用于无人机的运送到家物品装载装置的制作方法

本申请要求于2016年7月27日在韩国提交的韩国专利申请号10-2016-0095718的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

本公开涉及一种无人机的运送物品装载设备，其应用于无人机的送货服务，以承载、装载和卸载运送物品。

背景技术：

无人机是一种无人驾驶飞行器，允许远程控制和自动飞行，并且通过旋转至少一个转子可基本上获得升降力和推进力。通常，无人机被分类为具有四个转子的四轴飞行器，具有六个转子的六轴飞行器，具有八个转子的八轴飞行器等，并且统称为多轴飞行器。

无人机包括主体，从主体径向延伸的多个承载臂，以及安装到承载臂一端的转子。无人机通过将各种附加装置(例如拍摄设备、控制设备、应急设备和装载设备)附接到主体的下部，而应用于各种工业领域。

无人机预计将广泛用于运送服务，以将货物运送到目的地。

通常，运送无人机包括附接到主体下部的预定抓持器或具有悬挂在主体下端的钩型悬挂工具的线升降装置，以支持运送物品的装载和卸载操作。

然而，使用线升降装置的传统运送无人机是不方便的，因为当卸下运送物品时，运送物品应当由人手动地与线的悬挂工具分离。

另外，在传统的运送无人机中，线可能被转子的风摇动，运送物品被装载或卸载时，这可干扰装载和卸载工作并造成事故。因此，需要有效的措施来解决这些问题。由于转子的风而使线摇动的问题在无人机附近特别严重。

技术实现要素：

技术问题

本公开旨在解决相关技术问题，因此本公开旨在提供一种无人机的运送物品装载设备，其具有的结构能够使用可被升降的线承载运送物品，在将运送物品放在地上之后，将运送物品自动地从线上分离出来。

本公开还旨在提供一种无人机的运送物品装载设备，其具有的结构能够防止由于无人机处产生的风而使线摇动。

技术方案

在本发明的一个方面，提供了一种无人机的运送物品装载设备，其安装在安装于无人机的升降线上以能够升降，运送物品装载设备包括：升降体，其安装在升降线下端；和一次性悬挂体，其联接成选择性地连接到升降体或与升降体分离，并在其下部具有钩挂单元，其中升降体和一次性悬挂体通过它们之间的机械或电磁相互作用而自动分离。

在升降体上可以安装有止动件，使得一次性悬挂体能够悬挂在其上，并且可以在一次性悬挂体上形成悬挂突出结构，使得悬挂突出结构悬挂在止动件上。

止动件可以安装成可竖直枢转且被弹性偏置，以水平放置；一次性悬挂体可包括位于其上端的头部，从头部向下延伸并具有相对小于头部的外径的第一杆，以及从第一杆向下延伸并具有相对小于第一杆的外径的第二杆；在一次性悬挂体联接到升降体的状态下，止动件可位于头部和第一杆之间的悬挂突出结构处；当运送物品下降到地面时，升降体可以通过惯性力以相对于一次性悬挂体向下移动，使得止动件在朝向第二杆的位置处向下枢转到水平状态以释放悬挂；并且当升降体向上移动时，头部可以相对地向下移动以经过止动件，使得升降体和一次性悬挂体完全分离。

止动件可以安装成可相对于地面在水平方向上向前和向后移动，并沿前进方向被弹性偏置；一次性悬挂体可包括位于其上端的头部，从头部向下延伸且具有相对小于头部的外径的轴，以及安装在轴外侧以可沿轴的纵向方向移动并具有与头部相同的外径的环形或圆柱形滑动件；在一次性悬挂体联接到升降体的状态下，止动件可以定位在头部和轴之间的悬挂突出结构处；当运送物品下降到地面时，升降体可以通过惯性力相对于一次性悬挂体向下移动，使得止动件与滑动件的外表面接触以释放悬挂；并且当升降体向上移动时，头部可以相对地向下移动以经过止动件，使得升降体和一次性悬挂体完全分离。

电磁铁可以固定在升降体上，并且一次性悬挂体的上端可以由铁或磁铁材料制成，电磁铁在磁化状态下选择性地粘附在所述铁或磁铁材料上。

升降线可以由电力电缆制成，并且电磁铁可以通过电力电缆供电。

升降线可以由与钢丝混合的电力电缆制成，并且电磁铁可以通过电力电缆供电。

运送物品装载设备还可包括引导构件，该引导构件安装在无人机上，并且具有中空部，升降线穿过该中空部，以保护和引导升降线。

引导构件可包括多个管，这些管以多级形式彼此连接，进行延展或收缩以增加或减小引导构件的长度。

运送物品装载设备还可包括弹簧，所述弹簧设置在引导构件的内部或外部，以在引导构件延展或收缩时给予弹力。

有益效果

本公开可以有效地应用于使用无人机的运送服务，因为当使用线将运送物品放在地上时，即使没有人，运送物品也可以自动地与线分离。

另外，由于在装载或卸载运送物品的同时，线保持被导向构件保护和引导，因此可以防止线由于转子的风而在无人机周围摇动。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施方式，并且与前述公开一起用于提供对本公开技术特征的进一步理解，因此，本公开不应被解释为限于附图。

图1是示出根据本公开实施方式的无人机的运送物品装载设备的应用立体图。

图2是用于说明图1所示的升降体和一次性悬挂体的结构和操作的横截面图。

图3是图2的局部放大图。

图4是用于说明图1所示的升降体和一次性悬挂体的另一种结构和操作的横截面图。

图5是图4的局部放大图。

图6是示出图1所示的升降体和一次性悬挂体的另一种结构和操作的立体图。

图7是示出根据本公开另一实施方式的无人机的运送物品装载设备的立体图。

图8是示出图7中所示的引导构件的横截面图。

图9是示出图8的引导构件收缩的横截面图。

图10是示出图8的修改示例的横截面图。

图11是示出图10的引导构件收缩的横截面图。

图12是示出图8的另一修改示例的横截面图。

具体实施方式

图1是示出根据本公开实施方式的无人机的运送物品装载设备的应用立体图。

如图1所示，根据本公开实施方式的无人机的运送物品装载设备包括固定到升降线20的下端的升降体100，以及安装成使得运送物品1悬挂在其上的一次性悬挂体200。

当将运送物品1装载在无人机10上时，钩在运送物品1上部的一次性悬挂体200联接到升降体100(a)。

在装载有运送物品1的状态(a)中，无人机10执行到运送目的地的无人自动飞行。在到达运送目的地之后，无人机10释放升降线20，使得运送物品1被放置在地面上(b)。

随着将运送物品1放置在地面上的操作，无人机10执行将一次性悬挂体200与升降体100自动分离的操作(c)，并且在升降线20向上卷绕的状态下返回到其原始位置。

用于支持运送服务的无人机10包括用于执行远程控制和无人自动飞行的各种控制设备、通信设备、光学设备、传感器、全球定位系统(gps)、电池和驱动设备等。另外，在无人机10的下部设置有用于上下卷绕由至少一股钢丝制成的升降线20的线升降装置。包括在无人机10中的技术手段可以采用传统技术，因此这里没有详细描述。

图2是用于说明图1所示的升降体100和一次性悬挂体200的结构和操作的横截面图。图3是图2局部放大图。在图2中，①表示一次性悬挂体200与升降体100联接的状态，②表示一次性悬挂体200悬挂在升降体100上的完成联接的状态，③表示当运送物品1与地面接触时，向下降的升降体100施加惯性力，使得升降体100以重力加速度(9.8m/s²)向下移动以释放悬挂时的状态，以及④到⑥表示升降体100被拉起以使一次性悬挂体200逐渐向下移动以与升降体100分离的过程。此外，在图3中，①表示一次性悬挂体200悬挂在升降体100上的状态，②表示运送物品1与地面接触以释放一次性悬挂体200的悬挂的状态，③表示其中一次性悬挂体200由于升降体100的升降而相对向下移动的状态，以及④表示一次性悬挂体200与升降体100完全分离的状态。

如图2和图3所示，升降体100固定安装在升降线20的下端，并且一次性悬挂体200联接成选择性地连接到升降体100或与升降体100分离，并具有在其下部具有钩状的钩挂单元204。升降体100和一次性悬挂体200可以通过机械或电磁相互作用而自动分离。

止动件110安装在升降体100上，使得一次性悬挂体200悬挂在其上，并且一次性悬挂体200具有悬挂突出结构，该悬挂突出结构形成为悬挂在止动件110上。

止动件110可以设置为多个，并且多个止动件110沿着升降体100的周边以规则的间隔设置在升降体100内。多个止动件110安装成可竖直枢转且被弹性偏置，以水平放置。为了弹性偏置，将诸如弹簧的弹性构件联接到止动件110。

一次性悬挂体200包括位于其上端的头部201，从头部201向下延伸并具有相对小于头部201的外径的第一杆202，以及从第一杆202向下延伸并具有相对小于第一杆202的外径的第二杆203。悬挂突出结构由头部201和第一杆202之间的台阶形成。

在一次性悬挂体200联接到升降体100的状态下，止动件110定位在头部201和第一杆202之间的悬挂突出结构处。此外，当运送物品1下降到地面时，升降体100相对于一次性悬挂体200以重力加速度向下移动，从而在朝向第二杆203的位置处向下枢转以释放悬挂。

之后，当升降体100被升降线20拉起时，头部201由于升降体100的上升而相对地向下移动以经过止动件110，使得升降体100和一次性悬挂体200彼此完全分离。

图4是用于说明图1所示的升降体100和一次性悬挂体200的另一种结构和操作的横截面图。图5是图4的局部放大图。在图4中，①表示一次性悬挂体200与升降体100联接的状态，②表示一次性悬挂体200悬挂在升降体100上的完成联接的状态，③表示当运送物品1接触地面时，施加惯性力使得升降体100向下移动以释放悬挂的状态，以及④至⑥示出升降体100被拉起的过程，使得一次性悬挂体200逐渐向下移动以与升降体100分离。此外，在图5中，①表示一次性悬挂体200悬挂在升降体100上的状态，②表示运送物品1与地面接触以释放一次性悬挂体200的悬挂的状态，③表示其中一次性悬挂体200由于升降体100的升降而相对向下移动的状态，以及④表示一次性悬挂体200与升降体100完全分离的状态。

如图4和5所示，止动件110可以设置为多个，并且多个止动件110沿着升降体100的周边以规则的间隔设置在升降体100内。多个止动件110安装成可相对于地面在水平方向上向前和向后移动，并在前进方向上被弹性偏置。为了弹性偏置，将诸如弹簧的弹性构件联接到止动件110。

一次性悬挂体200包括位于其上端的头部205，从头部205向下延伸并具有相对小于头部205的外径的轴206，以及装配到轴206的外侧以可在轴206的纵向方向上移动并具有与头部205相同的外径的环形或圆柱形滑动件207。

在一次性悬挂体200联接到升降体100的状态下，止动件110定位在头部205和轴206之间的悬挂突出结构处。此外，当运送物品1下降到地面时，升降体100通过惯性力相对于一次性悬挂体200向下移动，使得止动件110与滑动件207的外表面接触以释放悬挂。

之后，当升降体100被升降线20拉起时，由于升降体100的上升而使头部205相对于滑动件207向下相对移动以经过止动件110，使得升降体100与一次性悬挂体200完全彼此分离。在一次性悬挂体200与升降体100完全分离之后，滑动件207由于其重量而保持下降状态(参见图5的④)

图6是示出用于示出图1中所示的升降体100和一次性悬挂体200的另一构造和操作的立体图。如图6所示，电磁铁101固定在升降体100上，位于一次性悬挂体200上端的头部201由铁或磁铁材料制成，电磁铁在磁化状态下选择性地粘附在所述铁或磁铁材料上。

升降线20可以由电力电缆21制成。在这种情况下，电磁铁配置成通过用作电力电缆21的升降线20供电。

或者，升降线20由至少一股钢丝制成，其中混合有电力电缆21。这里，电磁铁101配置成通过电力电缆21供电。

在将运送物品1装载在无人机10上的状态下，一次性悬挂体200联接到升降体100(a)。此时，电磁铁保持在on状态，并且一次性悬挂体200通过磁力附接并联接到升降体100的电磁铁101。

在装载有运送物品1的状态(a)中，无人机10执行到运送目的地的无人自动飞行。在到达运送目的地之后，无人机10释放升降线20，使得传送的物品1放置在地面(b)上。

在将运送物品1放置在地面上之后，无人机10执行将一次性悬挂体200从升降体100自动分离的操作(c)，并且在向上卷绕升降线20的状态下返回到其初始位置。此时，电磁铁切换到off状态，以移除弹力，使得一次性悬挂体200与升降体100完全分离。

同时，如果需要返回运送物品1，则升降线20在运送物品1所在的位置处下降，并且升降体100的电磁铁101切换到on状态，以磁性地附接到一次性悬挂体200的头部201。这样，可以容易地收集运送物品1。

如果使用具有上述配置的无人机10运送物品装载设备，当使用升降线20将运送物品1放置在地面上时，则一次性悬挂体200可以与升降体100完全分离。因此，可以将运送物品1在无人状态下放置在地面上。

图7是表示根据本公开另一实施方式的无人机的运送物品装载设备的立体图。图8是示出图7中所示的引导构件的横截面图。

参见图7和图8，根据本公开另一实施方式的无人机的运送物品装载设备包括固定到升降线20下端的升降体100，安装成钩在运送物品1上的一次性悬挂体200，以及安装在无人机下部用于包围升降线20以保护和引导升降线20的导向构件30。在附图中，与前一实施方式中相同的附图标记表示相同的元件，因此不在这里详细描述。

引导构件30具有这样的结构，其中逐步具有不同直径的多个管31以多级形式结构连接，并且延展或收缩以增加或减小其长度。优选地，滚珠轴承32插入在相邻的管31之间，使得长度可以平滑地增大或减小。

延展或收缩引导构件30以增加或减小长度的操作可以通过使用引导构件30的重量或通过使用诸如马达的驱动装置的单独驱动力来执行。

如图8所示，可以安装在无人机1一部分上的安装构件34设置在引导构件30的上端，并且在安装构件34中形成用于引导升降线20向下延伸穿过其中的中空部。

升降线20插入安装构件34的中心并向下延伸穿过中空部。如图9所示，即使在引导构件30收缩以减小其长度的状态下，该布置也相同地保持。

从预定旋转鼓36卷绕的升降线20通过第一引导辊35被引导到空腔中，所述旋转鼓36安装在无人机10上，所述第一引导辊35布置成与引导构件30的中空中心对齐，并且通过设置在引导构件30下端的第二引导辊33向下延伸。

与前一实施方式类似，其上联接有一次性悬挂体200的升降体100连接到升降线20的下端。

图10是示出根据图8的修改示例的引导构件30的横截面图。图11是表示图10的引导构件30被折叠时的横截面图。

如图10和图11所示，在引导构件30的纵向方向上延伸的螺旋弹簧37可以附加地设置在引导构件30的内部中空部处。

弹簧37可以设置成多个，与引导构件30的管31对应。或者，也可以设置单个弹簧37，以对应于引导构件30。

当引导构件30延伸时，弹簧37与引导构件30一起伸长。当引导构件30在卷绕升降线20时折叠和收缩时，弹簧37恢复到其原始形状，从而提供弹力，使得引导构件30可以更平滑地收缩。此时，可以设置弹簧37以提供用于使引导构件30沿延伸方向偏置的弹力。相反，弹簧37也可以设置成在引导构件30收缩的方向上以给予弹力。

根据本公开的另一修改示例，如图12所示，提供了一种无人机的运送物品装载设备，其中弹簧37设置在引导构件30的外侧。在这种情况下，优选的是，至少两个引导构件30并排布置，并且弹簧37设置在引导构件30之间，以联合引导构件30操作。此时，优选的是，引导构件30通过设置在引导构件30下端的连接板38彼此连接以基本上整合在一起。

在如上构造的无人机的运送物品装载设备中，当无人机10到达目的地并且下降运送物品时，升降线20被卷绕并向下移动，并且引导构件30也通过其重量或单独的驱动力逐步下降，以延展到预定长度。此时，由于升降线20位于引导构件30的中空部处，即使无人机10的转子施加强风，升降线20也基本上不受风的影响，从而防止摇动。

在引导构件30在给定长度上完全展开之后，升降线20继续向下移动，直到运送物品1下降到地面上。在将运送物品1放置在地面上之后，一次性悬挂体200自动地与升降体100完全分离，类似于前一实施方式。因此，运送物品1在无人状态下放置在地面上。

在将运送物品1放置在地面上之后，将升降线20卷绕在旋转鼓上并抬起。从升降体100与引导构件30的下端接触的点开始，引导构件30收缩以减小长度，从而返回到原始状态。

如上所述，在本公开中，当装载或卸载运送物品时，升降线20保持由引导构件30保护和引导。因此，可以防止升降线20由于无人机附近转子的风而被摇动。

工业实用性

如果实施本公开，则可以在无人状态下自动地将运送物品与升降线分离，并且可以防止升降线由于转子而被摇动。因此，可以为无人机提供安全可靠的运送服务。