一种可变性能的弹簧气缸及其无人机对接装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种可变性能的弹簧气缸及其无人机对接装置，弹簧气缸本体包括气缸内腔，气缸内腔沿其活塞杆滑动方向上的两端分别连通有第一连接管路，伺服阀包括用于气缸内腔连通大气降低其刚度的第一连通位、用于气缸内腔断开与大气连通增强其刚度的封堵位，第一连通位和封堵位可切换设置并分别与各第一连接管路连通，通过伺服阀动作使得气缸内腔连通第一连通位，第一连通位中的第一连通位管路与外界大气接通，此时弹簧气缸的刚度单独由其内侧弹簧自身的刚度提供，通过伺服阀动作使得气缸内腔接通封堵位，此时气缸内腔处于关闭状态，气缸内腔中被封闭的气体自身具有刚度，那么此时弹簧气缸的刚度由弹簧刚度和封闭气体的刚度复合而成。复合而成。复合而成。

【技术实现步骤摘要】
一种可变性能的弹簧气缸及其无人机对接装置


[0001]本专利技术涉及无人机对接
，特别是涉及一种可变性能的弹簧气缸及其无人机对接装置。

技术介绍

[0002]无人机对接装置是一种将无人机捕获并固定在特定平台的智能设备，无人机对接装置既具有与无人机安全对接的能力，又具有将无人机放置到指定位置的能力。无人机在任务结束返航后，一般由车辆、船舶等移动母体进行对接回收。但是，由于风浪、路面等环境因素的影响，无人机和母体之间会产生颠簸。回收母体的刚度过大，与无人机的碰撞会损坏无人机；回收母体刚度过小，在无人机的回收期间装置会出现失稳现象。因此，现有技术有待发展。中国专利公开号CN202011493156提出了一种利用推杆升降的对接装置。但在推杆升降具有明显的缺点；刚度较大且无法变化，刚性对接产生的颠簸可能会损坏无人机。中国专利公开号CN201710286228提出了一种利用电磁吸附原理进行对接的装置，这种方式对接作用距离小，产生的磁场可能干扰无人机通讯。
[0003]目前无人机对接装置主要包括机箱、舱盖、升降台、无人机锁紧装置、调平机构、充电器、摄像头、传感器等结构。舱盖用于对接装置的保护，升降台用于无人机的停靠，无人机锁紧装置用于无人机的锁紧，调平机构用于对接时对接装置的位姿调整，充电器用于无人机的充电，摄像头、传感器用于对无人机状态的监控。无人机对接装置在接收到对接指令时，其舱盖打开，升降台伸出，调平机构在摄像头和传感器的辅助下调整自身姿态等待无人机进行对接，当对接装置与无人机实现对接后，无人机锁紧装置锁紧无人机以防止无人机相对于对接装置产生晃动甚至脱离，然后充电装置给无人机充电。
[0004]巴西的TideWise公司与船用稳定平台供应商STABLE合作的海上无人机对接装置通过无人机和对接装置同时进行位置调控来说实现对接，无人机对接装置通过稳定平台的控制来保持装置的稳定性，无人机通过视觉引导调整自身姿态，以保证无人机相对于对接装置的位姿，使无人机与对接装置之间保持除垂直方向外其他方向的相对静止以实现无人机能够相对垂直地降落在对接平台上。但是，无人机的姿态调整和稳定平台的稳定性控制下的无人机对接有其缺陷，当风浪较大时，无人机对接装置姿态的变化较快，无人机受到的扰动也更剧烈，无人机很难迅速并精确地调整姿态，也更容易与对接装置产生碰撞。因此，仅通过视觉引导的无人机姿态调整很难完成对接装置，需要对接装置也具有一些主动对接的功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种可变性能的弹簧气缸及其无人机对接装置，以解决上述现有技术存在的问题，以气压传动为基础的构型，能够迅速响应并能够变刚度，保证对接过程的快速性、稳定性和安全性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种可变性能的弹簧气缸，
包括弹簧气缸本体、用于控制所述弹簧气缸本体与大气连通的伺服阀，所述弹簧气缸本体包括气缸内腔，所述气缸内腔沿其活塞杆滑动方向上的两端分别连通有第一连接管路，所述伺服阀包括用于所述气缸内腔连通大气降低其刚度的第一连通位、用于所述气缸内腔断开与大气连通增强其刚度的封堵位，所述第一连通位和所述封堵位可切换设置并分别与各所述第一连接管路连通，所述第一连通位上设有连通各所述第一连接管路和大气的第一连通位管路，所述封堵位上设有阻断各所述第一连接管路和大气连通的断路。
[0007]优选的，所述伺服阀连接有换向阀，所述换向阀和所述伺服阀之间连通有两第二连接管路，所述换向阀包括用于所述气缸内腔连通高压气调节活塞杆伸长量的第二连通位、与大气相连通的第三连通位，所述第二连通位上设有分别连通两第二连接管路和高压气源的高压进气路和高压回气路，所述第三连通位上设有同步连通两所述第二连接管路和大气的大气通路。
[0008]优选的，所述第一连通位包括分别驱动活塞杆伸出和回缩的正连通位和反连通位，所述第一连通位管路包括两组分别设置在所述正连通位和所述反连通位中的进气路和出气路，两组所述进气路和所述出气路通入两所述第一连接管路的方向相反。
[0009]优选的，所述正连通位和所述反连通位均配套有用于调节进气压力的调节机构，各所述调节机构与各所述第一连接管路相连通。
[0010]优选的，所述高压气源包括储气罐及与所述储气罐相连通的高压气泵，所述高压气泵连通在所述储气罐和所述第二连通位之间。
[0011]还提供一种无人机对接装置，包括机箱、若干活塞杆朝上且轴心竖直设置的所述弹簧气缸，各所述弹簧气缸沿竖直方向同轴串联，相邻两所述弹簧气缸之间，位于下方的所述弹簧气缸端部处设有固定架，所述固定架上设有供上方的所述弹簧气缸滑动的导轨，且下方所述弹簧气缸的活塞杆连接在上方所述弹簧气缸的缸体上，所述无人机对接在最上方的所述弹簧气缸的活塞杆上。
[0012]优选的，所述机箱上设有用于锁紧所述无人机的锁紧机构，所述锁紧机构与最上方所述弹簧气缸的活塞杆的端部正对设置。
[0013]优选的，所述机箱的顶部设有用于封堵所述机箱的滑盖。
[0014]优选的，所述弹簧气缸的缸体外壁上设有沿竖直方向延伸的导轨槽，所述导轨滑动穿设在所述导轨槽中。
[0015]优选的，所述气缸腔气缸内滑动设有活塞，所述气缸腔气缸内腔的一端穿设有用于连接待支撑物的活塞杆，且所述活塞杆与所述活塞相连接，另一端与所述活塞之间连接有弹簧。
[0016]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0017]第一，弹簧气缸本体包括气缸内腔，气缸内腔沿其活塞杆滑动方向上的两端分别连通有第一连接管路，伺服阀包括用于气缸内腔连通大气降低其刚度的第一连通位、用于气缸内腔断开与大气连通增强其刚度的封堵位，第一连通位和封堵位可切换设置并分别与各第一连接管路连通，第一连通位上设有连通各第一连接管路和大气的第一连通位管路，封堵位上设有阻断各第一连接管路和大气连通的断路，通过伺服阀动作使得气缸内腔连通第一连通位，由于第一连通位中的第一连通位管路与外界大气接通，此时弹簧气缸的刚度单独由其内侧弹簧自身的刚度提供，进而通过伺服阀动作使得气缸内腔接通封堵位，由于
封堵位断开气缸内腔和大气的接通，此时气缸内腔处于关闭状态，气缸内腔中被封闭的气体自身具有刚度，那么此时弹簧气缸的刚度由弹簧刚度和封闭气体的刚度复合而成。
[0018]第二，伺服阀连接有换向阀，换向阀和伺服阀之间连通有两第二连接管路，换向阀包括用于气缸内腔连通高压气调节活塞杆伸长量的第二连通位、与大气相连通的第三连通位，第二连通位上设有分别连通两第二连接管路和高压气源的高压进气路和高压回气路，第三连通位上设有同步连通两第二连接管路和大气的大气通路，通过换向阀动作并切换至第三连通位，使得第三接通位上的大气通路接通第二连接管路和大气，进而通过伺服阀动作，以切换气缸内腔和大气的连通或断开，通过换向阀动作并切换至第二连通位，使得第二连通位上的高压进气路和高压回气路接通第二连接管路和高压气，进而通过伺服阀动作，以切换连通位使得气缸内腔与高压进气路和高压回气路接通，利用高压气推动活本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可变性能的弹簧气缸，其特征在于，包括弹簧气缸本体、用于控制所述弹簧气缸本体与大气连通的伺服阀，所述弹簧气缸本体包括气缸内腔，所述气缸内腔沿其活塞杆滑动方向上的两端分别连通有第一连接管路，所述伺服阀包括用于所述气缸内腔连通大气降低其刚度的第一连通位、用于所述气缸内腔断开与大气连通增强其刚度的封堵位，所述第一连通位和所述封堵位可切换设置并分别与各所述第一连接管路连通，所述第一连通位上设有连通各所述第一连接管路和大气的第一连通位管路，所述封堵位上设有阻断各所述第一连接管路和大气连通的断路。2.根据权利要求1所述的可变性能的弹簧气缸，其特征在于，所述伺服阀连接有换向阀，所述换向阀和所述伺服阀之间连通有两第二连接管路，所述换向阀包括用于所述气缸内腔连通高压气调节活塞杆伸长量的第二连通位、与大气相连通的第三连通位，所述第二连通位上设有分别连通两第二连接管路和高压气源的高压进气路和高压回气路，所述第三连通位上设有同步连通两所述第二连接管路和大气的大气通路。3.根据权利要求2所述的可变性能的弹簧气缸，其特征在于，所述第一连通位包括分别驱动活塞杆伸出和回缩的正连通位和反连通位，所述第一连通位管路包括两组分别设置在所述正连通位和所述反连通位中的进气路和出气路，两组所述进气路和所述出气路通入两所述第一连接管路的方向相反。4.根据权利要求3所述的可变性能的弹簧气缸，其特征在于，所述正连通位和所述反连通位均配套有用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮阳军，余睿，易进，罗均，蒲华燕，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：