【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无人机领域，具体涉及一种无人机空中对接锁定装置。
技术介绍
1、随着无人机技术的快速发展，无人机在各个领域的应用日益普遍，如农业、航拍、物流、侦察等。然而，无人机目前面临一个普遍的问题：如何在空中实现安全、高效地快速对接。无人机空中对接技术的实现，提高了作业效率，特别是在进行大规模的监控、巡逻或者搜救任务时，能够节省大量的时间和资源。无人机空中加油使得无人机可以在更加广泛、复杂的环境和条件下工作，比如极地、海洋、山区等，扩展了无人机的使用范围。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种无人机空中对接锁定装置，以解决现有技术中传统的对接装置不具备自动上锁与解锁的难题。
2、实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种无人机空中对接锁定装置，包括锥套，修正套，球形套筒，钢球，锁定套筒，锁定轴，锁定弹簧，限位弹簧，限位挡盖，微动开关，安装法兰，无人机对接杆和无人机对接杆修正解锁驱动机构；
3、锥套、锁定轴和安装法兰连接为一体，修正套设置在锥套内并通过无人机对接杆修正解锁驱动机构的驱动实现相对于锥套的前后移动，从而实现无人机对接杆修正、解锁；修正套内依次套设锁定套筒、锁定轴和球形套筒，球形套筒和锁定轴之间设有用于对球形套筒的移动进行限位的限位弹簧，锁定弹簧套设在锁定轴和锁定套筒之间，用于驱动钢球实现对无人机对接杆的锁定；
4、锥套、修正套和球形套筒组合构成无人机对接杆的接触曲面；无人机对接杆到达接触曲面中心后继续运动并推动球形套筒运动，同
5、进一步的，锁定轴为回转件，锁定轴后端设有带有多个开槽的翻边，中部设有外环形台阶和内环形台阶，前部设有与修正套内部台阶相配合的台阶，锁定轴主体靠近台阶的一端外周面均设供钢球通过的圆形通孔；
6、锁定轴的内环形台阶固定连接有环形的限位弹簧挡板，限位弹簧挡板用于抵住限位弹簧的一端，限位弹簧挡板的另一侧通过限位挡板实现为球形套筒移动的限位；锁定轴的外环形台阶一侧用于抵住锁定弹簧的一端，另一侧用于对锁定套筒的移动进行限位。
7、进一步的，锥套为回转件，依次由锥形部、圆柱形部和后端的翻边组成，安装法兰由翻边、圆柱形主体和后端的安装板组成；
8、锁定轴的翻边、锥套的翻边以及安装法兰的翻边固定连接，从而将锥套、锁定轴和安装法兰连接为一体。
9、进一步的，无人机对接杆修正解锁驱动机构包括丝杠，直流电机，螺母套筒，轴承，减速器，上传动齿轮，下传动齿轮和直流电机控制器；
10、减速器和直流电机控制器设置在安装法兰的后端安装板上，直流电机与减速器通过螺栓连接固定，减速器的输出和上传动齿轮连接，上传动齿轮和下传动齿轮啮合，下传动齿轮和丝杠相连接；丝杠后端通过轴承和安装法兰转动连接，丝杠外套设螺母套筒，螺母套筒和修正套连接为一体。
11、进一步的，修正套为回转件，修正套前部为锥形、靠近前部锥形的内部设有两级台阶，修正套后部为多个间隔设置的肋板，多个肋板位于同一圆周上，且多个肋板分别穿过锁定轴后端翻边的开槽，修正套肋板尾端通过螺栓和螺母套筒连接，修正套内侧的一级台阶和锁定轴的台阶相抵，修正套的二级台阶和锁定套筒的前部相抵。
12、进一步的，锥套和修正套的锥形部满足在不进行对接时、处于同一平面。
13、进一步的，球形套筒为回转体，球形套筒前部为与无人机对接杆的末端形状一致的圆形接触槽，球形套筒的后端与限位挡盖通过螺栓连接，球形套筒外周设有台阶，台阶用于抵住限位弹簧的另一端。
14、进一步的，锁定套筒为回转件，锁定套筒内部靠前端设有台阶，锁定套筒前端内侧位楔形，通过楔形将锁定套筒的前后移动转化为钢球的上下移动，锁定套筒的后端连接有挡盖，通过挡盖和锁定轴的外环形台阶实现对锁定套筒的限位；锁定套筒的台阶用于抵住锁定弹簧的另一端，且未对接时锁定弹簧处于压缩状态。
15、进一步的，无人机对接杆靠近末端的外周均布与钢球数量和位置相匹配的凹槽，凹槽的外周未锥形，当无人机对接杆的末端完全与球形套筒的圆形接触槽相匹配时，钢球进入无人机对接杆的凹槽内，实现对无人机对接杆的锁定。
16、一种采用上述的无人机空中对接锁定装置进行对接的方法，包括如下步骤：
17、步骤(1)：锁定：锥套的倒锥曲面引导无人机对接杆向中心聚拢，无人机对接杆到达中心后继续运动并推动球形套筒运动，球形套筒移动的同时，锁定轴的圆形通孔逐渐被打开；当圆形通孔完全露出后，钢球在锁定套筒的推动下向下移动，并落入无人机对接杆的凹槽中实现锁定，球形套筒的限位挡盖触发微动开关，反馈锁定信号，完成无人机对接杆的锁定；
18、步骤(2)：修正：完成锁定后，直流电机控制器向直流电机输出无人机对接杆的修正指令，直流电机的扭矩经过减速器、上传动齿轮和下传动齿轮带动丝杠旋转，螺母套筒在丝杠的转动下移动；螺母套筒与修正套固定连接，修正套移动时修正无人机对接杆与锥套的同轴性，完成修正后停留在当前位置；
19、步骤(3)：解锁：无人机对接杆解锁释放时，丝杠带动修正套移动，当修正套内环台阶抵住锁定套筒后继续运动，直到钢球外侧的出口被完全打开；钢球外侧出口打开后，无人机对接杆可进行拉出离开，球形套筒在限位弹簧的作用下回到对接前的初始位置。
20、本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
21、(1)本专利技术提出了一种固定翼无人机回收的对接锁定方式，能够在空中对接锁定并快速回收无人机，极大的提高了作业效率，特别是在进行大规模的监控、巡逻或者搜救任务时，能够节省大量的时间和资源。
22、(2)本专利技术引入自动锁定和解锁装置，在无需人工干预的情况下完成锁定和解锁操作，避免了由于人为操作错误造成的潜在风险。
23、(3)本专利技术增加姿态修正结构，保持无人机的俯仰角度，稳定重心位置，减少姿态摇晃、抖动和偏移对后续回收工作过程中的影响。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种无人机空中对接锁定装置，其特征在于，包括锥套(1)，修正套(2)，球形套筒(3)，钢球(4)，锁定套筒(5)，锁定轴(6)，锁定弹簧(7)，限位弹簧(8)，限位挡盖(9)，微动开关(11)，安装法兰(20)，无人机对接杆(21)和无人机对接杆修正解锁驱动机构；
2.根据权利要求1所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，锁定轴(6)为回转件，锁定轴(6)后端设有带有多个开槽的翻边，中部设有外环形台阶和内环形台阶，前部设有与修正套(2)内部台阶相配合的台阶，锁定轴(6)主体靠近台阶的一端外周面均设供钢球通过的圆形通孔；
3.根据权利要求2所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，锥套(1)为回转件，依次由锥形部、圆柱形部和后端的翻边组成，安装法兰(20)由翻边、圆柱形主体和后端的安装板组成；
4.根据权利要求3所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，无人机对接杆修正解锁驱动机构包括丝杠(12)，直流电机(13)，螺母套筒(14)，轴承(15)，减速器(16)，上传动齿轮(17)，下传动齿轮(18)和直流电机控制器(19)；
6.根据权利要求5所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，锥套(1)和修正套(2)的锥形部满足在不进行对接时、处于同一平面。
7.根据权利要求6所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，球形套筒(3)为回转体，球形套筒(3)前部为与无人机对接杆(21)的末端形状一致的圆形接触槽，球形套筒(3)的后端与限位挡盖(9)通过螺栓连接，球形套筒(3)外周设有台阶，台阶用于抵住限位弹簧(8)的另一端。
8.根据权利要求7所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，锁定套筒(5)为回转件，锁定套筒(5)内部靠前端设有台阶，锁定套筒(5)前端内侧位楔形，通过楔形将锁定套筒(5)的前后移动转化为钢球(4)的上下移动，锁定套筒(5)的后端连接有挡盖(10)，通过挡盖(10)和锁定轴的外环形台阶实现对锁定套筒(5)的限位；锁定套筒(5)的台阶用于抵住锁定弹簧(7)的另一端，且未对接时锁定弹簧(7)处于压缩状态。
9.根据权利要求8所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，无人机对接杆(21)靠近末端的外周均布与钢球数量和位置相匹配的凹槽，凹槽的外周未锥形，当无人机对接杆(21)的末端完全与球形套筒(3)的圆形接触槽相匹配时，钢球进入无人机对接杆的凹槽内，实现对无人机对接杆(21)的锁定。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的无人机空中对接锁定装置进行对接的方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种无人机空中对接锁定装置，其特征在于，包括锥套(1)，修正套(2)，球形套筒(3)，钢球(4)，锁定套筒(5)，锁定轴(6)，锁定弹簧(7)，限位弹簧(8)，限位挡盖(9)，微动开关(11)，安装法兰(20)，无人机对接杆(21)和无人机对接杆修正解锁驱动机构；
2.根据权利要求1所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，锁定轴(6)为回转件，锁定轴(6)后端设有带有多个开槽的翻边，中部设有外环形台阶和内环形台阶，前部设有与修正套(2)内部台阶相配合的台阶，锁定轴(6)主体靠近台阶的一端外周面均设供钢球通过的圆形通孔；
3.根据权利要求2所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，锥套(1)为回转件，依次由锥形部、圆柱形部和后端的翻边组成，安装法兰(20)由翻边、圆柱形主体和后端的安装板组成；
4.根据权利要求3所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，无人机对接杆修正解锁驱动机构包括丝杠(12)，直流电机(13)，螺母套筒(14)，轴承(15)，减速器(16)，上传动齿轮(17)，下传动齿轮(18)和直流电机控制器(19)；
5.根据权利要求4所述的无人机空中对接锁定装置，其特征在于，修正套(2)为回转件，修正套(2)前部为锥形、靠近前部锥形的内部设有两级台阶，修正套(2)后部为多个间隔设置的肋板，多个肋板位于同一圆周上，且多个肋板分别穿过锁定轴(6)后端翻边的开槽，修正套(2)肋板尾端通过螺栓和螺母套筒(14)连接，修正套内侧的一级台阶和锁定...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳帅，吴春博，王子豪，杜忠华，于朋，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。