小型直升机的气动式自动抓取/投放系统技术方案

技术编号:7698148 阅读:278 留言:0更新日期:2012-08-22 20:21
因为直升机悬停时受风的影响,尤其是近地悬停时受地面效应的影响,悬停不可能完全稳定,所以抓取机构的反应要足够快,而抓取的力量越大,所能抓住的物品的重量越大,且物品在被抓后不易脱落。本发明专利技术的小型直升机的气动式自动抓取/投放系统解决了抓取机构的抓取自动化问题、抓取机构的抓取速度及力量问题,还解决了抓取机构的重量问题。本发明专利技术提供了一种小型直升机的气动式自动抓取/投放系统,其特征在于包括:基座;安装在基座上的两个气动作动筒;两个夹板,用于夹持所要抓取/投放的对象;两个L型连杆,其各自的一端分别与所述两个气动作动筒相连;其各自的另一端分别与两个普通连杆相连;所述两个普通连杆,用于分别连接所述夹板和所述L型连杆。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人驾驶飞行器部件的设计,属于机械设计领域
技术介绍
近年来,无人机的发展突飞猛迸。其中无人直升机由于其起降场地适应性强,机动性高而尤其的到大規模的应用。随着无人机技术的发展,无人直升机的起降重量也有了较大的提高,尤其是近年来,一些可以附帯较大有效载荷的无人直升运输机的问世,更是拓宽了无人直升机的用途。无人直升机在航拍,搜救,电路巡线等方面的应用越来越广泛。其广泛的用途也提出了对无人直升机更高的要求。如在救援方面,对无人机的要求不仅仅局限于侦察航拍,还希望无人直升机具有发现待救者并将救援物资送往待救者处的能力。在农业及航拍等方面,不仅要求直升机进行单纯的航拍,还希望无人直升机能够取回ー些农业样本进行分析。这都要求无人机具有自动抓取以及投放物品的功能。本专利技术g在实现无人直升机的自动抓取及投放功能,使得无人直升机能够自动完成加载(抓取),及卸载(投放)动作。
技术实现思路
根据本专利技术的ー个方面,解决了抓取的自动化问题,即实现了自动抓取动作。根据本专利技术的另ー个方面,解决了抓取机构的抓取速度及力量问题。因为直升机在悬停时受风的影响,尤其是近地悬停时受地面效应的影响,其悬停不可能完全稳定,所以抓取机构的反应要足够快,否则会错过稍纵即逝的抓取时机,而抓取的力量越大,机构所能抓住的物品的重量越大,且物品在被抓后不易脱落。根据本专利技术的又ー个方面,解决了抓取机构的重量问题。无人直升机一般有效载荷有限,所以抓取机构应尽量的轻以提高飞机的有效载荷。 本专利技术提供了ー种小型直升机的气动式自动抓取/投放系统,其特征在于包括基座;安装在基座上的两个气动作动筒;两个夹板,用于夹持所要抓取/投放的对象,两个L型连杆,其各自的一端分别与所述两个气动作动筒相连;其各自的另一端分别与两个普通连杆相连;所述两个普通连杆,用于分别连接所述夹板和所述L型连杆。附图说明图I是根据本专利技术的一个实施例的抓取机构结构示意图。图2是根据本专利技术的一个实施例的抓取机构结构示意图。图3是根据本专利技术的一个实施例的抓取机构工作示意图(投放状态)。图4是根据本专利技术的一个实施例的抓取机构工作示意图(抓取状态)。图5是根据本专利技术的一个实施例的抓取机构与直升机装配后效果图。具体实施例方式以下结合附图说明本专利技术的实施例。图I与图2为根据本专利技术的一个实施例的物资抓取/投放机构的示意图,图3和4显示了其工作状态,下面结合图1-4进行说明。气动式物资抓取/投放机构通过光电感应器机构(5,7)发现物品,并操纵抓取机构进行抓取动作。气动作动筒(I)的运动方向与夹板(4)夹取方向相垂直。L型连杆(3) 的一端与气动作动筒(I)相连,另一端通过普通连杆(2)连接夹板(4),从而增大夹板(4)的行程。气动式自动抓取机构装配于直升机上,其效果如图5。假设直升机在进行救援任务。首先通过直升机上所搭载的摄像头进行侦察,发现待救者后,直升机向指挥所报告待救者位置(通过机载GPS实现),并返回基地,抓取救援物资(食物,水等),再快速返回待救者处,并将救援物资投放给待救者。有如进行农业灾害探測任务。首先通过直升机上机载的红外摄像头发现受灾农田,直升机降落至受灾农田处,抓取植物样本,并返回基地进行分析。本专利技术的气动式自动抓取机构具有以下几个特点首先,可解决夹取范围太小的问题;其次,可以看出根据杠杆原理,夹板⑷的线速度大于气动作动筒⑴运动的线速度,使得夹板(4)的反应更加迅速;第三,当抓取机构闭合时接近死点结构,此时夹取方向上的カ通过L型连杆(3)传到气动作动筒的分力很小,有效保护了气动作动筒(I)。为了实现每个夹板左右的运动统一,不至于因为左右两边运动不同步而卡住,如图3和4所示,在根据本专利技术的一个实施例中,将夹板(4)与基座之间两个连杆(8)的拐弯处的合页用钢丝(10)固连,这样将之前的一个多边形分为两个平行四边形,保证了夹板(4)的同歩。前后两桥通过铝制起落架(6)连接。整个机构的气动功能,可通过采用诸如机器人上普遍使用的电磁阀(未显示)对气动作动筒(I)的伸縮进行控制来实现。根据本专利技术的一个实施例,该电磁阀为低压供电,通过两个信号线的短路与否实现气动作动筒(I)的伸缩控制。根据本专利技术的一个实施例,整个机构的两个气动作动筒(I)由一个气瓶(9)供气,由一个所述电磁阀进行控制,从而在保证机构运行稳定的前提下尽可能的使线路和气路简单化。本专利技术的有益效果包括-抓取动作不用人为操作,完全实现了自动化;-由于使用气动作动筒驱动抓取机构,所以抓取速度较快,反应灵敏;-气动驱动较之以往的电动伺服机驱动有可靠性高,重量轻的优点;-整个机构的高度很低,与直升机自身的起落架高度差别小,故对直升机重心影响小,侧面的迎风面积小,从而保证了直升机的操纵性及抗风性。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.小型直升机的气动式自动抓取/投放系统,其特征在于包括 基座; 安装在基座上的两个气动作动筒(I); 两个夹板(4),用于夹持所要抓取/投放的对象; 两个L型连杆(3),其各自的一端分别与所述两个气动作动筒(I)相连;其各自的另ー端分别与两个普通连杆(2)相连; 所述两个普通连杆(2),用于分别连接所述夹板(4)和所述L型连杆(3)。2.根据权利要求I的气动式自动抓取/役放系统,其特征在于进一歩包括 光电感应器机构(5,7),用于发现所要抓取的对象。3.根据权利要求I的气动式自动抓取/役放系统,其特征在于进一歩包括 分别设置在所述两个夹板(4)与基座之间的两对连杆(8),每个所述连杆(8)包括ー个合页, 分别固连所述两对连杆(8)的合页的钢丝(10),以保证所述两个夹板(4)的同歩。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员:马家骏张谦马聪万志强王耀坤刘耘臻
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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