本發(fā)明涉及一種帶有機翼調(diào)整功能的無人機起落站的智能殼體。

背景技術(shù)：

隨著無人機的不斷發(fā)展推廣，其應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，如農(nóng)業(yè)噴灑、電力巡檢、防災(zāi)應(yīng)急、航拍測繪、中繼通訊等，地面設(shè)備不再是配套設(shè)施和附屬地位，而是已經(jīng)成為整套無人機系統(tǒng)安全、穩(wěn)定高效運行的關(guān)鍵。

為了解決制約多旋翼無人機大規(guī)模應(yīng)用的續(xù)航問題，出現(xiàn)了使用直角坐標(biāo)機器人(包含智能夾爪伺服系統(tǒng))，機器人采用邏輯脈沖控制進行自主續(xù)航的智能起落站系統(tǒng)。但是無人機降落時機翼狀態(tài)的無規(guī)則會阻礙無人機智能起落站自主續(xù)航功能的實現(xiàn)，同時無人機系統(tǒng)在野外自主作業(yè)時也面臨著無人機長期安全可靠停放存儲困難的問題，在風(fēng)沙降雨天氣下系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障的可能性增加，要求電源供應(yīng)可靠并且節(jié)能。現(xiàn)有技術(shù)中很少針對無人機機翼位置進行調(diào)整。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對于無人機降落后機翼位置的調(diào)整問題，尚缺乏有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種帶有機翼調(diào)整功能的無人機起落站的智能殼體，能夠確保無人機系統(tǒng)的野外自主作業(yè)，克服無人機的續(xù)航障礙，保證無人機起落站的長期可靠運行，提高無人機系統(tǒng)的實用性、安全性和廣泛適用性。

本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種帶有機翼調(diào)整功能的無人機起落站的智能殼體，包括殼體、天窗模塊、內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測模塊和防水防塵模塊，所述的天窗模塊安裝于殼體的頂部與所述的殼體形成密封結(jié)構(gòu)；所述的天窗模塊采用雙坡傾斜結(jié)構(gòu)，所述的天窗模塊上設(shè)有調(diào)節(jié)無人機機翼狀態(tài)的調(diào)整部件，通過步進電機帶動齒輪齒條機構(gòu)運動以驅(qū)動天窗模塊及調(diào)整部件運動；所述的內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測模塊設(shè)于殼體的內(nèi)部，用于監(jiān)測殼體內(nèi)部環(huán)境；所述的防水防塵模塊設(shè)于殼體邊緣與天窗模塊的銜接處。

進一步的，所述的調(diào)整部件通過連接件固定于天窗模塊上；所述的連接件上設(shè)有若干通孔，所述的調(diào)整部件通過螺栓固定于不同的通孔上以調(diào)節(jié)調(diào)整部件與無人機機翼的相對位置。

進一步的，所述的天窗模塊包括左天窗和右天窗，所述的左天窗上靠近右天窗的一端設(shè)有調(diào)整部件；所述的右天窗上靠近左天窗的一端設(shè)有防護罩，防護罩固定于右天窗端部的頂端；防護罩能夠保證左天窗與右天窗閉合后殼體處于密封狀態(tài)。

進一步的，所述的殼體的頂部一側(cè)設(shè)有左天窗，所述的殼體的頂部另一側(cè)設(shè)有右天窗，所述的左天窗和右天窗分別與殼體形成傾斜的斜面即構(gòu)成雙斜坡結(jié)構(gòu)，便于排水除塵，避免野外作業(yè)時下雨等惡劣環(huán)境對殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。

進一步的，所述的左天窗的端面上設(shè)有兩個調(diào)整部件，所述的兩個調(diào)整部件將左天窗的端面三等分。

進一步的，所述的左天窗和右天窗的底部兩側(cè)邊緣位置設(shè)有齒條，所述的齒條與齒輪嚙合，所述的齒輪由步進電機驅(qū)動，所述的步進電機通過電機支座固定于左天窗和右天窗的端部；步進電機連接控制單元，通過控制單元輸出控制信號驅(qū)動步進電機，齒輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)辇X條的直線運動；所述的左天窗和右天窗采用分時控制方式，所述的右天窗先于左天窗運動。

進一步的，所述的左天窗和右天窗的邊緣設(shè)有型材；所述的殼體的邊緣設(shè)有型材，所述的左天窗和右天窗通過型材上的凹槽可以在殼體的頂部滑動。

進一步的，所述的天窗模塊上還設(shè)有排水溝槽，避免雨水進入殼體內(nèi)，保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

進一步的，所述的內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、加熱器和排熱風(fēng)扇，所述的溫度傳感器、濕度傳感器和加熱器設(shè)于殼體的內(nèi)部，所述的排熱風(fēng)扇安裝于殼體的側(cè)壁上；通過溫度傳感器和濕度傳感器判斷殼體內(nèi)部環(huán)境是否符合系統(tǒng)運行要求，在不符合要求時通過比較內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境狀況選擇通風(fēng)或者加熱。

進一步的，所述的防水防塵模塊為在殼體邊緣與天窗模塊的銜接處及殼體與型材的安裝縫隙處粘貼防水密封條或采用軟橡膠墊密封連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過設(shè)置調(diào)整部件，由齒輪齒條結(jié)構(gòu)帶動天窗模塊上的調(diào)整部件做直線運動，當(dāng)天窗閉合后調(diào)整部件通過觸碰無人機機翼將其調(diào)整到規(guī)則狀態(tài)，解決了無人機降落時機翼狀態(tài)的無規(guī)則干擾系統(tǒng)自主續(xù)航功能的問題；

2、本發(fā)明通過在殼體內(nèi)設(shè)置內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測模塊和防水防塵模塊，使殼體內(nèi)部長期處于相對封閉狀態(tài)，避免外界環(huán)境的干擾；解決了限制無人機野外自主作業(yè)的環(huán)境干擾問題，增強了系統(tǒng)野外作業(yè)抗干擾能力；

3、本發(fā)明通過使無人機降落至智能殼體內(nèi)部，解決了惡劣戶外環(huán)境中無人機安全收納并停放問題。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本申請的進一步理解，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構(gòu)成對本申請的不當(dāng)限定。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖主視圖；

圖2為本發(fā)明的左天窗的結(jié)構(gòu)示意圖仰視圖；

圖3為本發(fā)明的左天窗的結(jié)構(gòu)示意圖右視圖；

其中，1-殼體，2-左天窗，3-右天窗，4-電機軸，5-齒輪，6-電機支座，7-連接件，8-通孔，9-螺栓，10-調(diào)整部件，11-步進電機，12-齒條，13-型材，14-支撐件，15-防護罩。

具體實施方式

應(yīng)該指出，以下詳細說明都是例示性的，旨在對本申請?zhí)峁┻M一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。

需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。

正如背景技術(shù)所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在無人機降落時機翼狀態(tài)的無規(guī)則、無人機系統(tǒng)在野外自主作業(yè)時面臨著無人機長期安全可靠停放存儲困難的不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本申請?zhí)岢隽艘环N帶有機翼調(diào)整功能的無人機起落站的智能殼體。

本申請的一種典型的實施方式中，如圖1-圖3所示，提供一種帶有機翼調(diào)整功能的無人機起落站的智能殼體，包括殼體1、天窗模塊、內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測模塊和防水防塵模塊，所述的天窗模塊安裝于殼體1的頂部與所述的殼體1形成密封結(jié)構(gòu)；所述的天窗模塊采用便于排水去塵的雙坡傾斜結(jié)構(gòu)；所述的內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測模塊設(shè)于殼體1的內(nèi)部，用于監(jiān)測殼體內(nèi)部環(huán)境；所述的防水防塵模塊設(shè)于殼體邊緣與天窗模塊的銜接處。

上述的天窗模塊上設(shè)有調(diào)節(jié)無人機機翼狀態(tài)的調(diào)整部件10；所述的天窗模塊的底部設(shè)有步進電機11和齒輪齒條機構(gòu)，通過步進電機11驅(qū)動齒輪齒條機構(gòu)帶動天窗模塊運動，控制天窗的開啟或閉合。

上述的天窗模塊包括左天窗2和右天窗3，所述的左天窗2上設(shè)有調(diào)節(jié)無人機機翼狀態(tài)的調(diào)整部件10；所述的右天窗3上設(shè)有防護罩15，防護罩15能夠保證左天窗2與右天窗3閉合后殼體處于密封狀態(tài)。

上述的防護罩15為直角件，所述的防護罩15的一端固定在右天窗3的頂部端面上，當(dāng)天窗模塊閉合后，所述的防護罩15的另一端罩在左天窗2上，避免左天窗2與右天窗3閉合后二者之間會存在縫隙。

上述的殼體1的頂部一側(cè)設(shè)有左天窗2，所述的殼體1的頂部另一側(cè)設(shè)有右天窗3，所述的左天窗2和右天窗3分別與殼體1形成傾斜的斜面即構(gòu)成雙斜坡結(jié)構(gòu)，例如左天窗2和右天窗3分別于殼體呈25°角；雙斜坡結(jié)構(gòu)便于排水除塵，避免野外作業(yè)時下雨等惡劣環(huán)境對殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞。

上述的左天窗2的端面上設(shè)有兩個調(diào)整部件10，所述的兩個調(diào)整部件10將左天窗2的端面三等分；所述的調(diào)整部件10通過連接件7固定于左天窗2上。

上述的連接件7上設(shè)有三個通孔8，所述的調(diào)整部件10通過螺栓9固定于不同的通孔8上以調(diào)節(jié)調(diào)整部件10與無人機機翼的相對位置。

上述的左天窗2和右天窗3的底部兩側(cè)邊緣位置設(shè)有齒條12，所述的齒條12與齒輪5嚙合，所述的齒輪5由步進電機11驅(qū)動，所述的步進電機11通過電機支座6固定于左天窗2和右天窗3的端部；步進電機11連接控制單元，通過控制單元輸出控制信號驅(qū)動步進電機11，齒輪5的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)辇X條12的直線運動。

上述的左天窗2和右天窗2的底部中間位置還設(shè)有支撐件14，以保證整個天窗模塊結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

上述的左天窗2和右天窗3為矩形，所述的左天窗2和右天窗3的邊緣設(shè)有型材13；所述的殼體1的邊緣設(shè)有型材，所述的左天窗2和右天窗3通過型材上的凹槽可以在殼體1的頂部滑動。

上述的天窗模塊上還設(shè)有排水溝槽，由于天窗模塊采用雙斜坡結(jié)構(gòu)，因此將排水溝槽設(shè)置于天窗模塊的邊緣位置，雨水可以通過斜坡流入排水溝槽，通過排水溝槽流出，避免雨水進入殼體內(nèi)部，實現(xiàn)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

上述的內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測模塊包括溫度傳感器、濕度傳感器、加熱器和排熱風(fēng)扇，所述的溫度傳感器、濕度傳感器和加熱器設(shè)于殼體1的內(nèi)部，所述的排熱風(fēng)扇安裝于殼體1的側(cè)壁上，所述的殼體1的側(cè)壁上還設(shè)有通風(fēng)口；通過溫度傳感器和濕度傳感器判斷殼體內(nèi)部環(huán)境是否符合系統(tǒng)運行要求，在不符合要求時，通過比較內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境狀況選擇通風(fēng)或加熱。

上述的排熱風(fēng)扇以及通風(fēng)口都采用雙百葉窗方式，即外側(cè)百葉窗在下，內(nèi)側(cè)百葉窗在上的結(jié)構(gòu)，內(nèi)外百葉窗均可由電機控制轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角度(百葉窗與百葉窗下方殼壁的角度)為0-60°，其中，0°為閉合狀態(tài)，用來調(diào)節(jié)內(nèi)部溫度，過熱時開啟百葉窗散熱，低溫時關(guān)閉保持溫度。

智能殼體還包括外部環(huán)境監(jiān)測模塊，其包括氣象傳感器，用于實時測量外界環(huán)境信息并傳送至站內(nèi)控制器，所述站內(nèi)控制器與預(yù)警裝置相連。氣象傳感器實時測量外界環(huán)境，包括風(fēng)向、風(fēng)速、降水量、溫度和濕度，傳送至站內(nèi)控制器，通過與網(wǎng)絡(luò)氣象要素對照，實時分析環(huán)境影響，決定無人機作業(yè)與否以及作業(yè)時間、路徑和方式進行實時報警。

無人機的機載控制器通過無線通信方式與智能起降殼體內(nèi)部的站內(nèi)控制器相互通信，站內(nèi)控制器接收到機載控制器發(fā)送的無人機機型信息及降落信號后，將智能殼體自身的地理位置信息反饋至機載控制器，機載控制器根據(jù)接收到的智能殼體地理位置信息，篩選出最近距離的智能殼體進行降落。通過對智能起降站距離的遠近來篩選出距離無人機最近的智能殼體，實現(xiàn)了無人機快速達到智能殼體，提高了無人機自主續(xù)航的效率。

上述的防水防塵模塊為在殼體邊緣與天窗模塊的銜接處及殼體與型材的安裝縫隙處粘貼防水密封條或采用軟橡膠墊密封連接。通過在殼體1內(nèi)設(shè)置內(nèi)部環(huán)境監(jiān)測模塊和防水防塵模塊，使殼體1的內(nèi)部長期處于相對封閉狀態(tài)，避免外界環(huán)境的干擾；解決了限制無人機野外自主作業(yè)的環(huán)境干擾問題，增強了系統(tǒng)野外作業(yè)抗干擾能力。

上述的殼體1的側(cè)面上設(shè)有電池夾取裝置，包括夾爪機構(gòu)，所述的夾爪機構(gòu)包括夾爪本體，所述的夾爪本體連接有第一夾爪部件和第二夾爪部件，所述第一夾爪部件與第一抓手固定連接，所述第二夾爪部件和第二抓手固定連接；所述第一抓手和第二抓手的相對面均配合設(shè)置鋸齒狀塊體。電池夾取裝置，通過夾爪機構(gòu)帶動抓手部件來夾持電池。所述電池夾取裝置配合設(shè)置于Y軸移動機構(gòu)上，所述Y軸移動機構(gòu)配合設(shè)置于Z軸移動機構(gòu)上，所述Z軸移動機構(gòu)配合設(shè)置于X軸移動機構(gòu)上。

上述的殼體1的底部設(shè)有無人機降落的精確定位模塊，用于當(dāng)無人機降落到預(yù)設(shè)高度后引導(dǎo)無人機精確降落；精確定位模塊包括用于承載無人機的支撐架；支撐架上安裝有與無人機旋翼相匹配的限位槽，在無人機降落過程中由無人機機翼滑入限位槽內(nèi)并對無人機進行固定。

其中，每個限位槽的與無人機機臂相接觸的側(cè)面上均開設(shè)有卡槽，所述卡槽用于支撐無人機的支撐架。限位槽的形狀為U型，或V型，或漏斗型。這些限位槽的形狀設(shè)計有利于無人機快速且準確降落。本實施例利用限位槽來引導(dǎo)無人機降落至預(yù)設(shè)位置，且利用限位槽的側(cè)面上的卡槽來固定無人機，用于維持無人機穩(wěn)定，保證了后續(xù)動作精度，避免了無人機在更換電池的過程中由于位置變動而影響電池更換的效率。

無人機降落至殼體1內(nèi)部的精確定位模塊上，當(dāng)需要更換電池時電池夾取裝置通過Y軸移動機構(gòu)沿Y軸方向的運動會影響無人機機翼的位置，因此需要對無人機機翼位置進行調(diào)整。

無人機機翼的調(diào)整過程為：

無人機降落至殼體1內(nèi)部的精確定位及固定裝置上，啟動步進電機11，步進電機11帶動齒輪齒條運動，使左天窗2和右天窗3運動，由于左天窗2和右天窗3為分時控制，運動時右天窗3先運動，4s之后左天窗2開始運動；調(diào)整部件10隨著左天窗2運動，通過調(diào)整部件10與無人機機翼接觸以調(diào)整無人機機翼的位置，由于天窗模塊采用雙斜坡結(jié)構(gòu)，調(diào)整部件10會隨著天窗模塊的逐漸閉合而脫離于無人機機翼的接觸；當(dāng)左天窗2與右天窗3閉合后無人機機翼呈規(guī)則性布置，解決了無人機降落時機翼狀態(tài)的無規(guī)則干擾系統(tǒng)自主續(xù)航功能的問題。

本申請的另一種實施方式中，上述的殼體1頂部的前后內(nèi)壁上設(shè)置導(dǎo)軌，所述的左天窗2和右天窗3的邊緣設(shè)于導(dǎo)軌內(nèi)，天窗模塊通過在導(dǎo)軌內(nèi)滑動以相對殼體1運動。

本申請的又一種實施方式中，兩扇天窗由四臺步進電機11驅(qū)動以滿足動力要求，四臺步進電機11運動控制信號均為同一通道發(fā)出，對應(yīng)調(diào)換電機相線實現(xiàn)四臺電機不同方向運動；單側(cè)天窗兩邊各安裝一個步進電機11，保證天窗平穩(wěn)克服傾斜現(xiàn)象。

在天窗1的前端安裝有可轉(zhuǎn)動的調(diào)整部件10，所述的調(diào)整部件10由長20cm、寬1cm的塑料棒組成，通過螺釘將調(diào)整部件10固定于連接件7中間的通孔上，以將兩個調(diào)整部件10分別安裝在左天窗2前端邊的1/3、2/3位置處，豎直向下安裝。

在無人機降落完成后調(diào)整部件10隨左天窗2運動，調(diào)整無人機機翼與無人機機翼的角度，使其角度范圍在-10°到40°以內(nèi)即無人機機翼的規(guī)律性布置，其中，當(dāng)無人機機翼與無人機機架平行時為0°。

本申請的再一種實施方式中，所述的調(diào)整部件10為長條形的塑料板。

以上所述僅為本申請的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本申請的保護范圍之內(nèi)。