一种无人机垂直抛投装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种无人机垂直抛投装置，包括上支撑架、竖支撑架、飞机平台、导向空心筒、下安装板、下限位卡箍、上限位卡箍、抛投机构、安装架，上支撑板的中心设有通孔，导向空心筒的顶部穿过上支撑板的通孔固定连接至抛投机构，抛投机构的顶部固定连接至安装架，安装架的底部固定连接至上支撑板，下安装板的中心设有圆孔，导向空心筒的下方穿过下安装板的圆孔连接至抛投载荷，上支撑板和下安装板之间安装竖支撑架，导向空心筒外部套接下限位卡箍和上限位卡箍，上限位卡箍位于上支撑板下方，下限位卡箍位于下安装板上方，下安装板下方固定安装飞机平台。本实用新型专利技术所述的无人机垂直抛投装置，具备自锁功能，抗干扰能力强。

A vertical throwing device of UAV

【技术实现步骤摘要】
一种无人机垂直抛投装置
本技术属于无人机抛投
，尤其是涉及小型旋翼无人机载荷挂载及垂直投放应用领域，及无人机高空提升重物至指定高度开展垂直抛投作业等场合。
技术介绍
近些年来随着无人机作业技术的飞速发展，无人机在诸多领域中得到了广泛的应用，例如在巡逻、安检、消防、测绘、搜救等工作中带来了便捷高效。无人机在高空作业领域中，具有简便快捷、人工劳动强度低、作业安全可靠、可定高悬停、任意地点起降等优点，可灵活地应用于多种领域场合，尤其是在消防、搜救、需抛投载荷场合中往往需要无人机将载荷物品进行定点投放，目前对于利用无人机进行空中投放载荷物品的现有技术和产品相对较少，抛投装置并不十分成熟。目前，现有无人机抛投设备
的专利“一种微小型无人机连续抛投装置”，该技术通过步进电机转动联轴器，联轴器带动电机手轮转动，手轮旋转一定角度实现载荷的抛投，但该技术方案适于机底端安装，且要求载荷不可越过飞机平台，其对于重载荷可能会造成无人机重心下移，产生不利影响；专利“垂直抛投装置”，该技术通过支撑件顶住位于储物仓内的物品，驱动曲柄移动带动滑杆运动，从而实现支撑件的脱开，但该技术方案中载荷脱开无导向性，物品脱开状态存在位置不确定性，且运动滑杆自身的可靠性有待提高，因载荷在无人机在飞行作业中不可避免地伴随着平台振动，可能存在非正常脱钩的风险，其可靠性有待进一步提高。目前现有的无人机抛投装置的技术和成熟产品相对较少，不能良好地满足小型旋翼无人机挂载作业，抛投装置技术有待进一步提升，特别是要求垂向抛投的载荷，综合市场现有产品技术及应用状况，小型旋翼无人机或小型固定翼无人机抛投装置或多或少存在如下缺点：1)抛投挂钩不具备自锁功能，或机构自锁可靠性不足。现有技术方案中，有些方案或因载荷要求不高未加入自锁设计，或因装置重量限制省去了自锁机构，有的方案为实现自锁而使装置机构复杂化，增加系统重量多，布局并不十分合理，且自锁性能可靠性不足。2)抛投装置导向设计功能不足。针对有方向性的载荷抛投时，载荷自身有方向性的要求，而现有技术方案中，有的方案虽然基本满足垂直抛投功能，但也存在定向不可靠的问题，有的方案直接依据重物自重来自身定向，虽然可行但存在干扰的可能。3)抛投装置同飞机平台融合设计的平衡性不足。目前查阅的诸多抛投技术方案中，往往是基于装置自身的挂载和抛投功能开展设计的方案，其方案本身功能没有大问题，但要求飞机抗重心偏移的平衡性高，对机载平台提出的要求较高，往往对于微小型无人机该类设计并不是十分理想的装置。4)抛投装置重量大。现有抛投装置往往应用于大型固定翼或直升机中，故装置设备设计体积和重量较大，现有技术方案直接引进大型机载装置的设计思路，将挂载技术应用于小型无人机中，结果设计方案功能是可以实现了，但重量占比较大，对于无人机平台而言并不十分理想，其尚有进一步改进空间。5)抛投载荷挂载点接触限位的可靠性不足。现有抛投载荷与装置的安装点位大多是搭接形式，往往是采用双向或三向的限位设计，对于抛投位置不是十分严格的场合也可满足使用，但对于有较为准确位置要求的抛投方式，则可靠性显得欠佳。6)安装便捷性不够。现有的抛投装置对于抛投载荷物品的挂载安装操作性不够快捷，有的需要多次动作进行挂载锁定，有的需要工具辅助安装或双人配合操作，其人工劳动强度偏大，不适合外场长时间作业。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种无人机垂直抛投装置，以提供一种可定高定向投放、挂载可靠性高、具有灵活脱钩和抗干扰性强的无人机垂直抛投装置。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种无人机垂直抛投装置，包括上支撑架、竖支撑架、飞机平台、导向空心筒、下安装板、下限位卡箍、上限位卡箍、抛投机构、安装架，上支撑板的中心设有通孔，导向空心筒的顶部穿过上支撑板的通孔固定连接至抛投机构，抛投机构的顶部固定连接至安装架，安装架的底部固定连接至上支撑板，下安装板的中心设有圆孔，导向空心筒的下方穿过下安装板的圆孔连接至抛投载荷，上支撑板和下安装板之间安装竖支撑架，导向空心筒外部套接下限位卡箍和上限位卡箍，上限位卡箍位于上支撑板下方，下限位卡箍位于下安装板上方，下安装板下方固定安装飞机平台。进一步的，抛投机构包括机构安装架、载荷挂钩、舵机、运动销、锁紧弹簧、舵机臂、拉杆和垫片，机构安装架包括机构安装架本体和弹簧限位凸台，机构安装架本体的顶部和侧面均设有减重孔，顶部的边缘处设有若干安装架安装孔，机构安装架本体的底部设有运动销安装孔和载荷挂钩安装槽，中间设有舵机安装孔，机构安装架本体的一侧设有弹簧限位凸台，弹簧限位凸台的底部设有运动销让位孔，机构安装架本体的下方设有载荷挂钩安装槽，舵机通过舵机安装孔安装在抛投机构内部，舵机的一侧通过舵机臂活动连接至拉杆一端，拉杆的另一端与运动销活动连接，运动销的一端穿过运动销安装孔将载荷挂钩固定在载荷挂钩安装槽内，另一端依次穿过垫片和锁紧弹簧固定连接至运动销让位孔。进一步的，载荷挂钩安装槽为n字型。进一步的，安装架包括安装架本体和辅助加强筋，安装架本体的截面为U型结构，U型的两侧均设有翻边，翻边上设有若干上支撑安装孔，安装架本体的顶部设有若干机构安装架安装孔，两侧设有若干辅助加强筋。进一步的，抛投机构的外形尺寸不大于安装架的U型口包络空间区域。进一步的，导向空心筒为标准的圆柱塑料件，且材质为透明塑料材质。进一步的，下安装板为一体式结构。进一步的，安装架的材质为钢材料。进一步的，竖支撑架下方通过直角件固定安装在下安装板上。进一步的，竖支撑架位于导向空心筒两侧。相对于现有技术，本技术所述的无人机垂直抛投装置具有以下优势：(1)本技术所述的无人机垂直抛投装置，抛投挂钩具备自锁功能，通过传动机构中引入压紧弹簧实现运动销的自锁，利用弹簧的压缩方向特性，迫使运动销在作业空中可靠停留设计位置，提高系统的抗干扰能力，避免非正常滑开投放的情况，提高装置性能。(2)本技术所述的无人机垂直抛投装置，采用圆柱空筒结构形式，结合载荷特征实现载荷的导向性抛投功能。(3)本技术所述的无人机垂直抛投装置，充分考虑飞机平台的因外载荷会引发的重心偏移问题，故同飞机平台进行重心平衡点的融合设计，装置匹配飞机平台结构特点，着重控制平台系统重心的偏移量，控制在许用误差范围内，使得飞机平台在安装抛投装置后依然可保持系统的良好平衡性。(4)本技术所述的无人机垂直抛投装置，自身实现轻量化的设计，同飞机平台搭接的结构采用纤维碳板固定；支撑载荷的主要承重结构采用高强度的铝合金型材；导向结构选用高分子有机物质成分的聚甲基丙烯酸甲酯塑料，其疲劳强度良好、环境抵抗力佳，且透明度好，便于安装载荷，由此，主要大尺寸结构的设计在满足功能的前提下，充分地进行了减重优化设计。(5)本技术所述的无人机垂直抛投装置，载荷的水平方向采用圆柱空筒进行轴向限位，对于机载平台不可避免带有振动环境的工况，能有效实现限位功能，保证抛投本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机垂直抛投装置，其特征在于：包括上支撑架、竖支撑架、飞机平台、导向空心筒、下安装板、下限位卡箍、上限位卡箍、抛投机构、安装架，上支撑板的中心设有通孔，导向空心筒的顶部穿过上支撑板的通孔固定连接至抛投机构，抛投机构的顶部固定连接至安装架，安装架的底部固定连接至上支撑板，下安装板的中心设有圆孔，导向空心筒的下方穿过下安装板的圆孔连接至抛投载荷，上支撑板和下安装板之间安装竖支撑架，导向空心筒外部套接下限位卡箍和上限位卡箍，上限位卡箍位于上支撑板下方，下限位卡箍位于下安装板上方，下安装板下方固定安装飞机平台。/n

【技术特征摘要】
1.一种无人机垂直抛投装置，其特征在于：包括上支撑架、竖支撑架、飞机平台、导向空心筒、下安装板、下限位卡箍、上限位卡箍、抛投机构、安装架，上支撑板的中心设有通孔，导向空心筒的顶部穿过上支撑板的通孔固定连接至抛投机构，抛投机构的顶部固定连接至安装架，安装架的底部固定连接至上支撑板，下安装板的中心设有圆孔，导向空心筒的下方穿过下安装板的圆孔连接至抛投载荷，上支撑板和下安装板之间安装竖支撑架，导向空心筒外部套接下限位卡箍和上限位卡箍，上限位卡箍位于上支撑板下方，下限位卡箍位于下安装板上方，下安装板下方固定安装飞机平台。


2.根据权利要求1所述的一种无人机垂直抛投装置，其特征在于：抛投机构包括机构安装架、载荷挂钩、舵机、运动销、锁紧弹簧、舵机臂、拉杆和垫片，机构安装架包括机构安装架本体和弹簧限位凸台，机构安装架本体的顶部和侧面均设有减重孔，顶部的边缘处设有若干安装架安装孔，机构安装架本体的底部设有运动销安装孔和载荷挂钩安装槽，中间设有舵机安装孔，机构安装架本体的一侧设有弹簧限位凸台，弹簧限位凸台的底部设有运动销让位孔，机构安装架本体的下方设有载荷挂钩安装槽，舵机通过舵机安装孔安装在抛投机构内部，舵机的一侧通过舵机臂活动连接至拉杆一端，拉杆的另一端与运动销活动连接，运动销的一端穿过运动销安装孔将载荷挂钩固定在载荷挂钩安装槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国荣，兆晨，王慧，贾意弦，王霖，徐凯，徐雷雷，王学琨，薛赛男，樊昊，陈浩，
申请(专利权)人：天津航天中为数据系统科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12