(jī)站腳的插入位置設(shè)置有限位層，限位層內(nèi)設(shè)置有定位孔，中空柱管的底端與底架連接。通過對無人機(jī)的姿態(tài)信息進(jìn)行檢測，調(diào)節(jié)到平衡狀態(tài)即將其鎖定，從而實(shí)現(xiàn)平衡起飛或者降落，避免了船載平臺隨風(fēng)浪搖晃，無人機(jī)無法維持平穩(wěn)的問題。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于無人機(jī)及其輔助設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于船載平臺的無人機(jī)平衡系統(tǒng)及其控制方法及其控制方法。

【背景技術(shù)】

無人機(jī)是一種可以無需遙控，借助精確衛(wèi)星定位和自身傳感即可按照預(yù)設(shè)任務(wù)在空中飛行的全自動機(jī)器人，其融合了飛機(jī)、通信、自動化、機(jī)器人控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)等多方面技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了自主導(dǎo)航、智能避障、遠(yuǎn)距離通信、視頻實(shí)時傳輸和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控等功能，在各行各業(yè)中都存在廣泛的應(yīng)用。

在偵察通訊行業(yè)中，特別是在具體的海上自主偵查作業(yè)中，無人機(jī)常常與擁有船載平臺的航行器共同配合作業(yè)?，F(xiàn)代技術(shù)里，隨著無人船技術(shù)的普及，船載平臺不再僅依靠船舶或者航行器進(jìn)行裝載，無人機(jī)配合搭載有船載平臺的無人船，在預(yù)設(shè)程序的控制下，形成空中與水面結(jié)合的立體作業(yè)系統(tǒng)，無需人為操控，對某一水域的環(huán)境信息完成自主采集，此方法應(yīng)用的越來越廣泛，自動化作業(yè)程度高的方案應(yīng)用的越來越廣泛。

但是，在實(shí)際的操作過程中，船載平臺隨著水面的波浪總是搖擺不定，進(jìn)而影響無人機(jī)在起飛或者降落時不能達(dá)到平衡狀態(tài)。一方面，無人機(jī)傾斜起飛時，容易撞上桅桿或被大風(fēng)吹翻，甚至直接導(dǎo)致無人機(jī)與船體發(fā)生碰撞損壞；無人機(jī)晃動?？繒r，與船載平臺發(fā)生多角度碰撞，導(dǎo)致無人機(jī)側(cè)翻，無法順利降落。另一方面，無人機(jī)停降的操作多由無人機(jī)自身的飛控系統(tǒng)判斷是否完成，無人船在晃動時無人機(jī)停降也隨之搖晃，導(dǎo)致飛控系統(tǒng)判斷困難，無法生成停機(jī)完成指令。

鑒于此，克服該現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品所存在的不足是本技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是：

在實(shí)際的操作過程中，船載平臺隨著水面的波浪總是搖擺不定，進(jìn)而影響無人機(jī)在起飛或者降落時不能達(dá)到平衡狀態(tài)。一方面，無人機(jī)傾斜起飛時，容易撞上桅桿或被大風(fēng)吹翻，甚至直接導(dǎo)致無人機(jī)與船體發(fā)生碰撞損壞；無人機(jī)晃動?？繒r，與船載平臺發(fā)生多角度碰撞，導(dǎo)致無人機(jī)側(cè)翻，無法順利降落。另一方面，無人機(jī)停降的操作多由無人機(jī)自身的飛控系統(tǒng)判斷是否完成，無人船在晃動時無人機(jī)停降也隨之搖晃，導(dǎo)致飛控系統(tǒng)判斷困難，無法生成停機(jī)完成指令。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于船載平臺的無人機(jī)平衡系統(tǒng)，包括無人機(jī)和平衡組件，其中：所述無人機(jī)包括主干機(jī)體、控制模塊、機(jī)站腳、機(jī)載陀螺儀和機(jī)載通信模塊；控制模塊、機(jī)載陀螺儀和機(jī)載通信模塊設(shè)置在主干機(jī)體內(nèi)，機(jī)站腳至少為三個，機(jī)站腳的一端與主干機(jī)體的底部緊固連接，機(jī)站腳的另一端設(shè)置有鎖定機(jī)構(gòu)；所述平衡組件包括底架，底架上設(shè)置對應(yīng)機(jī)站腳數(shù)量的中空柱管，中空柱管內(nèi)對應(yīng)機(jī)站腳的插入位置設(shè)置有限位層，限位層內(nèi)設(shè)置有定位孔，中空柱管的底端與底架連接。

優(yōu)選地，所述鎖定機(jī)構(gòu)包括鎖銷和直驅(qū)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，對應(yīng)鎖定機(jī)構(gòu)在機(jī)站腳內(nèi)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)桿段，直驅(qū)旋轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置在主干機(jī)體內(nèi)，旋轉(zhuǎn)桿段的一端連接直驅(qū)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)桿段的另一端設(shè)置在定位孔中，并且在旋轉(zhuǎn)桿段的頂端位置設(shè)置有至少一個鎖銷，控制模塊通過控制直驅(qū)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)控制鎖銷的鎖緊與解鎖。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)桿段包括第一桿段和第二桿段，第一桿段與第二桿段之間通過萬向軸連接，第一桿段的另一端連接直驅(qū)旋轉(zhuǎn)電機(jī)，第二桿段的另一端設(shè)置在定位孔中，并且在第二桿段的頂端位置設(shè)置有至少一個鎖銷。