轻量化无人机自动归中装置的制作方法

1.本实用新型涉及无人机机库技术领域，特别涉及一种轻量化无人机自动归中装置。


背景技术：

2.无人机机库又称无人机机场、或无人机巢，是指专门为无人机设计的专用停放库。无人机可以直接部署到作业现场，增强了无人机的应急作业能力，作业效率也有很大的提高。不运行时，无人机停靠在机库内的降落平台上；工作时，机库门打开，降落平台顶升，无人机自动飞出作业。
3.当无人机在执行任务期间电池电量较低时，通常无人机都是返回至无人机机场的降落台上，由无人机机场对其进行自动充电，而无人机实现自动化充电操作，必须要使无人机在机库内停靠的位置准确，为此，需要在无人机机库内配置自动归中装置。
4.目前，现有无人机机库内的自动归中装置通常是由电机驱动同步带轮机构带动归中杆移动，来实现无人机的归中操作，其中，两两相对的同步带轮机构之间采用传动组件连接并由同一电机驱动；此结构方式所配置的四组同步带轮机构及传动部件会使得归中装置结构复杂，占用空间较大，并且零部件较多所导致组装也更为繁琐；此外，由于同步带轮机构中的同步带必须要处于拉紧状态，降落平台需要具备较大的承受力，因此降落平台通常做的比较厚，来保障其结构强度，致使其重量大，也会增加制造成本。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种轻量化无人机自动归中装置，其结构简单、组装方便、体积小、整体重量轻、成本低。
6.本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轻量化无人机自动归中装置，包括：用于停靠无人机的降落平台，以所述降落平台的顶面上相互垂直的两侧边所在方向分别为x轴向和y轴向，还包括：沿x轴向对称设置在所述降落平台顶部的两个第一归中杆、沿y轴向对称设置在所述降落平台顶部的两个第二归中杆以及安装在所述降落平台底部的四个归中驱动装置，四个所述归中驱动装置均包括有电机以及与所述电机连接的丝杆模组；
7.其中两个丝杆模组沿y轴向布置，两个所述第一归中杆各自的两端分别连接在该两个丝杆模组上，与之对应的两个所述电机同步驱动该两个丝杆模组转动并带动两个所述第一归中杆朝向中间靠拢或向外打开；
8.余下两个丝杆模组沿x轴向布置，两个所述第二归中杆各自的两端分别连接在该两个丝杆模组上，与之对应的两个所述电机同步驱动该两个丝杆模组转动并带动两个所述第二归中杆朝向中间靠拢或向外打开。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述丝杆模组均包括具有正反牙的双向丝杆和两个丝杆螺母，所述双向丝杆的两端分别通过轴承转动装设在所述降落平台底部的固定块
上，两个所述丝杆螺母对称套装在所述双向丝杆上。
10.作为本实用新型的进一步改进，两个所述第一归中杆及两个所述第二归中杆各自的两端上均固定有l型的连接板，所述连接板的下端延伸至所述降落平台的底部，并固定连接在与之对应的一个所述丝杆螺母上。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述降落平台的底部还安装有一一对应平行于四个所述双向丝杆的四个直线导轨，所述连接板上均固定有滑块，且所述滑块与对应的所述直线导轨滑动配合。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述电机同轴设于对应的所述双向丝杆的一端，且所述电机的轴端通过联轴器与该双向丝杆一端固定连接。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述降落平台的底部还安装有多个到位检测开关，且多个所述到位检测开关分别布置在对应的所述丝杆螺母的移动路径上，当所述丝杆螺母触发到所述到位检测开关时，进而控制相应的所述电机停止。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述到位检测开关采用的是微动开关。
15.作为本实用新型的进一步改进，两个所述第一归中杆均架设于两个所述第二归中杆的上方，并呈“井”字型分布。
16.作为本实用新型的进一步改进，两个所述第一归中杆、两个所述第二归中杆的中部均朝向彼此背离的方向向外凸出。
17.作为本实用新型的进一步改进，其中一所述第一归中杆上安装有用于给无人机充电的充电接头。
18.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种轻量化无人机自动归中装置，通过四个归中驱动装置来驱动降落平台上的两个第一归中杆和两个第二归中杆向中间靠拢，实现无人机自动归中，其中归中驱动装置采用双向丝杆并配置电机独立驱动，减少了传动零部件的使用，其结构简单，组装方便，降落平台的厚度及整体归中装置的高度都可以进一步减少，使得占用机库内部空间少，整体重量也较轻，节省成本，有利于实现机库的小型化、轻量化。
附图说明
19.图1为本实用新型轻量化无人机自动归中装置顶部视角的立体图；
20.图2为本实用新型轻量化无人机自动归中装置底部视角的立体图；
21.图3为本实用新型轻量化无人机自动归中装置图2中a的放大图；
22.图4为本实用新型轻量化无人机自动归中装置的侧视图。
23.结合附图，作以下说明：
24.1、降落平台；2、第一归中杆；3、第二归中杆；4、电机；
25.5、双向丝杆；6、丝杆螺母；7、固定块；8、连接板；9、直线导轨；10、滑块；11、联轴器；12、微动开关；13、充电接头。
具体实施方式
26.以下结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。
27.参阅图1至图4，本实用新型提供一种轻量化无人机自动归中装置，安装于无人机
机库内，包括：用于停靠无人机的降落平台1、两个第一归中杆2、第二归中杆3以及四个归中驱动装置。为了便于理解，定义以降落平台1的顶面上相互垂直的两侧边所在方向分别为x轴向和y轴向。两个第一归中杆2沿x轴向对称设置在降落平台1顶部，且靠近于降落平台1的两个长边布置；两个第二归中杆3沿y轴向对称设置在降落平台1顶部，且靠近于降落平台1的两个宽边布置。其中，两个第一归中杆2均架设于两个第二归中杆3的上方，并呈“井”字型分布，进而使得两个第一归中杆2与两个第二归中杆3运动不会相互干涉。当然，也可以是将两个第二归中杆3架设于两个第一归中杆2的上方，效果等同。
28.参阅图1，两个第一归中杆2、两个第二归中杆3的中部均朝向彼此背离的方向向外凸出；换言之，两个第一归中杆2、两个第二归中杆3各自的两端均朝向彼此方向进行弯折，该弯折的端部用于与归中驱动装置连接。此结构设置意在使得两个第一归中杆2和两个第二归中杆3之间合围的面积增大，即增加降落平台1上用于停靠无人机的区域。
29.参阅图2，四个归中驱动装置呈中心对称的安装在降落平台1的底部并处于靠近于其四边位置。四个归中驱动装置均包括有电机4以及与电机4连接的丝杆模组；其中两个丝杆模组沿y轴向布置，两个第一归中杆2各自的两端分别连接在该沿y轴向布置的两个丝杆模组上，与之对应的两个电机4同步运行时，驱动该两个丝杆模组转动，并带动两个第一归中杆2朝向中间靠拢或向外打开。余下两个丝杆模组沿x轴向布置，两个第二归中杆3各自的两端分别连接在该沿x轴向布置的两个丝杆模组上，与之对应的两个电机4同步运行时，驱动该两个丝杆模组转动，并带动两个第二归中杆3朝向中间靠拢或向外打开。
30.由此，当无人机停靠在降落平台1上后，四个电机4均启动，通过四个丝杆模组驱动两个第一归中杆2及两个第二归中杆3向中间靠拢，进而带动无人机实现自动归中；与此同时，其中一个第一归中杆2上安装的充电接头13能够与归中后的无人机上的充电口对接，用于给无人机进行充电。
31.参阅图2和图3，四个丝杆模组均包括具有正反牙的双向丝杆5和与双向丝杆5配套的两个丝杆螺母6，降落平台1的底部位于靠近其四边处均固设有两个固定块7，双向丝杆5的两端分别通过轴承转动装设在对应的两个固定块7上。四个电机4均固定在降落平台1的底部，且同轴设于对应的双向丝杆5的一端，电机4的轴端通过联轴器11与该双向丝杆5的一端进行固定连接。
32.进一步的，每个双向丝杆5上均对称套装有两个丝杆螺母6。两个第一归中杆2及两个第二归中杆3各自的两端上均固定有l型的连接板8，连接板8的下端延伸至降落平台1的底部，并固定连接在与之对应的一个丝杆螺母6上。具体的，如图2所示，两个第一归中杆2上的连接板8分别固定连接在沿y轴向的两个双向丝杆5上的丝杆螺母6上；两个第二归中杆3上的连接板8分别固定连接在沿x轴向的两个双向丝杆5上的丝杆螺母6上。
33.此外，降落平台1的底部还安装有一一对应平行于四个双向丝杆5的四个直线导轨9，每个连接板8上均固定有滑块10，且滑块10与对应的直线导轨9滑动配合，能够有效提高两个第一归中杆2及两个第二归中杆3运动的平稳性。
34.需要说明的是，本技术采用此结构设计，由于两个第一归中杆2均与沿y轴向布置的两个丝杆模组连接、两个第二归中杆3均与沿x轴向布置的两个丝杆模组连接，因此处于同一方向上的两个归中驱动装置中两个电机4必须要保证同步运行和停止，避免出现卡滞状况。
35.值得一提的是，由于本技术两个第一归中杆2及两个第二归中杆3都是由各自的两个电机4来驱动的，且电机4与双向丝杆5之间无需采用其他传动组件连接，传动能量损耗较小，因此不需要太大的转矩，使用规格小的电机4即可满足需求，例如型号为28hs40的步进电机。
36.继续参阅图2，降落平台1的底部还安装有多个到位检测开关，且多个到位检测开关分别布置在对应的丝杆螺母6的移动路径上，当丝杆螺母6触发到到位检测开关时，进而控制相应的电机4停止。
37.本实施例中，到位检测开关采用的是微动开关12，具体数量为四个。以图2为参照，其中两个微动开关12与处于下方的一个双向丝杆5相对设置，且一个对应于该双向丝杆5的中部，另一个对应于该双向丝杆5的左端部。在归中过程中，当丝杆螺母6移动触发到中间的微动开关12时，说明已归中到位，机库控制器接收到该微动开关12的信号进行控制上下两个电机4同时停止；在复位过程中，当丝杆螺母6移动触发到左侧的微动开关12时，说明已复位到位，机库控制器接收到该微动开关12的信号进行控制上下两个电机4同时停止。另外两个微动开关12与处于左侧的一个双向丝杆5相对设置，与上述同理，不再重复赘述。本技术采用在相对的两个归中驱动装置的其中一个进行配置微动开关12，另一个会同步响应，不仅能够减少微动开关12的使用数量，而且能够保证同时控制两个归中驱动装置中的两个电机4停止，保障两个电机4的同步性。
38.由此可见，本实用新型轻量化无人机自动归中装置通过四个归中驱动装置来驱动降落平台1上的两个第一归中杆2和两个第二归中杆3向中间靠拢，实现无人机自动归中，其中归中驱动装置采用双向丝杆5并配置电机4独立驱动，减少了传动零部件的使用，其结构简单，组装方便，降落平台1的厚度及整体归中装置的高度都可以进一步减少，使得占用机库内部空间少，整体重量也较轻，节省成本，有利于实现机库的小型化、轻量化。
39.在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种轻量化无人机自动归中装置，包括用于停靠无人机的降落平台(1)，以所述降落平台(1)的顶面上相互垂直的两侧边所在方向分别为x轴向和y轴向，其特征在于，还包括：沿x轴向对称设置在所述降落平台(1)顶部的两个第一归中杆(2)、沿y轴向对称设置在所述降落平台(1)顶部的两个第二归中杆(3)以及安装在所述降落平台(1)底部的四个归中驱动装置，四个所述归中驱动装置均包括有电机(4)以及与所述电机(4)连接的丝杆模组；其中两个丝杆模组沿y轴向布置，两个所述第一归中杆(2)各自的两端分别连接在该两个丝杆模组上，与之对应的两个所述电机(4)同步驱动该两个丝杆模组转动并带动两个所述第一归中杆(2)朝向中间靠拢或向外打开；余下两个丝杆模组沿x轴向布置，两个所述第二归中杆(3)各自的两端分别连接在该两个丝杆模组上，与之对应的两个所述电机(4)同步驱动该两个丝杆模组转动并带动两个所述第二归中杆(3)朝向中间靠拢或向外打开。2.根据权利要求1所述的轻量化无人机自动归中装置，其特征在于：所述丝杆模组均包括具有正反牙的双向丝杆(5)和两个丝杆螺母(6)，所述双向丝杆(5)的两端分别通过轴承转动装设在所述降落平台(1)底部的固定块(7)上，两个所述丝杆螺母(6)对称套装在所述双向丝杆(5)上。3.根据权利要求2所述的轻量化无人机自动归中装置，其特征在于：两个所述第一归中杆(2)及两个所述第二归中杆(3)各自的两端上均固定有l型的连接板(8)，所述连接板(8)的下端延伸至所述降落平台(1)的底部，并固定连接在与之对应的一个所述丝杆螺母(6)上。4.根据权利要求3所述的轻量化无人机自动归中装置，其特征在于：所述降落平台(1)的底部还安装有一一对应平行于四个所述双向丝杆(5)的四个直线导轨(9)，所述连接板(8)上均固定有滑块(10)，且所述滑块(10)与对应的所述直线导轨(9)滑动配合。5.根据权利要求2所述的轻量化无人机自动归中装置，其特征在于：所述电机(4)同轴设于对应的所述双向丝杆(5)的一端，且所述电机(4)的轴端通过联轴器(11)与该双向丝杆(5)一端固定连接。6.根据权利要求2所述的轻量化无人机自动归中装置，其特征在于：所述降落平台(1)的底部还安装有多个到位检测开关，且多个所述到位检测开关分别布置在对应的所述丝杆螺母(6)的移动路径上，当所述丝杆螺母(6)触发到所述到位检测开关时，进而控制相应的所述电机(4)停止。7.根据权利要求6所述的轻量化无人机自动归中装置，其特征在于：所述到位检测开关采用的是微动开关(12)。8.根据权利要求1所述的轻量化无人机自动归中装置，其特征在于：两个所述第一归中杆(2)均架设于两个所述第二归中杆(3)的上方，并呈“井”字型分布。9.根据权利要求1所述的轻量化无人机自动归中装置，其特征在于：两个所述第一归中杆(2)、两个所述第二归中杆(3)的中部均朝向彼此背离的方向向外凸出。10.根据权利要求1所述的轻量化无人机自动归中装置，其特征在于：其中一所述第一归中杆(2)上安装有用于给无人机充电的充电接头(13)。

技术总结
本实用新型公开了一种轻量化无人机自动归中装置，包括：用于停靠无人机的降落平台、沿X轴向对称设置在所述降落平台顶部的两个第一归中杆、沿Y轴向对称设置在所述降落平台顶部的两个第二归中杆以及安装在所述降落平台底部的四个归中驱动装置，四个所述归中驱动装置均包括有电机以及与所述电机连接的丝杆模组；其中两个丝杆模组沿Y轴向布置，两个所述第一归中杆各自的两端分别连接在该两个丝杆模组上；余下两个丝杆模组沿X轴向布置，两个所述第二归中杆各自的两端分别连接在该两个丝杆模组上。本实用新型轻量化无人机自动归中装置不仅结构简单、组装方便，而且体积小、整体重量轻、成本低。成本低。成本低。


技术研发人员：程红林 刘艳
受保护的技术使用者：苏州格勒普机械有限公司
技术研发日：2022.11.01
技术公布日：2023/4/19