一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机制造技术

本实用新型专利技术提供了一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，包括机身，所述机身的中部梁下方挂载机械臂，上方设有货仓，两侧对称安装小翼和起落架，两个起落架呈A字形，两个起落架的斜撑通过连接杆与中部梁固定，平行于机身的第一动力系统通过第一碳杆与中部梁固定连接，垂直于机身的第二动力系统通过第二碳杆与机身的上部梁固定连接，上部梁上方设有设备舱，设备舱内装载飞控、接收机、GPS和电池，飞控信号连接至接收机和GPS，所述电池为飞控、接收机和GPS供电。本实用新型专利技术所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，将旋翼类无人机与固定翼无人机的优势相结合，既可以实现垂直起降，又可以转为平飞利用机翼升力，大大增加了续航里程。

A Vertical Takeoff and Landing Fixed Wing Freight UAV for Automatic Handling

The utility model provides an automatic loading and unloading vertical takeoff and landing fixed-wing cargo UAV, which comprises a fuselage, a mechanical arm mounted under the middle beam of the fuselage, a warehouse above, a small wing and a landing gear symmetrically mounted on both sides, two landing gears in A-shape, two landing gears with diagonal braces fixed through connecting rods and the middle beam, and the first power system parallel to the fuselage is fixed through the first carbon rod and the landing gear. The second power system perpendicular to the fuselage is fixed to the upper beam of the fuselage through the second carbon pole. There is an equipment cabin above the upper beam. The equipment cabin is equipped with flight control, receiver, GPS and batteries. The flight control signal is connected to the receiver and GPS. The batteries are powered by flight control, receiver and GPS. The automatic loading and unloading fixed-wing cargo UAV of the utility model combines the advantages of the rotorcraft UAV and the fixed-wing UAV, which can not only achieve vertical takeoff and landing, but also turn to horizontal flight to utilize the lift of the wing, thus greatly increasing the endurance mileage.

【技术实现步骤摘要】
一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机
本技术属于无人机领域，尤其是涉及一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机。
技术介绍
利用无人机来实现货物的运输，已经越来越受到人们的重视。目前市场上出现的货运无人机主要为四旋翼和六旋翼，用于物流体系末端的配送服务。也出现了一些大型的固定翼无人机，用于物流体系支干线级的运输服务。但是传统的旋翼类无人机普遍存在着价格高昂、飞行速度低、续航里程短等问题，极大地限制了旋翼类无人机应用于物流运输体系的适用范围。而传统的固定翼货运无人机，虽然有着非常可观的载重量和续航里程，但固定翼货运无人机往往需要一段非常平整的跑道滑跑才能实现起降，对于环境提出了非常高的要求，这也就使它在很多情况下并不能适用。同时，目前的无人机装货卸货依赖人工来完成，在某些交通不便的偏远地区或者不便于人类进入接触的场所，无法实现正常的装卸。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，以提供一种将四旋翼与固定翼无人机融合，能够垂直起降，起飞后转换飞控模式并自动巡航，适应绝大多数场所起降的，具有货物的自动抓取和投放功能的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，包括机身、小翼、第一动力系统、第二动力系统、机械臂和起落架，所述机身的中部梁下方挂载用于抓取货物的所述机械臂，所述机械臂由四个舵机控制，所述中部梁的上方设有货仓，所述机身的两侧对称安装所述小翼和所述起落架，两个所述起落架呈A字形，两个所述起落架的斜撑固定连接至连接杆的两端，所述连接杆安装在所述中部梁上，平行于所述机身的所述第一动力系统通过第一碳杆与所述中部梁固定连接，垂直于所述机身的所述第二动力系统通过第二碳杆与所述机身的上部梁固定连接，所述上部梁上方设有设备舱，所述设备舱内装载飞控、接收机、GPS和电池，所述飞控信号连接至所述接收机和所述GPS，所述电池为所述飞控、所述接收机和所述GPS供电。进一步的，所述小翼的上反角不大于3°。进一步的，所述第一动力系统包括安装在所述机身前后两端的一号动力装置和二号动力装置，所述一号动力装置和所述二号动力装置的结构完全相同，所述一号动力装置由第一电子调速器、第一螺旋桨和第一电机组成，所述第一电子调速器信号连接至所述第一电机，所述第一电机的一端连接至所述第一螺旋桨，另一端通过所述第一碳杆与所述中部梁固定连接；所述第二动力系统包括安装在所述机身左右两侧的三号动力装置和四号动力装置，所述三号动力装置和所述四号动力装置的结构完全相同，所述三号动力装置由第二电子调速器、第二螺旋桨和第二电机组成，所述第二电子调速器信号连接至所述第二电机，所述第二电机的一端连接至所述第二螺旋桨，另一端通过所述第二碳杆与所述上部梁固定连接，所述第一螺旋桨的桨平面高于所述第二螺旋桨的桨平面。进一步的，所述机身和所述小翼的材质均为轻木。进一步的，所述中部梁和所述上部梁的材质均为层板。进一步的，所述连接杆为圆形碳杆。进一步的，所述飞控的控制平台为PIXHAWK开源飞控平台。相对于现有技术，本技术所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机具有以下优势：(1)本技术所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，第一动力系统和第二动力系统螺旋桨的桨面不在同一平面内，降低了无人机升力的重心，减少了桨叶平面到机身的力臂，有利于该无人机即时姿态的改变。(2)本技术所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，将旋翼类无人机与固定翼无人机的优势相结合，既可以实现垂直起降，又可以转为平飞利用机翼升力，大大增加了续航里程。(3)本技术所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，采用翼身融合式“S”型翼，增大了升力面积，俯仰姿态容易改变，利于垂直模式与平飞模式之间进行转换。(4)本技术所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，以PIXHAWK开源飞控为平台，接收GPS定位服务，根据地面站规划的航迹，按照航迹进行自动巡航。(5)本技术所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，以PIXHAWK开源飞控为平台，飞控接收内置的加速度计、陀螺仪的信号反馈，实时调整姿态，实现自稳。(6)本技术所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，设置的机械臂，能够使无人机在地面上实现货物的自动抓取与投放。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术实施例所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机结构示意图；图2为本技术实施例所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机俯视图；图3为本技术实施例所述的自动装卸垂直起降固定翼货运无人机侧视图。附图标记说明：1-机身；11-中部梁；12-上部梁；2-小翼；3-一号动力装置；4-二号动力装置；5-三号动力装置；6-四号动力装置；7-机械臂；8-货仓；9-起落架；10-设备舱。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，如图1至图3所示，包括机身1、小翼2、第一动力系统、第二动力系统、机械臂7和起落架9，所述机身1的中部梁11下方挂载用于抓取货物的所述机械臂7，所述机械臂7的型号为螃蟹王国机械臂，所述机械臂7由四个舵机控制，有四个关节，拥有四个自由度；所述中部梁11的上方设有货仓8，所述机身1的两侧对称安装所述小翼2和所述起落架9，两个所述起落架9呈A字形，两个所述起落架9的斜撑固定连接至连接杆的两端，所述连接杆安装在所述中部梁11上，无人机平飞时用于增加无人机的横侧稳定；平行于所述机身1的所述第一动力系统通过第一碳杆与所述中部梁11固定连接，垂直于所述机身1的所述第二动力系统通过第二碳杆与所述机身1的上部梁12固定连接，所述上部梁12上方设有设备舱10，所述设备舱10内装载飞控、接收机、GPS和电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，其特征在于：包括机身(1)、小翼(2)、第一动力系统、第二动力系统、机械臂(7)和起落架(9)，所述机身(1)的中部梁(11)下方挂载用于抓取货物的所述机械臂(7)，所述机械臂(7)由四个舵机控制，所述中部梁(11)的上方设有货仓(8)，所述机身(1)的两侧对称安装所述小翼(2)和所述起落架(9)，两个所述起落架(9)呈A字形，两个所述起落架(9)的斜撑固定连接至连接杆的两端，所述连接杆安装在所述中部梁(11)上，平行于所述机身(1)的所述第一动力系统通过第一碳杆与所述中部梁(11)固定连接，垂直于所述机身(1)的所述第二动力系统通过第二碳杆与所述机身(1)的上部梁(12)固定连接，所述上部梁(12)上方设有设备舱(10)，所述设备舱(10)内装载飞控、接收机、GPS和电池，所述飞控信号连接至所述接收机和所述GPS，所述电池为所述飞控、所述接收机和所述GPS供电。

【技术特征摘要】
1.一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，其特征在于：包括机身(1)、小翼(2)、第一动力系统、第二动力系统、机械臂(7)和起落架(9)，所述机身(1)的中部梁(11)下方挂载用于抓取货物的所述机械臂(7)，所述机械臂(7)由四个舵机控制，所述中部梁(11)的上方设有货仓(8)，所述机身(1)的两侧对称安装所述小翼(2)和所述起落架(9)，两个所述起落架(9)呈A字形，两个所述起落架(9)的斜撑固定连接至连接杆的两端，所述连接杆安装在所述中部梁(11)上，平行于所述机身(1)的所述第一动力系统通过第一碳杆与所述中部梁(11)固定连接，垂直于所述机身(1)的所述第二动力系统通过第二碳杆与所述机身(1)的上部梁(12)固定连接，所述上部梁(12)上方设有设备舱(10)，所述设备舱(10)内装载飞控、接收机、GPS和电池，所述飞控信号连接至所述接收机和所述GPS，所述电池为所述飞控、所述接收机和所述GPS供电。2.根据权利要求1所述的一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，其特征在于：所述小翼(2)的上反角不大于3°。3.根据权利要求1所述的一种自动装卸垂直起降固定翼货运无人机，其特征在于：所述第一动力系统包括安装在所述机身(1)前后两端的一号动力装置(3)和二号动力装置(4)，所述一号动力装置(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：武耀罡，魏新超，黄亚东，王帅琪，张辉，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：新型
国别省市：天津,12