一种基于无人机机库的智能调度系统及装置的制作方法

1.本发明涉及无人机领域，具体而言，涉及一种基于无人机机库的智能调度系统及装置。


背景技术：

2.无人机因其操作简单、反应迅速、载荷丰富、任务用途广泛、起飞降落对环境的要求低、自主飞行等优点等特点已经被广泛应用于能源、化工、林业、环保、安防等领域，促进传统的作业方式的改变，并提升了作业效率。但是由于无人机批量进行使用时，必须以机库的方式来停靠无人机，保证无人机续航和维护，但是在批量停靠无人机过程中，不仅占用了很大占地面积，并且在起飞和降落以及任务分配过程中易造成混乱和冲突。鉴于此，我们提出一种基于无人机机库的智能调度系统及装置。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的在于提供一种基于无人机机库的智能调度系统及装置，以解决相关技术中的问题。
4.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种基于无人机机库的智能调度系统，包括数据上报单元、路径规划单元、电量监测单元、任务规划单元、通讯单元和机库控制单元，所述数据上报单元用于上报无人机及机库的运行数据至基站，所述任务规划单元用于根据无人机及机库的运行数据向无人机下达指令，所述通讯单元用于传输通讯数据至无人机，所述电量监测单元用于监测无人机电量，所述路径规划单元用于为无人机规划最佳飞行路径，所述机库控制单元用于根据无人机运行数据向机库下达指令。
5.进一步地，所述数据上报单元包括无人机状态上报模块、可飞行性上报模块、机库环境参数上报模块，所述任务规划单元包括起飞控制模块和降落控制模块，所述无人机状态上报模块用于上传无人机的位置信息和故障信息至基站，所述可飞行性上报模块用于根据所述电量监测单元监测的电量上传无人机续航数据至基站，所述机库环境参数上报模块用于上传机库的可停机数据至基站，所述起飞控制模块用于根据任务调度无人机起飞，所述降落控制模块用于根据无人机运行数据和无人机续航数据调度无人机降落。
6.另一方面提供了一种基于无人机机库的智能调度装置，包括上述任一项所述的机库，所述机库包括机库外壳，所述机库外壳顶部开有停机口，所述机库外壳内设有停机调度装置和多个停机平台，所述停机调度装置用于带动多个停机平台运动，使各个所述停机平台间歇停在所述停机口接机。
7.进一步地，所述停机调度装置包括从动轮和主动轮，所述从动轮与主动轮通过金属带连接传动，在所述机库外壳内部安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴与所述主动轮同轴连接带动主动轮转动，所述从动轮上同轴连接有从动轴，所述从动轴通过轴承与所述机库外壳转动连接，所述金属带的表面均匀等间距固定有若干连杆。
8.进一步地，所述停机平台包括主平台和位于所述主平台上方的副平台，所述副平
台用于无人机停放，所述副平台与所述主平台滑动连接，使得所述副平台能够伸出主平台之外。
9.进一步地，所述副平台的四周通过挡边围起，所述副平台的上表面设有两个对称设置的气缸，所述气缸的活塞杆端部连接有夹持块，以推动所述夹持块夹持无人机，所述夹持块的侧面设有防滑纹。
10.进一步地，所述主平台顶部设有齿条，所述齿条的底部靠近两端处设有两个齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿条的顶面与所述副平台固定连接，所述齿轮用于带动所述齿条水平移动以带动所述副平台移动。
11.进一步地，两个所述齿轮的端面均同轴连接有带轮，两个所述带轮之间通过皮带连接传动，所述主平台内安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴与其中一个带轮同轴连接以带动所述带轮转动。
12.进一步地，所述主平台的底部对称固定有两个夹环，两个所述夹环上均卡接有配重罐，所述配重罐内装有配重液，所述主平台底面中心处安装有液泵，所述液泵的两端分别设有两个液口，两个液口分别通过第一管道和第二管道与两个配重罐连通。
13.进一步地，主平台中心位置开有与连杆相适配的孔位，且孔位与连杆可转动连接，在孔位与连杆连接处设有倾角传感器，所述倾角传感器通过处理器与液泵电性连接，所述倾角传感器用于监测主平台角度是否水平，当所述主平台角度不水平时，控制所述液泵调节两个配重罐内配重液的数量，使主平台角度回归水平状态。
14.进一步地，所述机库外壳的前端开口用于无人机驶出，所述开口处设有与所述机库外壳铰接的库门，所述库门上安装有把手。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
16.1、本发明的无人机和机库通过数据上报单元将其数据上报，目的是使得无人机能够在任务完成后选择最近的机库进行停靠，路径规划单元实现从无人机自机库起飞的起点规划前往任务地点的最佳路径，能够有效节约无人机电量，并且避开危险地形。通讯单元用于基站通过无人机进行语音播报和喊话，能够利用无人机实现宣传、紧急通知等任务。任务规划单元可通过基站根据任务地点，根据飞行目的地自动选择就近可执行任务的飞机(最近可飞行、剩余电量满足自动计算的航线飞行时长要求)。机库控制单元能够通过基站计算机库目前可停靠无人机的机位数量，当无人机准备停靠于改机库时，及时令机库准备停靠的停机平台。
17.2、本发明通过停机调度装置带动多个停机平台运动，使各个停机平台间歇停在停机口接机，从外界飞来的无人机则从停机口处停在该处的停机平台上。并将无人机运送至机库外壳内部，其内部的工作人员可对无人机进行维护和充电操作，同时，下一个停机平台运动至停机口处，保证停机口处始终处于空闲状态以迎接下一辆无人机的停靠。这样不仅能够最大地节省停机空间，并且能够保证无人机始终有停靠位置，直至该机库机位停满为止。
18.3、本发明通过副平台伸出主平台之外。这种设计结构能够保证机库内部任意一个停机平台上的无人机处于续航饱满且无故障状态时，随时可以起飞执行任务。而在起飞时副平台伸出到主平台外部，此时无人机在起飞时不会受到上方的停机平台影响，能够顺利起飞。无人机从前端开口起飞驶出，使得起飞与降落分别从不同位置进行，不会相互冲突。
附图说明
19.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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
21.图1为本发明整体系统模块示意图；
22.图2为本发明数据上报单元的模块示意图；
23.图3为本发明任务规划单元的模块示意图；
24.图4为本发明整体装置结构示意图之一；
25.图5为本发明整体装置结构示意图之二；
26.图6为本发明局部结构示意图；
27.图7为本发明中停机调度装置的结构示意图；
28.图8为本发明中停机平台的结构示意图之一；
29.图9为本发明中停机平台的结构示意图之二；
30.图10为本发明中停机平台的结构爆炸图；
31.图11为本发明中部分结构的连接示意图。
32.图示说明：1、数据上报单元；11、无人机状态上报模块；12、可飞行性上报模块；13、机库环境参数上报模块；2、路径规划单元；3、电量监测单元；4、任务规划单元；41、起飞控制模块；42、降落控制模块；5、通讯单元；6、机库控制单元；7、机库外壳；71、停机口；8、库门；81、把手；9、停机调度装置；91、从动轮；92、金属带；921、连杆；93、主动轮；94、第一驱动电机；95、从动轴；96、轴承；10、停机平台；101、主平台；102、副平台；103、挡边；104、气缸；105、夹持块；106、防滑纹；107、夹环；108、配重罐；109、第一管道；110、液泵；111、第二管道；112、齿条；113、齿轮；114、带轮；115、皮带；116、第二驱动电机。
具体实施方式
33.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
34.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
35.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
36.一种基于无人机机库的智能调度系统，如图1-3所示，包括数据上报单元1、路径规划单元2、电量监测单元3、任务规划单元4、通讯单元5和机库控制单元6，数据上报单元1用于上报无人机及机库的运行数据至基站，任务规划单元4用于根据无人机及机库的运行数据向无人机下达指令，通讯单元5用于传输通讯数据至无人机，电量监测单元3用于监测无人机电量，路径规划单元2用于为无人机规划最佳飞行路径，机库控制单元6用于根据无人机运行数据向机库下达指令。数据上报单元1包括无人机状态上报模块11、可飞行性上报模块12、机库环境参数上报模块13，任务规划单元4包括起飞控制模块41和降落控制模块42，无人机状态上报模块11用于上传无人机的位置信息和故障信息至基站，可飞行性上报模块12用于根据电量监测单元3监测的电量上传无人机续航数据至基站，机库环境参数上报模块13用于上传机库的可停机数据至基站，起飞控制模块41用于根据任务调度无人机起飞，降落控制模块42用于根据无人机运行数据和无人机续航数据调度无人机降落。
37.其中，无人机和机库通过数据上报单元1将其数据上报，目的是使得无人机能够在任务完成后选择最近的机库进行停靠，路径规划单元2实现从无人机自机库起飞的起点规划前往任务地点的最佳路径，能够有效节约无人机电量，并且避开危险地形。通讯单元5用于基站通过无人机进行语音播报和喊话，能够利用无人机实现宣传、紧急通知等任务。任务规划单元4可通过基站根据任务地点，根据飞行目的地自动选择就近可执行任务的飞机(最近可飞行、剩余电量满足自动计算的航线飞行时长要求)。机库控制单元6能够通过基站计算机库目前可停靠无人机的机位数量，当无人机准备停靠于改机库时，及时令机库准备停靠的停机平台10。
38.一种基于无人机机库的智能调度装置；如图4-11所示，包括机库，机库包括机库外壳71，机库外壳71顶部开有停机口71，机库外壳71内设有停机调度装置9和多个停机平台10，停机调度装置9用于带动多个停机平台10运动，使各个停机平台10间歇停在停机口71接机。停机调度装置9包括从动轮91和主动轮93，从动轮91与主动轮93通过金属带92连接传动，在机库外壳71内部安装有第一驱动电机94，第一驱动电机94的输出轴与主动轮93同轴连接带动主动轮93转动，从动轮91上同轴连接有从动轴95，从动轴95通过轴承96与机库外壳7转动连接，金属带92的表面均匀等间距固定有若干连杆921。停机平台10包括主平台101和位于主平台101上方的副平台102，主平台101中心位置开有与连杆921相适配的孔位，且孔位与连杆921可转动连接。在该实施例中，第一驱动电机94带动主动轮93转动，从而通过金属带92带动从动轮91转动，在金属带92运动的过程中，其连杆921上的各个停机平台10也在随之运动，运动到最上方的中心位置时，恰好时停机平台10位于停机口71处，而从外界飞来的无人机则从停机口71处停在该处的停机平台10上。停好后金属带92继续运动，将无人机运送至机库外壳71内部，其内部的工作人员可对无人机进行维护和充电操作，同时，下一个停机平台10运动至停机口71处，保证停机口71处始终处于空闲状态以迎接下一辆无人机的停靠。这样不仅能够最大地节省停机空间，并且能够保证无人机始终有停靠位置，直至该机库机位停满为止。
39.进一步地，由于上述结构设计，在机库内部的无人机停机平台10处于上下排列比较紧密的状态，此时无人机若需要起飞，则还需重新转动金属带92使待起飞的无人机到达停机口71位置才能安全起飞，发明人考虑到这种起飞方式有两个缺陷，一是降落和起飞位
于同一位置，难以保证特殊情况下起飞和降落过程起冲突，二是难以保证各无人机有序停放，需要转动金属带92的次数更加频繁，不利于节能，基于此，为了保证无人机在任意一个停机平台10上都可以顺利起飞，避免受到上方的停机平台10影响，本实施例通过如下设置，其中副平台102用于无人机停放，副平台102与主平台101滑动连接，使得副平台102能够伸出主平台101之外。这种设计结构能够保证机库内部任意一个停机平台10上的无人机处于续航饱满且无故障状态时，随时可以起飞执行任务。而在起飞时副平台102伸出到主平台101外部，此时无人机在起飞时不会受到上方的停机平台10影响，能够顺利起飞。其次，机库外壳71的前端开口用于无人机驶出，开口处设有与机库外壳71铰接的库门8，库门8上安装有把手81。无人机在库门8打开状态下即可从前端开口起飞驶出，使得起飞与降落分别从不同位置进行，不会相互冲突。同时库门8打开方便工作人员进入机库，对无人机进行检修和充电等操作。
40.具体的，本实施例中的金属带92采用铝合金材质制成，其不仅具有一定的韧性能够弯曲，其本身的材质也有一定的刚性，能够支撑住各个停机平台10。
41.进一步的，副平台102的四周通过挡边103围起，副平台102的上表面设有两个对称设置的气缸104，气缸104的活塞杆端部连接有夹持块105，以推动夹持块105夹持无人机，夹持块105的侧面设有防滑纹106，通过上述设计能够使得无人机在停靠时被夹持块105夹持固定，即便停机平台10有略微倾斜，也不会导致无人机滑落。
42.在具体实现副平台102能够伸出主平台101的过程时，本实施例采用如下设计，主平台101顶部设有齿条112，齿条112的底部靠近两端处设有两个齿轮113，齿轮113与齿条112啮合，齿条112的顶面与副平台102固定连接，齿轮113用于带动齿条112水平移动以带动副平台102移动。两个齿轮113的端面均同轴连接有带轮114，两个带轮114之间通过皮带115连接传动，主平台101内安装有第二驱动电机116，第二驱动电机116的输出轴与其中一个带轮114同轴连接以带动带轮114转动。其中，第二驱动电机116能够带动带轮114转动，通过皮带115传动使两个带轮114同方向同转速转动，从而使得两个齿轮113同方向同转速转动，以带动齿条112左右往复运动。同时，两端的两个齿轮113能够保证齿条112运动的行程达到最大化，确保副平台102能够最大程度伸出至主平台101外。需要说明的是，齿条112位于主平台101顶部的凹槽内，凹槽采用外边的形式箍住齿条112上沿的两侧，使得齿条112只能够向两侧滑动，不会在副平台102伸出带来的重力下翘起。
43.由于金属带92的运动到达上下两端时是圆周运动，所以主平台101和连杆921之间是可转动连接的，保证停机平台10始终处于水平状态，但是由于副平台102伸出主平台101时，其两侧的重力不等，为了保证停机平台10的平衡，主平台101的底部对称固定有两个夹环107，两个夹环107上均卡接有配重罐108，配重罐108内装有配重液，主平台101底面中心处安装有液泵110，液泵110的两端分别设有两个液口，两个液口分别通过第一管道109和第二管道111与两个配重罐108连通。在孔位与连杆921连接处设有倾角传感器，倾角传感器通过处理器与液泵110电性连接，倾角传感器用于监测主平台101角度是否水平，当主平台101角度不水平时，控制液泵110调节两个配重罐108内配重液的数量，使主平台101角度回归水平状态。这样能够保证通过倾角传感器实施监测停机平台10的倾角，再通过液泵110来回输送两个配重罐108内的配重液，使得两个配重罐108的重量不停变化，保证停机平台10始终处于水平状态。
44.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
45.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、操作、器件、组件和/或它们的组合。
46.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例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
47.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。