一种基于伸展机构和并联机构的无人机回收充电装置制造方法及图纸

一种基于并联机构的无人机回收充电装置，安装在无人艇平台上，包括升降机构、稳定平台和无人机降落平台，升降机构固定在无人艇内，通过稳定平台连接到无人机降落平台的底部，所述无人机降落平台内设有升降抓取机构、升降充电装置和充电定位机构。本发明专利技术结构新颖，构思巧妙，通过升降机构的剪式机构和稳定平台来调整无人机降落平台的高度和角度，通过升降抓取机构的升降和平移限制无人机降落后的位移，将无人机固定在升降充电装置上进行充电，充电续航效果好，安全性能好，自动化程度高。

A recharging device for UAV based on stretching mechanism and parallel mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种基于伸展机构和并联机构的无人机回收充电装置
本专利技术涉及无人设备应用
，具体是一种应用于无人艇平台上对无人机进行回收充电的装置。
技术介绍
21世纪是“海洋的世纪”。当今国际海洋形势正在发生重要变革，这对中国的海洋战略的构建与发展既是机遇同时又是异常严峻的挑战。近年来，随着无人艇技术的发展，国内外科研院所已经研制出若干艘的吃水浅、机动性好的无人艇型号，并投入实际的海洋测量应用中去。与此同时，无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着无人机行业的迅速发展，越来越多的无人机被应用到农业、林业、电力、测绘、遥测等行业。如今，无人机技术发展也已经非常成熟，人们可以利用无人机执行高风险、高强度任务，最大程度上保障人类的生命安全。如果能够将无人机与无人艇技术相结合，可以大大增强无人艇的功能性。在实际应用中，无人机通常需要搭载各种设备以实现各种功能，提高无人机应用的智能化、可靠性以及便捷性意义重大。无人机的精准降落是影响现阶段无人机在各行各业应用发展的重要因素。针对无人机的自动降落，传统的降落方法定位精度不高，且可靠性低；且随着无人机搭载设备的增加，无人机的自身质量增加，电量损耗较大。但是，无人机基本都是依靠电池供电。由于电池技术水平有限，续航能力也是当前多旋翼无人机面临的挑战之一，由无人艇舰载的无人机，由于工作范围远离母船和岸基，无人机的续航难度进一步加大。因此，如何在无人艇平台上实现无人机的固定和充电，提高无人机的续航效果，是人们一直研究的方向。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术提出一种基于并联机构的无人机回收充电装置，实现无人艇对无人机的固定和充电，提高无人机的续航效果。本专利技术要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：一种基于并联机构的无人机回收充电装置，安装在无人艇平台上，包括升降机构、稳定平台和无人机降落平台，升降机构固定在无人艇内，通过稳定平台连接到无人机降落平台的底部，所述无人机降落平台内设有升降抓取机构和升降充电装置，其中升降充电装置包括安装基座，安装基座固定在无人机降落平台内，安装基座上固定有竖直的第一升降电机，第一升降电机通过第一联轴器固定有竖直的第一丝杠，第一丝杠上同轴设置有两端封闭的圆形套筒，圆形套筒内设置有电池模块，相对应的圆形套筒外壁上设置有两个与电池模块连通的充电插槽；所述升降抓取机构有对称分布在升降充电装置两侧的两组，包括滑动基座，滑动基座可移动的设置在无人机降落平台内，滑动基座上固定有竖直的第二升降电机，第二升降电机通过第二联轴器固定有竖直的第二丝杠，第二丝杠上同轴设置有两端封闭的夹具套筒，夹具套筒的顶部设置有气动机械爪，夹具套筒的外壁上设置有充电接口，与升降充电装置的充电插槽相匹配。在本专利技术中，所述升降抓取机构以升降充电装置为中心分布在两侧，滑动基座的通过燕尾槽结构设置在无人机降落平台内，滑动方向为升降充电装置到升降抓取机构的连线上，两个滑动基座位于同一条直线上。进一步的，所述气动机械爪包括基座、固定杆和抓取结构，抓取结构通过固定杆连接到基座上，基座固定夹具套筒的顶部，所述抓取结构为对称的爪状结构，气动机械爪与充电接口接通，通过无人机的起落架为无人机内置的蓄电池充电。在本专利技术中，所述升降抓取机构的夹具套筒沿着第二丝杠上下滑动，相对于滑动基座在水平方向上保持相对静止不转动；升降充电装置的圆形套筒沿着第一丝杠上下滑动，相对于安装基座在水平方向上保持相对静止不转动。在本专利技术中，所述无人机降落平台上设置有充电定位机构，充电定位机构包括位于水平面四个角的四个锥齿轮箱，四个锥齿轮箱之间分别相对分布设置有两根传动轴和两根第三丝杠，两根传动轴和两根第三丝杠相互交替作为一个长方形的四条边，传动轴上分别设置有双轴电机，两根第三丝杠之间设置有两条对称布置的定位推杆，定位推杆的两端通过滑块搭接在两根第三丝杠上，并沿着第三丝杠自由滑动，定位推杆的滑动方向与滑动基座滑动方向一致，并推动升降抓取机构沿着滑动基座的方向滑动。进一步的，所述第三丝杠中部设置有轴承座支撑起丝杠，并限制定位推杆的活动范围，所述传动轴上设置有第三联轴器。在本专利技术中，所述升降机构包括底座、上平台和伸展机构，伸展机构的下端铰接在底座上，伸展机构的上端铰接在上平台上，伸展机构由电机组件带动。进一步的，所述伸展机构有四个，每个伸展机构包括四根短连杆和至少两根长连杆，四根短连杆包括两组，每组短连杆有两根，短连杆的一端铰接在一起并铰接在一起，并通过固定在上平台或底座的L型固定板连接到上平台或底座上，短连杆的另一端与长连杆的端头铰接，长连杆呈X型布置，长连杆的交叉处通过系杆连接到相对位置的另外一个伸展机构的长连杆交叉处，系杆的两端分别与之铰接；所述电机组件固定在底座上，包括伺服电机和编码器，伺服电机与编码器通过花键与伸展机构的下端连接。进一步的，所述稳定平台包括上板、下板和设置在上板与下板之间的支撑液压油缸，其中下板与升降机构的上平台连接，所述上板与无人机降落平台固定连接；所述支撑液压缸有至少三个并联设置，支撑液压缸的上端与下端分别与上板和下板铰接，通过支撑液压油缸的共同伸缩来实现无人机降落平台的升降，通过支撑液压油缸的异步伸缩来改变上板与下板之间的夹角，进一步改变无人机降落平台的角度。与现有技术相比，本专利技术结构新颖，构思巧妙，通过剪式机构和稳定平台来调整无人机降落平台的高度和角度，通过升降抓取机构的升降和平移限制无人机降落后的位移，将无人机固定在升降充电装置上进行充电，充电续航效果好，安全性能好，自动化程度高。附图说明图1为本专利技术的基于并联机构的无人机回收充电装置搭载于无人艇上的状态示意图；图2为本专利技术的基于并联机构的无人机回收充电装置的结构示意图；图3为本专利技术的伸展机构的伸展状态示意图；图4为本专利技术的稳定平台使用状态示意图；图5为本专利技术的无人机降落平台的结构示意图；图6为图5中的升降充电装置的结构示意图；图7为图5中的升降抓取机构的气动机械爪的结构示意图；图8为升降抓取机构与升降充电装置工作状态示意图；图9为电机组件的伺服电机和编码器的连接示意图。图中：升降机构I：底座I-1、伸展机构I-2、长连杆I-2-1、短连杆I-2-2、上平台I-3、电机组件I-4、伺服电机I-4-1、编码器I-4-2、L型固定板I-5、系杆I-6；稳定平台II：上板II-1、下板II-2、支撑液压油缸II-3；无人机降落平台III：双轴电机III-1、定位推杆III-2、锥齿轮箱III-3、第三丝杠III-4、轴承座III-5、滑块III-6、升降充电装置III-7、升降抓取机构III-8、安装基座III-9、第一升降电机III-10、第一联轴器III-11、第一丝杠III-12、电池模块III-13、圆筒套筒III-14、基座III-15、固定杆III-16、抓取结构III-17、第三联轴器III-18、传动轴III-19、充电接口III-20、充电插槽III-21。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。参见图1-9所示的基于并联机构的无人机回收充电装置，安装在无人艇平台上，包括升降机构I、稳定平台II和无人机降落平台III，升降机构I固定在无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于并联机构的无人机回收充电装置，安装在无人艇平台上，其特征在于：包括升降机构、稳定平台和无人机降落平台，升降机构固定在无人艇内，通过稳定平台连接到无人机降落平台的底部，所述无人机降落平台内设有升降抓取机构和升降充电装置，其中升降充电装置包括安装基座，安装基座固定在无人机降落平台内，安装基座上固定有竖直的第一升降电机，第一升降电机通过第一联轴器固定有竖直的第一丝杠，第一丝杠上同轴设置有两端封闭的圆形套筒，圆形套筒内设置有电池模块，相对应的圆形套筒外壁上设置有两个与电池模块连通的充电插槽；所述升降抓取机构有对称分布在升降充电装置两侧的两组，包括滑动基座，滑动基座可移动的设置在无人机降落平台内，滑动基座上固定有竖直的第二升降电机，第二升降电机通过第二联轴器固定有竖直的第二丝杠，第二丝杠上同轴设置有两端封闭的夹具套筒，夹具套筒的顶部设置有气动机械爪，夹具套筒的外壁上设置有充电接口，与升降充电装置的充电插槽相匹配；所述升降机构包括底座、上平台和伸展机构，伸展机构的下端铰接在底座上，伸展机构的上端铰接在上平台上，伸展机构由电机组件带动。

【技术特征摘要】
1.一种基于并联机构的无人机回收充电装置，安装在无人艇平台上，其特征在于：包括升降机构、稳定平台和无人机降落平台，升降机构固定在无人艇内，通过稳定平台连接到无人机降落平台的底部，所述无人机降落平台内设有升降抓取机构和升降充电装置，其中升降充电装置包括安装基座，安装基座固定在无人机降落平台内，安装基座上固定有竖直的第一升降电机，第一升降电机通过第一联轴器固定有竖直的第一丝杠，第一丝杠上同轴设置有两端封闭的圆形套筒，圆形套筒内设置有电池模块，相对应的圆形套筒外壁上设置有两个与电池模块连通的充电插槽；所述升降抓取机构有对称分布在升降充电装置两侧的两组，包括滑动基座，滑动基座可移动的设置在无人机降落平台内，滑动基座上固定有竖直的第二升降电机，第二升降电机通过第二联轴器固定有竖直的第二丝杠，第二丝杠上同轴设置有两端封闭的夹具套筒，夹具套筒的顶部设置有气动机械爪，夹具套筒的外壁上设置有充电接口，与升降充电装置的充电插槽相匹配；所述升降机构包括底座、上平台和伸展机构，伸展机构的下端铰接在底座上，伸展机构的上端铰接在上平台上，伸展机构由电机组件带动。2.根据权利要求1所述的基于并联机构的无人机回收充电装置，其特征在于：所述升降抓取机构以升降充电装置为中心分布在两侧，滑动基座的通过燕尾槽结构设置在无人机降落平台内，滑动方向为升降充电装置到升降抓取机构的连线上，两个滑动基座位于同一条直线上。3.根据权利要求2所述的基于并联机构的无人机回收充电装置，其特征在于：所述气动机械爪包括基座、固定杆和抓取结构，抓取结构通过固定杆连接到基座上，基座固定夹具套筒的顶部，所述抓取结构为对称的爪状结构，气动机械爪与充电接口接通，通过无人机的起落架为无人机内置的蓄电池充电。4.根据权利要求1所述的基于并联机构的无人机回收充电装置，其特征在于：所述升降抓取机构的夹具套筒沿着第二丝杠上下滑动，相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：李恒宇，赵睿，刘靖逸，谢少荣，罗均，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31