CN111392050A - 一种无人机外定位*** - Google Patents

一种无人机外定位*** Download PDF

Info

Publication number
CN111392050A
CN111392050A CN202010215786.4A CN202010215786A CN111392050A CN 111392050 A CN111392050 A CN 111392050A CN 202010215786 A CN202010215786 A CN 202010215786A CN 111392050 A CN111392050 A CN 111392050A
Authority
CN
China
Prior art keywords
positioning
unmanned aerial
aerial vehicle
lead screw
protective housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010215786.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111392050B (zh
Inventor
冯陆颖
平雪良
孙明春
田森文
李海琳
陈壮
任志俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangnan University
Original Assignee
Jiangnan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangnan University filed Critical Jiangnan University
Priority to CN202010215786.4A priority Critical patent/CN111392050B/zh
Publication of CN111392050A publication Critical patent/CN111392050A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111392050B publication Critical patent/CN111392050B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D47/00—Equipment not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60S—SERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S5/00—Servicing, maintaining, repairing, or refitting of vehicles
    • B60S5/06—Supplying batteries to, or removing batteries from, vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/12—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types
    • F16H37/124—Gearings comprising primarily toothed or friction gearing, links or levers, and cams, or members of at least two of these types for interconverting rotary motion and reciprocating motion
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/10—Simultaneous control of position or course in three dimensions
    • G05D1/101—Simultaneous control of position or course in three dimensions specially adapted for aircraft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明公开了一种无人机外定位***，属于机械技术领域。所述无人机外定位***包括无人机外定位装、全方位移动平台车、无人机、卡位。本发明解决了相关技术中无人机定位困难，无人机外定位***体积较大、结构复杂、控制困难，成本高，适应性差等问题，以及无人机视觉定位算法复杂，成本高，抗外界干扰性大等问题，在减小体积减轻质量缩减成本的基础上提高了无人机定位精度、抗干扰性以及无人机外定位***的兼容性。

Description

一种无人机外定位***
技术领域
本发明涉及一种无人机外定位***，属于机械技术领域。
背景技术
近年来，无人机技术发展迅速，无人机凭借体积轻便、用途广泛和使用方便等优点，在工业生产和日常生活中的应用广泛。然而，由于目前无人机电池技术未取得实质性突破，多旋翼无人机滞空时间普遍在20-30分钟左右，远远无法满足工业级应用需求；因此准备多块电池供给一架无人机成为了如今最简单，成本也相对较低的方式。传统采用手动进行无人机电池更换，无人机与电池连接复杂，电池更换不方便，浪费时间，效率低下，也无法在飞跃路途偏远地区过程中安排人驻守。因此目前市场上出现了无人机电池更换***，节约人力资源，无人机自动换电池装置逐步流行，然而不管是何种换电池***，都对无人机与换电池装置之间的相对位置精度有较高要求，需要一种可以使无人机相对于换电池装置准确定位的***。
市面上大多数专利都从提高无人机自身定位精度或是在周围布置摄像机入手，虽然随着人工智能技术和机器深度学习技术的发展，无人机的成像组件和测距组件现阶段都已成熟，但一些高精度设备所需配件价格不菲，且并不一定能使无人机满足自动换电池所需精度。因此将无人机自身的定位***配合外部的定位***实施对无人机的定位将有效节约成本、简化***算法、提高定位精度及抗外界干扰性、满足正常工业生产需求。
现已有与此种无人机外部定位***相关的专利，如专利CN 209617530 U，但其对无人机四腿及定位***外部的锥形部件斜度及表面摩擦系数提出了较高要求，从腿内侧开槽的方式使无人机腿相对***且影响了其腿部强度。
因此，急需找到一种新的在不影响无人机重量及构造的情况下，能提高无人机定位精度、防止外界因素干扰、实现成本低、占地面积小、体积轻的方法。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种无人机外定位装置，包括：定位杆、丝杠、导球、定位轴承座、电机、锥齿轮、定位轮、支撑轴承座、丝杠螺母；
所述定位轴承座包括：轴承座头、两对称的轴承座肩、两对称的轴承座脚；所述轴承座头设有用于安装丝杠螺母的丝杠螺母安装孔和用于供丝杠穿过的丝杠通孔；所述定位轴承座设有连通两轴承座肩的用于固定定位杆的定位杆固定通孔；所述轴承座脚设有用于安装定位轮的定位轮安装孔，定位轮可自由滚动；
所述定位轴承座有4个，呈十字形放置，所述定位杆共有4根，定位杆穿过相对的定位轴承座上的定位杆固定通孔并固定于定位轴承座上，4根定位杆呈井字形结构，在定位杆间相交的节点间设有导球，所述导球为球状结构，设有上下相互垂直的两个定位通孔，所述定位杆固定通孔的直径大于定位杆的直径，所述定位杆可沿定位通孔自由移动；
所述丝杠有4根，4根丝杠分别穿过4个定位轴承座上的丝杠通孔，丝杠的一端与锥齿轮相连，另一端通过支撑轴承座上的第二轴承孔与支撑轴承座连接，所述丝杠螺母固定于定位轴承座；所述4根丝杠呈十字形排布，其中一根丝杠通过联轴器与电机连接，其余3根丝杠的末端固定有固定头；通过电机带动一根丝杠转动，4根丝杠所连接的锥齿轮呈十字形，当一个锥齿轮旋转时带动相邻的两个同步沿相反方向旋转，带动其余三根丝杠转动，从而使与丝杠螺母固定的定位轴承座沿丝杠爬行，进而实现定位杆的移动。
在本发明的一种实施方式中，所述4根定位杆为两两平行的上下两对，且上下两对相互垂直，一对定位杆间的距离与另一对定位杆间的距离相等。
在本发明的一种实施方式中，所述锥齿轮置于保护壳内，所述保护壳由结构完全相同的保护壳座及保护壳盖上下组合而成，所述保护壳盖为方形盖状结构，所述保护壳盖四个角部处垂直方向上设有四个保护壳通孔，所述保护壳通孔用于保护壳座与保护壳盖的连接；所述保护壳还包括由保护壳座及保护壳盖的半孔组合而成的丝杆孔、由保护壳座及保护壳盖的半孔组合而成的第一轴承孔，所述第一轴承孔设于丝杆孔靠近保护壳内部的一侧，所述丝杆孔、第一轴承孔分别对称设置于保护壳横向与纵向两侧，所述丝杆孔用于穿过4根丝杠，所述第一轴承孔用于安装轴承。
在本发明的一种实施方式中，所述保护壳座与保护壳盖通过铜柱连接。
在本发明的一种实施方式中，所述定位杆为碳纤维材质。
本发明的第二个目的是提供一种无人机外定位装置，所述***包括所述无人机外定位装置，还包括：底板、全方位移动平台车、无人机、卡位；
所述底板为十字形结构，在十字形的四边都设有用于安装支撑轴承座的支撑轴承座安装孔，底板中间设有用于安装铜柱的4个铜柱安装孔、第一上层机构安装孔；在十字形的一边还设有用于安装电机的电机座安装孔；底板通过第一上层机构安装孔与全方位移动平台车上表面的4个第二上层机构安装孔配合，将底板固定在全方位移动平台车上；
所述全方位移动平台车底部有四个全向轮，所述无人机具有四条支撑腿，所述卡位安装于无人机四支撑腿上，所述定位杆长度设置为大于无人机支撑腿间横向和纵向的距离，当无人机支撑腿支撑地面时，所述卡位的高度低于定位杆高度，使得定位无人机时，卡位紧贴于无人机外定位装置的定位杆下方，在无人机换电池过程中防止无人机向上移动。
在本发明的一种实施方式中，所述无人机应当具备下述常见配置：内部设有飞行控制***，所述飞行控制***包含陀螺仪、卫星定位模块以及控制电路，陀螺仪用于感知无人机飞行姿势，卫星定位模块用于控制无人机悬停水平位置及高度；所述全方位移动平台车还包括以下常见配置：内部设有可拆卸电池换接充电装置、无人机外定位装置供电装置，所述可拆卸电池换接充电装置内部设有装置控制***，装置控制***包含视觉识别模块、运动控制***、电池换接充电控制***，所述视觉识别模块用于识别无人机位置，所述电池换接充电控制***用于控制可拆卸电池换接充电装置内部运作；所述无人机外定位装置供电装置内部设有定位控制***、供电***，所述定位控制***用于控制无人机降落后装置对无人机的定位动作，用于在感应无人机被定位时刻时停止动作，所述供电***用于给无人机外定位装置的硬件及电机供电。
在本发明的一种实施方式中，所述卡位为中部开孔的圆盘结构，圆盘中部上下有两个圆柱凸台，凸台周向开有顶丝孔，卡位通过顶丝固定于无人机支撑腿上。
在本发明的一种实施方式中，无人机外定位***的定位模式中的一种为自适应模式，定位控制***通过定位时作用在电机上的负载判断无人机是否被定位，从而控制电机的启停。
在本发明的一种实施方式中，无人机外定位***的定位模式中的一种模式为预设模式，定位控制***先通过自适应模式感应定位杆的定位终点位置，进行记忆，在定位杆接近无人机四条支撑腿前，定位控制***控制电机快速运转，并在定位杆贴近支撑腿时，使电机缓慢运转，直至定位杆至定位终点位置时使电机停止运转。
本发明提供的无人机外定位装置或无人机外定位***应用于无人机定位领域。
有益效果：
(1)本发明只需由一个动力源(电机)驱动，并可控制定位杆移动与无人机支撑腿配合，将无人机精准定位。
(2)本发明通过无人机支撑腿上四个卡位和定位装置的四个定位杆配合，便可在无人机定位后限制其上下移动，避免无人机换电池过程中无人机向上移动。
(3)本发明的定位杆未定位时向内收拢，在定位无人机时，定位杆向外展开定位无人机，这样使其体积小，且定位用的碳纤维杆质量轻，表面光滑；并利用丝杠机构可在很小的体积中移动更大的距离，容错率更大，能用于一些无法精准降落的无人机，装置的结构简单、体积轻便、成本低廉。
(4)本发明结构精巧，由一根丝杠的旋转便可控制其他三根丝杠同步旋转从而使丝杠螺母沿丝杠攀爬，因此控制简单，且有两种模式，以通过控制丝杠的旋转调节碳纤维杆起始位置和最终位置来适应不同大小无人机以及不同降落精度的无人机，并可配合不同内径的卡位，在无人机四足上调节和固定，适应多种类型的无人机的定位，应用更加广泛。
(5)充分利用无人机已经成熟的卫星定位返航技术，将视觉识别***安装在地面充电车上，通过地面充电车对降落过程中的无人机进行识别，并控制充电车做出相应的移动和旋转来弥补无人机卫星定位返航过程中产生的偏差，保证了无人机落在无人机外定位***定位范围内，同时将无人机降落时的三维运动控制转化为全方位移动平台车的二维运动控制，降低视觉识别模块的开发成本与难度。
附图说明
图1为实施例1的无人机电外定位***整体结构正视图。
图2为实施例1的全方位移动平台车结构示意图。
图3为实施例1的搭载无人机电外定位***的全方位移动平台车整体结构示意图。
图4为实施例1的搭载无人机电外定位***的全方位移动平台车的俯视图。
图5为实施例1的碳纤维杆、定位轴承座、导球的连接示意图。
图6为实施例1的去掉保护盒盖后保护盒内部结构俯视图。
图7为实施例1的去掉保护盒盖后保护盒内部结构示意图。
图8为实施例1的保护壳座结构示意图。
图9为实施例1的底板二维结构示意图。
图10为实施例1的导球结构示意图。
图11为实施例1的支撑轴承座结构示意图。
图12为实施例1的无人机外定位***初始位置结构示意图。
图13为实施例1的卡位结构示意图。
图14为实施例1的无人机外定位***定位无人机时示意图。
图15为实施例1的无人机外定位***定位无人机时的流程图。
图中：无人机外定位装置1、全方位移动平台车2、无人机3、碳纤维杆4、保护壳5、丝杠6、导球7、底板8、定位轴承座9、支撑轴承座10、电机座11、电机12、锥齿轮13、定位轮14、轴承15、丝杠螺母16、固定头17、卡位18、保护壳固定通孔19、丝杠孔20、第一轴承孔21、碳纤维杆固定通孔22、定位轮安装孔23、丝杠通孔24、丝杠螺母安装孔25、第一支撑轴承座安装孔26、电机座安装孔27、铜柱安装孔28、铜柱29、第一上层机构安装孔30、第二支撑轴承座安装孔31、第二轴承孔32、定位通孔33、第二上层机构安装孔34、顶丝孔35。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种无人机外定位***，包括：无人机外定位装置1、全方位移动平台车2、无人机3；
如图3、图4、图6所示，所述无人机外定位装置包括：碳纤维杆4、保护壳5、丝杠6、导球7、底板8、定位轴承座9、支撑轴承座10、电机座11、电机12、锥齿轮13、定位轮14、轴承15、丝杠螺母16、固定头17、铜柱29；
如图2、图4、图7所示，所述定位轴承座9有4个，均匀分布于底板8的四周，所述定位轴承座9包括：轴承座头、两对称的轴承座肩、两对称的轴承座脚；所述轴承座头设有用于安装丝杠螺母16的丝杠螺母安装孔25和用于供丝杠穿过的丝杠通孔24；所述定位轴承座9设有连通两轴承座肩的用于碳纤维杆4固定的碳纤维杆固定通孔22；所述轴承座脚设有用于定位轮安装的定位轮安装孔23，定位轮可自由滚动；
如图4、图5、图9、图10所示，所述碳纤维杆4共有4根，分别穿过碳纤维杆固定通孔22并固定于定位轴承座9上，4根碳纤维杆分为两两平行的上下两对，呈井字形结构，且上下两对相互垂直，一对碳纤维杆4间的距离与另一对相等，在碳纤维杆4间相交的节点见设有导球，所述导球为球状结构，设有上下相互垂直的两个定位通孔33，所述通孔直径大于碳纤维杆直径，所述碳纤维杆4穿过定位通孔33，并可沿定位通孔33自由移动；所述碳纤维杆4长于无人机***距离，使得无人机倾斜下降时也能准确定位；所述底板8为十字形结构，在十字形的四边都设有第一支撑轴承座安装孔26，底板中间设有4个铜柱安装孔28、第一上层机构安装孔30；在十字形的一边还设有电机座安装孔27；底板8通过第一上层机构安装孔30与全方位移动平台车2上表面的4个第二上层机构安装孔34配合，将底板8固定在全方位移动平台车2上；
如图8所示，所述保护壳5由结构完全相同的保护壳座及保护壳盖上下组合而成，所述保护壳盖为方形盖状结构，所述保护壳盖四个角部处垂直方向上设有四个保护壳通孔19，所述保护壳通孔19用于通过铜柱29将保护壳座与保护壳盖连接，所述铜柱29通过铜柱安装孔28与底板8连接；所述保护壳5还包括由保护壳座及保护壳盖的半孔组合而成的丝杆孔20、由保护壳座及保护壳盖的半孔组合而成的第一轴承孔21，所述第一轴承孔21设于丝杆孔20靠近保护壳内部的一侧，所述丝杆孔20、第一轴承孔21分别对称设置于保护壳5横向与纵向两侧，所述第一轴承孔21用于安装轴承15；
如图11所示，所述支撑轴承座10包括：第二支撑轴承座安装孔31、第二轴承孔32，所述支撑轴承座10通过第一支撑轴承座安装孔26、第二支撑轴承座安装孔31安装在底板8上；
如图4、图6、图7所示，所述丝杠6有4根，丝杠6的一端穿过轴承15与锥齿轮13相连，另一端通过第二轴承孔32与支撑轴承座10连接，所述丝杠螺母16通过丝杠螺母安装孔25固定于定位轴承座9，随着丝杠旋转可带动与之固定的定位轴承座随之沿丝杠爬行；4个锥齿轮13呈十字形安置于保护壳内，当一个锥齿轮旋转时带动相邻的两个同步沿相反方向旋转，4根丝杠13中有一根通过联轴器与电机轴相连，电机轴由电机12带动旋转，电机12设于通过电机座安装孔27连接在底板8的电机座11上；其余3根丝杠的末端固定有固定头17；通过电机12带动丝杠转动，与之连接的锥齿轮13转动，并带动相邻的锥齿轮同步沿相反方向旋转，从而带动其余三根丝杠转动，与丝杠螺母16固定的定位轴承座9沿丝杠爬行，进而实现碳纤维杆4的移动。
如图12、图13所示，所述无人机具有四条支撑腿，所述卡位18为中部开孔的圆盘结构，圆盘中部上下有两个圆柱凸台，凸台周向开有顶丝孔，卡位18通过顶丝35固定于无人机支撑腿上，当无人机支撑腿支撑地面时，卡位18的高度低于碳纤维杆4高度，使得定位无人机时，卡位紧贴于无人机外定位装置1碳纤维杆4下方，在无人机换电池过程中防止无人机向上移动。
如图2所示，所述全方位移动平台车2底部有四个全向轮，所述全方位移动平台车2内部还设有可拆卸电池换接充电装置、无人机外定位装置供电装置，所述可拆卸电池换接充电装置内部设有装置控制***，装置控制***包含视觉识别模块、运动控制***、电池换接充电控制***，所述视觉识别模块用于识别无人机位置，所述电池换接充电控制***用于控制可拆卸电池换接充电装置内部运作；所述无人机外定位装置供电装置内部设有定位控制***、供电***，所述定位控制***用于控制无人机降落后装置对无人机的定位动作，用于在感应无人机被定位时刻时停止动作，所述供电***用于给无人机外定位装置的硬件及电机供电；所述无人机内部设有飞行控制***，所述飞行控制***包含陀螺仪、卫星定位模块以及控制电路，陀螺仪可感知无人机飞行姿势，卫星定位模块可控制无人机悬停水平位置及高度。
下面结合图12、图14、图15具体阐述无人机外定位***在无人机换池前后的定位过程，所述过程包括：
(1)无人机起飞，卫星定位模块可大致记录全方位移动平台车2的位置，此时无人机外定位***如图8所示处于初始状态；
(2)无人机失去遥控器信号或接收到遥控器一键返航指令，无人机内部的飞行控制***控制无人机自动返航至全方位移动平台车2的位置上空悬停，全方位移动平台车视觉识别***识别无人机上图案，移至无人机正下方，并旋转调节换电池所需方位，无人机开始缓缓下降落于无人机外定位***周围地面；
(3)无人机外定位***收到无人机降落信号，电机动作驱动电机轴所连接的丝杠转动，此丝杠头部所连锥齿轮带动其余三个锥齿轮同步转动，四个定位轴承座被其上固定的丝杠螺母带动，沿丝杠向外爬行；此时有两种模式，一种为自适应模式，定位控制***通过定位时作用在电机上的负载判断无人机是否被定位从而命令电机停止动作；另一种模式为预设模式，定位控制***先通过第一种模式的形式感应定位用的碳纤维杆定位终点位置进行记忆，在不重置或切换模式的情况下电机都可在碳纤维杆接近无人机四足前快速动作，并在贴近时缓慢靠近停止，相对于第一种模式更加快捷。
(4)按以上设置的任意一种模式，固定于定位轴承座上的碳纤维杆随着定位轴承座向外移动，遇到无人机四足则将其向外推；无人机四足被四根碳纤维杆卡住后，电机停止转动，此时无人机腿上卡位紧贴定位装置，无人机受力轻压在地面，此时无人机已定位精确；
(5)无人机进行电池更换。
(6)电池更换完毕后，无人机外定位***收到信号，电机反向转动，各丝杠螺母延丝杠向内爬行，无人机外定位***复位，无人机启动。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种无人机外定位装置，其特征在于，包括：定位杆、丝杠、导球、定位轴承座、电机、锥齿轮、定位轮、支撑轴承座、丝杠螺母；
所述定位轴承座包括：轴承座头、两对称的轴承座肩、两对称的轴承座脚；所述轴承座头设有用于安装丝杠螺母的丝杠螺母安装孔和用于供丝杠穿过的丝杠通孔；所述定位轴承座设有连通两轴承座肩的用于固定定位杆的定位杆固定通孔；所述轴承座脚设有用于安装定位轮的定位轮安装孔，定位轮可自由滚动；
所述定位轴承座有4个，呈十字形放置，所述定位杆共有4根，定位杆穿过相对的定位轴承座上的定位杆固定通孔并固定于定位轴承座上，4根定位杆呈井字形结构，在定位杆间相交的节点间设有导球，所述导球为球状结构，设有上下相互垂直的两个定位通孔，所述定位杆固定通孔的直径大于定位杆的直径，所述定位杆可沿定位通孔自由移动；
所述丝杠有4根，4根丝杠分别穿过4个定位轴承座上的丝杠通孔，丝杠的一端与锥齿轮相连，另一端通过支撑轴承座上的第二轴承孔与支撑轴承座连接，所述丝杠螺母固定于定位轴承座；所述4根丝杠呈十字形排布，其中一根丝杠通过联轴器与电机连接，其余3根丝杠的末端固定有固定头；通过电机带动一根丝杠转动，4根丝杠所连接的锥齿轮呈十字形，当一个锥齿轮旋转时带动相邻的两个同步沿相反方向旋转，带动其余三根丝杠转动，从而使与丝杠螺母固定的定位轴承座沿丝杠爬行，进而实现定位杆的移动。
2.如权利要求1所述的一种无人机外定位装置，其特征在于，所述4根定位杆为两两平行的上下两对，且上下两对相互垂直，一对定位杆间的距离与另一对定位杆间的距离相等。
3.如权利要求1所述的一种无人机外定位装置，其特征在于，所述锥齿轮置于保护壳内，所述保护壳由结构完全相同的保护壳座及保护壳盖上下组合而成，所述保护壳盖为方形盖状结构，所述保护壳盖四个角部处垂直方向上设有四个保护壳通孔，所述保护壳通孔用于保护壳座与保护壳盖的连接；所述保护壳还包括由保护壳座及保护壳盖的半孔组合而成的丝杆孔、由保护壳座及保护壳盖的半孔组合而成的第一轴承孔，所述第一轴承孔设于丝杆孔靠近保护壳内部的一侧，所述丝杆孔、第一轴承孔分别对称设置于保护壳横向与纵向两侧，所述丝杆孔用于穿过4根丝杠，所述第一轴承孔用于安装轴承。
4.如权利要求3所述的一种无人机外定位装置，其特征在于，所述保护壳座与保护壳盖通过铜柱连接。
5.如权利要求1-4任一所述的一种无人机外定位装置，其特征在于，所述定位杆为碳纤维材质。
6.一种无人机外定位***，其特征在于，所述***包括如权利要求1-5任一所述的无人机外定位装置，还包括：底板、全方位移动平台车、无人机、卡位；
所述底板为十字形结构，在十字形的四边都设有用于安装支撑轴承座的支撑轴承座安装孔，底板中间设有用于安装铜柱的4个铜柱安装孔、第一上层机构安装孔；在十字形的一边还设有用于安装电机的电机座安装孔；底板通过第一上层机构安装孔与全方位移动平台车上表面的4个第二上层机构安装孔配合，将底板固定在全方位移动平台车上；
所述全方位移动平台车底部有四个全向轮，所述全方位移动平台车内部还设有可拆卸电池换接充电装置、无人机外定位装置供电装置，所述可拆卸电池换接充电装置内部设有装置控制***，装置控制***包含视觉识别模块、运动控制***、电池换接充电控制***，所述视觉识别模块用于识别无人机位置，所述电池换接充电控制***用于控制可拆卸电池换接充电装置内部运作；所述无人机外定位装置供电装置内部设有定位控制***、供电***，所述定位控制***用于控制无人机降落后装置对无人机的定位动作，用于在感应无人机被定位时刻时停止动作，所述供电***用于给无人机外定位装置的硬件及电机供电；所述无人机内部设有飞行控制***，所述飞行控制***包含陀螺仪、卫星定位模块以及控制电路，陀螺仪可感知无人机飞行姿势，卫星定位模块可控制无人机悬停水平位置及高度；
所述无人机具有四条支撑腿，所述卡位安装于无人机四支撑腿上，所述定位杆长度设置为大于无人机支撑腿间横向和纵向的距离，当无人机支撑腿支撑地面时，所述卡位的高度低于定位杆高度，使得定位无人机时，卡位紧贴于无人机外定位装置的定位杆下方，在无人机换电池过程中防止无人机向上移动。
7.如权利要求6所述的一种无人机外定位***，其特征在于，所述卡位为中部开孔的圆盘结构，圆盘中部上下有两个圆柱凸台，凸台周向开有顶丝孔，卡位通过顶丝固定于无人机支撑腿上。
8.如权利要求7所述的一种无人机外定位***，其特征在于，无人机外定位***的定位模式中的一种为自适应模式，定位控制***通过定位时作用在电机上的负载判断无人机是否被定位，从而控制电机的启停。
9.如权利要求8所述的一种无人机外定位***，其特征在于，无人机外定位***的定位模式中的一种模式为预设模式，定位控制***先通过自适应模式感应定位杆的定位终点位置，进行记忆，在定位杆接近无人机四条支撑腿前，定位控制***控制电机快速运转，并在定位杆贴近支撑腿时，使电机缓慢运转，直至定位杆至定位终点位置时使电机停止运转。
10.权利要求1-5任一所述的无人机外定位装置或权利要求6-9任一所述的无人机外定位***在无人机定位领域的应用。
CN202010215786.4A 2020-03-25 2020-03-25 一种无人机外定位*** Active CN111392050B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010215786.4A CN111392050B (zh) 2020-03-25 2020-03-25 一种无人机外定位***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010215786.4A CN111392050B (zh) 2020-03-25 2020-03-25 一种无人机外定位***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111392050A true CN111392050A (zh) 2020-07-10
CN111392050B CN111392050B (zh) 2021-07-27

Family

ID=71425467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010215786.4A Active CN111392050B (zh) 2020-03-25 2020-03-25 一种无人机外定位***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111392050B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI802170B (zh) * 2021-12-23 2023-05-11 建準電機工業股份有限公司 用以控制太空飛行器轉向的姿態控制器

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102909540A (zh) * 2012-10-19 2013-02-06 南京信息工程大学 小型多旋翼无人机的电池自动更换***
CN103234765A (zh) * 2013-04-21 2013-08-07 吉林大学 分体拆装式汽车四轮定位仪检定装置
CN104003303A (zh) * 2014-05-14 2014-08-27 昆明理工大学 一种轨道升降穿梭车
CN106068592A (zh) * 2014-08-08 2016-11-02 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器电池更换***及方法
CN207274928U (zh) * 2017-09-13 2018-04-27 余拓 一种具有无人机起降平台的多功能潜浮装置
CN108058843A (zh) * 2018-01-22 2018-05-22 北京蜂巢农科科技有限责任公司 植保无人机基站及植保无人机基站***
JP2018100088A (ja) * 2018-02-02 2018-06-28 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ Ｕａｖにエネルギーを供給する方法、及びｕａｖ
US10115555B1 (en) * 2015-12-15 2018-10-30 Amazon Technologies, Inc. Electrical switch for a load in a vehicle
CN109624935A (zh) * 2019-02-20 2019-04-16 深圳市多翼创新科技有限公司 一种电池自动更换结构、装置及无人机机场
CN109774959A (zh) * 2019-01-10 2019-05-21 山东理工大学 带自动更换电池装置的无人机起降平台

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102909540A (zh) * 2012-10-19 2013-02-06 南京信息工程大学 小型多旋翼无人机的电池自动更换***
CN103234765A (zh) * 2013-04-21 2013-08-07 吉林大学 分体拆装式汽车四轮定位仪检定装置
CN104003303A (zh) * 2014-05-14 2014-08-27 昆明理工大学 一种轨道升降穿梭车
CN106068592A (zh) * 2014-08-08 2016-11-02 深圳市大疆创新科技有限公司 无人飞行器电池更换***及方法
US10115555B1 (en) * 2015-12-15 2018-10-30 Amazon Technologies, Inc. Electrical switch for a load in a vehicle
CN207274928U (zh) * 2017-09-13 2018-04-27 余拓 一种具有无人机起降平台的多功能潜浮装置
CN108058843A (zh) * 2018-01-22 2018-05-22 北京蜂巢农科科技有限责任公司 植保无人机基站及植保无人机基站***
JP2018100088A (ja) * 2018-02-02 2018-06-28 エスゼット ディージェイアイ テクノロジー カンパニー リミテッドＳｚ Ｄｊｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ Ｕａｖにエネルギーを供給する方法、及びｕａｖ
CN109774959A (zh) * 2019-01-10 2019-05-21 山东理工大学 带自动更换电池装置的无人机起降平台
CN109624935A (zh) * 2019-02-20 2019-04-16 深圳市多翼创新科技有限公司 一种电池自动更换结构、装置及无人机机场

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI802170B (zh) * 2021-12-23 2023-05-11 建準電機工業股份有限公司 用以控制太空飛行器轉向的姿態控制器

Also Published As

Publication number Publication date
CN111392050B (zh) 2021-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108860637B (zh) 一种无人机的辅助起降飞行平台以及辅助起降飞行方法
WO2022144029A1 (zh) 可移动的设备、控制方法、控制装置、存储介质、移动平台及附件
CN111392050B (zh) 一种无人机外定位***
CN206155819U (zh) 一种具有移动功能的高精度调姿设备
CN209387312U (zh) 腿足式机器人单腿运动测试装置
CN104802871A (zh) 球形结构探测机器人
CN110729778A (zh) 一种类伞形无人机自动归中充电装置
CN109099287A (zh) 一种应用于地面移动机器人的视觉观测云台
CN206664956U (zh) 一种全向移动多自由度的飞机起落架拆装车
CN106392357A (zh) 一种筒形壳体自动焊接机器人
CN112249363B (zh) 一种植保无人机仿地飞行的可视化检测试验台及方法
CN113844557A (zh) 一种无人机停机巢及无人机电力运维***
CN217227926U (zh) 一种无人机用设备挂载结构
CN215707227U (zh) 一种飞机起落架转运设备
CN113008204B (zh) 一种基于bim的无人机大比例尺地形测绘装置
CN211766354U (zh) 一种无人机云台升降装置
CN107161331A (zh) 一种自动更换日光灯管无人机
CN220349986U (zh) 一种无人机报文解析定位设备
CN205366097U (zh) 一种新型航拍飞行器
CN116040540B (zh) 一种仓储agv快速维修设备
CN111115513A (zh) 一种智能机器人转运用防护托架及其使用方法
CN117564920B (zh) 一种轮毂用抛光设备及方法
CN215622664U (zh) 一种多自由度的立体采集装置
CN114379411B (zh) 一种无人机换电池基站
CN215402790U (zh) 一种用于飞机检修的顶升装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant