一种无人机式紧急物品精准投送装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无人机式紧急物品精准投送装置，它包括视觉装置（1）、旋翼俯仰组件（2）、飞行平台（3）、多旋翼夹角调整组件（4）、旋翼组件（5）、旋翼位姿调整组件（6）、缆绳收放组件（7）、缆绳活动端定位组件（8）以及物品投送组件（9）。本发明专利技术是一种无人机式紧急物品精准投送装置，可用于灾区、战区、人员受困等状况下物资、食物、饮用水、急救包等物品的精准投送。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机式紧急物品精准投送装置
本专利技术涉及一种物品投送装置，具体是一种无人机式紧急物品精准投送装置。
技术介绍
在灾区、战区以及人员受困等状况下，通常需要物资、食物、饮用水、急救包等物品的投送补给，现有技术多采用直升机高空投送或人力地面投送的方式，精准度低、效率低、危险性大且成本高。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种无人机式紧急物品精准投送装置，可用于灾区、战区、人员受困等状况下物资、食物、饮用水、急救包等物品的精准投送；通过视觉装置提供环境信息进行控制，通过旋翼俯仰组件、旋翼组件以及旋翼位姿调整组件控制无人机式紧急物品精准投送装置避过障碍物快速到达指定区域；然后通过缆绳收放组件收放缆绳，通过缆绳活动端定位组件将缆绳活动端准确送至投送位置并由人工固定，最后通过物品投送组件进行紧急物品的精准投送。本专利技术运动自由度高、灵活性强，紧急物品投送精准度高且投送过程平稳、安全性高、效率高、成本低。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种无人机式紧急物品精准投送装置，其特征在于，它包括视觉装置、旋翼俯仰组件、飞行平台、多旋翼夹角调整组件、旋翼组件、旋翼位姿调整组件、缆绳收放组件、缆绳活动端定位组件以及物品投送组件。本专利技术是一种无人机式紧急物品精准投送装置，可用于灾区、战区、人员受困等状况下物资、食物、饮用水、急救包等物品的精准投送；通过视觉装置提供环境信息进行控制，通过旋翼俯仰组件、旋翼组件以及旋翼位姿调整组件控制无人机式紧急物品精准投送装置避过障碍物快速到达指定区域；然后通过缆绳收放组件收放缆绳，通过缆绳活动端定位组件将缆绳活动端准确送至投送位置并由人工固定，最后通过物品投送组件进行紧急物品的精准投送。本专利技术运动自由度高、灵活性强，紧急物品投送精准度高且投送过程平稳、安全性高、效率高、成本低。所述的旋翼组件包括螺旋桨、螺旋桨旋转轴承、螺旋桨承载架以及螺旋桨旋转电机；螺旋桨旋转轴承的内外圈分别与螺旋桨和螺旋桨承载架螺栓固定，螺旋桨旋转电机的机体通过螺栓固定在螺旋桨承载架上，其输出轴与螺旋桨键连接，并通过挡片和螺栓轴向定位；螺旋桨旋转电机输出轴相对于其机体绕其轴线的旋转运动，带动螺旋桨相对于螺旋桨承载架旋转，通过空气的反作用力形成一个垂直于旋翼组件平面的力，为无人机式紧急物品精准投送装置的移动提供前提条件。所述的旋翼位姿调整组件包括旋翼运动球铰副、旋翼运动伸缩轴、旋翼运动液压球铰以及旋翼位姿调整座；旋翼运动球铰副有三组，其固定端间隔120度焊接在螺旋桨承载架上；旋翼运动液压球铰有三组，其固定端间隔120度焊接在旋翼位姿调整座上；旋翼运动伸缩轴有三组，其两端分别与旋翼运动球铰副活动端和旋翼运动液压球铰活动端焊接在一起，从而构成并联式位姿调整装置，旋翼运动液压球铰活动端相对于其固定端绕过其球心点任意轴线的旋转运动，结合旋翼运动伸缩轴一端相对于另一端沿其轴线的直线移动，灵活调整螺旋桨承载架相对于旋翼位姿调整座的位姿，从而调整旋翼组件所承受空气反作用力的方向，再通过螺旋桨旋转电机的转速来调整作用力的大小，从而灵活调整无人机式紧急物品精准投送装置的整体受力状态，实现多种姿态下的移动与悬停，快速穿过障碍物到达指定位置；此外，旋翼位姿调整座的上圆弧较下圆弧的半径要小，气流流过上表面的速度更快，根据伯努力效应，下表面所受空气压力较上表面更大，从而产生一个托举力，电机可以分出更多的功率用于推进，使无人机式紧急物品精准投送装置的移动速度更快。所述的旋翼俯仰组件包括旋翼俯仰臂、旋翼俯仰轴承、旋翼俯仰电机以及旋翼俯仰基座；旋翼俯仰臂与旋翼位姿调整座焊接固定，旋翼俯仰轴承的内外圈分别与旋翼俯仰臂和旋翼俯仰基座螺栓固定，旋翼俯仰电机的机体通过螺栓固定在旋翼俯仰基座上，其输出轴与旋翼俯仰臂键连接；旋翼俯仰电机输出轴相对其机体绕其轴线的旋转运动，通过旋翼俯仰臂带动旋翼位姿调整座绕旋翼俯仰电机的轴线旋转，从而实现紧急物品精准投送装置各旋翼相对飞行平台的自适应俯仰，一方面提高无人机式紧急物品精准投送装置在运动过程中的自由度和灵活性，另一方面在无人机式紧急物品精准投送装置执行物品精准投送任务时灵活调整各旋翼与飞行平台的相对角度，避免对任务执行过程产生干扰。所述的多旋翼夹角调整组件包括旋翼弧形运动滑轨和旋翼弧形运动滑块；旋翼弧形运动滑轨为360度圆形滑轨，旋翼弧形运动滑块一组四个，均能在旋翼弧形运动滑轨上自如滑动；旋翼弧形运动滑轨与飞行平台焊接在一起，旋翼弧形运动滑块与旋翼俯仰基座螺栓固定；旋翼弧形运动滑块沿旋翼弧形运动滑轨的自如运动，通过旋翼俯仰基座带动相应旋翼沿旋翼弧形运动滑轨自如运动，实现相邻旋翼之间的夹角调整，当一到两个旋翼发生故障时，调整无人机式紧急物品精准投送装置各旋翼的相对位置，以达到新的运动平衡继续工作。所述的缆绳收放组件包括卷筒、卷筒旋转轴承、卷筒旋转电机座、卷筒旋转电机、缆绳、前滑轮、缆绳导向件以及后滑轮；卷筒旋转电机座与飞行平台螺栓固定，卷筒旋转轴承的内外圈分别与卷筒旋转电机座和卷筒螺栓固定，卷筒旋转电机座的机体通过螺栓固定在卷筒旋转电机座上，其输出轴与卷筒键连接；前滑轮的滑轮座、后滑轮的滑轮座以及缆绳导向件均通过螺栓固定在飞行平台上，缆绳一端固定在卷筒上，另一端绕卷筒数圈后，再依次经过前滑轮的滑轮体、缆绳导向件的导向孔以及后滑轮的滑轮体之后固定在缆绳活动端定位组件上；卷筒旋转电机输出轴相对其机体绕其轴线的旋转运动，带动卷筒绕其轴线旋转，实现缆绳的自适应收放，不使用时将缆绳卷起收回，避免干扰无人机式紧急物品精准投送装置的运动，使用时将缆绳放出，由缆绳活动端定位组件携带至投送位置并实现人工固定，为紧急物品的精准投送提供前提条件。所述的缆绳活动端定位组件包括缆绳活动端固定件、活动端定位无人机以及定位无人机固定座；缆绳活动端固定件一端与缆绳的活动端夹紧固定，另一端与活动端定位无人机螺栓固定，定位无人机固定座通过螺栓固定在飞行平台上；工作时，在缆绳收放组件放出缆绳的前提下，活动端定位无人机携带缆绳的活动端到达需进行物品投送的位置并由人工将其平稳固定，为紧急物品的精准投送提供前提条件；不工作时，活动端定位无人机通过定位无人机固定座实现与飞行平台的位置固定，防止其在飞行平台的运动过程中发生掉落。所述的物品投送组件包括补给箱弧形运动装置、补给箱、补给箱端盖、下磁铁固定件、下部电磁铁、上部电磁铁、上磁铁固定件、伸缩轴、液压球铰以及缆绳移动件；补给箱弧形运动装置由360度圆形滑轨和一系列内置驱动装置可沿滑轨自如运动的滑块组成，补给箱弧形运动装置的滑轨与飞行平台螺栓固定，补给箱弧形运动装置的滑块与下磁铁固定件螺栓固定，下磁铁固定件又与下部电磁铁螺栓固定；缆绳移动件内置驱动装置，可沿缆绳自如运动，液压球铰的固定端与活动端分别与缆绳移动件和伸缩轴的固定端焊接在一起，伸缩轴的活动端又与上磁铁固定件焊接在一起，上部电磁铁通过螺栓固定在上磁铁固定件上；补给箱和补给箱端盖可通过螺纹固定，补给箱和补给箱端盖的主体材料均为硬质塑料，补给箱的底部和补给箱端盖的外侧均嵌有圆形不锈钢板，使补给箱和补给箱端盖能分别被通电后的下部电磁铁和上部电磁铁吸附固定；液压球铰活动端相对其固定端绕过其球心点任意轴线的旋转运动，结合伸缩轴活动端相对其固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机式紧急物品精准投送装置，其特征在于，它包括视觉装置（1）、旋翼俯仰组件（2）、飞行平台（3）、多旋翼夹角调整组件（4）、旋翼组件（5）、旋翼位姿调整组件（6）、缆绳收放组件（7）、缆绳活动端定位组件（8）以及物品投送组件（9）；所述的旋翼组件（5）包括螺旋桨（5.1）、螺旋桨旋转轴承（5.2）、螺旋桨承载架（5.3）以及螺旋桨旋转电机（5.4）；螺旋桨旋转轴承（5.2）的内外圈分别与螺旋桨（5.1）和螺旋桨承载架（5.3）螺栓固定，螺旋桨旋转电机（5.4）的机体通过螺栓固定在螺旋桨承载架（5.3）上，其输出轴与螺旋桨（5.1）键连接，并通过挡片和螺栓轴向定位；螺旋桨旋转电机（5.4）输出轴相对于其机体绕其轴线的旋转运动，带动螺旋桨（5.1）相对于螺旋桨承载架（5.3）旋转，通过空气的反作用力形成一个垂直于旋翼组件（5）平面的力，为无人机式紧急物品精准投送装置的移动提供前提条件。

【技术特征摘要】
1.一种无人机式紧急物品精准投送装置，其特征在于，它包括视觉装置（1）、旋翼俯仰组件（2）、飞行平台（3）、多旋翼夹角调整组件（4）、旋翼组件（5）、旋翼位姿调整组件（6）、缆绳收放组件（7）、缆绳活动端定位组件（8）以及物品投送组件（9）；所述的旋翼组件（5）包括螺旋桨（5.1）、螺旋桨旋转轴承（5.2）、螺旋桨承载架（5.3）以及螺旋桨旋转电机（5.4）；螺旋桨旋转轴承（5.2）的内外圈分别与螺旋桨（5.1）和螺旋桨承载架（5.3）螺栓固定，螺旋桨旋转电机（5.4）的机体通过螺栓固定在螺旋桨承载架（5.3）上，其输出轴与螺旋桨（5.1）键连接，并通过挡片和螺栓轴向定位；螺旋桨旋转电机（5.4）输出轴相对于其机体绕其轴线的旋转运动，带动螺旋桨（5.1）相对于螺旋桨承载架（5.3）旋转，通过空气的反作用力形成一个垂直于旋翼组件（5）平面的力，为无人机式紧急物品精准投送装置的移动提供前提条件。2.根据权利要求1所述的一种无人机式紧急物品精准投送装置，其特征在于，所述的旋翼位姿调整组件（6）包括旋翼运动球铰副（6.1）、旋翼运动伸缩轴（6.2）、旋翼运动液压球铰（6.3）以及旋翼位姿调整座（6.4）；旋翼运动球铰副（6.1）有三组，其固定端间隔120度焊接在螺旋桨承载架（5.3）上；旋翼运动液压球铰（6.3）有三组，其固定端间隔120度焊接在旋翼位姿调整座（6.4）上；旋翼运动伸缩轴（6.2）有三组，其两端分别与旋翼运动球铰副（6.1）活动端和旋翼运动液压球铰（6.3）活动端焊接在一起，从而构成并联式位姿调整装置，旋翼运动液压球铰（6.3）活动端相对于其固定端绕过其球心点任意轴线的旋转运动，结合旋翼运动伸缩轴（6.2）一端相对于另一端沿其轴线的直线移动，灵活调整螺旋桨承载架（5.3）相对于旋翼位姿调整座（6.4）的位姿，从而调整旋翼组件（5）所承受空气反作用力的方向，再通过螺旋桨旋转电机（5.4）的转速来调整作用力的大小，从而灵活调整无人机式紧急物品精准投送装置的整体受力状态，实现多种姿态下的移动与悬停，快速穿过障碍物到达指定位置；此外，旋翼位姿调整座（6.4）的上圆弧较下圆弧的半径要小，气流流过上表面的速度更快，根据伯努力效应，下表面所受空气压力较上表面更大，从而产生一个托举力，电机可以分出更多的功率用于推进，使无人机式紧急物品精准投送装置的移动速度更快。3.根据权利要求1所述的一种无人机式紧急物品精准投送装置，其特征在于，所述的旋翼俯仰组件（2）包括旋翼俯仰臂（2.1）、旋翼俯仰轴承（2.2）、旋翼俯仰电机（2.3）以及旋翼俯仰基座（2.4）；旋翼俯仰臂（2.1）与旋翼位姿调整座（6.4）焊接固定，旋翼俯仰轴承（2.2）的内外圈分别与旋翼俯仰臂（2.1）和旋翼俯仰基座（2.4）螺栓固定，旋翼俯仰电机（2.3）的机体通过螺栓固定在旋翼俯仰基座（2.4）上，其输出轴与旋翼俯仰臂（2.1）键连接；旋翼俯仰电机（2.3）输出轴相对其机体绕其轴线的旋转运动，通过旋翼俯仰臂（2.1）带动旋翼位姿调整座（6.4）绕旋翼俯仰电机（2.3）的轴线旋转，从而实现紧急物品精准投送装置各旋翼相对飞行平台（3）的自适应俯仰，一方面提高无人机式紧急物品精准投送装置在运动过程中的自由度和灵活性，另一方面在无人机式紧急物品精准投送装置执行物品精准投送任务时灵活调整各旋翼与飞行平台（3）的相对角度，避免对任务执行过程产生干扰。4.根据权利要求1所述的一种无人机式紧急物品精准投送装置，其特征在于，所述的多旋翼夹角调整组件（4）包括旋翼弧形运动滑轨（4.1）和旋翼弧形运动滑块（4.2）；旋翼弧形运动滑轨（4.1）为360度圆形滑轨，旋翼弧形运动滑块（4.2）一组四个，均能在旋翼弧形运动滑轨（4.1）上自如滑动；旋翼弧形运动滑轨（4.1）与飞行平台（3）焊接在一起，旋翼弧形运动滑块（4.2）与旋翼俯仰基座（2.4）螺栓固定；旋翼弧形运动滑块（4.2）沿旋翼弧形运动滑轨（4.1）的自如运动，通过旋翼俯仰基座（2.4）带动相应旋翼沿旋翼弧形运动滑轨（4.1）自如运动，实现相邻旋翼之间的夹角调整，当一到两个旋翼发生故障时，调整无人机式紧急物品精准投送装置各旋翼的相对位置，以达到新的运动平衡继续工作。5.根据权利要求1所述的一种无人机式紧急物品精准投送装置，其特征在于，所述的缆绳收放组件（7）包括卷筒（7.1）、卷筒旋转轴承（7.2）、卷筒旋转电机座（7.3）、卷筒旋转电机（7.4）、缆绳（7.5）、前滑轮（7.6）、缆绳导向件（7.7）以及后滑轮（7.8）；卷筒旋转电机座（7.3）与飞行平台（3）螺栓固定，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵虎辰，王迅，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32