一种无人机降落引导装置的制作方法

1.本实用新型涉及无人机装备技术领域，尤其涉及一种无人机降落引导装置。


背景技术：

2.近年来，无人机已广泛应用于各行各业中，用于完成如环境监测、影视航拍、安防监视、货物搬运、人员搜救、突发性事件等任务。无人机常需要在多种任务场景下，自动完成一系列的起飞、巡航和返回降落。其中，无人机的降落是飞行安全中的重要环节。
3.无人机降落过程非常复杂，是最容易发生事故的阶段。原因是，在着陆时无人机的运动状态变化较为剧烈，地面环境因素对无人机的干扰较大。
4.多年来，人们致力于研究包括多旋翼无人机的无人机回收平台，取得了一定的技术效果。
5.但是，平台回收无人机还是有许多技术难点，特别是自主降落过程的导航与定位技术尚不完善。目前，广泛应用的导航方式是惯性导航、gps导航和视觉导航及其任意组合。但是，这些导航方式均不能很好地实现无人机的精准降落，保证降落的安全。
6.无人机在移动平台的降落过程中，振动冲击对定位精度的影响巨大，单纯依靠飞行控制或人工操控实现多旋翼无人机准确降落更加困难，稍有不慎便会造成机体结构的破坏或炸机。
7.如何降低多旋翼无人机在移动平台的降落操控难度，提高降落安全性和准确性，是包括多旋翼无人机在内的无人机领域广泛应用中必须解决的技术难题。


技术实现要素：

8.鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种无人机降落引导装置，用以解决现有技术中无人机降落位置不精确、降落后固定步骤繁琐的技术问题。
9.本实用新型通过如下技术方案实现：
10.一种无人机降落引导装置包括降落平台部件、降落引导部件、降落支撑部件、旋转动力组件和钢丝；所述降落引导部件设置在降落平台部件的上部，所述降落支撑部件和旋转动力组件设置在降落平台部件的下部，所述钢丝连接所述旋转动力组件和降落引导部件；所述降落平台部件包括降落平板和降落支架；所述降落平板和降落支架为正方形，所述降落平板和降落支架呈45
°
设置；所述降落平板设置在降落支架上部且中心重合；所述降落引导部件包括首尾相接、环绕设置的4个降落引导组件。
11.所述降落支架为设置有倒棱边的正方形桁架结构；所述降落支进一步的，架的4个边为具有相同结构的降落支架主边；所述降落支架的4个倒棱边为降落支架副边。
12.进一步的，所述降落引导组件包括引导架中心支座、引导架连接座组件和引导架。
13.进一步的，所述引导架包括引导架中支板和引导架侧支板。
14.进一步的，所述引导架为三爪形结构，2个所述引导架侧支板镜像对称设置在引导架中支板的两侧。
15.进一步的，所述引导架中支板下端连接所述引导架中心支座，所述引导架中心支座连接在降落支架的降落支架副边中心位置。
16.进一步的，1个所述引导架连接座组件连接2个相邻的所述引导架的引导架侧支板；所述引导架连接座组件连接在降落支架的降落支架主边中心位置；4个所述引导架连接座组件将4个所述引导架环形连接成在所述降落支架的桁架结构上。
17.进一步的，所述引导架连接座组件包括引导架连接外座、引导架连接内座单元和滑轮单元；所述引导架连接外座居中设置有v形槽，所述引导架连接外座的v形槽槽底设置有弧形槽底。
18.进一步的，所述降落支撑部件包括第一支撑杆组件、第二支撑杆组件、支撑连接套，所述降落支撑部件通过所述支撑连接套连接降落支架的桁架结构。
19.进一步的，所述旋转动力组件包括旋转动力源、旋转联轴器组件和旋转动力安装架。
20.与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
21.1、本实用新型的无人机降落引导装置能够引导无人机将无人机降落杆引导入两个相邻引导架之间的引导架连接外座体槽底，并被约束定位，能够通过简单结构辅助完成复杂的精确降落、定位和限位。
22.2、本实用新型的无人机降落引导装置在中心位置设置有中心位置传感装置，能够引导无人机对中无人机降落引导装置后再行降落，简化降落的步骤，并确保后续降落步骤的实施。
23.3、本实用新型的无人机降落引导装置具有多重功能，能够使无人机对中后下降、沿引导架滑落，直至无人机降落杆落入引导架底部被限位。
24.本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
25.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
26.图1为本实用新型无人机降落引导装置结构示意图；
27.图2为无人机降落杆卡固在本实用新型无人机降落引导装置v槽下的示意图；
28.图3为本实用新型降落引导组件和降落支撑部件通过降落支架连接结构示意图；
29.图4为本实用新型降落引导组件连接在降落支架上的结构示意图；
30.图5为本实用新型降落引导组件结构示意图；
31.图6为本实用新型无人机降落引导装置俯视图；
32.图7为本实用新型无人机降落引导装置主视图；
33.图8为本实用新型降落支撑部件连接在降落支架上的结构示意图；
34.图9为本实用新型降落支撑部件结构示意图；
35.图10为本实用新型引导架连接座组件与旋转动力组件通过钢丝连接状态示意图；
36.图11为图10中a-a向剖面图；
37.图12为图10中b-b项剖面图；
38.图13为图10内部结构示意图；
39.图14为本实用新型引导架连接外座结构示意图；
40.图15为本实用新型引导架连接内座结构示意图。
41.附图标记：
42.1.降落平台部件；11.降落平板；12.降落支架；121.降落支架主边；1211.降落支架主边第一安装孔；1212.降落支架主边第二安装孔；122.降落支架副边；1221.降落支架副边安装孔；2.降落引导组件；21.引导架中心支座；22.引导架连接座组件；221.引导架连接外座；2211.引导架连接外座体；2212.引导架连接外座安装柱；2213.外座安装腔；2214.第一滑轮安装口；2215.扭簧轴安装孔；2216.第一滑轮孔；2217.第二滑轮孔；2218.第二滑轮安装口；222.引导架连接内座单元；2221.引导架连接内座体；22211.引导架连接内座本体；22212.内座安装腔；22213.内座扭簧安装孔；22214.内座钢丝紧定螺孔；22215.内座钢丝通过孔；22216.内座传感器安装孔；2222.推力扭簧挂轴；22221.推力扭簧挂轴套；22222.推力扭簧挂安装轴；2223.扭簧；223.滑轮单元；2231.滑轮；2232.滑轮中心轴；224.钢丝紧定螺钉；23.引导架；231.引导架中支板；2311.引导架中支板安装孔；232.引导架侧支板；2321.引导架侧支板安装孔；3.降落支撑部件；31.第一支撑杆组件；311.第一支撑杆；312.第一支撑杆连接套；32.第二支撑杆组件；321.第二支撑杆；322.第二支撑杆端套；33.支撑连接套；4.旋转动力组件；41.旋转动力源；42.旋转联轴器组件；421.旋转联轴器；422.转动力滑轮；43.旋转动力安装架；5.钢丝；100.无人机；1001.无人机降落杆。
具体实施方式
43.下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
44.下面结合图1-图15，更具体地描述本实用新型的技术方案。
45.以下实施例均以多旋翼无人机为例，以下简称无人机100。
46.如图2所示，无人机100包括具有“十字”形的无人机降落杆1001。
47.本实用新型的实施例定义无人机100悬停或降落后状态的顶部方向为上，无人机降落杆的底部方向为下。
48.如图1、图3-图15所示，实施例1涉及一种多旋翼的无人机降落引导装置。
49.如图1所示，无人机降落引导装置包括降落平台部件1、降落引导部件、降落支撑部件3、旋转动力组件4和钢丝5。降落引导部件设置在降落平台部件1的上部，降落支撑部件3和旋转动力组件4分别设置在降落平台部件1的下部，钢丝5连接旋转动力组件4和降落引导部件。
50.如图1和图3所示，降落平台部件1包括降落平板11和降落支架12。
51.本实施例优选的，降落平板11为正方形板结构，降落支架12为正方形框结构，降落平板11和降落支架12中心重合，边界呈45
°
设置，目的是为了使无人机100降落时，“十字”形的无人机降落杆1001沿降落平板11的对角线方向设置。
52.具体的，降落平板11夹紧紧固在降落支架12和降落引导组件2之间。
53.结合图3和图4所示，降落支架12为一体成型的正方形的桁架结构，该正方形桁架结构在4个顶点处设置有倒棱边。降落支架12的4个边为具有相同结构的降落支架主边121；降落支架12的4个倒棱边为降落支架副边122。
54.降落支架主边121的中部设置有降落支架主边第一安装孔1211和降落支架主边第二安装孔12121，在降落支架主边第一安装孔1211两侧对称设置有降落支架主边第三安装孔1213；降落支架副边122上设置有降落支架副边安装孔1221。降落支架主边第一安装孔1211和降落支架副边安装孔1221用以连接降落引导部件。降落支架主边第二安装孔12121和降落支架主边第三安装孔1213用以连接降落支撑部件3。
55.如图3所示，优选的，降落支架副边122与降落支架主边121之间角度设置有135
°
，降落支架副边相对于降落支架主边较短，降落支架12的正方形的桁架结构上设置有多个对称布设的减重孔槽结构。该设计能够有效增强降落支架12结构强度的同时，降低作为无人机降落引导装置的主承重结构的降落支架12的重量。
56.如图5所示，降落引导部件包括首尾相接、环绕设置的4个降落引导组件2。每个降落引导组件2包括引导架中心支座21、引导架连接座组件22和引导架23。
57.具体的，引导架23为三爪形结构，包括引导架中支板231和引导架侧支板232。2个引导架侧支板232镜像对称设置在引导架中支板231的两侧，且引导架中支板231和引导架侧支板232有共同的引导架顶点。
58.如图5和图6所示，优选的，引导架中支板231从引导架顶点垂直向下设置，引导架中支板231的下端夹住降落平板11连接在降落支架12的降落支架副边122中心位置；引导架连接座组件22下端夹住降落平板11连接在降落支架12的降落支架主边121中心位置。
59.引导架侧支板232下端设置有引导架侧支板安装孔2321,2个相邻的引导架23通过引导架侧支板安装孔2321连接同一个引导架连接座组件22,4个引导架连接座组件22将4个引导架23环形连接成一个整体。
60.如图6和图7所示，引导架23的2个引导架侧支板232在俯视方向呈90
°
设置、在前视方向呈直线设置，引导架侧支板232能够在有效利用正方形空间的前提下，使得“十字”形的无人机降落杆1001的4个降落杆均能同步沿引导架侧支板232的直线型斜面下滑，保证了下滑阻力最小。
61.如图3所示，引导架中心支座21为倒t形安装座结构，引导架中心支座21底面的t形横板上设置有引导架中支板安装孔2311，用于将引导架中心支座21固定连接降落平板11和降落支架12；引导架中心支座21通过t形竖板，以引导架中心支座21外侧面连接引导架23的引导架中支板231。
62.如图10、图11、图12和图13所示，引导架连接座组件22包括引导架连接外座221、引导架连接内座单元222和滑轮单元223。2个引导架连接内座单元222镜像设置在引导架连接外座221内。滑轮单元223成对设置在引导架连接外座221内。
63.如图10和图14所示，引导架连接外座221的主体结构为引导架连接外座体2211，引导架连接外座体2211的两侧分别设置有上部开口的外座安装腔2213，使得引导架连接外座221为中部连接的壳体结构。
64.引导架连接外座221居中设置有v形槽，引导架连接外座221的v形槽槽底设置有弧
形槽底。
65.优选的，弧形槽底直径不小于“十字”形的无人机降落杆1001的降落杆直径。“十字”形的无人机降落杆1001最终落入引导架连接外座221的弧形槽底。
66.优选的，引导架连接外座体2211的外侧面设置对称设置有带有内螺纹孔的引导架连接外座安装柱2212，引导架连接外座体2211的外侧面与引导架侧支板232内侧面接触，引导架连接外座安装柱2212嵌入引导架侧支板安装孔2321，通过紧固件将引导架连接外座221从两侧分别与2个相邻的引导架侧支板232连接。
67.如图14所示，引导架连接外座221还包括两侧端设置的第一滑轮安装口2214和底部设置的第二滑轮安装口2218；第一滑轮安装口2214和第二滑轮安装口2218均与外座安装腔2213贯通。引导架连接外座221的两个侧面还对称设置有贯通外座安装腔2213的扭簧轴安装孔2215、第一滑轮孔2216和第二滑轮孔2217。
68.如图11和图13所示，导架连接座组件22包括对称设置在外座安装腔2213内的2对、共计4个滑轮单元223。滑轮单元223包括滑轮2231和滑轮中心轴2232；滑轮2231限位在外座安装腔2213中，滑轮中心轴2232穿过滑轮2231限位安装在第一滑轮孔2216和第二滑轮孔2217中。
69.如图11、图12和图15所示，引导架连接内座单元222包括和推引导架连接内座体2221力扭簧单元。
70.引导架连接内座体2221的主体结构为引导架连接内座本体22211，引导架连接内座本体22211上设置有内座安装腔22212，内座安装腔22212为一个侧面开口的腔体结构，引导架连接内座本体22211上还设置有内座扭簧安装孔22213、内座钢丝紧定螺孔22214和内座钢丝通过孔22215。内座扭簧安装孔22213设置在引导架连接内座本体22211侧面，并与内座安装腔22212贯通，内座钢丝通过孔22215贯通设置引导架连接内座本体22211下部，并与内座扭簧安装孔22213轴线垂直，内座钢丝紧定螺孔22214的轴线平行于内座扭簧安装孔22213轴线并与内座钢丝通过孔22215贯通。
71.引导架连接内座体2221的内座安装腔22212向内扣合在外座安装腔2213内，推力扭簧单元设置在内座安装腔22212内。
72.推力扭簧单元包括推力扭簧挂轴2222和扭簧2223。推力扭簧挂轴2222包括推力扭簧挂轴套22221和推力扭簧挂轴中心轴22222。安装时，将扭簧2223套接在推力扭簧挂轴套22221上并置入内座安装腔22212，然后，从引导架连接内座体2221外侧，将推力扭簧挂轴中心轴22222插入内座扭簧安装孔22213并贯通连接在推力扭簧挂轴套22221内。
73.如图12所示，钢丝5穿入内座钢丝通过孔22215，2个钢丝紧定螺钉224通过内座钢丝紧定螺孔22214从相对方向锁紧内座钢丝通过孔22215中的钢丝5。
74.如图8和图9所示，降落支撑部件3包括第一支撑杆组件31、第二支撑杆组件32和支撑连接套33。
75.具体的，2个相对设置的第一支撑杆组件31和2个相对设置的第二支撑杆组件32套接在一起，形成四边形结构的降落引导装置底座，四边形的降落引导装置底座与降落平板11方向一致。
76.第一支撑杆组件31包括第一支撑杆311、第一支撑杆连接套312。第一支撑杆311的两端分别是只有1个第一支撑杆连接套312，第一支撑杆连接套312套接在二支撑杆组件32
上。
77.第二支撑杆组件32包括第二支撑杆321和第二支撑杆端套322。第二支撑杆321的2端分别套接有1个第二支撑杆端套322。4个第二支撑杆端套322的地平面用于将无人机降落引导装置固定在安装基座上。第一支撑杆连接套312具体套接在第二支撑杆321上。
78.每个第一支撑杆311和第二支撑杆321分别套接有支撑连接套33。支撑连接套33上端设置有支撑连接套安装孔，用于通过紧固件将降落引导装置底座在降落支架主边第三安装孔1213处连接在降落支架12上。
79.无人机降落引导装置还包括旋转动力组件4，用于驱动钢丝5拖拽2个相对设置的引导架连接内座单元222打开或锁闭引导架连接外座221的弧形槽底，以便允许“十字”形的无人机降落杆1001进入会脱出引导架连接外座221的弧形槽底，亦或是将“十字”形的无人机降落杆1001锁闭在引导架连接外座221的弧形槽底。
80.如图11所示，旋转动力组件4包括旋转动力源41、旋转联轴器组件42和旋转动力安装架43。
81.旋转动力安装架43上端透过降落平板11连接在降落支架12上，具体连接在降落支架主边第一安装孔1211处。旋转动力源41。旋转动力安装架43上端连接旋转动力源41。优选的，旋转动力源41为步进电机。旋转动力源41的步进电机输出轴连接旋转联轴器组件42。
82.如图10所示，旋转联轴器组件42包括旋转联轴器421和旋转动力滑轮422。旋转联轴器421为摇臂结构，旋转联轴器421摇臂的一端为固定端，另一端为活动端；旋转联轴器421的固定端和活动端之间设置有中空结构，旋转动力滑轮422设置在转联轴器421的中空结构中。转联轴器421的固定端连接旋转动力源41的输出轴。旋转动力源41转动，带动旋转动力滑轮422绕转联轴器421的固定端旋转。
83.连接在转动力滑轮422与滑轮单元223结构相同，转动力滑轮422的滑轮限位在旋转联轴器421的中空结构中，转动力滑轮422的中心轴安装在旋转联轴器421的中空结构侧壁上。
84.如图11所示，钢丝5中部缠绕在旋转动力滑轮422上，钢丝5向两侧对称设置，分别绕过引导架连接外座221上的第二滑轮安装口2218、第一滑轮安装口2214处安装的滑轮2231，钢丝5的端头穿过引导架连接内座体2221上的内座钢丝通过孔22215，通过2个钢丝紧定螺钉224被紧定在引导架连接内座体2221上。
85.如图11所示，旋转动力源41的步进电机启动，输出轴顺时针旋转，带动旋转联轴器421顺时针旋转，钢丝5被下拉，钢丝5的端头带动引导架连接内座体2221绕推力扭簧挂轴2222向引导架连接外座221的外座安装腔2213内旋转，从而打开引导架连接外座221的v形槽槽底，使得降落到引导架连接外座221的v形槽槽底的“十字”形的无人机降落杆1001落入引导架连接外座221的弧形槽底。此时，扭簧2223处于受压状态。
[0086]“十字”形的无人机降落杆1001落入引导架连接外座221的弧形槽底后，旋转动力源41的步进电机停机，进入空转状态，在扭簧2223的反作用力作用下，引导架连接内座体2221绕推力扭簧挂轴2222向引导架连接外座221的外座安装腔2213外部旋转，从而将“十字”形的无人机降落杆1001稳定锁闭在引导架连接外座221的v形槽槽底。
[0087]
本实用新型涉及的无人机降落引导装置中包括有与无人机降落杆1001数量相同的导引架23，导引架23中的引导架侧支板232双向设置有引导降落斜面，可以引导无人机降
落杆1001沿引导降落斜面降落至2个相邻导引架23之间底部的v槽中，并随引导架连接内座本体旋入引导架连接外座的外座安装腔,从而将无人机降落杆降落到引导架之间的凹型结构，并随引导架连接内座本体22211旋出引导架连接外座221的外座安装腔2213，从而被约束定位。
[0088]
以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。同时，凡搭载了本装置的设备，以扩大应用领域并产生复合的技术效果，都属于本方法实用新型保护的范围。

技术特征：
1.一种无人机降落引导装置，其特征在于，包括降落平台部件(1)、降落引导部件、降落支撑部件(3)、旋转动力组件(4)和钢丝(5)；所述降落引导部件设置在降落平台部件(1)的上部，所述降落支撑部件(3)和旋转动力组件(4)设置在降落平台部件(1)的下部，所述钢丝(5)连接所述旋转动力组件(4)和降落引导部件；所述降落平台部件(1)包括降落平板(11)和降落支架(12)；所述降落平板(11)和降落支架(12)为正方形，所述降落平板(11)和降落支架(12)呈45
°
设置；所述降落平板(11)设置在降落支架(12)上部且中心重合；所述降落引导部件包括首尾相接、环绕设置的4个降落引导组件(2)。2.根据权利要求1所述的无人机降落引导装置，其特征在于，所述降落支架(12)为设置有倒棱边的正方形桁架结构；所述降落支架(12)的4个边为具有相同结构的降落支架主边(121)；所述降落支架(12)的4个倒棱边为降落支架副边(122)。3.根据权利要求2所述的无人机降落引导装置，其特征在于，所述降落引导组件(2)包括引导架中心支座(21)、引导架连接座组件(22)和引导架(23)。4.根据权利要求3所述的无人机降落引导装置，其特征在于，所述引导架(23)包括引导架中支板(231)和引导架侧支板(232)。5.根据权利要求4所述的无人机降落引导装置，其特征在于，所述引导架(23)为三爪形结构，2个所述引导架侧支板(232)镜像对称设置在引导架中支板(231)的两侧。6.根据权利要求5所述的无人机降落引导装置，其特征在于，所述引导架中支板(231)下端连接所述引导架中心支座(21)，所述引导架中心支座(21)连接在降落支架(12)的降落支架副边(122)中心位置。7.根据权利要求6所述的无人机降落引导装置，其特征在于，1个所述引导架连接座组件(22)连接2个相邻的所述引导架(23)的引导架侧支板(232)；所述引导架连接座组件(22)连接在降落支架(12)的降落支架主边(121)中心位置；4个所述引导架连接座组件(22)将4个所述引导架(23)环形连接成在所述降落支架(12)的桁架结构上。8.根据权利要求7所述的无人机降落引导装置，其特征在于，所述引导架连接座组件(22)包括引导架连接外座(221)、引导架连接内座单元(222)和滑轮单元(223)；所述引导架连接外座(221)居中设置有v形槽，所述引导架连接外座(221)的v形槽槽底设置有弧形槽底。9.根据权利要求1所述的无人机降落引导装置，其特征在于，所述降落支撑部件(3)包括第一支撑杆组件(31)、第二支撑杆组件(32)、支撑连接套(33)，所述降落支撑部件(3)通过所述支撑连接套(33)连接降落支架(12)的桁架结构。10.根据权利要求1所述的无人机降落引导装置，其特征在于，所述旋转动力组件(4)包括旋转动力源(41)、旋转联轴器组件(42)和旋转动力安装架(43)。

技术总结
本实用新型涉及无人机降落引导装置，属于无人机装备技术领域，解决了无人机降落位置不精确、降落后位置不稳固的问题。本实用新型的无人机降落引导装置包括降落平台部件、降落引导部件、降落支撑部件、旋转动力组件和钢丝；降落引导部件设置在降落平台部件的上部，降落支撑部件和旋转动力组件设置在降落平台部件的下部，钢丝连接旋转动力组和降落引导部件；降落平台部件包括降落平板和降落支架；降落平板和降落支架为正方形，且边界呈45


技术研发人员：石伟兴 刘培志 段晓瑜 周宏志 李科伟 汪安平 张国伟 许梦家 于沿 张威 徐玉国 保东晨 陈盟 仲少华 范馨予 查长流 朱志杰 杜乔 刘洋 刘勇 江奂舟 张妍
受保护的技术使用者：中国兵器工业计算机应用技术研究所
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/4/19