一種用于無人直升機(jī)的貨物投放裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于無人直升機(jī)的貨物投放裝置，包括支架、球形容器、環(huán)形托架，所述支架（1）頂部與無人機(jī)腹部（2）固定連接，下部設(shè)置有小軸（3）和環(huán)形托架行程監(jiān)控裝置，所述小軸（3）的一端與環(huán)形托架（4）連接，另一端通過聯(lián)軸器（5）與電氣控制系統(tǒng)相連接，所述球形容器（6）設(shè)置在環(huán)形托架（4）上。將該貨物投放裝置安裝在無人直升機(jī)腹部，通過無人機(jī)電腦系統(tǒng)或遠(yuǎn)程電腦控制可使原來不能運輸貨物的無人直升機(jī)，具備裝載、運輸和投放貨物的能力，并且可以準(zhǔn)確的顯示出投放狀態(tài)，因此本貨物投放裝置可廣泛用于軍事，如向敵方投擲攻擊性武器，也可以用于民用，如搶險救災(zāi)，運送急救物資、藥品等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】一種用于無人直升機(jī)的貨物投放裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及投放裝置領(lǐng)域，尤其是一種用于無人直升機(jī)的貨物投放裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]無人直升機(jī)，是無人駕駛的飛行器一種。由于其具有起飛和著陸場地小，能垂直起降，能空中懸停，能向任何一個方向靈活飛行等獨特的優(yōu)勢，已被廣泛應(yīng)用在災(zāi)情監(jiān)測，地質(zhì)勘探，搶險救災(zāi)等場所，但是由于目前無人直升機(jī)缺少專用的貨物投放裝置，因此還不能完全承擔(dān)全天候的裝載、運輸和投放貨物的工作，極大的限制了無人直升機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的無人直升機(jī)的貨物投放裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種用于無人直升機(jī)的貨物投放裝置，包括支架、球形容器、環(huán)形托架，其特征在于:所述支架頂部與無人機(jī)腹部固定連接，下部設(shè)置有小軸和環(huán)形托架行程監(jiān)控裝置，所述小軸的一端與環(huán)形托架連接，另一端通過聯(lián)軸器與電氣控制系統(tǒng)相連接，所述電氣控制系統(tǒng)由電動機(jī)、減速器、電氣控制裝置組成，所述球形容器設(shè)置在環(huán)形托架上，所述環(huán)形托架行程監(jiān)控裝置為設(shè)置在支架上的行程開關(guān)或接近開關(guān)。
[0005]所述球形容器由上下兩個半球形殼體通過螺栓固定構(gòu)成，其內(nèi)設(shè)置有緩沖材料。
[0006]所述行程開關(guān)設(shè)置在支架上的小軸安裝孔的上下兩側(cè)。
[0007]所述接近開關(guān)設(shè)置在支架上的小軸安裝孔的上下兩側(cè)。
[0008]所述電氣控制裝置包括手動控制電機(jī)電路、自動控制電機(jī)電路、環(huán)形托架狀態(tài)輸出信號電路。
[0009]所述手動控制電機(jī)電路由手動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路和手動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路組成；
所述手動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路由保險絲F1、點動開關(guān)S1、多路開關(guān)ST2、繼電器K2串聯(lián)的電路與由保險絲F1、多路開關(guān)ST1、繼電器Kl串聯(lián)的電路與由保險絲F1、繼電器開關(guān)K12、電機(jī)M、繼電器開關(guān)K21、繼電器開關(guān)K14串聯(lián)的電路并聯(lián)組成；
所述手動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路由保險絲F1、點動開關(guān)S1、多路開關(guān)ST2、繼電器K2串聯(lián)的電路與由保險絲F1、多路開關(guān)ST1、繼電器Kl串聯(lián)的電路與由保險絲F1、繼電器開關(guān)K11、繼電器開關(guān)K21、電機(jī)M、繼電器開關(guān)Kl3串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。
[0010]所述自動控制電機(jī)電路由自動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路和自動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路組成；
所述自動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路由多路開關(guān)ST2和繼電器K2串聯(lián)的電路與由多路開關(guān)STl和繼電器Kl串聯(lián)的電路與由保險絲F1、繼電器開關(guān)K12、電機(jī)M、繼電器開關(guān)K21、繼電器開關(guān)K14串聯(lián)的電路并聯(lián)組成； 所述自動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路由多路開關(guān)ST2和繼電器K2串聯(lián)的電路與由多路開關(guān)STl和繼電器Kl串聯(lián)的電路與由保險絲F1、繼電器開關(guān)KU、繼電器開關(guān)K21、電機(jī)M、繼電器開關(guān)K13串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。
[0011]所述環(huán)形托架狀態(tài)輸出信號電路包括環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最高位時的輸出信號電路、環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最低位時的輸出信號電路、環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到中間位時的輸出信號電路；
所述環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最高位時的輸出信號電路是由保險絲F1、行程開關(guān)KS11、電阻R1、穩(wěn)壓管Tl組成串聯(lián)電路；
所述環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最低位時的輸出信號電路是由保險絲F1、行程開關(guān)KS21、電阻R2、穩(wěn)壓管T2組成串聯(lián)電路；
所述環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到中間位時的輸出信號電路由行程開關(guān)KS12、電阻R1、穩(wěn)壓管Tl串聯(lián)的電路與由行程開關(guān)KS22、電阻R2、穩(wěn)壓管T2串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。
[0012]所述電氣控制裝置包括單片機(jī)和直流電機(jī)驅(qū)動模塊。
[0013]所述單片機(jī)與直流電機(jī)驅(qū)動模塊和接近開關(guān)相連接，所述直流電機(jī)驅(qū)動模塊與電動機(jī)和電源相連。
[0014]本發(fā)明可以取得以下有益技術(shù)效果:將貨物投放裝置安裝在無人直升機(jī)腹部，通過無人機(jī)電腦系統(tǒng)或遠(yuǎn)程電腦控制可使原來不能運輸貨物的無人直升機(jī)，具備裝載、運輸和投放貨物的能力，并且可以準(zhǔn)確的顯示出投放狀態(tài)，因此本貨物投放裝置可廣泛用于軍事，如向敵方投擲攻擊性武器，也可以用于民用，如搶險救災(zāi)，運送急救物資、藥品等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是貨物投放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是裝載球形容器后的貨物投放裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明貨物投放裝置控制系統(tǒng)原理的方框圖；
圖4是采用繼電器對貨物投放裝置進(jìn)行控制的電路原理圖；
圖5是采用單片機(jī)對貨物投放裝置進(jìn)行控制的電路方框圖。
具體實施例
[0016]下面結(jié)合附圖1、2和【具體實施方式】對本發(fā)明貨物投放裝置的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
一種用于無人直升機(jī)的貨物投放裝置，包括支架、球形容器、環(huán)形托架，其特征在于:所述支架I頂部與無人機(jī)腹部2固定連接，下部設(shè)置有小軸3和環(huán)形托架行程監(jiān)控裝置，所述小軸3的一端與環(huán)形托架4活動連接，另一端通過聯(lián)軸器5與電氣控制系統(tǒng)相連接，所述電氣控制系統(tǒng)由電動機(jī)7、減速器8、電氣控制裝置9組成，所述球形容器6設(shè)置在環(huán)形托架4上，所述環(huán)形托架行程監(jiān)控裝置為設(shè)置在支架I上的行程開關(guān)10或接近開關(guān)11。
[0017]所述球形容器6由上下兩個半球形殼體通過螺栓固定構(gòu)成，其內(nèi)設(shè)置有緩沖材料。
[0018]下面結(jié)合附圖3對本發(fā)明貨物投放裝置控制系統(tǒng)原理作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
本發(fā)明通過地面操作人員或無人直升機(jī)主控單元向無人直升機(jī)的I/o接口發(fā)送使能信號和正反轉(zhuǎn)信號，然后通過電器控制裝置9控制電動機(jī)7的轉(zhuǎn)動方向，同時通過環(huán)形托架行程監(jiān)控裝置(傳感器)向無人直升機(jī)主控單元發(fā)送環(huán)形托架4的轉(zhuǎn)動位置信息，并最終發(fā)送到地面控制器，使操作人員根據(jù)狀態(tài)信號能夠判定是否執(zhí)行了貨物投放操作。
[0019]下面結(jié)合附圖4對本發(fā)明采用繼電器對貨物投放裝置進(jìn)行控制的原理作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
首先將所述行程開關(guān)10設(shè)置在小軸3安裝孔的上下兩側(cè)。
[0020]所述電氣控制裝置9包括手動控制電機(jī)電路、自動控制電機(jī)電路、環(huán)形托架狀態(tài)輸出信號電路。
[0021]所述手動控制電機(jī)電路由手動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路和手動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路組成；
所述手動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路由保險絲F1、點動開關(guān)S1、多路開關(guān)ST2、繼電器K2串聯(lián)的電路與由保險絲F1、多路開關(guān)ST1、繼電器Kl串聯(lián)的電路與由保險絲F1、繼電器開關(guān)K12、電機(jī)M、繼電器開關(guān)K21、繼電器開關(guān)K14串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。將多路開關(guān)ST2打到上位、多路開關(guān)STl打到中位后，接通電源按下點動開關(guān)SI，繼電器K2得電，繼電器開關(guān)K21閉合，繼電器Kl失電，繼電器開關(guān)K12和繼電器開關(guān)K14閉合，電機(jī)M反向轉(zhuǎn)動。
[0022]所述手動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路由保險絲Fl、點動開關(guān)S1、多路開關(guān)ST2、繼電器K2串聯(lián)的電路與由保險絲F1、多路開關(guān)ST1、繼電器Kl串聯(lián)的電路與由保險絲F1、繼電器開關(guān)KU、繼電器開關(guān)K21、電機(jī)M、繼電器開關(guān)K13串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。將多路開關(guān)ST2打到上位、多路開關(guān)STl打到上位后，接通電源按下點動開關(guān)SI后，繼電器K2得電，繼電器開關(guān)K21閉合,繼電器Kl得電,繼電器開關(guān)Kll和繼電器開關(guān)K13閉合，電機(jī)M正向轉(zhuǎn)動。
[0023]所述自動控制電機(jī)電路由自動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路和自動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路組成；
所述自動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路由多路開關(guān)ST2和繼電器K2串聯(lián)的電路與由多路開關(guān)STl和繼電器Kl串聯(lián)的電路與由保險絲F1、繼電器開關(guān)K12、電機(jī)M、繼電器開關(guān)K21、繼電器開關(guān)K14串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。將多路開關(guān)ST2打到下位與無人直升機(jī)的I/O控制的使能線相連、多路開關(guān)STl打到下位與無人直升機(jī)的I/O控制的正反轉(zhuǎn)控制線相連后，當(dāng)使能線輸出高電平、正反轉(zhuǎn)線輸出低電平時，繼電器K2得電，繼電器開關(guān)K21閉合，繼電器Kl失電，繼電器開關(guān)K12和繼電器開關(guān)K14閉合，電機(jī)M反向轉(zhuǎn)動。
[0024]所述自動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路由多路開關(guān)ST2和繼電器K2串聯(lián)的電路與由多路開關(guān)STl和繼電器Kl串聯(lián)的電路與由保險絲F1、繼電器開關(guān)KU、繼電器開關(guān)K21、電機(jī)M、繼電器開關(guān)K13串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。將多路開關(guān)ST2打到下位與無人直升機(jī)的I/O控制的使能線相連、多路開關(guān)STl打到下位與無人直升機(jī)的I/O控制的正反轉(zhuǎn)控制線相連后，當(dāng)使能線輸出高電平、正反轉(zhuǎn)線輸出高電平時，繼電器K2得電，繼電器開關(guān)K21閉合，繼電器Kl得電，繼電器開關(guān)Kll和繼電器開關(guān)K13閉合，電機(jī)M正向轉(zhuǎn)動。
[0025]所述環(huán)形托架狀態(tài)輸出信號電路包括環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最高位時的輸出信號電路、環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最低位時的輸出信號電路、環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到中間位時的輸出信號電路；
所述環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最高位時的輸出信號電路是由保險絲F1、行程開關(guān)KS11、電阻R1、穩(wěn)壓管Tl組成串聯(lián)電路；
所述環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最低位時的輸出信號電路是由保險絲(F1)、行程開關(guān)KS21、電阻R2、穩(wěn)壓管T2組成串聯(lián)電路；
所述環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到中間位時的輸出信號電路由行程開關(guān)KS12、電阻R1、穩(wěn)壓管Tl串聯(lián)的電路與由行程開關(guān)KS22、電阻R2、穩(wěn)壓管Τ2串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。
[0026]當(dāng)環(huán)形托架4轉(zhuǎn)動到最高位撥動設(shè)置在小軸3安裝孔上側(cè)的行程開關(guān)10時，行程開關(guān)KS12斷開、行程開關(guān)KSll閉合、行程開關(guān)KS22閉合，狀態(tài)信號I為高電平、狀態(tài)信號2為低電平；當(dāng)環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最低位撥動設(shè)置在小軸3安裝孔下側(cè)的行程開關(guān)10時，行程開關(guān)KS22斷開、行程開關(guān)KS21閉合、行程開關(guān)KS12閉合，狀態(tài)信號2為高電平、狀態(tài)信號I為低電平；當(dāng)環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到中間位時，行程開關(guān)KS12閉合，行程開關(guān)KS22閉合，狀態(tài)信號I和2都為低電平。
[0027]下面結(jié)合附圖5對本發(fā)明采用單片機(jī)對貨物投放裝置進(jìn)行控制的原理作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
首先將所述接近開關(guān)11設(shè)置在小軸3安裝孔的上下兩側(cè)。
[0028]所述電氣控制裝置9包括單片機(jī)12和直流電機(jī)驅(qū)動模塊13。
[0029]所述單片機(jī)12與直流電機(jī)驅(qū)動模塊13和接近開關(guān)11相連接，所述直流電機(jī)驅(qū)動模塊13與電動機(jī)7和電源相連。
[0030]脈沖寬度調(diào)制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的縮寫。PWM常被用于直流負(fù)載回路中，用于直流電動機(jī)調(diào)速。PWM的工作原理是，通過改變輸出方波的占空比使負(fù)載上的平均電流功率在0-100%變化，從而調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0031]圖中5單片機(jī)12與直流電機(jī)控制模塊13連接，直流電機(jī)控制模塊13再與直流電動機(jī)7連接，直流電機(jī)驅(qū)動模塊13給單片機(jī)12提供5V電源，兩者共用一個地；單片機(jī)12向直流電機(jī)驅(qū)動模塊13發(fā)送PWM信號和兩個數(shù)字信號，這些信號的不同的組合方式?jīng)Q定電機(jī)的控制方式。電機(jī)的控制方式包括全速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，調(diào)速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，制動(使電機(jī)快速停止轉(zhuǎn)動)，懸空(使電機(jī)兩端的電壓變?yōu)榱?，電機(jī)的控制信號邏輯見下表。
[0032]接近開關(guān)11與單片機(jī)12連接，當(dāng)環(huán)形托架4轉(zhuǎn)動到最高或最低位置時，接近開關(guān)11輸出電平由高電平轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?；?dāng)托架離開最高或最低位置時，接近開關(guān)輸出電平又回到高電平。
[0033]接近開關(guān)11的電平信號傳送給單片機(jī)12，然后通過無人直升機(jī)的I/O接口傳輸?shù)綗o人直升機(jī)主控單元后發(fā)送到地面控制器，操作人員根據(jù)這些狀態(tài)信號，能夠了解托架的轉(zhuǎn)動位置信息，判斷是否執(zhí)行了貨物投放操作。
[0034]電機(jī)的控制信號邏輯表
【權(quán)利要求】
1.一種用于無人直升機(jī)的貨物投放裝置，包括支架、球形容器、環(huán)形托架，其特征在于:所述支架(1)頂部與無人機(jī)腹部(2 )固定連接，下部設(shè)置有小軸(3 )和環(huán)形托架行程監(jiān)控裝置，所述小軸(3)的一端與環(huán)形托架(4)連接，另一端通過聯(lián)軸器(5)與電氣控制系統(tǒng)相連接，所述電氣控制系統(tǒng)由電動機(jī)(7)、減速器(8)、電氣控制裝置(9)組成，所述球形容器(6)設(shè)置在環(huán)形托架(4)上，所述環(huán)形托架行程監(jiān)控裝置為設(shè)置在支架(1)上的行程開關(guān)(10)或接近開關(guān)(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨物投放裝置，其特征在于:所述球形容器(6)由上下兩個半球形殼體通過螺栓固定構(gòu)成，其內(nèi)設(shè)置有緩沖材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨物投放裝置，其特征在于:所述行程開關(guān)(10)設(shè)置在支架(I)上的小軸(3)安裝孔的上下兩側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的貨物投放裝置，其特征在于:所述接近開關(guān)(11)設(shè)置在支架(I)上的小軸(3)安裝孔的上下兩側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的貨物投放裝置，其特征在于:所述電氣控制裝置(9) 包括手動控制電機(jī)電路、自動控制電機(jī)電路、環(huán)形托架狀態(tài)輸出信號電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的貨物投放裝置，其特征在于:所述手動控制電機(jī)電路由手動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路和手動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路組成； 所述手動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路由保險絲(F1)、點動開關(guān)(SI)、多路開關(guān)(ST2)、繼電器(K2)串聯(lián)的電路與由保險絲(F1)、多路開關(guān)(ST1)、繼電器(Kl)串聯(lián)的電路與由保險絲(F1)、繼電器開關(guān)(K12)、電機(jī)(M)、繼電器開關(guān)(K21)、繼電器開關(guān)(K14)串聯(lián)的電路并聯(lián)組成； 所述手動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路由保險絲(F1)、點動開關(guān)(SI)、多路開關(guān)(ST2)、繼電器(K2)串聯(lián)的電路與由保險絲(F1)、多路開關(guān)(ST1)、繼電器(Kl)串聯(lián)的電路與由保險絲(F1)、繼電器開關(guān)(K11)、繼電器開關(guān)(K21)、電機(jī)(M)、繼電器開關(guān)(K13)串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的貨物投放裝置，其特征在于:所述自動控制電機(jī)電路由自動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路和自動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路組成； 所述自動控制電機(jī)反轉(zhuǎn)電路由多路開關(guān)(ST2)和繼電器(K2)串聯(lián)的電路與由多路開關(guān)(STl)和繼電器(Kl)串聯(lián)的電路與由保險絲(F1)、繼電器開關(guān)(K12)、電機(jī)(M)、繼電器開關(guān)(K21)、繼電器開關(guān)(K14)串聯(lián)的電路并聯(lián)組成； 所述自動控制電機(jī)正轉(zhuǎn)電路由多路開關(guān)(ST2)和繼電器(K2)串聯(lián)的電路與由多路開關(guān)(STl)和繼電器(Kl)串聯(lián)的電路與由保險絲(F1)、繼電器開關(guān)(K11)、繼電器開關(guān)(K21)、電機(jī)(M)、繼電器開關(guān)(K13)串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的貨物投放裝置，其特征在于:所述環(huán)形托架狀態(tài)輸出信號電路包括環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最高位時的輸出信號電路、環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最低位時的輸出信號電路、環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到中間位時的輸出信號電路； 所述環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最高位時的輸出信號電路是由保險絲(F1)、行程開關(guān)(KS11)、電阻(R1)、穩(wěn)壓管(Tl)組成串聯(lián)電路； 所述環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到最低位時的輸出信號電路是由保險絲(F1)、行程開關(guān)(KS21)、電阻(R2)、穩(wěn)壓管(T2)組成串聯(lián)電路；所述環(huán)形托架轉(zhuǎn)動到中間位時的輸出信號電路由行程開關(guān)(KS12)、電阻(R1)、穩(wěn)壓管(Tl)串聯(lián)的電路與由行程開關(guān)(KS22)、電阻(R2)、穩(wěn)壓管(T2)串聯(lián)的電路并聯(lián)組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的貨物投放裝置，其特征在于:所述電氣控制裝置(9)包括單片機(jī)(12 )和直流電機(jī)驅(qū)動模塊(13)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的貨物投放裝置，其特征在于:所述單片機(jī)(12)與直流電機(jī)驅(qū)動模塊(13)和接近開關(guān)(11)相連接，所述直流電機(jī)驅(qū)動模塊(13)與電動機(jī)(7)和電源相連。
【文檔編號】B64D1/02GK103640697SQ201310715672
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】馮浩, 曹立剛, 向明, 王小平, 潘海鵬, 龍遷瑤 申請人:景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院