一种物资投放无人机及控制系统技术方案

本申请提供一种物资投放无人机及控制系统，包括无人机、驱动机构及载物箱，驱动机构固定在无人机下方，载物箱通过牵引绳连接在驱动机构的下方；无人机包括：机身、一对机翼及一对尾翼；尾翼上设置可偏转的尾舵，机翼上设置可偏转的副翼；机翼下方安装一对向后的后置助推桨及一对向前的前置倾转桨；驱动机构包括步进电机，步进电机上安装主动齿轮，主动齿轮外侧啮合缠绕结构，牵引绳的一端固定在缠绕结构上，另一端连接在载物箱上。本申请的有益效果是：无人机飞行至目标目的地后，通过驱动机构中的步进电机的转动使得牵引绳牵引载物箱垂直升降，从而增加投放的准确性与稳定性。

A UAV and control system for material delivery

【技术实现步骤摘要】
一种物资投放无人机及控制系统
本公开涉及无人机搜救
，具体涉及一种物资投放无人机及控制系统。
技术介绍
现在无人机搜救领域大部分都是依靠高清和热像摄像头进行外围考查和检测，无法真正的对伤员起到帮助的作用，另外传统的伞降物资不确定性很大，定向性较差，而且中途可能会造成物资的损失，不能保证物资能够定点、垂直向地送达遇难人员的身边。
技术实现思路
本申请的目的是针对以上问题，提供一种物资投放无人机及控制系统。第一方面，本申请提供一种物资投放无人机，包括无人机、驱动机构及载物箱，所述驱动机构固定在所述无人机下方，所述载物箱通过牵引绳连接在所述驱动机构的下方；所述无人机包括：机身、设置在所述机身两侧的一对机翼及一对尾翼；一对所述尾翼呈V字型排布固定在所述机身的尾部，一对所述尾翼上分别设置尾舵，所述尾翼上对应所述尾舵设置控制尾舵偏转的尾舵机；一对所述机翼上靠近所述尾翼的一侧分别设置副翼，所述机翼上对应所述副翼设置控制副翼偏转的副翼舵机；一对所述机翼的下表面分别固定安装支架，所述安装支架设置方向与所述机身平行，所述安装支架靠近尾翼的一端安装后置助推桨，另一端安装前置倾转桨；所述安装支架上对应一对所述后置助推桨及一对前置倾转桨分别设置驱动电机，所述安装支架上对应一对所述倾转桨分别设置控制所述倾转桨翻转的倾转舵机；所述驱动机构包括步进电机，所述步进电机的输出轴上安装主动齿轮，所述主动齿轮外侧啮合缠绕结构，所述牵引绳的一端固定在所述缠绕结构上，另一端连接在所述载物箱上。根据本申请实施例提供的技术方案，所述驱动机构包括可拆卸地安装在所述机身底面的第一安装板，所述第一安装板的下方通过第一支撑机构连接第二安装板，所述第二安装板远离所述第一安装板的一侧固定所述步进电机，所述步进电机的输出轴穿过所述第二安装板后延伸至第二安装板与第一安装板之间；所述第二安装板下方连接所述载物箱；位于所述第一安装板与第二安装板之间的步进电机的输出轴上固定所述主动齿轮。根据本申请实施例提供的技术方案，所述缠绕结构包括四组缠绕组件，四组所述缠绕组件对称设置在所述主动齿轮外侧；所述缠绕组件包括从动齿轮、固定柱以及压盖，所述固定柱垂直固定在所述第二安装板及第一安装板之间，所述从动齿轮可转动地套设在所述固定柱上，所述从动齿轮与所述主动齿轮水平啮合，所述压盖可转动地套设在所述固定柱上且与所述从动齿轮固定连接，所述压盖固定在所述从动齿轮的上方且与从动齿轮之间形成缠绕槽，所述牵引绳的一端固定在所述缠绕槽内，另一端连接在所述载物箱上。根据本申请实施例提供的技术方案，所述第二安装板上对应各个所述缠绕组件分别设置导向结构，各个所述导向结构对称设置在所述载物箱的上方；所述牵引绳的活动端穿过所述导向结构后向下延伸连接在所述载物箱上；所述导向结构远离所述缠绕组件的一端的下边缘安装对应所述载物箱设置的停止微动开关。根据本申请实施例提供的技术方案，所述导向结构包括水平设置的导向碳管以及设置在所述导向碳管远离缠绕组件一端的转动组件，所述导向碳管远离所述转动组件的一端通过固定座固定在所述第二安装板上；所述牵引绳的活动端依次穿过导向碳管及转动组件后连接在所述载物箱上。根据本申请实施例提供的技术方案，所述转动组件包括一对安装套，一对所述安装套包裹在所述导向碳管的外侧，一对所述安装套之间分别设有轴承、定位轴及滚轴，所述轴承与定位轴相对设置在一对所述安装套之间，所述轴承内嵌在一个所述安装套内，所述定位轴的一端固定在另一个所述安装套内，所述轴承与定位轴之间连接有可转动地滚轴。根据本申请实施例提供的技术方案，所述驱动机构上设有所述无人机可触发的启动微动开关。根据本申请实施例提供的技术方案，所述载物箱的底部设有箱门，所述载物箱上对应所述箱门设置控制箱门开闭的箱舵机。根据本申请实施例提供的技术方案，所述载物箱上安装超声波传感器。第二方面，本申请提供一种物资投放无人机控制系统，包括：控制所述驱动机构的第一控制系统、控制所述载物箱的第二控制系统及控制所述无人机的第三控制系统；所述第一控制系统包括第一控制器、第一数传模块、第一降压模块及第一电源；所述第一电源配置用于对所述第一降压模块进行供电；所述第一降压模块配置用于对所述第一控制器进行供电；所述第一控制器配置用于接收所述停止微动开关及启动微动开关的信号，并向所述步进电机发送控制信号；第二控制系统包括第二控制器、第二数传模块、第二降压模块、第三降压模块、第四降压模块及第二电源；所述第二电源配置用于分别对所述第二降压模块、第三降压模块及第四降压模块进行供电；所述第二降压模块配置用于对所述第二控制器进行供电；所述第三降压模块及第四降压模块分别对一对所述箱舵机进行供电；所述第二控制器配置用于接收所述超声波传感器的信号，并向一对所述箱舵机发送控制信号；所述第一数传模块及第二数传模块配置用于所述第一控制器及第二控制器之间的信号通信；所述第三控制系统包括第三控制器、第五降压模块、第六降压模块、第三数传模块、电子调速器及第三电源；所述第三电源配置用于对所述第三控制器、电子调速器及第五降压模块进行供电；所述第五降压模块配置用于对所述第三电源的电压进行降压并对第六降压模块进行供电；所述第六降压模块配置用于对第五降压模块的电压进行降压并对所述第三数传模块进行供电；所述电子调速器设置四个，分别配置用于控制所述驱动电机的转速；所述第三控制器配置用于通过第三数传模块与地面软件进行通信，分别向电子调速器、倾转舵机、尾舵机及副翼舵机发送控制信号。本专利技术的有益效果：本申请提供一种物资投放无人机，包括无人机、驱动机构及载物箱，所述驱动机构固定在所述无人机下方，所述载物箱通过牵引绳连接在所述驱动机构的下方；所述无人机包括：机身、设置在所述机身两侧的一对机翼及一对尾翼；一对所述尾翼呈V字型排布固定在所述机身的尾部，一对所述尾翼上分别设置尾舵，所述尾翼上对应所述尾舵设置控制尾舵偏转的尾舵机；一对所述机翼上靠近所述尾翼的一侧分别设置副翼，所述机翼上对应所述副翼设置控制副翼偏转的副翼舵机；一对所述机翼的下表面分别固定安装支架，所述安装支架设置方向与所述机身平行，所述安装支架靠近尾翼的一端安装后置助推桨，另一端安装前置倾转桨；所述安装支架上对应一对所述后置助推桨及一对前置倾转桨分别设置驱动电机，所述安装支架上对应一对所述倾转桨分别设置控制所述倾转桨翻转的倾转舵机；所述驱动机构包括步进电机，所述步进电机的输出轴上安装主动齿轮，所述主动齿轮外侧啮合缠绕结构，所述牵引绳的一端固定在所述缠绕结构上，另一端连接在所述载物箱上。搭载的物资的无人机在后置助推桨及前置倾转桨的作用下从基地垂直起飞，在空中进入机翼及尾翼作用的固定翼模式进行远距离飞行，在抵达目的地后进行盘旋式搜索，确认目标之后进入由后置助推桨及前置倾转桨作用的垂直悬停模式准备物资投放；驱动机构控制步进电机旋转，带动主动齿轮旋转，主动齿轮旋转带动啮合的缠绕结构旋转，从而使得缠绕在缠绕结构上的牵引绳不断伸长放线，从而使得连接在牵引绳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种物资投放无人机，其特征在于，包括无人机、驱动机构及载物箱(200)，所述驱动机构固定在所述无人机下方，所述载物箱(200)通过牵引绳(500)连接在所述驱动机构的下方；/n所述无人机包括：机身(810)、设置在所述机身(810)两侧的一对机翼(820)及一对尾翼(830)；一对所述尾翼(830)呈V字型排布固定在所述机身(810)的尾部，一对所述尾翼(830)上分别设置尾舵(831)，所述尾翼(830)上对应所述尾舵(831)设置控制尾舵(831)偏转的尾舵机；一对所述机翼(820)上靠近所述尾翼(830)的一侧分别设置副翼(821)，所述机翼(820)上对应所述副翼(821)设置控制副翼(821)偏转的副翼舵机；/n一对所述机翼(820)的下表面分别固定安装支架(840)，所述安装支架(840)设置方向与所述机身(810)平行，所述安装支架(840)靠近尾翼(830)的一端安装后置助推桨(850)，另一端安装前置倾转桨(860)；所述安装支架(840)上对应一对所述后置助推桨(850)及一对前置倾转桨(860)分别设置驱动电机(870)，所述安装支架(840)上对应一对所述倾转桨分别设置控制所述倾转桨翻转的倾转舵机(861)；/n所述驱动机构包括步进电机(300)，所述步进电机(300)的输出轴上安装主动齿轮(410)，所述主动齿轮(410)外侧啮合缠绕结构，所述牵引绳(500)的一端固定在所述缠绕结构上，另一端连接在所述载物箱(200)上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种物资投放无人机，其特征在于，包括无人机、驱动机构及载物箱(200)，所述驱动机构固定在所述无人机下方，所述载物箱(200)通过牵引绳(500)连接在所述驱动机构的下方；
所述无人机包括：机身(810)、设置在所述机身(810)两侧的一对机翼(820)及一对尾翼(830)；一对所述尾翼(830)呈V字型排布固定在所述机身(810)的尾部，一对所述尾翼(830)上分别设置尾舵(831)，所述尾翼(830)上对应所述尾舵(831)设置控制尾舵(831)偏转的尾舵机；一对所述机翼(820)上靠近所述尾翼(830)的一侧分别设置副翼(821)，所述机翼(820)上对应所述副翼(821)设置控制副翼(821)偏转的副翼舵机；
一对所述机翼(820)的下表面分别固定安装支架(840)，所述安装支架(840)设置方向与所述机身(810)平行，所述安装支架(840)靠近尾翼(830)的一端安装后置助推桨(850)，另一端安装前置倾转桨(860)；所述安装支架(840)上对应一对所述后置助推桨(850)及一对前置倾转桨(860)分别设置驱动电机(870)，所述安装支架(840)上对应一对所述倾转桨分别设置控制所述倾转桨翻转的倾转舵机(861)；
所述驱动机构包括步进电机(300)，所述步进电机(300)的输出轴上安装主动齿轮(410)，所述主动齿轮(410)外侧啮合缠绕结构，所述牵引绳(500)的一端固定在所述缠绕结构上，另一端连接在所述载物箱(200)上。


2.根据权利要求1所述的物资投放无人机，其特征在于，所述驱动机构包括可拆卸地安装在所述机身(810)底面的第一安装板(110)，所述第一安装板(110)的下方通过第一支撑机构连接第二安装板(120)，所述第二安装板(120)远离所述第一安装板(110)的一侧固定所述步进电机(300)，所述步进电机(300)的输出轴穿过所述第二安装板(120)后延伸至第二安装板(120)与第一安装板(110)之间；所述第二安装板(120)下方连接所述载物箱(200)；位于所述第一安装板(110)与第二安装板(120)之间的步进电机(300)的输出轴上固定所述主动齿轮(410)。


3.根据权利要求2所述的物资投放无人机，其特征在于，所述缠绕结构包括四组缠绕组件，四组所述缠绕组件对称设置在所述主动齿轮(410)外侧；
所述缠绕组件包括从动齿轮(420)、固定柱(430)以及压盖(440)，所述固定柱(430)垂直固定在所述第二安装板(120)及第一安装板(110)之间，所述从动齿轮(420)可转动地套设在所述固定柱(430)上，所述从动齿轮(420)与所述主动齿轮(410)水平啮合，所述压盖(440)可转动地套设在所述固定柱(430)上且与所述从动齿轮(420)固定连接，所述压盖(440)固定在所述从动齿轮(420)的上方且与从动齿轮(420)之间形成缠绕槽(450)，所述牵引绳(500)的一端固定在所述缠绕槽(450)内，另一端连接在所述载物箱(200)上。


4.根据权利要求3所述的物资投放无人机，其特征在于，所述第二安装板(120)上对应各个所述缠绕组件分别设置导向结构，各个所述导向结构对称设置在所述载物箱(200)的上方；所述牵引绳(500)的活动端穿过所述导向结构后向下延伸连接在所述载物箱(200)上；所述导向结构远离所述缠绕组件的一端的下边缘安装对应所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜子涛，张智皓，梁志明，冯慧，刘佳欣，郭广涛，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12