[發明專利]多形態多艙可升降自動物資投放四旋翼無人機及工作方法

在審

• 申請號: 202210106879.2
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114408171A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 陳柏健;韓軼;汪旅雁;周子杰;李春陽;付鐵;靳松
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64D1/00;B64D1/12
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

本發明公開的多形態多艙可升降自動物資投放四旋翼無人機及工作方法，屬于四旋翼無人機物資投放領域。本發明包括機臂、機身、起落架、旋轉托盤投放機構、機械爪投放機構、升降機構六部分。物資存放在執行機構的三個空槽內，執行投放物資任務時，無人機下降到適合投放物資的高度，執行機構上的舵機帶動旋轉托盤轉動，當旋轉托盤的開口轉動至指定空槽位置后，物資沿開口平穩下落，完成物資投放。通過風速自動調節投放機構高度。本發明能夠抓取投放機構兩種形態的快速互換，實現無人機的一機多用和所述兩種投放機構的優勢互補，此外，通過加入升降機構后能夠帶動整個抓取投放機構遠離無人機的下洗氣流，提高物資投放精度。

技術領域

本發明涉及一種多形態多艙可升降自動物資投放四旋翼無人機及工作方法，屬于四旋翼無人機物資投放領域。

背景技術

多旋翼無人機，是一種具有三個及以上旋翼軸的特殊的無人駕駛直升機。其通過每個軸上的電動機轉動，帶動旋翼，從而產生升推力。旋翼的總距固定，而不像一般直升機那樣可變。通過改變不同旋翼之間的相對轉速，可以改變單軸推進力的大小，從而控制飛行器的運行軌跡。四旋翼無人機是多旋翼無人機的一種，因為其小巧、靈活的特點，現已普遍的應用在了軍事領域、民用生產生活，其中最重要的是物資抓取投放。

然而現有物資投放四旋翼無人機的投放機構大多為箱式和夾取式。對于箱式投放機構，需要人員在投放點等待，從投放機構中手動取出物資；而對于自動箱式投放機構，每增加一個物資箱就需要增加一套控制機構，增加了無人機的自重，導致可運輸物資總重的減少。

對于夾取式的投放機構，一般設計為自動的，每增加一個物資箱就需要增加一套控制機構，增加了無人機的自重，導致可運輸物資總重的減少。同時隨著物資重量的增加，所需的控制電機扭矩增加，電機重量、體積增加，導致可運輸物資總重的減少。

進一步，由于四旋翼無人機螺旋槳存在下洗氣流，四旋翼無人機對輕型物資的投放很容易受下洗氣流的影響，導致物資偏離預計落點，準確度不高。

發明內容

本發明公開的多形態多艙可升降自動物資投放四旋翼無人機及工作方法，所述四旋翼無人機的主要優勢在于其抓取投放機構和升降機構。抓取投放機構有兩種形態，一種形態通過舵機帶動旋轉托盤轉動，通過旋轉托盤轉動控制物資艙內的物資的投放，通過視覺模塊對投放點進行定位，使得用于物資投放的四旋翼無人機具備全自動、精準、多物資投放的功能，同時減少舵機個數，提高能源利用率。另一種形態通過舵機帶動機械爪張合實現對物資的精準抓取和釋放，彌補第一種形態無法完成抓取任務的不足；此外，通過在四旋翼無人機上設計適配接口，實現兩種形態的快速切換。升降機構通過舵機帶動抓取投放機構在豎直方向做平移運動，使物資盡可能遠離四旋翼無人機螺旋槳產生的下洗氣流，避免輕型物資受下洗氣流的影響而偏離預設落點，提高投放精準度。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

本發明公開的一種多形態多艙可升降自動物資投放四旋翼無人機，包括機身、安裝在機身上的機臂、安裝在機身上的起落架、安裝在機身上的升降機構和安裝在升降機構上的能夠快速更換的旋轉托盤收放機構和機械爪收放機構。

其中，在所述機身上安裝有用于固定和支撐的機身上底板、機身下底板、插板。

所述機身上底板上安裝有pix安裝板。

其中，在所述機身上設置有能夠安裝機載計算機的計算機底盤。

所述計算機底盤下安裝有升降機構。

其中，在所述升降機構上設置有固定板。

所述固定板上安裝有30kg舵機支座，其上安裝有30kg舵機。

所述30kg舵機輸出端安裝有連桿機構，連桿機構與機械爪安裝板固連。

其中，所述固定板和機械爪安裝板間設置有滑軌-滑槽機構。