一种基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置

摘要

本发明公开一种基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，涉及无人机布放回收技术领域，包括开闭机构、柔性捕获机构、升降机构、降落平台及一驱动装置，柔性捕获装置包括钢丝绳、连接件、固定环、转动环、动力装置，升降机构包括光轴、轴承、动力装置。该装置环境适应性好，可靠性高，在回收的同时能对无人机进行充电，实现无人机的自动化布放回收，提高布放回收的效率。

权利要求

1.一种基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，其特征在于，包括从上到下依次设置的开闭机构、柔性捕获装置、降落平台、升降机构，及一驱动装置；所述开闭机构安装在外筒顶部，与外筒固连；所述柔性捕获装置安装在一内筒上，所述内筒安装在外筒内；所述降落平台安装在所述外筒内；所述升降机构安装在所述外筒内；所述降落平台上设有无线充电装置和引导图标；所述驱动装置带动所述开闭机构运动，实现所述开闭机构的开闭，所述柔性捕获装置在所述升降机构的带动下实现升和降；所述柔性捕获装置由包括钢丝绳、固定环、转动环、动力装置构成；固定环和转动环上设有钢丝绳绳槽；转动环下部有内齿轮，通过齿轮啮合与所述动力装置连接传动。

2.根据权利要求1所述的基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，其特征在于，所述开闭机构包括基座、滑块、驱动环；所述基座上设有水平滑槽，所述滑块底部在所述水平滑槽内移动；所述驱动环上设有旋转滑槽，所述滑块顶部在旋转滑槽内移动；所述驱动装置带动所述驱动环运动，使得所述滑块沿所述基座水平滑槽移动，实现开闭。

3.根据权利要求2所述的基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，其特征在于，所述柔性捕获装置共有4条钢丝绳，钢丝绳通过连接件两端分别连接在固定环和转动环上；钢丝绳收纳在固定环和转动环的绳槽中，工作时所述动力装置与转动环下部通过齿轮啮合带动转动环做旋转运动，从而带动钢丝绳运动收紧，实现对无人机的自定位、固定。

4.根据权利要求1所述的基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，其特征在于，所述降落平台直径大于无人机起落架的长度。

5.根据权利要求4所述的基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，其特征在于，所述无人机起落架的支撑杆上设置有第一电极，所述降落平台表面设置有第二电极，在所述无人机起落架的支撑杆接触降落平台后，所述第一电极与第二电极接触并触发充电电路闭合；

在所述柔性捕获装置松开无人机后，无人机起飞布放，所述第一电极与所述第二电极断开并实现所述充电电路断开。

6.根据权利要求1所述的基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，其特征在于，所述引导图标为“H”型引导图标。

7.根据权利要求1所述的基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，其特征在于，所述升降机构包括伸缩杆和主升降气缸，所述主升降气缸通过紧固件与所述外筒固连；所述伸缩杆一端安装在内筒内，一端与主升降气缸连接。

说明书

一种基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置

技术领域

[0001] 本发明涉及无人机布放回收技术领域，特别是涉及一种基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置。

背景技术

[0002] 随着信息采集传输技术、定位导航技术、控制技术、人工智能领域的快速发展，无人机与无人艇海上协同平台得到快速的发展。

[0003] 在实际应用中，无人机通常需要搭载各种设备以实现不能的功能。无人机依靠电池供电，由于电池技术水平的限制，无人机的工作范围有限，同时由于海上风浪的影响，如
何在无人艇平台上实现无人机的自动回收布放和充电，提高无人机的工作效能是人们的研
究方向。

发明内容

[0004] 为解决以上技术问题，本发明提供一种基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，环境适应性好，可靠性强，实现无人机的充电、自动布放回收，提高布放回收效率。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

[0006] 一种基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，包括从上到下依次设置的开闭机构、柔性捕获装置、降落平台升降机构，及一驱动装置；所述开闭机构安装在外筒顶部，与外
筒固连；所述柔性捕获装置安装在一内筒上，所述内筒安装在外筒内；所述降落平台安装在
所述外筒内；所述升降机构安装在所述外筒内；所述降落平台上设有无线充电装置和引导
图标；所述驱动装置带动所述开闭机构运动，实现所述开闭机构的开闭，所述柔性捕获装置
在所述升降机构的带动下实现升和降。

[0007] 进一步地，所述开闭机构包括基座、滑块、驱动环；所述基座上设有水平滑槽，所述滑块底部在所述水平滑槽内移动；所述驱动环上设有旋转滑槽，所述滑块顶部在旋转滑槽
内移动；所述驱动装置带动所述驱动环运动，使得所述滑块沿所述基座水平滑槽移动，实现
开闭。

[0008] 进一步地，所述柔性捕获装置由包括钢丝绳、固定环、转动环、动力装置构成；固定环和转动环上设有钢丝绳绳槽；转动环下部有内齿轮，通过齿轮啮合与所述动力装置连接
传动。

[0009] 进一步地，所述柔性捕获装置共有4条钢丝绳，钢丝绳通过连接件两端分别连接在固定环和转动环上；钢丝绳收纳在固定环和转动环的绳槽中，工作时所述动力装置与转动
环下部通过齿轮啮合带动转动环做旋转运动，从而带动钢丝绳运动收紧，实现对无人机的
自定位、固定。

[0010] 进一步地，所述降落平台直径大于无人机起落架的长度。

[0011] 进一步地，所述无人机起落架的支撑杆上设置有第一电极，所述降落平台表面设置有第二电极，在所述无人机起落架的支撑杆接触降落平台后，所述第一电极与第二电极
接触并触发所述充电电路闭合；

[0012] 在所述柔性捕获装置松开无人机后，无人机起飞布放，所述第一电极与所述第二电极断开并实现所述充电电路断开。

[0013] 进一步地，所述引导图标“H”型引导图标。

[0014] 进一步地，所述升降机构包括伸缩杆和主升降气缸，所述主升降气缸通过紧固件与所述外筒固连；所述伸缩杆一端安装在内筒内，一端与主升降气缸连接；所述主升降气缸
控制所述柔性捕获装置的升降。

[0015] 本发明相对于现有技术取得了以下的有益技术效果：

[0016] 1.本发明的基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，柔性捕获装置通过钢丝绳进行无人机捕获，装置体积较小，操作简单，运动稳定；

[0017] 2.本发明通过柔性捕获装置，在捕获无人机的过程中自定位，在高海况下也能完成对无人机的回收作业，可靠性高；

[0018] 3.本发明通过无线充电，降低了无人机进行稳定的充电的难度，使得无人机在降落平台上能够进行自主充电。

附图说明

[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施
例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获
得其他的附图。

[0020] 图1为本发明地整体结构示意图；

[0021] 图2为开闭机构结构示意图；

[0022] 图3为开闭机构开启时示意图。

[0023] 附图标记说明：1、驱动环；2、滑块；3、基座；4、固定环；5、钢丝绳；6、转动环；7、动力装置；8、内筒；9、无线充电装置；10、支撑平台；11、伸缩杆；12、主升降气缸；13、外筒

具体实施方式

[0024] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025] 本发明的目的是提供一种基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，环境适应性好，可靠性强，实现无人机的充电、自动布放回收，提高布放回收效率。

[0026] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0027] 如图1‑3所示，本实施例提供一种基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置，包括开闭机构、柔性捕获装置、降落平台，升降机构及驱动装置，开闭机构包括驱动环1、滑块2、
基座3；柔性捕获装置包括固定环4、钢丝绳5、转动环6、动力装置7；升降机构包括伸缩杆11
和主升降气缸12；本发明还包括内筒8、外筒13。开闭机构安装外筒13顶部，与外筒13固连；
柔性捕获装置安装在内筒8上，内筒8安装在外筒13内；降落平台安装在外筒13内；升降机构
安装在外筒13内；降落平台上还设有“H”型引导图标；驱动装置带动开闭机构运动，实现开
闭机构的开闭，柔性捕获装置在升降机构的带动下实现升和降。

[0028] 开闭机构包括驱动环1、滑块2、基座3；驱动环1上设有旋转滑槽，滑块顶部在旋转滑槽内移动，基座3上设有水平滑槽，滑块底部在水平滑槽内移动，滑块2安装在两个滑槽
内；工作时，驱动装置经过传动带动驱动环1作旋转运动，从而带动滑块2运动实现开闭；开
闭机构上设有红外信标，在无人机回收时起引导作用。

[0029] 柔性捕获机构包括固定环4、钢丝绳5、转动环6、动力装置7；固定环4上设有绳槽；通过紧固件固定安装在内筒8上；转动环6上设有绳槽，通过连接件安装在内筒8上，转动环6
下部设有内齿轮；钢丝绳5一端通过连接件安装在固定环4上，另一端安装在转动环6上，钢
丝绳共有4条，呈中心对称分布，非工作状态时钢丝绳收纳在绳槽中；动力装置7通过与转动
环6下部内齿轮啮合传动，带动转动环6作旋转运动，从而带动钢丝绳运动收紧，在钢丝绳收
紧运动过程中实现无人机的自定位、固定。

[0030] 降落平台包括无线充电装置9和支撑平台10；无线充电装置9安装支撑平台10上；支撑平台10直径大于无人机起落架的长度，可以可靠地停落无人机，其通过紧固件与外筒
底部13固连；无人起落架的支撑杆设置为第一电极，无线充电装置9设置为第二电极，在无
人机起落架的支撑杆接触降落平台后，第一电极与第二电极接触并触发充电电路，开始充
电；无线充电装置9上设有距离传感器用于检测无人机与无线充电装置9之间的距离，其表
面还设有“H”型引导图标。

[0031] 升降机构包括伸缩杆11和主升降气缸12；主升降气缸12通过紧固件与外筒13固连；伸缩杆11一端安装在内筒8内，一端与主升降气缸12连接。

[0032] 所述无人机回收充电装置应用于无人艇平台的无人机续航充电时，包括以下步骤：

[0033] (1)无人机靠近无人机布放回收装置时，发出降落信号，启动开闭机构，驱动装置带动驱动环1运动，驱动环1带动滑块2运动，开闭机构打开；

[0034] (2)当无人机地位置位于降落平台上方时，通过无人机上的图像采集摄像头对无人机布放回收装置进行实时图像采集，对采集到的图像进行识别；

[0035] (3)当在物体图像识别中识别到预设的无线充电装置9上的“H”型引导图标时，根据引导图标在采集摄像头的位置引导无人机降落；

[0036] (4)当无人机降落到一定高度，通过距离传感器检测无人机和无线充电装置9的距离，达到预设距离后，无人机悬停，动力装置7带动转动环6运动，转动环6带动钢丝绳5的开
始运动，在钢丝绳5收紧过程中实现对无人机的固定、自定位；

[0037] (5)完成无人机的固定后，发送信号给主升降气缸12，推动柔性捕获装置连同无人机作下降运动；

[0038] (6)当无人机起落架支撑杆与无线充电装置9接触，充电回路闭合。发出充电信号，无人机停机，停止旋翼转动；发送信号给主升降气缸12，主升降气缸12停止运动，将柔性捕
获装置固定在当前位置，经由无人机起落架支撑杆和无线充电装置9开始对无人机的蓄电
池自主充电；

[0039] (7)发出回收完成信号，驱动装置带动驱动环1运动，驱动环1带动滑块2运动，开闭机构关闭，无人机自主回收完成；

[0040] 因此，结合上述构造和工作过程可以发现，本发明所述的基于柔性捕获机构的无人机布放回收装置结构新颖，构思巧妙，能够可靠地对无人机进行回收布放，对无人机进行
充电，充电续航效果好，环境适应性好，自动化程度高。

[0041] 本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，
依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内
容不应理解为对本发明的限制。