一种多旋翼无人机以及多旋翼无人机集群发射箱的制作方法

1.本实用新型涉及发射装置，具体涉及一种多旋翼无人机以及多旋翼无人机集群发射箱。


背景技术：

2.多架无人机以无人机集群的形式协同完成任务是未来无人机的发展方向。发展无人机集群首要解决的问题就是如何实现多架无人机的运输、快速发射以及回收。通常将多架无人机集中装载在一个发射箱内，然后将发射箱装载于运输车辆或其他运输平台上。
3.中国专利申请cn113788140a公开了一种旋翼无人机及其发射回收装置，该旋翼无人机包括圆盘形的防护外罩，防护外罩的上顶面和下底面为平面，外圆周面安装有多个导向轮。该发射回收装置包括收纳圆筒和起降平台，收纳圆筒由圆筒主体部和锥口构成，圆筒主体部的内径大于防护外罩的外径，锥口为上宽下窄的圆锥形开口，起降平台包括平台上板和平台底板、设置在平台上板和平台底板之间的剪叉连杆机构、连接于剪叉连杆机构的连杆驱动机构，平台上板放置并支撑旋翼无人机，平台底板放置在收纳圆筒的底面上，支撑剪叉连杆机构。该专利申请的旋翼无人机及其发射回收装置能够实现旋翼无人机的快速发射和收纳、定点回收以及自动归中，提高了无人机集群的整体机动性和快速反应能力。
4.发明人发现，中国专利申请cn113788140a适用于将装置内无人机全部发射全部回收的场景，不能满足无人机大批量灵活部署对发射箱内的旋翼无人机能够分批发射的应用需求。
5.由于中国专利申请cn113788140a提供的发射回收装置的发射口同为回收口，因此要想保证发射装置内处于满电状态的无人机始终能够处于待发射状态，不得不在回收缺电无人机时，先将满电无人机取出发射装置以便将回收的缺电无人机置于发射箱底部，再将满电无人机放置于发射装置最上方，从而保证处于满电状态的无人始终处于发射装置最上方。该操作过程繁琐耗时，无法实现无人机大批量灵活部署。
6.另一方面，中国专利申请cn113788140a的发射回收装置的升降机构为剪叉连杆机构，该剪叉连杆机构在收缩状态下需要占用部分发射回收装置的内部空间，导致发射回收装置内部空间利用率较低。


技术实现要素：

7.发明目的：本实用新型所要解决的问题是针对现有技术的不足，提供一种多旋翼无人机以及多旋翼无人机集群发射箱。
8.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多旋翼无人机，该旋翼无人机包括机身，所述机身包括一对相对设置的直线轴承，所述直线轴承包括导向凹槽、滚珠限位槽以及滚珠，所述导向凹槽沿机身竖直方向贯通地设置于机身的外侧壁上，所述滚珠限位槽开设于所述导向凹槽上，所述滚珠可转动的安装于滚珠限位槽内。
9.可选的，该直线轴承采用型号lm12uu的直线轴承。
10.本实用新型还提供了一种多旋翼无人机集群发射箱，该发射箱包括箱体、直线导轨以及限位装置，所述箱体的外侧面底部设置有进机口，所述箱体顶部设置有出机口，所述箱体内部设置有进机腔以及用于自下而上叠放多架旋翼无人机的发射腔，所述进机腔连通进机口与发射腔，所述发射腔与出机口连通。所述直线导轨沿多旋翼无人机运动方向固定安装于发射腔内且与多旋翼无人机的导向凹槽适配。所述直线导轨与多旋翼无人机的滚珠与接触连接。所述限位装置位于直线导轨下部，用于限制多旋翼无人机从发射腔运动至进机腔。
11.使用时，当多旋翼无人机回收时，多旋翼无人机降落在该发射箱附近，使用者逐一将拾取的多旋翼无人机安装于发射腔内的直线导轨上，每个多旋翼无人机安装的过程包括人工将多旋翼无人机从进机口伸入进机腔，将拾取的多旋翼无人机的直线轴承与直线导轨连接并向上托举该多旋翼无人机，直至限位装置对该多旋翼无人机产生限位作用。最终，多架多旋翼无人机沿直线导轨的导向叠放在发射腔内。
12.本实用新型通过将进机口设置于箱体的外侧面底部，出机口设置于箱体顶部，实现无人机先进先出，以便于将回收的缺电无人机置于发射箱中未发射的处于满电状态的无人机下方，使得满电状态的多旋翼无人机始终处于发射箱的上部，即待发射位置。
13.通过设置与旋翼无人机的直线轴承配合的直线导轨以及限位装置，使得多旋翼无人机能够以回收顺序自上而下地叠放于直线导轨上。
14.进一步的，该发射箱还包括安装于箱体内部的升降机构，所述升降机构包括丝杠步进电机以及升降平台，所述升降平台与所述丝杠步进电机的丝杠螺母连接，所述丝杠步进电机驱动升降平台在进机腔底面与发射腔顶面之间作升降运动。
15.当升降机构通电时，升降平台带动多旋翼无人机沿着直线导轨运动至出机口。当最上方的多旋翼无人机上部接近于出机口后，该多旋翼无人机按飞行计划起飞。在发射完飞行计划内的多旋翼无人机后，丝杠步进电机带动升降平台回到进机腔底面，以保证该进机腔与发射腔连通，便于使用者装入回收的多旋翼无人机。
16.可选地，所述升降平台呈t型且设有三个端部，所述丝杠步进电机的数量为三个，丝杠步进电机的丝杠螺母分别与升降平台的端部对应连接，所述丝杠步进电机带动升降平台同步升降。
17.进一步的，该发射箱还包括控制主板、开关电源，所述控制主板的通信口与外部计算机连通。所述控制主板的电机控制输出端分别与升降机构的丝杠步进电机一一对应连接。所述开关电源的供电输入端与外部供电装置连接。所述开关电源的输出端的正极与所述控制主板的电源输入端的正极电连接，所述开关电源的输出端的负极与所述控制主板的电源输入端的负极电连接。
18.进一步的，所述箱体包括设备安装腔、供电接口以及通信接口，所述设备安装腔位于所述进机腔的下方，所述控制主板和开关电源安装于设备安装腔内，所述供电接口与通信接口均安装于设备安装腔的侧壁上。所述控制主板的通信口通过箱体的通信接口与外部计算机连接。所述开关电源的供电输入端通过所述供电接口与外部供电装置连接。
19.进一步的，所述直线导轨的顶部靠近所述发射腔顶部，直线导轨的底部靠近进机腔的顶部。
20.进一步的，所述直线导轨采用型号sbr12的直线导轨，所述控制主板采用型号为
fly gemini v2的控制主板，所述开关电源采用型号为lrs-200-24的开关电源。
21.进一步的，还包括用于盖合出机口的第一盖板以及用于盖合进机口的第二盖板，所述第一盖板和所述第二盖板分别都与所述箱体活动连接。
22.有益效果：
23.(1)相较于现有技术的发射箱先进后出的方式，本实用新型通过将进机口设置于箱体的外侧面底部，出机口设置于箱体顶部，实现无人机先进先出，以便于将回收的缺电无人机置于发射箱中未发射的处于满电状态的无人机下方，使得满电状态的多旋翼无人机始终处于发射箱的上部，即待发射位置；通过设置与旋翼无人机的直线轴承配合的直线导轨以及限位装置，使得多旋翼无人机能够以回收顺序自上而下地叠放于直线导轨上。
24.(2)相较于现有技术的发射箱采用剪叉连杆机构作为升降机构，本实用新型中发射箱采用丝杠步进电机传动的升降机构，升降平台能够在进机腔底面与发射腔顶面之间作升降运动，该升降机构在高度方向占整个发射箱的空间非常小。
25.(3)相较于现有技术中无人机上采用至少六个导向轮作为无人机在发射箱内的导向机构，本技术的旋翼无人机上采用一对直线轴承作为导向机构，减少了导向机构在无人机的结构重量上的占比，有助于提升无人机的续航能力。
附图说明
26.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
27.图1是本技术的一种多旋翼无人机集群发射箱的多旋翼无人机的整体结构示意图；
28.图2是一种可以用于本实用新型的直线轴承示意图；
29.图3是本技术的一种实施例的一种多旋翼无人机集群发射箱的整体结构立体示意图一；
30.图4是图3所示的一种多旋翼无人机集群发射箱的整体结构立体示意图二；
31.图5是图3所示的一种多旋翼无人机集群发射箱的内部结构立体示意图；
32.图6是图5所示的一种多旋翼无人机集群发射箱的局部放大图；
33.图7是可以用于本实用新型的限位装置的整体结构立体示意图；
34.图8是图5所示的一种多旋翼无人机集群发射箱的内部结构的主视图；
35.图9是图5所示的一种多旋翼无人机集群发射箱的内部结构的俯视图；
36.图10是图3所示的一种多旋翼无人机集群发射箱的内部多架旋翼无人机叠放示意图；
37.图11是可以用于实现本实用新型的升降功能的电气连接图。
具体实施方式
38.本实用新型的附图标记如下所示：
39.多旋翼无人机000、机身010、直线轴承011、导向凹槽012、滚珠限位槽013、滚珠014、箱体100、进机口110、第二盖板111、出机口120、第一盖板121、进机腔130、发射腔140、外壳150、框架160、导轨支架170、搬运把手180、设备安装腔190、控制主板191、供电接口
192、通信接口193、风扇进气口194、直线导轨200、限位装置300、主体部分310、固定孔311、限位部分320、限位面321、导向面322、弹性件330、升降机构400、丝杠步进电机410、丝杠螺母411、升降平台420、端部421、开关电源500。
40.下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细的阐述。
41.本实用新型的具体实施例中提及的无人机均指多旋翼无人机。
42.参见图1和图2，本实用新型提供了一种多旋翼无人机，该多旋翼无人机包括机身010，该机身010包括一对相对设置的直线轴承011，该直线轴承011包括导向凹槽012、滚珠限位槽013以及滚珠014，该导向凹槽012沿机身010竖直方向贯通地设置于机身010的外侧壁上，该滚珠限位槽013开设于该导向凹槽012上，该滚珠014可转动的安装于滚珠限位槽013内。
43.在本实用新型的一些实施例中，参见图2，该直线轴承011可以采用型号lm12uu的直线轴承。
44.参见图3至图10，本实用新型还提供了一种多旋翼无人机集群发射箱，该发射箱包括箱体100、直线导轨200以及限位装置300，该箱体100的外侧面底部设置有进机口110，该箱体100顶部设置有出机口120，该箱体100内部设置有进机腔130以及用于自下而上叠放多架多旋翼无人机000的发射腔140，该进机腔130连通进机口110与发射腔140，该发射腔140与出机口120连通。该直线导轨200沿多旋翼无人机000运动方向固定安装于发射腔140内且与多旋翼无人机000的导向凹槽012适配。该直线导轨200与多旋翼无人机000的滚珠014接触连接。该限位装置300位于直线导轨200下部，用于限制多旋翼无人机000从发射腔140运动至进机腔130。
45.使用时，当回收多旋翼无人机000时，多旋翼无人机000降落在该发射箱附近，使用者逐一将拾取的多旋翼无人机000安装于发射腔140内的直线导轨200上，每个多旋翼无人机000安装的过程包括人工将多旋翼无人机000从进机口110伸入进机腔130，将拾取的多旋翼无人机000的直线轴承011与直线导轨200连接并向上托举该多旋翼无人机000，直至限位装置300对该多旋翼无人机000产生限位作用。最终，多架多旋翼无人机000沿直线导轨200的导向叠放在发射腔140内。
46.当多架多旋翼无人机000叠放在直线导轨200上，同一时刻仅有最上方的一架多旋翼无人机000能够发射出去。当执行连续发射多架多旋翼无人机000时，多旋翼无人机000依次沿着直线导轨200的导向从出机口120飞出。
47.本实用新型通过将进机口110设置于箱体100的外侧面底部，出机口120设置于箱体100顶部，实现无人机先进先出，以便于将回收的缺电无人机置于箱体100内未发射的处于满电状态的无人机下方，使得满电状态的多旋翼无人机000始终处于箱体100上部，即待发射位置。通过设置与多旋翼无人机000的直线轴承011配合的直线导轨200以及限位装置300，使得多旋翼无人机000能够以回收顺序自上而下地叠放于直线导轨200上。
48.参见图3至图5，该发射箱的箱体100整体可以是长方体，由外壳150以及框架160组成。直线导轨200通过导轨支架170与框架160固定连接。可选的，该框架160采用铝型材制成。
49.参见图3，该发射腔140的高度与多旋翼无人机000适配，以便于使用者放入多旋翼无人机000。
50.可选的，该限位装置300可以采用中国专利cn111217133a公开的限位装置300。参见图7，该限位装置300包括主体部分310、限位部分320以及弹性件330，限位部分320具有用于对目标物体进行限位的限位面321和导向面322，导向面322的至少部分相对于限位面321倾斜设置。限位部分320相对于主体部分310可转动的设置以具有限位位置和避让位置。弹性件330与限位部分320接触，以对限位部分320施加指向限位位置的力。当多旋翼无人机000相对于限位装置300沿第一方向移动时，多旋翼无人机000与导向面322接触并驱动限位部分320转动至避让位置，以使限位部分320对多旋翼无人机000沿第一方向的运动进行避让。当多旋翼无人机000沿第一方向运动至预定位置时，多旋翼无人机000与导向面322脱离接触，弹性件330驱动限位部分320转动至限位位置，以通过使限位部分320的限位面321与该多旋翼无人机000接触以阻止该多旋翼无人机000沿第二方向运动。其中，第一方向和第二方向为相反的方向。
51.在本实用新型中，该第一方向是多旋翼无人机000从进机腔130运动至发射腔140的方向，该第二方向是指多旋翼无人机000从发射腔140运动至进机腔130的方向。该限位装置300的主体部分310设有多个固定孔311，该限位装置300通过穿设在各个该固定孔内的紧固件将该主体部分310固定在该直线导轨200的下部。
52.在本实用新型的一些实施例中，参见图5和图10，该发射箱还包括安装于箱体100内部的升降机构400，该升降机构400包括丝杠步进电机410以及升降平台420，该升降平台420与该丝杠步进电机410的丝杠螺母411连接，该丝杠步进电机410驱动升降平台420在进机腔130底面与发射腔140顶面之间作升降运动。
53.由于多旋翼无人机000发射位置距离出机口120越近，发射过程多旋翼无人机000经过直线导轨200的行程越短，出现多旋翼无人机000卡在直线导轨200上的可能性越低，发射过程越安全，所以本实施例通过升降机构400辅助多旋翼无人机000发射，降低出现多旋翼无人机000卡在直线导轨200的概率，有助于提升发射过程的安全性。
54.当升降机构400通电时，升降平台420带动最上方的多旋翼无人机000沿着直线导轨200运动至出机口120附近。当最上方的多旋翼无人机000上部接近于出机口120后，该多旋翼无人机000按飞行计划起飞。重复上述过程，直至当前任务所需数量的多旋翼无人机000全部发射。在发射完飞行计划内的多旋翼无人机000后，丝杠步进电机410带动升降平台420回到进机腔130底面，以保证该进机腔130与发射腔140连通，便于使用者装入回收的多旋翼无人机000。
55.参见图5和图9，该升降平台420呈t型且设有三个端部421，该丝杠步进电机410的数量为三个，丝杠步进电机410的丝杠螺母411分别与升降平台420的端部421对应连接，该丝杠步进电机410带动升降平台420同步升降。
56.进一步的，参见图11，该发射箱还包括控制主板191以及开关电源500，该控制主板191的通信口与外部计算机连通。该控制主板191的电机控制输出端分别与升降机构400的丝杠步进电机410一一对应连接。该开关电源500的供电输入端与外部供电装置连接，该开关电源500的输出端的正极与该控制主板191的电源输入端的正极电连接，该开关电源500的输出端的负极与该控制主板191的电源输入端的负极电连接。
57.进一步的，参见图5和图8，该箱体100包括设备安装腔190、供电接口192以及通信接口193，该设备安装腔190位于该进机腔130的下方，该控制主板191和开关电源500安装于
设备安装腔190内，该供电接口192与通信接口193均安装于设备安装腔190的侧壁上。该控制主板191的通信口通过箱体100的通信接口193与外部计算机连接。该开关电源500的供电输入端通过该供电接口192与外部供电装置连接。
58.在本实用新型的一些实施例中，参见图5，该直线导轨200的顶部靠近该发射腔140顶部，直线导轨200的底部邻近进机腔130的顶部，以便充分利用发射腔140的空间。
59.在本实用新型的一些实施例中，参见图3和图5，该发射箱还包括用于盖合出机口120的第一盖板121以及用于盖合进机口110的第二盖板111，该第一盖板121和第二盖板111分别都与该箱体100活动连接。
60.在本实施例中，当多旋翼无人机000发射时，使用者打开该发射箱的第一盖板121。当多旋翼无人机000回收时，使用者人工打开该发射箱的第二盖板111，逐一将拾取的无人机安装于发射腔140，每个无人机安装的过程包括将无人机从进机口110伸入进机腔130，将拾取的无人机与直线导轨200滑动连接并向上托举该无人机至限位装置300对该无人机产生限位作用。待放置结束后，操作者人工关闭第二盖板111。
61.在本实用新型的一些实施例中，参见图3和图5，该箱体100相对的外侧壁上均设置有搬运把手180，该搬运把手180位于该箱体100的外侧壁的中部。
62.在本实用新型的一些实施例中，参见图3和图5，还包括风扇进气口194，该风扇进气口194安装于该设备安装腔190的侧壁上。参见图11，控制主板191的风扇控制输出端与风扇进气口194的供电口连接。
63.在本实用新型的一些实施例中，参见图5，直线导轨200采用型号sbr12的直线导轨。参见如图11，该控制主板191可以采用型号为fly gemini v2的控制主板，该开关电源500可以采用型号为lrs-200-24的开关电源。该控制主板191接收操作人员由计算机发来的指令，控制升降平台420升降以及风扇进气口194的启停。
64.本实用新型提供了一种多旋翼无人机以及多旋翼无人机集群发射箱的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

技术特征：
1.一种多旋翼无人机，其特征在于，包括机身(010)，所述机身(010)包括一对相对设置的直线轴承(011)，所述直线轴承(011)包括导向凹槽(012)、滚珠限位槽(013)以及滚珠(014)，所述导向凹槽(012)沿机身(010)竖直方向贯通地设置于机身(010)的外侧壁上，所述滚珠限位槽(013)开设于所述导向凹槽(012)上，所述滚珠(014)可转动的安装于滚珠限位槽(013)内。2.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机，其特征在于，所述直线轴承(011)采用型号lm12uu的直线轴承。3.一种多旋翼无人机集群发射箱，其特征在于，包括箱体(100)、直线导轨(200)以及限位装置(300)，所述箱体(100)的外侧面底部设置有进机口(110)，所述箱体(100)顶部设置有出机口(120)，所述箱体(100)内部设置有进机腔(130)以及用于自下而上叠放多架旋翼无人机(000)的发射腔(140)，所述进机腔(130)连通进机口(110)与发射腔(140)，所述发射腔(140)与出机口(120)连通；所述直线导轨(200)沿多旋翼无人机(000)运动方向固定安装于发射腔(140)内且与多旋翼无人机(000)的导向凹槽适配；所述直线导轨(200)与多旋翼无人机(000)的滚珠(014)接触连接；所述限位装置(300)位于直线导轨(200)下部，用于限制多旋翼无人机(000)从发射腔(140)运动至进机腔(130)。4.根据权利要求3所述的一种多旋翼无人机集群发射箱，其特征在于，包括安装于箱体(100)内部的升降机构(400)，所述升降机构(400)包括丝杠步进电机(410)以及升降平台(420)，所述升降平台(420)与所述丝杠步进电机(410)的丝杠螺母(411)连接，所述丝杠步进电机(410)驱动升降平台(420)在进机腔(130)底面与发射腔(140)顶面之间作升降运动。5.根据权利要求4所述的一种多旋翼无人机集群发射箱，其特征在于，所述升降平台(420)呈t型且设有三个端部(421)，所述丝杠步进电机(410)的数量为三个，丝杠步进电机(410)的丝杠螺母(411)分别与升降平台(420)的端部(421)对应连接，所述丝杠步进电机(410)带动升降平台(420)同步升降。6.根据权利要求5所述的一种多旋翼无人机集群发射箱，其特征在于，还包括开关电源(500)以及控制主板(191)，所述控制主板(191)的通信口与外部计算机连通；所述控制主板(191)的电机控制输出端分别与升降机构(400)的丝杠步进电机(410)一一对应连接；所述开关电源(500)的供电输入端与外部供电装置连接，所述开关电源(500)的输出端的正负极分别与所述控制主板(191)的电源输入端的正负极对应连接。7.根据权利要求6所述的一种多旋翼无人机集群发射箱，其特征在于，所述箱体(100)包括设备安装腔(190)、供电接口(192)以及通信接口(193)，所述设备安装腔(190)位于所述进机腔(130)的下方，所述控制主板(191)和开关电源(500)安装于设备安装腔(190)内，所述供电接口(192)与通信接口(193)均安装于设备安装腔(190)的侧壁上；所述控制主板(191)的通信口通过箱体的通信接口(193)与外部计算机连接；所述开关电源(500)的供电输入端通过所述供电接口(192)与外部供电装置连接。8.根据权利要求7所述的一种多旋翼无人机集群发射箱，其特征在于，直线导轨(200)的顶部靠近所述发射腔(140)顶部，直线导轨(200)的底部靠近进机腔(130)的顶部。9.根据权利要求8所述的一种多旋翼无人机集群发射箱，其特征在于，所述直线导轨(200)采用型号sbr12的直线导轨，所述控制主板(191)采用型号为fly gemini v2的控制主板，所述开关电源(500)采用型号为lrs-200-24的开关电源。
10.根据权利要求9所述的一种多旋翼无人机集群发射箱，其特征在于，还包括用于盖合出机口(120)的第一盖板(121)以及用于盖合进机口(110)的第二盖板(111)，所述第一盖板(121)和所述第二盖板(111)分别都与所述箱体(100)活动连接。

技术总结
本实用新型涉及一种多旋翼无人机以及多旋翼无人机集群发射箱，该多旋翼无人机的机身包括一对相对设置的直线轴承；该发射箱包括箱体、直线导轨以及限位装置，箱体的外侧面底部设置有进机口，箱体顶部设置有出机口，箱体内部设置有进机腔以及用于自下而上叠放多架旋翼无人机的发射腔，进机腔连通进机口与发射腔，发射腔与出机口连通；直线导轨沿多旋翼无人机运动方向固定安装于发射腔内且与多旋翼无人机的直线轴承的导向凹槽适配；直线导轨与直线轴承的滚珠接触连接；所述限位装置位于直线导轨下部且进机腔上部，用于限制多旋翼无人机从发射腔运动至进机腔；本实用新型可以实现多旋翼无人机先进先出的方式，具有连续发射多架多旋翼无人机的功能。架多旋翼无人机的功能。架多旋翼无人机的功能。


技术研发人员：陈云海 包金明 房云 刘胜兰 孙裔申 朱澄澄 沈海平 张巍巍 王森 沈琪 申良喜 杨荣军 赵轶男 陈仙云 信莹莹
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第二十八研究所
技术研发日：2022.11.08
技术公布日：2023/3/30