[發明專利]一種多旋翼無人機自動回收、釋放與充電裝置及方法

有效

• 申請號: 202011601652.2
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112758342B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 劉鵬;馬永杰;鄧偉;蔣慶林;溫京亞;張天鵬;褚東志
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: B64F1/00
• 分類號: B64F1/00;B64F1/02;B60L53/14
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

本發明公開了一種多旋翼無人機自動回收、釋放與充電裝置及方法，該裝置包括固定于多旋翼無人機頂部的收放桿和固定于回收平臺上的收放裝置；收放桿的桿體上設有充電觸點，充電觸點外的桿體上套有彈性墊層，彈性墊層上開設與充電觸點對應的開孔；收放裝置包括與回收平臺連接的安裝架、網體部分、動力傳動部分和控制器；上網體的每個網格的前端角落設置夾持充電頭一，下網體的每個網格的后端角落設置夾持充電頭二；動力傳動部分包括電機、自鎖傳動裝置、主動齒輪、從動齒輪和絲杠螺母。本發明所公開的裝置及方法結構簡單，夾持和釋放動作迅速可靠，對無人機定位精度要求低，在牢固夾持的同時還可為無人機自動充電。

技術領域

本發明涉及無人機回收釋放技術領域，特別涉及一種多旋翼無人機自動回收、釋放與充電裝置及方法。

背景技術

近幾年，多旋翼無人機發展迅猛，已廣泛應用于娛樂、物流、監測、救援等民用領域和軍事領域。而且，相對于固定翼無人機，多旋翼無人機具有更突出的優勢，比如體積小、噪音小、隱蔽性好，釋放和回收要求場地小，功能模塊豐富，控制簡單、性價比高，更容易大規模組隊等。尤其是在當前5G技術已逐步付諸應用的背景下，大規模無人機群的應用已成為不可阻擋的趨勢，成為多旋翼無人機發展的新的潮流。然而，大規模無人機群無法使用人工的方式進行逐個釋放、充電和回收，亟需無人機自動回收、充電和釋放技術的開發和應用。

雖然受先天條件的限制，多旋翼無人機在飛行速度、載重量、續航里程等方面尚有很大的不足，然而將其與移動平臺(如車輛或直升機等，可兼作通訊中轉站或指揮中心)結合使用將輕易地克服這些不足，極大地拓展應用場景。而無論如何，都必須通過一種裝置，保證無人機可以通過移動平臺順利地釋放和回收以及攜帶移動。另外，由于移動平臺的位移不確定性及復雜環境下多旋翼無人機飛行狀態下不易精確定位，故該裝置還必須具有足夠的回收容錯能力。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種多旋翼無人機自動回收、釋放與充電裝置及方法，以達到結構簡單，夾持和釋放動作迅速可靠，對無人機定位精度要求低，可作為一個模塊整體裝卸，在牢固夾持的同時還可為無人機自動充電的目的。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種多旋翼無人機自動回收、釋放與充電裝置，包括固定于多旋翼無人機頂部的收放桿和固定于回收平臺上的收放裝置；所述收放桿的桿體上設有充電觸點，所述充電觸點外的桿體上套有彈性墊層，所述彈性墊層上開設與所述充電觸點對應的開孔；

所述收放裝置包括與回收平臺連接的安裝架、網體部分、動力傳動部分和控制器，所述網體部分包括上網體和下網體，所述上網體通過連接桿連接上方的限位板，所述上網體前端固定連接滾珠絲杠，后端開設導向孔；所述下網體通過支撐桿連接安裝架，所述下網體前端固定連接后壓板，后端連接導向桿；所述滾珠絲杠穿過后壓板，所述導向桿穿過導向孔；所述上網體的每個網格的前端角落設置夾持充電頭一，所述下網體的每個網格的后端角落設置夾持充電頭二；

所述動力傳動部分包括電機、自鎖傳動裝置、主動齒輪、從動齒輪和絲杠螺母，所述電機通過自鎖傳動裝置連接主動齒輪，所述主動齒輪與從動齒輪嚙合，所述從動齒輪與絲杠螺母固定連接，所述絲杠螺母位于滾珠絲杠上，所述絲杠螺母的前后兩側分別安裝前推力軸承和后推力軸承，所述前推力軸承連接前壓板，所述后推力軸承連接所述后壓板，前壓板和后壓板之間通過螺栓固定連接；

所述收放桿為中空結構，頂部設置錐形凸臺，底部設有與多旋翼無人機連接的底座，所述底座上設置充電連接點；所述限位板后端開設長條孔，位于下網體后端的一根支撐桿位于長條孔內。

上述方案中，所述自鎖傳動裝置為單向自鎖傳動裝置或雙向自鎖傳動裝置。

進一步的，所述雙向自鎖傳動裝置包括主動軸、從動軸和固定環，所述主動軸與所述電機軸連接，所述從動軸與主動齒輪連接，所述固定環通過安裝座固定在安裝架上；所述主動軸和固定環之間設置主動軸軸承，所述從動軸和固定環之間設置從動軸軸承，所述主動軸和從動軸之間連接扭轉彈簧；