一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统技术方案

本发明专利技术公开了一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统。该无人机货运系统，包括停机坪主体、货物输入输出部分和装卸货部分。装卸货部分包括安装在货箱两侧的两个锁位组件和安装在无人机上的装夹组件。锁位组件包括第一滑块、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第二滑块。装夹组件包括机架和两个单侧夹持模块。两个单侧夹持模块分别设置在机架两侧。单侧夹持模块包括第一支架、爪钩、连接轴和第二支架。本发明专利技术利用齿轮齿条相配合，使得爪钩上提时被箱体上的两个滑块夹住，且外侧受到限位，从而保证了货箱装夹的可靠性，以适应航空运动中的复杂姿态。在卸货时只需要控制爪钩向下运动，即可使得爪钩受到的限位和夹紧消除，实现便捷地货物卸载。货物卸载。货物卸载。

【技术实现步骤摘要】
一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统


[0001]本专利技术属于货运旋翼无人机
，具体涉及一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]旋翼无人机技术成熟应用广泛，其航空运动机动灵活，是一种可搭载各种功能模块的多功能载具，尤其适用于开发空中交通，被广泛应用于农业，工业，物流，交通，军事等领域。然而，目前大型旋翼无人机在近程空中运载领域应用并不广泛，主要原因有空域开放问题，以及无人机运载全程安全性和可靠性问题。纵览无人机运载整个流程，依次分为初段的装货起飞、中段运载以及末段的降落卸货，需要解决问题的有自动化装卸过程的可靠性，无人机起降过程的可靠性，无人机飞行技术的可靠性。因此，在无人机技术自身可靠性技术保障下，针对大型外支足旋翼无人机的安全起降和自动化装卸过程，并保证提高工作效率，需要设计一种集合初末段起降装卸功能为一体的自动化平台，以及一种可靠的货物与无人机对接的结构。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种供旋翼无人机起降并搭载新型升降机机构的货运旋翼无人机停机坪平台。搭配一种毫米波雷达引导方法，搭配使用一种货箱锁定机构和机载抓取机构。
[0004]一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统，包括停机坪主体、货物输入输出部分和装卸货部分。所述的货物输入输出部分安装在停机坪主体的下方，用于将货物送上停机坪以及将无人机卸在停机坪上的货物输出。装卸货部分用于自动抓取和释放货物。
[0005]所述的装卸货部分包括安装在货箱两侧的两个锁位组件和安装在无人机上的装夹组件。锁位组件包括第一滑块、第三齿轮、第一齿轮、第二齿轮和第二滑块。第一滑块和第二滑块均与货箱的侧面形成滑动副。第二滑块位于第一滑块的上方。第一滑块上设置有第一齿条；第二滑块上设置有第二齿条。第一齿轮转动连接在货箱上。第三齿轮和第二齿轮同轴固定，并转动连接在货箱上。第三齿轮与第一齿条啮合；第二齿轮与第一齿轮啮合。第一齿轮与第二齿条啮合；第三齿轮的齿数大于第二齿轮的齿数。
[0006]所述的装夹组件包括机架和两个单侧夹持模块。两个单侧夹持模块分别设置在机架两侧。单侧夹持模块包括第一支架、爪钩、连接轴和第二支架。第一支架滑动连接在机架的端部，并由动力元件驱动；第二支架与第一支架构成转动副，并由动力元件驱动。爪钩滑动连接在第二支架并由动力元件驱动。两个爪钩在动力元件的驱动下能够进行横移、翻转和伸缩。
[0007]所述的装卸货部分装夹货箱的过程中，两个单侧夹持模块的爪钩分别伸入到货箱上的两个锁位组件的第一滑块与第二滑块之间；并带动第二滑块相对于货箱向上移动；在齿轮传动下，第一滑块以更快的速度向上移动，使得第一滑块与第二滑块的间距减小，直到
第一滑块与第二滑块夹紧爪钩。
[0008]作为优选，所述的爪钩上开设有锁定孔；机架上固定有第四液压缸；当爪钩翻转至竖直状态时，锁位孔与第四液压缸推出杆上的锁位块对齐；第四液压缸推出时，锁位块伸入锁位孔内，锁定爪钩的位置。
[0009]作为优选，所述的单侧夹持模还块包括第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸。第二液压缸的缸体与机架固定；第一液压缸的推出杆与第一支架固定；第一液压缸的缸体与第一支架转动连接，第二液压缸的推出杆与第二支架转动连接；第三液压缸的缸体与第二支架固定；第三液压缸的推出杆与爪钩固定。
[0010]作为优选，该能够实现自动装卸货的无人机货运系统，还包括无人机定位模块。无人机定位模块包括安装在停机坪主体上的三个毫米波雷达和安装在无人机上的若干个毫米波雷达信号接收机；三个毫米波雷达均设置停机坪主体顶面的边缘处，并呈正三角形排布；通过使用毫米波雷达信号接收机接收三个毫米波雷达发出的毫米波信号，获取无人机与三个毫米波雷达之间的距离，在降落过程判断无人机与停机坪主体的相对位置。
[0011]作为优选，所述的停机坪主体的顶面中心位置开设有装卸货通槽。所述的货物输入输出部分包括上输送段、中输送段、下输送段和位置切换机构。上输送段和下输送段的输送面均倾斜设置，且上输送段输送面高于下输送段的输送面。上输送段、中输送段和下输送段均采用无动力传送带。所述的位置切换机构驱动中输送段在三个工作位置之间切换。三个工作位置分别为无人机对接工作位置、输入工作位置、输出工作位置。中输送段处于无人机对接工作位置时，中输送段位于停机坪主体的装卸货通槽内。中输送段处于货箱输入工作位置时，中输送段的输入端与上输送段的输出端对接。中输送段处于货箱输出工作位置时，中输送段的输出端与下输送段的输入端对接。所述的中输送段上设置有传送带制动组件；中输送段处于无人机对接工作位置与输入工作位置之间时，传送带制动组件锁止中输送段上输送带。
[0012]作为优选，所述的位置切换机构包括第三推杆、第一推杆、第二推杆、货箱档杆、档杆弹簧、滚筒、滚轮和档杆弹簧卡。第二推杆的一端与底座构成转动副；第二推杆的另一端与中输送段远离上输送段的端部构成转动副。第三推杆滑动连接在底座上，并由动力元件驱动。第一推杆的一端与第三推杆转动连接。第一推杆的另一端与中输送段靠近上输送段的端部构成转动副。第二推杆上开设有滑槽。第一推杆的中部设置有销轴；销轴伸入滑槽内。通过调节第三推杆的位置，控制中输送段在三个工作位置之间切换。
[0013]作为优选，所述的传送带制动组件包括制动板、制动弹簧和解锁凸台。制动板的两端与中输送段滑动连接。解锁凸台固定在第一推杆上，并与制动板对齐。当中输送段处于输入工作位置与无人机对接工作位置之间时，制动板在制动弹簧的弹力作用下抵住中输送段上的传送带。当中输送段处于输入工作位置及输出工作位置时，制动板在解锁凸台的推动下与中输送段上的传送带分离。
[0014]作为优选，所述的位置切换机构还包括档杆限位座。档杆限位座固定在底座上。所述的中输送段上设置有货物阻挡组件。货物阻挡组件包括货箱档杆和档杆弹簧。货箱档杆包括阻挡杆和转动杆。转动杆的内端与中输送段两侧靠近上输送段的端部转动连接。两根转动杆的外端与阻挡杆的两端分别固定。阻挡杆到货箱档杆转动中心的距离大于中输送段靠近下输送段的端部到货箱档杆转动中心的距离。货箱档杆与中输送段之间设置有档杆弹
簧。货箱档杆与档杆限位座的位置对应。
[0015]所述的中输送段处于无人机对接工作位置与货箱输入工作位置之间时，货箱档杆的阻挡杆在档杆弹簧转动至高于中输送段顶面且低于货箱顶面的位置，阻挡中输送段上的货箱下滑。
[0016]所述的中输送段处于无人机对接工作位置时，货箱档杆在停机坪主体的阻挡下克服档杆弹簧的弹力，转动至低于中输送段顶面的位置。
[0017]所述的中输送段处于货箱输入工作位置与货箱输出工作位置之间时，货箱档杆受到档杆限位座的阻挡；中输送段处于货箱输出工作位置之间时，货箱档杆阻挡杆与中输送段顶面的距离大于货箱的高度。
[0018]作为优选，所述阻挡杆的外侧转动连接有滚筒。转动杆的外端的上侧安装有滚轮。
[0019]作为优选，所述的货物输入输出部分还包括联动让位组件。所述的联动让位组件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统，其特征在于：包括停机坪主体(8)、货物输入输出部分和装卸货部分(5)；所述的货物输入输出部分安装在停机坪主体(8)的下方，用于将货物送上停机坪以及将无人机卸在停机坪上的货物输出；装卸货部分(5)用于自动抓取和释放货物；所述的装卸货部分(5)包括安装在货箱两侧的两个锁位组件和安装在无人机上的装夹组件；锁位组件包括第一滑块(5
‑
1)、第一齿轮(5
‑
3)、第二齿轮(5
‑
14)、第三齿轮(5
‑
2)和第二滑块(5
‑
4)；第一滑块(5
‑
1)和第二滑块(5
‑
4)均与货箱的侧面形成滑动副；第二滑块(5
‑
4)位于第一滑块(5
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1)的上方；第一滑块(5
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1)上设置有第一齿条；第二滑块(5
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4)上设置有第二齿条；第一齿轮(5
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3)转动连接在货箱上；第三齿轮(5
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2)和第二齿轮(5
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14)同轴固定，并转动连接在货箱上；第三齿轮(5
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2)与第一齿条啮合；第二齿轮(5
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14)与第一齿轮(5
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3)啮合；第一齿轮(5
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3)与第二齿条啮合；第三齿轮(5
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2)的齿数大于第二齿轮(5
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14)的齿数；所述的装夹组件包括机架(5
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11)和两个单侧夹持模块；两个单侧夹持模块分别设置在机架(5
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11)两侧；单侧夹持模块包括第一支架(5
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5)、爪钩(5
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6)、连接轴(5
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7)和第二支架(5
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9)；第一支架(5
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5)滑动连接在机架(5
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11)的端部，并由动力元件驱动；第二支架(5
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9)与第一支架(5
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5)构成转动副，并由动力元件驱动；爪钩(5
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6)滑动连接在第二支架(5
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9)并由动力元件驱动；两个爪钩(5
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6)在动力元件的驱动下能够进行横移、翻转和伸缩；所述的装卸货部分(5)装夹货箱的过程中，两个单侧夹持模块的爪钩(5
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6)分别伸入到货箱上的两个锁位组件的第一滑块(5
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1)与第二滑块(5
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4)之间；并带动第二滑块(5
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4)相对于货箱向上移动；在齿轮传动下，第一滑块(5
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1)以更快的速度向上移动，使得第一滑块(5
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1)与第二滑块(5
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4)的间距减小，直到第一滑块(5
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1)与第二滑块(5
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4)夹紧爪钩(5
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6)。2.根据权利要求1所述的一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统，其特征在于：所述的爪钩(5
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6)上开设有锁定孔；机架上固定有第四液压缸(5
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13)；当爪钩(5
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6)翻转至竖直状态时，锁位孔与第四液压缸(5
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13)推出杆上的锁位块对齐；第四液压缸(5
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13)推出时，锁位块伸入锁位孔内，锁定爪钩(5
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6)的位置。3.根据权利要求1所述的一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统，其特征在于：所述的单侧夹持模还块包括第一液压缸、第二液压缸和第三液压缸；第一液压缸的缸体与机架固定；第一液压缸的推出杆与第一支架(5
‑
5)固定；第一液压缸的缸体与第一支架(5
‑
5)转动连接，第二液压缸的推出杆与第二支架(5
‑
9)转动连接；第三液压缸的缸体与第二支架(5
‑
9)固定；第三液压缸的推出杆与爪钩(5
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6)固定。4.根据权利要求1所述的一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统，其特征在于：还包括无人机定位模块；无人机定位模块包括安装在停机坪主体上的三个毫米波雷达和安装在无人机上的若干个毫米波雷达信号接收机；三个毫米波雷达均设置停机坪主体顶面的边缘处，并呈正三角形排布；通过使用毫米波雷达信号接收机接收三个毫米波雷达发出的毫米波信号，获取无人机与三个毫米波雷达之间的距离，在降落过程判断无人机与停机坪主体的相对位置。5.根据权利要求1所述的一种能够实现自动装卸货的无人机货运系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王款，王云，燕国良，王翔，何流，黄依凡，巩磊，舒志强，虞昊翔，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：