一种基于伸展并联机构的无人机回收充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于无人机技术领域，具体涉及一种基于伸展并联机构的无人机回收充电装置,包括从下至上依次设置的升降机构、伸展并联机构和无人机降落机构；无人机降落机构的顶端设有充电定位装置，内部设有升降充电装置，升降充电装置两侧对称设置有升降抓取装置，升降抓取装置上设有红外信标；伸展并联机构包括固定于升降机构上的基板，基板上垂直设置有顶板，在基板和顶板之间设有三个伸展结构，所述三个伸展结构在基板上呈正三角形分布，伸展结构的底端和顶端分别与基板和顶板固定连接；本发明专利技术利用伸展并联机构的调平特性，使得伸展并联机构的顶板始终处于水平状态，有利于无人机降落机构对无人机的精准回收充电。

A Recovery Charging Device for UAV Based on Extended Parallel Mechanism

【技术实现步骤摘要】
一种基于伸展并联机构的无人机回收充电装置
本专利技术属于无人机
，具体涉及一种基于伸展并联机构的无人机回收充电装置。
技术介绍
近年来，无人机技术发展的非常迅速。无人机是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。与载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点，在军事领域和民用领域已经得到较多应用。由于无人机内没有人为控制，无人机的回收技术显得尤为重要。由于回收场地的使用要求极大的限制了小型无人机广泛使用，尤其在测绘航拍领域、在被测区执行任务完毕后、需要保证充足的燃油或者电力来满足小型无人机返回降落场地，这极大的影响了小型无人机的工作效率。且传统的无人机降落方法定位精度不高，可靠性低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于伸展并联机构的无人机回收充电装置，以提高无人机的回收精度，并对回收的无人机进行自主充电。基于上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于伸展并联机构的无人机回收充电装置，包括从下至上依次设置的升降机构、伸展并联机构和无人机降落机构；无人机降落机构的顶端设有充电定位装置，内部设有升降充电装置，升降充电装置两侧对称设置有升降抓取装置，升降抓取装置上设有红外信标；伸展并联机构包括固定于升降机构上的基板，基板上垂直设置有顶板，在基板和顶板之间设有三个伸展结构，三个伸展结构在基板上呈正三角形分布，伸展结构的底端和顶端分别与基板和顶板固定连接。进一步地，伸展结构包括四根长连杆和四根短连杆，四根短连杆中两两短连杆的端部铰接，其中两个短连杆的铰接处通过L型固定板固定于基板上，另外两个短连杆的铰接处通过L型固定板固定于顶板上；短连杆的自由端分别与四根长连杆铰接；与短连杆铰接的其中两个长连杆通过设于长连杆中部的螺纹连接件相互铰接，另外两个长连杆通过设于长连杆中部的螺柱相互铰接；长连杆的自由端相互铰接；伸展结构还包括线性驱动器模块，线性驱动器模块的驱动端与螺柱同轴固定连接。进一步地，升降机构包括底板、升降台和固定于底板与升降台之间的剪式结构；剪式结构包括两对连杆，连杆由两根呈剪式的活动杆组成，两根活动杆通过设于活动杆中部的连接件转动连接，活动杆的底端和顶端分别与底板和升降台活动连接，底板和升降台上均设有与活动杆相配合的U型槽；所述两对连杆对称设于底板的两侧；两对连杆之间设有长杆，长杆的两端分别与两个连杆的连接处固定连接；剪式结构还包括固定于底板上的液压缸，液压缸的活塞杆输出端与长杆的中部固定连接。进一步地，充电定位装置包括设于无人机降落机构顶角上的四个锥齿轮箱、平行设置的两个双轴电机和平行设置且与双轴电机相垂直的两个传动丝杠；每个双轴电机的两端均通过锥齿轮箱与传动丝杠的端部转动连接；两个传动丝杠之间设有与传动丝杠相垂直的两个定位推杆，两个定位推杆的两端均通过滑块与传动丝杠转动连接；每个传动丝杠中部均设有与传动丝杠相配合的轴承座，两个定位推杆分别设于轴承座的两侧。进一步地，升降充电装置包括从下至上依次连接的固定基座、升降结构和充电结构；固定基座包括固定于无人机降落机构底部的底座和固定于底座上的支撑筒；升降结构包括固定于支撑筒上的升降筒，升降筒内设有固定于升降筒底部的升降电机，升降电机输出端通过联轴器固定有升降丝杠；充电结构包括充电筒，充电筒内设有贯穿充电筒底端的螺纹套筒，螺纹套筒与升降丝杠转动连接；螺纹套筒的两侧设有电池模块，电池模块设于充电筒的内部；充电筒的外部两侧对称设有与电池模块相连接的充电插槽。进一步地，升降抓取装置包括从下至上依次连接的移动基座、升降结构和抓取结构；移动基座包括固定板，固定板的两侧设有滑槽，固定板上设有与滑槽相配合的滑板，滑板上固定有支撑筒；升降结构包括固定于支撑筒上的升降筒，升降筒内设有固定于升降筒底部的升降电机，升降电机输出端通过联轴器固定有升降丝杠；抓取结构包括圆形套筒，圆形套筒内设有贯穿圆形套筒底端的螺纹套筒，螺纹套筒与升降丝杠转动连接；圆形套筒的侧面设有与充电插槽相配合的充电接口；圆形套筒的顶部固定有两个对称设置的气动机械爪。进一步地，气动机械爪包括固定于圆形套筒顶端的机械爪底座，机械爪底座上对称设有机械爪，机械爪的底部设有贯穿机械爪的固定杆，机械爪通过固定杆固定于机械爪底座上；红外信标设于机械爪上。进一步地，伸展并联机构的顶板上设有角度传感器，支撑筒内设有控制器和通信模块；控制器与角度传感器和线性驱动器模块相连接，角度传感器将顶板的倾斜角度变化输出为电压信号，控制器接收角度传感器的电压信号并对电压信号进行处理，从而对线性驱动器模块进行动作控制，以调整顶板的偏移量，使顶板始终保持水平状态；通信模块与无人机无线连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术采用在无人机降落机构的底端设置伸展并联机构，利用伸展并联机构的调平特性，使得伸展并联机构的顶板始终处于水平状态，使得置于顶板上的无人机降落机构能够保持水平稳定状态，有利于无人机降落机构对无人机的精准回收。（2）本专利技术采用在伸展并联机构中设置三个伸展结构，伸展结构在基板和顶板之间呈正三角形分布，且伸展结构的底端和顶端分别与基板和顶板固定连接，有利于保持顶板的稳定；伸展结构采用相互铰接的四根长连杆和四根短连杆，其中两个长连杆通过设于长连杆中部的螺柱相互铰接，伸展结构内的线性驱动器模块的驱动端与螺柱同轴固定连接，本专利技术通过线性驱动器模块控制伸展结构的升降，从三个方向上，对伸展并联机构中的顶板进行调平，进一步提高了对顶板进行调平的精准度。（3）本专利技术采用在伸展并联机构的顶板上设置角度传感器，在支撑筒内设置与角度传感器和线性驱动器模块相连接的控制器，通过控制器对角度传感器输出的电压信号进行接收和处理，进而对线性驱动器模块进行动作控制，更加精准控制顶板的偏移量，有利于提高对顶板进行角度调整时的精度。（4）本专利技术采用在无人机降落机构内设置升降抓取装置，并在升降抓取装置上设有红外信标，便于无人机通过红外信标对升降抓取装置进行识别定位，有利于本专利技术装置对无人机的回收。（5）本专利技术采用在无人机降落机构内设置升降充电装置，便于对回收的无人机进行充电，提高无人机的有效工作时间，延长无人机的续航能力；采用在无人机降落机构上设置充电定位装置，便于升降抓取装置在充电定位装置的作用下移动，使升降抓取装置与升降充电装置相连接，便于对升降抓取装置上的无人机进行自主充电。附图说明图1为本专利技术基于伸展并联机构的无人机回收充电装置搭载于无人艇上的示意图；图2为本专利技术的整体结构示意图；图3为升降机构的结构示意图；图4为伸展并联机构的结构示意图；图5为无人机降落机构的结构示意图；图6为升降充电装置和升降抓取装置的整体结构示意图；图7为升降充电装置的结构示意图；图8为气动机械爪的结构示意图。图中：1、升降机构；11、底板；12、升降台；13、活动杆；14、长杆；15、U型槽；2、伸展并联机构；21、基板；22、顶板；23、伸展结构；24、长连杆；25、短连杆；26、L型固定板；27、线性驱动器模块；3、无人机降落机构；4、充电定位装置；41、锥齿轮箱；42、双轴电机；43、传动丝杠；44、定位推杆；45、滑块；46、轴承座；5、升降充电装置；51、底座；52、支撑筒；53、升降筒；54、升本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于伸展并联机构的无人机回收充电装置，其特征在于，包括从下至上依次设置的升降机构、伸展并联机构和无人机降落机构；所述无人机降落机构的顶端设有充电定位装置，内部设有升降充电装置，升降充电装置两侧对称设置有升降抓取装置，所述升降抓取装置上设有红外信标；所述伸展并联机构包括固定于升降机构上的基板，基板上垂直设置有顶板，在基板和顶板之间设有三个伸展结构，所述三个伸展结构在基板上呈正三角形分布，伸展结构的底端和顶端分别与基板和顶板固定连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于伸展并联机构的无人机回收充电装置，其特征在于，包括从下至上依次设置的升降机构、伸展并联机构和无人机降落机构；所述无人机降落机构的顶端设有充电定位装置，内部设有升降充电装置，升降充电装置两侧对称设置有升降抓取装置，所述升降抓取装置上设有红外信标；所述伸展并联机构包括固定于升降机构上的基板，基板上垂直设置有顶板，在基板和顶板之间设有三个伸展结构，所述三个伸展结构在基板上呈正三角形分布，伸展结构的底端和顶端分别与基板和顶板固定连接。2.根据权利要求1所述的基于伸展并联机构的无人机回收充电装置，其特征在于，所述伸展结构包括四根长连杆和四根短连杆，四根短连杆中两两短连杆的端部铰接，其中两个短连杆的铰接处通过L型固定板固定于基板上，另外两个短连杆的铰接处通过L型固定板固定于顶板上；短连杆的自由端分别与四根长连杆铰接；与短连杆铰接的其中两个长连杆通过设于长连杆中部的螺纹连接件相互铰接，另外两个长连杆通过设于长连杆中部的螺柱相互铰接；长连杆的自由端相互铰接；伸展结构还包括线性驱动器模块，线性驱动器模块的驱动端与螺柱同轴固定连接。3.根据权利要求2所述的基于伸展并联机构的无人机回收充电装置，其特征在于，所述升降机构包括底板、升降台和固定于底板与升降台之间的剪式结构；所述剪式结构包括两对连杆，所述连杆由两根呈剪式的活动杆组成，两根活动杆通过设于活动杆中部的连接件转动连接，活动杆的底端和顶端分别与底板和升降台活动连接，底板和升降台上均设有与活动杆相配合的U型槽；所述两对连杆对称设于底板的两侧；两对连杆之间设有长杆，所述长杆的两端分别与两个连杆的连接处固定连接；剪式结构还包括固定于底板上的液压缸，液压缸的活塞杆输出端与长杆的中部固定连接。4.根据权利要求3所述的基于伸展并联机构的无人机回收充电装置，其特征在于，所述充电定位装置包括设于无人机降落机构顶角上的四个锥齿轮箱、平行设置的两个双轴电机和平行设置且与双轴电机相垂直的两个传动丝杠；每个双轴电机的两端均通过锥齿轮箱与传动丝杠的端部转动连接；所述两个传动丝杠之间设有与传动丝杠相垂直的两个定位推杆，两个定位推杆的两端均通过滑块与传动丝杠转动连接；每个传...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘靖逸，李恒宇，赵睿，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