【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用多种型号无人机的后勤保障装置及控制方法，属于无人机配套技术。
技术介绍
1、无人机后勤保障装置并非无人的标配，但随着无人机大型化、持续作业等需求，该类设备的重要性逐渐凸显，企业通常根据市场需求另行研发适配的无人机后勤保障装置，由于不同类型的无人机物理结构尺寸相差较大等原因，通常一种结构的无人机后勤保障装置只能适配一种型号的无人机，并且针对无人机的放飞作业与回收作业都需要人为手动操作，因此存在设备兼容性差、收放一体化程度低等问题。
2、无人机后勤保障装置难以通用的重要原因在无人机的重量、结构尺寸、接口位置等，重量的差别对升降平台的载荷能力等有不同需求，结构尺寸的差别对机库仓体的体积、归中机构等有不同的需求，接口位置的差别对充电配件等有不同需求，另外软件的适配也是要考虑的问题。
3、综合以上考虑，在机库仓体确定的情况下，减小升降平台的负重将能够提高其对无人机的载荷能力，因而能够适配更多型号的无人机；设计能够将多种类型无人机固定在升降平台上的固定机构，将能够解决不同类型无人机在机库仓体内的定位问题；通过标准化转接头可以实现电路接口的统一问题；另外结合软件设计，即可实现多种型号无人机的放飞作业、回收作业、储存与充电功能一体化，支持所兼容无人机机型的在线充电、飞行通信和控制。
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种适用多种型号无人机的后勤保障装置及控制方法，能够适配体积、结构、重量相仿的一类无人机，实现多
2、技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种适用多种型号无人机的后勤保障装置，包括机库仓体、顶盖、归中机构、起降平台和充电柱；
4、所述顶盖为一对开合结构，安装在机库仓体的顶部；
5、所述归中机构包括一个框架体、一对x向归中杆和一对y向归中杆，框架体安装在机库仓体内壁上，位于起降平台最高位置和顶盖之间区域，x向归中杆和y向归中杆呈#字型安装在框架体内；
6、所述起降平台通过升降机构安装在机库仓体内，在起降平台上安装一对用于固定无人机的锁紧机构，在起降平台的中部、两个锁紧机构之间设置通孔；
7、所述充电柱安装在机库仓体内，竖向穿过起降平台中部的通孔，在充电柱的顶面设置有适配无人机充电器的充电口；在起降平台最高位置时，充电柱的顶面与起降平台的上表面齐平；在起降平台下降至设定位置时，充电柱的充电口与无人机充电器充电连接。
8、归中机构是将带动偏移区域中心的无人机重新回到区域中心的机构；现有技术中，将归中机构设置在起降平台，随同起降平台一同运动，同时起到了归中和固定的作用，增加了升降平台的负载，使升降平台能够承受的无人机的重量范围更加受限；同时，现有技术的归中机构对无人机的固定效果并不是很理想，影响无人机充电或维护的稳定性和可靠性。本案将归中机构设置在了机库仓体上，同时额外增加了锁紧机构对无人机进行固定，整体上降低了起降平台的负载，提高了升降平台能够承受的无人机的重量范围；锁紧机构能够稳定、可靠地固定无人机，方便对无人机进行充电或维护。本案需要针对不同型号的无人机设计适配充电桩的充电器转接头，将充电器转接头安装在所需要保障的无人充电器上。
9、优选的，还包括环控机构，环控机构包括设置在机库仓体内的温湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、制冷工业空调、加热器和报警器、设置在机库仓体壁面的扇热窗；还可以包括设置在顶盖上的外部气象传感器和外部监控摄像机。
10、优选的，还包括设置在机库仓体内的电气控制模组，电气控制模组包括控制端通信单元、无人机通信单元和本地数据存储与处理单元；所述控制端通信单元用于接收控制端指令、转发无人机反馈信息、反馈无人机控制指令；所述无人机通信单元包括两套通信链路，且两路通信链路具有相互备份功能，其中一路通信链路为4g点对点网络传输链路，另一路为2.4hz微波传输链路；所述本地数据存储与处理单元用于存储控制端指令和无人机反馈信息，针对无人机与后勤保障装置在实际应用过程中，存在通信延迟、计算能力限制等问题，本专利技术在无人机机体和后勤保障装置内，均集成了边缘计算模块，采用边缘计算方法对控制端指令和/或无人机反馈信息进行本地计算，形成无人机控制指令，能够有效减少通信延迟、提高数据处理速度和降低带宽需求，提高无人机的感知决策能力。
11、优选的，该后勤保障装置连接在5g nsa组网架构的网络中。
12、优选的，该后勤保障装置与无人机之间采用d2d通信，其中一方向另一方发送请求建立d2d通信的请求信息时，同时将请求信息发送给基站；基站接收到请求信息时，基站先确定两方的位置，然后分别向两方发送检测信号，判断两方的信道状态，据此决定是否同意两方建立d2d通信；若基站同意两方建立d2d通信，基站向另一方发送同意建立2d通信的确认信息；另一方接收到来自一方的请求信息和来自基站的确认信息后，两方开始执行d2d通信，并在d2d通信结束时，两方各自向基站发送结束d2d通信的信号，基站在接收到任一方发送的结束d2d通信的信号后，结束两方的d2d通信。
13、由于无人机电机停止旋转时，桨叶停止的方向是任意的，但是在后勤保障装置收纳无人机时，需要将桨叶拨动到指定位置，所以需要拨桨结构将桨叶拨动到指定的收纳位置；因此，优选的，所述归中机构还包括拨桨结构，拨桨结构安装在x向归中杆和/或y向归中杆上，拨桨结构为能够沿着归中杆往复移动的纵向杆或者固定在归中杆上的纵向杆；在起降平台处于拨桨高度位置时，无人机停置在升降平台上，纵向杆的顶部高于无人机桨叶高度。
14、优选的，所述锁紧机构包括卡爪安装板一对铰接座、卡爪、驱动电机和一对电位器，所述卡爪安装板为u型板结构，用于连接后勤保障装置的起降平台，且卡爪安装板的上表面与起降平台的上表面平齐，铰接座、驱动电机的壳体和电位器的电阻体均固定在卡爪安装板的下表面，且两个铰接座分别位于卡爪安装板的两翼下方；所述卡爪为j型结构，卡爪的弯折端为端部，端部用于勾挂无人机脚架下方的横杆，卡爪的竖直端为根部，根部两侧各固定一个铰接轴，两个铰接轴分别安装在两个铰接座内，卡爪在卡爪安装板的凹口内转动，卡爪的端部朝外；驱动电机的输出轴通过皮带传动结构与其中一个铰接轴连接，两个电位器的电刷安装在另一个铰接轴上，两个电位器分别检测卡爪的打开状态和锁紧状态，打开状态为卡爪的端部转动至起降平台下方且根部不突出起降平台上表面的位置，锁紧状态为卡爪的端部转动至起降平台上方勾挂住无人机脚架下方的横杆至运动极限位置；
15、所述一对锁紧机构中的两个卡爪安装板的凹口正对；使用时，两个卡爪从下向上、从内向外转动，分别勾挂住无人机脚架下方的两个横杆。
16、本案针对后勤保障装置需要收纳多种类型的无人机需求，设计了上述全新的锁紧机构，通过卡爪内部弧度的设计，使得其能够适应不同尺寸本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：包括机库仓体(1)、顶盖(2)、归中机构(3)、起降平台(4)和充电柱(5)；
2.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：还包括环控机构，环控机构包括设置在机库仓体(1)内的温湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、制冷工业空调、加热器和报警器、设置在机库仓体(1)壁面的扇热窗。
3.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：还包括设置在机库仓体(1)内的电气控制模组，电气控制模组包括控制端通信单元、无人机通信单元和本地数据存储与处理单元；所述控制端通信单元用于接收控制端指令、转发无人机反馈信息、反馈无人机控制指令；所述无人机通信单元包括两套通信链路，且两路通信链路具有相互备份功能，其中一路通信链路为4G点对点网络传输链路，另一路为2.4Hz微波传输链路；所述本地数据存储与处理单元用于存储控制端指令和无人机反馈信息，采用边缘计算方法对控制端指令和/或无人机反馈信息进行本地计算，形成无人机控制指令。
4.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后
5.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：该后勤保障装置与无人机之间采用D2D通信，其中一方向另一方发送请求建立D2D通信的请求信息时，同时将请求信息发送给基站；基站接收到请求信息时，基站先确定两方的位置，然后分别向两方发送检测信号，判断两方的信道状态，据此决定是否同意两方建立D2D通信；若基站同意两方建立D2D通信，基站向另一方发送同意建立2D通信的确认信息；另一方接收到来自一方的请求信息和来自基站的确认信息后，两方开始执行D2D通信，并在D2D通信结束时，两方各自向基站发送结束D2D通信的信号，基站在接收到任一方发送的结束D2D通信的信号后，结束两方的D2D通信。
6.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：所述归中机构(3)还包括拨桨结构(3-4)，拨桨结构(3-4)安装在X向归中杆(3-2)和/或Y向归中杆(3-3)上，拨桨结构(3-4)为能够沿着归中杆往复移动的纵向杆或者固定在归中杆上的纵向杆；在起降平台(4)处于拨桨高度位置时，无人机停置在升降平台(4)上，纵向杆的顶部高于无人机桨叶高度。
7.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：所述锁紧机构包括卡爪安装板(4-1)、一对铰接座(4-2)、卡爪(4-3)、驱动电机(4-4)和一对电位器(4-5)，所述卡爪安装板(4-1)为U型板结构，用于连接后勤保障装置的起降平台(4)，且卡爪安装板(4-1)的上表面与起降平台(4)的上表面平齐，铰接座(4-2)、驱动电机(4-4)的壳体和电位器(4-5)的电阻体均固定在卡爪安装板(4-1)的下表面，且两个铰接座(4-2)分别位于卡爪安装板(4-1)的两翼下方；所述卡爪(4-3)为J型结构，卡爪(4-3)的弯折端为端部，端部用于勾挂无人机脚架下方的横杆，卡爪(4-3)的竖直端为根部，根部两侧各固定一个铰接轴，两个铰接轴分别安装在两个铰接座(4-2)内，卡爪(4-3)在卡爪安装板(4-1)的凹口内转动，卡爪(4-3)的端部朝外；驱动电机(4-4)的输出轴通过皮带传动结构与其中一个铰接轴连接，两个电位器(4-5)的电刷安装在另一个铰接轴上，两个电位器(4-5)分别检测卡爪(4-3)的打开状态和锁紧状态，打开状态为卡爪(4-3)的端部转动至起降平台(4)下方且根部不突出起降平台(4)上表面的位置，锁紧状态为卡爪(4-3)的端部转动至起降平台(4)上方勾挂住无人机脚架下方的横杆至运动极限位置；
8.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：所述充电柱(5)的充电口与无人机充电器充电连接时，充电口的充电铜针与充电器的受电铜片接触，充电口的充电铜针采用两级弹性结构，底部为一根刚性铜柱管，内部套设一根弹性顶针。
9.一种适用多种型号无人机的后勤保障装置的控制方法，其特征在于：包括回收作业控制过程和放飞作业控制过程；
10.根据权利要求9所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置的控制方法，其特征在于：所述步骤SA4中，锁紧机构的卡爪(4-3)从下向上、从内向外转动，勾挂住无人机脚架下方的横杆，锁紧无人机；所述步骤SB2中，锁紧机构的卡爪(4-3)从为向内、从上向下转动，解除对无人机脚架下方横杆的的勾挂，且卡爪(4-3)转动至整体高度低于起降平台(4)上表面。
...【技术特征摘要】
1.一种适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：包括机库仓体(1)、顶盖(2)、归中机构(3)、起降平台(4)和充电柱(5)；
2.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：还包括环控机构，环控机构包括设置在机库仓体(1)内的温湿度传感器、水浸传感器、烟雾传感器、制冷工业空调、加热器和报警器、设置在机库仓体(1)壁面的扇热窗。
3.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：还包括设置在机库仓体(1)内的电气控制模组，电气控制模组包括控制端通信单元、无人机通信单元和本地数据存储与处理单元；所述控制端通信单元用于接收控制端指令、转发无人机反馈信息、反馈无人机控制指令；所述无人机通信单元包括两套通信链路，且两路通信链路具有相互备份功能，其中一路通信链路为4g点对点网络传输链路，另一路为2.4hz微波传输链路；所述本地数据存储与处理单元用于存储控制端指令和无人机反馈信息，采用边缘计算方法对控制端指令和/或无人机反馈信息进行本地计算，形成无人机控制指令。
4.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：该后勤保障装置连接在5g nsa组网架构的网络中。
5.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：该后勤保障装置与无人机之间采用d2d通信，其中一方向另一方发送请求建立d2d通信的请求信息时，同时将请求信息发送给基站；基站接收到请求信息时，基站先确定两方的位置，然后分别向两方发送检测信号，判断两方的信道状态，据此决定是否同意两方建立d2d通信；若基站同意两方建立d2d通信，基站向另一方发送同意建立2d通信的确认信息；另一方接收到来自一方的请求信息和来自基站的确认信息后，两方开始执行d2d通信，并在d2d通信结束时，两方各自向基站发送结束d2d通信的信号，基站在接收到任一方发送的结束d2d通信的信号后，结束两方的d2d通信。
6.根据权利要求1所述的适用多种型号无人机的后勤保障装置，其特征在于：所述归中机构(3)还包括拨桨结构(3-4)，拨桨结构(3-4)安装在x向归中杆(3-2)和/或y向归中杆(3-3)上，拨桨结构(3-4)为能够沿着归中杆往复移动的纵向杆或者固定在归中杆上的纵向杆；在...
【专利技术属性】
技术研发人员：莫凯燚，陈蕾，郭跃，张阳帆，刘禹彤，刘斌，胡小彬，罗伟，王宇，
申请(专利权)人：中航金城无人系统有限公司，
类型：发明
国别省市：
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