一种蜂群式无人机机巢及停放方法与流程

1.本发明涉及一种无人机机巢技术领域，更具体地说，它涉及一种蜂群式无人机机巢及停放方法。


背景技术：

2.民用无人机的应用领域较广，如航拍、快递运输、灾难救援、新闻报道等用途，为了提高无人机的环境适应性，通常会配置无人机机巢，可实现自动返航、充电、数据回传，无需24小时值守。
3.专利号cn2021204512907的实用新型专利，公开了一种无人机无线充电的自动多机位机巢，它包括机体、安装于机体顶部的机巢、设置于机体内部的升降机构和无人机入库机构，通过升降机构将无人机收回至机巢内部，通过无人机入库机构将无人机推送至对应的机位，机位共设置有四个，四个机位成十字形分布，机位数量较少，且难以扩展。
4.专利号cn2021204519338的实用新型专利，公开了一种可扩展无人机无线充电的自动多机位机巢，机巢主体内设置有多机位无线充电机库，多机位无线充电机库共设置有两层，可容纳8架无人机，并且可以按照需求进行扩展，最高4层16台无人机，虽然也可以实现覆盖、蜂群式飞行指令，但对于超过16个机位的拓展则难以实现，因此受机位拓展空间的限定，对于高覆盖率飞行指令达不到理想效率，也因此，亟待一种高拓展性、更能适应环境需求的无人机机巢。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种蜂群式无人机机巢及停放方法，具有较高的拓展性，可以根据无人的数量进行增减机位，适用性较强。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种蜂群式无人机机巢，包括机箱和设置于机箱顶部的归中平台、设置于机箱内部的多边形旋转平台、往返于归中平台与多边形旋转平台的升降平台，所述归中平台上设置有折浆装置，所述多边形旋转平台中空设置，其中空位置设置为安装区，所述多边形旋转平台的每个轴向侧壁上均开设有与安装区相通的凹槽，所述安装区设置有用于驱动升降平台的升降装置，所述归中平台上设有开口，当所述升降平台上升滞留开口中时，所述折浆装置将无人机在归中平台的投影面积集中在升降平台上，当所述升降平台下降时，连同无人机收纳于凹槽中，所述升降平台的数量与凹槽的数量等同；
8.所述多边形旋转平台设置有1-n个(n为大于1的正整数)，当所述多边形旋转平台的数量多于1个时，所有多边形旋转平台处于同一水平面上，并且同轴心线设置，所述机箱中还设置有往复平移装置，每个所述多边形旋转平台均可通过往复平移装置驱动间歇性置于开口的下方。
9.优选地：所述多边形旋转平台通过轴承活动连接于横杆上，所述往复平移装置包括设置于安装区中的短途平移机构和旋转机构，所述短途平移机构包括丝杆电机和短途滑
座，所述丝杆电机的电机本体与横杆固定连接，所述短途滑座与横杆滑动连接，并且与轴承的内圈固定连接，所述丝杆电机的丝杆一端与短途滑座转动连接，所述旋转机构包括旋转电机、齿盘和滑动座，所述旋转电机通过滑动座与横杆连接，所述齿盘安装于多边形旋转平台的一侧，所述旋转电机通过其转子上安装的齿轮与齿盘啮合驱动多边形旋转平台转动。
10.优选地：当所述多边形旋转平台设置多个时，所述往复平移装置还包括长途平移机构，所述长途平移机构包括u形支架和平移电机，所述横杆的两端分别与u形支架的两端部固定连接，所述u形支架的两端部之间的连接部上设置有齿排，所述平移电机通过其转子上安装的齿轮与u形支架的齿排啮合驱动横杆平移。
11.优选地：所述多边形旋转平台设置为多个时，以2或3个为一组，每个所述多边形旋转平台与轴承之间均设置有l形支架，当所述多边形旋转平台以2个为一组时，两l形支架的折角均位于外侧；当所述多边形旋转平台以3个为一组时，相邻两l形支架的折角均位于内侧，间隔两l形支架的折角均位于外侧；
12.每组的l形支架均固定连接为一体。
13.优选地：所述升降装置包括电动推杆，所述电动推杆的本体与横杆固定连接，其推杆延伸至升降平台的内侧；
14.所述横杆中空设置，所述电动推杆、丝杆电机及旋转电机的引线均从横杆的空腔中延伸到外部。
15.优选地：所述升降平台上设置有用于固定无人机机脚的锁止装置。
16.优选地：所述锁止装置包括成对称设置的两锁止机构，所述锁止机构包括复位弹簧、活动卡扣及支脚，所述支脚固定连接在升降平台的底部，所述活动卡扣的一端置于升降平台的上方，另一端穿过升降平台与支架轴销铰接，当所述升降平台下降到最低处时，所述凹槽盆腔中设置的底板推动活动卡扣向上翻转夹住无人机机脚，当升降平台向上升起时，所述活动卡扣通过复位弹簧释放的弹力松开无人机机脚。
17.优选地：所述升降平台的内侧设置有滑杆，所述凹槽中的底板上开设有供滑杆穿过的通孔，所述滑杆上套设有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的一端用于与升降平台的内壁固定连接。
18.优选地：所述折浆装置包括x轴平移组件和y轴平移组件，所述x轴平移组件与y轴平移组件结构相同，所述x轴平移组件包括动力元件、滑轨、两平行间隔设置的折浆杆，两折浆杆均与滑轨互动连接，并且由动力元件控制同步异向联动。
19.一种停放方法，当无人机需要降落到机巢中时，由升降装置将升降平台顶起至归中平台高度一致，通过折浆装置将无人机的机翼收缩，使无人机的投影完全落在升降平台上，所述升降装置再将升降平台连同无人机一起收缩于多边形旋转平台的凹槽中，锁止机构启动固定无人机的机脚；当再次接收到无人机降落指令时，所述多边形旋转平台转动或平移后转动，将空位的凹槽置于归中平台的下方，并重复上方步骤；当接收到放飞无人机指令时，上述步骤反向工作。
20.本发明的有益效果是：多边形旋转平台既可以转动又可以平移，使多边形旋转平台可以根据需要设置相应的数量，拓展性较高，而且操作方法简单、快捷，具有较强的适应性。
附图说明
21.图1为一种蜂群式无人机机翼的立体图；
22.图2为一种蜂群式无人机机翼的示意图1；
23.图3为一种蜂群式无人机机翼的示意图2；
24.图4为短途平移机构和旋转机构安装于横杆上的示意图；
25.图5为长途平移机构的示意图；
26.图6为l形支架的分布方式一示意图；
27.图7为l形支架的分布方式二示意图；
28.图8为升降平台落入凹槽中的示意图；
29.图9为卡扣的示意图；
30.图中：1、机箱；11、箱盖；2、多边形旋转平台；21、凹槽；211、卡扣；212、底板；22、l形支架；3、归中平台；31、开口；4、升降平台；41、滑杆；411、缓冲弹簧；5、升降装置；51、电动推杆；6、横杆；7、折浆装置；71、x轴平移组件；711、滑轨；712、折浆杆；72、y轴平移组件；8、往复平移装置；81、短途平移机构；811、丝杆电机；812、短途滑座；82、旋转机构；821、旋转电机；822、齿盘；823、滑动座；83、长途平移机构；831、u形支架；832、平移电机；9、锁止装置；91、复位弹簧；92、活动卡扣；93、支脚。
具体实施方式
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
32.需要指出的是，除非另有指明，本技术使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
33.本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言，或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“左、右”通常是针对附图所示的左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
34.根据图1-3所示，一种蜂群式无人机机巢，包括机箱1和设置于机箱1顶部的归中平台3、设置于机箱1内部的多边形旋转平台2、往返于归中平台3与多边形旋转平台2的升降平台4，机箱1的顶部滑动连接有对开式的箱盖11，归中平台3上设置有折浆装置7，多边形旋转平台2中空设置，其中空位置设置为安装区，多边形旋转平台2的每个轴向侧壁上均设有与安装区相通的凹槽21，安装区设置有用于驱动升降平台4的升降装置5，归中平台3上设有开口31，当升降平台4上升滞留开口31中时，折浆装置7将无人机在归中平台3的投影面积集中在升降平台4上，当升降平台4下降时，连同无人机收纳于凹槽21中，升降平台4的数量与凹槽21的数量等同；多边形旋转平台2设置有1-n个(n为大于1的正整数)，当多边形旋转平台2的数量多于1个时，所有多边形旋转平台2处于同一水平面上，并且同轴心线设置，机箱1中还设置有往复平移装置8，每个多边形旋转平台2均可通过往复平移装置8驱动间歇性置于开口31的下方；折浆装置7包括x轴平移组件71和y轴平移组件72，x轴平移组件71与y轴平移组件72结构相同，x轴平移组件71包括动力元件(电机)、滑轨711(滚珠丝杠)、两平行间隔设置的折浆杆712，两折浆杆712均与滑轨711互动连接，并且由动力元件控制同步异向联动，x
轴平移组件71中的滚珠丝杠与y轴平移组件72中的滚珠丝杠通过伞齿轮同步传动。
35.根据图3-4所示，多边形旋转平台2通过轴承活动连接于横杆6上，横杆6的横截面设置为腰形，往复平移装置8包括设置于安装区中的短途平移机构81和旋转机构82，短途平移机构81包括丝杆电机811和短途滑座812，丝杆电机811的电机本体与横杆6固定连接，短途滑座812与横杆6滑动连接，并且与轴承的内圈固定连接，丝杆电机811的丝杆一端与短途滑座812转动连接，旋转机构82包括旋转电机821、齿盘822和滑动座823，旋转电机821通过滑动座823与横杆6连接，齿盘822安装于多边形旋转平台2的一侧，旋转电机821通过其转子上安装的齿轮与齿盘822啮合驱动多边形旋转平台2转动。升降装置5包括电动推杆51，电动推杆51的本体与横杆6固定连接，其推杆延伸至升降平台4的内侧，横杆6中空设置，电动推杆51、丝杆电机811及旋转电机821的引线均从横杆6的空腔中延伸到外部。另外，本技术中齿盘822采用内齿牙式的环形状，滑动座823上设有供旋转电机821上的齿轮穿过的保护孔，该齿轮的轴长略大于滑动座823的厚度+齿盘822的厚度，上述传动方式更为稳定。
36.此处以多边形旋转平台2数量设置2个为例，左右分布，旋转机构82与短途平移机构81也左右分布，短途滑座812与左侧轴承连接，齿盘822与右侧的多边形旋转平台2固定连接。连接多边形旋转平台2的轴承均与横杆6滑动连接。
37.根据图5所示，当多边形旋转平台2设置多个时，往复平移装置8还包括长途平移机构83，长途平移机构83包括u形支架831和平移电机832，横杆6的两端分别与u形支架831的两端部固定连接，u形支架831的两端部之间的连接部上设置有齿排，平移电机832通过其转子上安装的齿轮与u形支架831的齿排啮合驱动横杆6平移。
38.此处需要说明的是，多边形旋转平台2设置为多个时，以2或3个为一组，能耗与成本较为平衡，减少旋转机构82和短途平移机构81设置的数量(相比较一个旋转机构82和一个短途平移机构81控制一个多边形旋转平台2，数量有所减少)，降低成本，旋转电机821一次控制2或3个多边形旋转平台2能耗也较低，短途平移机构81作为一级平移系统，长途平移机构83作为二级平移系统，平移2或3组多边形旋转平台2，以此类推，还可以设置n级平移系统。
39.根据图6-7所示，每个多边形旋转平台2与轴承之间均设置有l形支架22，当多边形旋转平台2以2个为一组时，两l形支架22的折角均位于外侧(如图5所示)；当多边形旋转平台2以3个为一组时，相邻两l形支架22的折角均位于内侧，间隔两l形支架22的折角均位于外侧(如图6所示)；每组的l形支架22均固定连接为一体。
40.根据图8-9所示，升降平台4上设置有用于固定无人机机脚的锁止装置9。锁止装置9包括成对称设置的两锁止机构，锁止机构包括复位弹簧91(或者用扭簧替代)、活动卡扣92及支脚93，支脚93固定连接在升降平台4的底部，活动卡扣92的一端置于升降平台4的上方，另一端穿过升降平台4与支架轴销铰接，当升降平台4下降到最低处时，凹槽21盆腔中设置的底板212推动活动卡扣92向上翻转夹住无人机机脚，当升降平台4向上升起时，活动卡扣92通过复位弹簧91释放的弹力松开无人机机脚。升降平台4的内侧设置有滑杆41，凹槽21中的底板212上开设有供滑杆41穿过的通孔，滑杆41上套设有缓冲弹簧411，缓冲弹簧411的一端用于与升降平台4的内壁固定连接。升降平台4落到最低处时，通过凹槽21侧壁上设置的卡扣211固定，避免多边形旋转平台2在转动后，升降平台4从凹槽21中脱离，卡扣211由记忆合金材料制成(如图9所示)，卡扣211包括卡接端和固定端，固定端与凹槽21的侧壁固定连
接，卡接端与固定端之间的部分折叠成弹簧状，固定端上设置有锥形卡点，用于卡接升降平台4的侧边。
41.本技术还公开了无人机的一种停放方法，当无人机需要降落到机巢中时，由升降装置5将升降平台4顶起至归中平台3高度一致，通过折浆装置7将无人机的机翼收缩，使无人机的投影完全落在升降平台4上，升降装置5再将升降平台4连同无人机一起收缩于多边形旋转平台2的凹槽21中，锁止机构启动固定无人机的机脚；当再次接收到无人机降落指令时，多边形旋转平台2转动或平移后转动，将空位的凹槽21置于归中平台3的下方，并重复上方步骤；当接收到放飞无人机指令时，上述步骤反向工作。
42.结合图1-9所示，多边形旋转平台2既可以转动又可以平移，使多边形旋转平台2可以根据需要设置相应的数量，拓展性较高，而且操作方法简单、快捷，具有较强的适应性。
43.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
44.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种蜂群式无人机机巢，其特征是：包括机箱(1)和设置于机箱(1)顶部的归中平台(3)、设置于机箱(1)内部的多边形旋转平台(2)、往返于归中平台(3)与多边形旋转平台(2)的升降平台(4)，所述归中平台(3)上设置有折浆装置(7)，所述多边形旋转平台(2)中空设置，其中空位置设置为安装区，所述多边形旋转平台(2)的每个轴向侧壁上均开设有与安装区相通的凹槽(21)，所述安装区设置有用于驱动升降平台(4)的升降装置(5)，所述归中平台(3)上设有开口(31)，当所述升降平台(4)上升滞留开口(31)中时，所述折浆装置(7)将无人机在归中平台(3)的投影面积集中在升降平台(4)上，当所述升降平台(4)下降时，连同无人机收纳于凹槽(21)中，所述升降平台(4)的数量与凹槽(21)的数量等同；所述多边形旋转平台(2)设置有1-n个(n为大于1的正整数)，当所述多边形旋转平台(2)的数量多于1个时，所有多边形旋转平台(2)处于同一水平面上，并且同轴心线设置，所述机箱(1)中还设置有往复平移装置(8)，每个所述多边形旋转平台(2)均可通过往复平移装置(8)驱动间歇性置于开口(31)的下方。2.根据权利要求1所述的蜂群式无人机机巢，其特征是：所述多边形旋转平台(2)通过轴承活动连接于横杆(6)上，所述往复平移装置(8)包括设置于安装区中的短途平移机构(81)和旋转机构(82)，所述短途平移机构(81)包括丝杆电机(811)和短途滑座(812)，所述丝杆电机(811)的电机本体与横杆(6)固定连接，所述短途滑座(812)与横杆(6)滑动连接，并且与轴承的内圈固定连接，所述丝杆电机(811)的丝杆一端与短途滑座(812)转动连接，所述旋转机构(82)包括旋转电机(821)、齿盘(822)和滑动座(823)，所述旋转电机(821)通过滑动座(823)与横杆(6)连接，所述齿盘(822)安装于多边形旋转平台(2)的一侧，所述旋转电机(821)通过其转子上安装的齿轮与齿盘(822)啮合驱动多边形旋转平台(2)转动。3.根据权利要求2所述的蜂群式无人机机巢，其特征是：当所述多边形旋转平台(2)设置多个时，所述往复平移装置(8)还包括长途平移机构(83)，所述长途平移机构(83)包括u形支架(831)和平移电机(832)，所述横杆(6)的两端分别与u形支架(831)的两端部固定连接，所述u形支架(831)的两端部之间的连接部上设置有齿排，所述平移电机(832)通过其转子上安装的齿轮与u形支架(831)的齿排啮合驱动横杆(6)平移。4.根据权利要求3所述的蜂群式无人机机巢，其特征是：所述多边形旋转平台(2)设置为多个时，以2或3个为一组，每个所述多边形旋转平台(2)与轴承之间均设置有l形支架(22)，当所述多边形旋转平台(2)以2个为一组时，两l形支架(22)的折角均位于外侧；当所述多边形旋转平台(2)以3个为一组时，相邻两l形支架(22)的折角均位于内侧，间隔两l形支架(22)的折角均位于外侧；每组的l形支架(22)均固定连接为一体。5.根据权利要求4所述的蜂群式无人机机巢，其特征是：所述升降装置(5)包括电动推杆(51)，所述电动推杆(51)的本体与横杆(6)固定连接，其推杆延伸至升降平台(4)的内侧；所述横杆(6)中空设置，所述电动推杆(51)、丝杆电机(811)及旋转电机(821)的引线均从横杆(6)的空腔中延伸到外部。6.根据权利要求1所述的蜂群式无人机机巢，其特征是：所述升降平台(4)上设置有用于固定无人机机脚的锁止装置(9)。7.根据权利要求6所述的蜂群式无人机机巢，其特征是：所述锁止装置(9)包括成对称设置的两锁止机构，所述锁止机构包括复位弹簧(91)、活动卡扣(92)及支脚(93)，所述支脚
(93)固定连接在升降平台(4)的底部，所述活动卡扣(92)的一端置于升降平台(4)的上方，另一端穿过升降平台(4)与支架轴销铰接，当所述升降平台(4)下降到最低处时，所述凹槽(21)盆腔中设置的底板(212)推动活动卡扣(92)向上翻转夹住无人机机脚，当升降平台(4)向上升起时，所述活动卡扣(92)通过复位弹簧(91)释放的弹力松开无人机机脚。8.根据权利要求7所述的蜂群式无人机机巢，其特征是：所述升降平台(4)的内侧设置有滑杆(41)，所述凹槽(21)中的底板(212)上开设有供滑杆(41)穿过的通孔，所述滑杆(41)上套设有缓冲弹簧(411)，所述缓冲弹簧(411)的一端用于与升降平台(4)的内壁固定连接。9.根据权利要求1所述的蜂群式无人机机巢，其特征是：所述折浆装置(7)包括x轴平移组件(71)和y轴平移组件(72)，所述x轴平移组件(71)与y轴平移组件(72)结构相同，所述x轴平移组件(71)包括动力元件、滑轨(711)、两平行间隔设置的折浆杆(712)，两折浆杆(712)均与滑轨(711)互动连接，并且由动力元件控制同步异向联动。10.一种停放方法，其特征是：当无人机需要降落到机巢中时，由升降装置(5)将升降平台(4)顶起至归中平台(3)高度一致，通过折浆装置(7)将无人机的机翼收缩，使无人机的投影完全落在升降平台(4)上，所述升降装置(5)再将升降平台(4)连同无人机一起收缩于多边形旋转平台(2)的凹槽(21)中，锁止机构启动固定无人机的机脚；当再次接收到无人机降落指令时，所述多边形旋转平台(2)转动或平移后转动，将空位的凹槽(21)置于归中平台(3)的下方，并重复上方步骤；当接收到放飞无人机指令时，上述步骤反向工作。

技术总结
本发明公开了一种蜂群式无人机机巢及停放方法，包括机箱、归中平台、多边形旋转平台、升降平台、升降装置，归中平台上设置有折浆装置，多边形旋转平台上设有凹槽，归中平台上设有供升降平台停滞的开口，无人机降落时，升降装置将升降平台顶起，折浆装置将无人机的机翼收缩，使无人机落在升降平台上，升降装置将升降平台收缩于凹槽中，锁止机构启动固定无人机；再次接收到无人机降落指令时，多边形旋转平台转动或平移后转动，将空位的凹槽置于归中平台的下方，并重复上方步骤；放飞无人机时，上述步骤反向工作。多边形旋转平台既可以转动又可以平移，且可以根据需要设置相应的数量，拓展性较高，而且操作方法简单、快捷，具有较强的适应性。适应性。适应性。


技术研发人员：余庭锋 喻新荣 许家楠
受保护的技术使用者：江苏腾海自动化设备有限公司
技术研发日：2023.07.06
技术公布日：2023/8/24