一种固定翼物流无人机的制作方法

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种固定翼物流无人机。

背景技术：

目前，用于物流的固定翼无人机通常由有人飞机进行无人化的改装而成，也有部分专门设计的货运无人机，但是，上述用于物流的固定翼无人机都是按照常规有人飞机进行设计的，包括传统机身，机身内部的空间用于装载货物。当无人机用于物流运输时，需要先将货物采用货箱装载好，然后把货箱装入无人机的机身内。采用上述无人机进行货物运输时，存在如下缺陷：

1、物流运输时，无论是装载还是卸载货物，都需要无人机停机等待以将货物装载到机身内或将货物由机身内卸载，从而大大降低了运输效率。

2、当物流无人机遇到紧急状况坠毁时，会连带机身内的货物一起坠毁，从而造成货物的连带损失。

技术实现要素：

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种固定翼物流无人机，提高了无人机的运输效率，减少了货物的连带损失。

为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案：本发明提供了一种固定翼物流无人机，包括起落架、机翼、平尾、垂尾、飞行控制器，还包括，

运载机身：其上安装有起落架、机翼、平尾垂尾平尾和垂尾；所述运载机身的前端设有机头，所述机头内设有设备舱，所述设备舱内设有飞行控制器；

通用货舱：其用于装载货物且与所述运载机身拆卸式连接；

对接机构：其用于连接固定所述运载机身与所述通用货舱，且用于接收飞行控制器信号，控制所述通用货舱脱离所述运载机身。

本实施例所提供的固定翼无人机，其运载机身与通用货舱是分离式设计，通用货舱用于装载货物，可以模块化生产，物流运输时，能够在物流集散中心直接更换装载好货物的另一通用货舱，节省了重新搬运货物装载到无人机货舱内的时间，大大提高了物流运输效率；另外，由于通用货舱与运载机身不是一体结构设计，当无人出现严重故障时，通用货舱可以在对接机构作用下脱离运载机身，避免同运载机身一同撞击外物而坠毁。

进一步地，所述通用货舱与所述运载机身组合形成完整的气动外形。通用货舱与运载机身对接后形成传统无人机机身结构，保证无人机在飞行时具有良好的气动外形，减少了飞行阻力，降低了飞行油耗和运营成本。

优选地，所述运载机身下方预留有安装空间，所述通用货舱设于所述安装空间内且与所述运载机身对接；所述通用货舱位于所述机头后侧，其顶面与所述运载机身底面相贴合，前侧面与所述机头后侧面相贴合。运载机身下方预留安装空间，相较于传统无人机机身，减轻了运载机身的结构重量，提升了整个无人机的货运能力，同时也减小了运载机身的制造成本，同样的起飞重量下，可以承载更多的货物；通用货舱安装在运载机身下方，脱离方便且快捷，通用货舱只用于承载货物，承受货物的重量，不承受运载机身所受气动力，飞机整体所受阻力减小，简化了通用货舱的结构设计，降低了设计成本。

进一步地，所述对接机构包括第一固定锁、第一货舱耳片、锁定销和驱动机构，所述第一固定锁设于所述运载机身上，所述第一货舱耳片设于所述通用货舱上，所述第一货舱耳片插接于所述第一固定锁所设卡槽内且通过穿过其的锁定销固定连接；所述驱动机构设于所述运载机身上，其用于驱动所述锁定销运动。

优选地，所述驱动机构包括电机、丝杆和滑动螺母，所述丝杆的一端与所述电机连接，所述滑动螺母连接于所述丝杆上且由转动的丝杆驱动其沿着丝杆往复运动，所述锁定销与所述滑动螺母固定连接。

进一步地，所述对接机构包括爆炸螺栓、螺母、第二固定锁和第二货舱耳片，所述第二固定锁设于所述运载机身上，所述第二货舱耳片设于所述货舱上，所述第二货舱耳片插接在所述第二固定锁所设的卡槽内，所述爆炸螺栓一端穿过第二货舱耳片、第二固定锁后与所述螺母紧固；所述爆炸螺栓内设有引爆控制器，所述引爆控制器与所述飞行控制器连接。

优选地，所述对接机构有四个，所述运载机身与所述通用货舱所形成的气动共形外形结构的两侧分别设有两个对接机构。

进一步地，所述通用货舱内设有伞舱，所述伞舱包括舱口，所述舱口设有舱盖，所述伞舱内设有降落伞和降落伞开启装置，所述降落伞开启装置与所述飞行控制器通信连接。

进一步地，所述降落伞开启装置包括开伞弹簧、舵机、摇臂、舵机控制器、通信模块和插销，所述开伞弹簧处于压缩状态且所述开伞弹簧的一端与所述伞舱的底部连接，另一端与所述降落伞连接，所述舵机的输出轴与所述摇臂连接，所述摇臂连接所述插销，所述舱盖内壁向内凸出有固定耳片，所述伞舱内壁凸出固定块，所述固定块上设有供所述固定耳片插入的第三卡槽，所述插销穿过所述第三卡槽内的固定耳片插接在所述第三卡槽内；所述舵机与所述舵机控制器连接，所述舵机控制器通过所述通信模块与所述飞行控制器通信连接。

优选地，所述机翼为一字型机翼；所述起落架有三个，其中一个起落架设于所述机头底部，另外两个起落架对称设于所述运载机身两侧的一字型机翼底部。采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明所提供的固定翼物流无人机，包括运载机身和通用货舱，通用货舱用于装载货物，承受货物重量，其采用模块化设计，可以与运载机身进行相互更换，节省了装载货物的时间，提高了运输效率；运载机身与通用货舱通过对接机构固定连接后形成气动外形共形结构，运载机身与通用货舱形成一个整体机身，保证无人机在飞行过程中具有良好的气动外形，减小了飞行阻力，降低了飞行油耗以及运输成本；运载机身与通用货舱分离式设计，在运载机身出现严重故障时，飞行控制器自动断开对接机构对运载机身与通用货舱之间的连接，通用货舱脱离运载机身后自动落地，避免通用货舱与运载机身一同遭遇撞击后坠毁；通用货舱上装载有降落伞，当通用货舱脱离运载机身时自动打开，降落伞携通用货舱安全着陆，避免对货物造成损坏，进一步减小了货物的连带损失。

附图说明

图1为本发明实施例所提供固定翼物流无人机的结构示意图；

图2为本发明实施例所提供固定翼物流无人机的分离式结构示意图；

图3为本发明实施例所提供对接机构的结构示意图；

图4为本发明另一实施例所提供对接机构的结构示意图；

图5为本发明实施例所提供伞舱内降落伞开启装置的结构示意图。

图中：

1、运载机身；1.1、机头；2、通用货舱；3、垂尾；4、平尾；5、起落架；6、通用货舱；7、伞舱；7.1、舱盖；8、电机；9、丝杆；10、滑动螺母；11、锁定销；12、第一固定锁；13、第一货舱耳片；14、爆炸螺栓；15、螺母；16、第二固定锁；17、第二货舱耳片；18、固定耳片；19、插销；20、固定块；21、摇臂；22、舵机；23、降落伞；24、开伞弹簧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1：

现有用于物流运输的固定翼无人机，货舱设于机身内部，与机身形成一体结构，当无人机发生故障坠毁时，会连同货舱内的货物一同坠毁，从而造成货物连带损失；另一方面，当无人机到达物流集散中心时，需要等待货物被逐渐装入机身内的货舱中，耗费了大量时间，降低了无人机的运货效率。

本实施例提供了一种固定翼物流无人机，参阅图，包括起落架5、机翼2、平尾4、垂尾3、飞行控制器，还包括运载机身1、通用货舱6和对接机构，运载机身1上安装有起落架5、机翼2、平尾4和垂尾3；运载机身1的前端设有机头1.1，所述机头内设有设备舱，所述设备舱内设有飞行控制器；通用货舱6，其用于装载货物且与所述运载机身拆卸式连接；对接机构用于连接固定所述运载机身与所述通用货舱，且用于接收飞行控制器信号，控制所述通用货舱脱离所述运载机身。所述机翼为一字型机翼；所述起落架有三个，其中一个起落架设于所述机头底部，另外两个起落架对称设于所述运载机身两侧的一字型机翼底部。

进一步地，所述通用货舱6与所述运载机身1形成气动外形共形结构。

优选地，所述运载机身1下方预留有安装空间，所述通用货舱6设于所述安装空间内且与所述运载机身1对接；所述通用货舱6位于所述机头1.1后侧，所述通用货舱6顶面与所述运载机身1底面相贴合，所述通用货舱6前侧面与所述机头1.1后侧面相贴合。

本实施例所提供的固定翼物流无人机，包括气动外形共形的运载机身和通用货舱，运载机身和通用货舱通过对接机构对接固定后形成传统的机身结构，运载机身下方预留通用货舱安装空间，通用货舱可以模块化设计，能够进行批量化生产，有利于降低制造成本，多个通用货舱可以替换安装于运载机身上，有利于提高物流运输效率，降低运输成本。物流集散中心可以配置多个已装载有货物的通用货舱，当无人机降落至物流集散中心时，可以替换下运载机身下的通用货舱，采用机械化设备将准备的装载有货物的另一通用货舱吊装在运载机身底部，并通过对接机构将两者固定连接，节省了重新装载货物至通用货舱的时间，提高了运输效率。

另外，由于运载机身1和通用货舱6通过对接机构分离式连接，当无人机出现严重故障时，飞行控制器发出控制信号给对接机构，对接机构控制通用货舱6与运载机身1脱离，避免无人机失控后以较高速度撞击外物坠毁而导致通用货舱一同坠毁，减小了货物连带损失。可选地，无人机运载机身上自带有姿态传感器，姿态传感器与飞行控制器连接，姿态传感器实时感测无人机飞行姿态，并传送给飞行控制器进行解析，当飞行控制器判断出无人机发生严重故障时，发出控制信号给对接机构。

本实施例中所采用对接机构包括第一固定锁12、第一货舱耳片13、锁定销11和驱动机构，所述第一固定锁12设于所述运载机身1上，所述第一货舱耳片13设于所述通用货舱6上，所述第一货舱耳片13插接于所述第一固定锁12所设卡槽内且通过穿过其的锁定销11固定连接；所述驱动机构设于所述运载机身1上，其用于驱动所述锁定销运动。优选地，所述驱动机构包括电机8、丝杆9和滑动螺母10，所述丝杆9的一端与所述电机8连接，所述滑动螺母10连接于所述丝杆9上且由转动的丝杆驱动其沿着丝杆往复运动，所述锁定销11与所述滑动螺母10固定连接。驱动机构的电机与飞行控制器连接，电机带动丝杆转动，转动的丝杆带动螺母在丝杆上直线往复运动，由于滑动螺母10与锁定销11固定连接，锁定销随螺母直线运动，运载机身1与通用货舱6通过对接机构固定连接时，第一货舱耳片13插接在第一固定锁上的卡槽内，锁定销穿过卡槽内的第一货舱耳片13，将第一货舱耳片与第一固定锁连接；当需要使得通用货舱从运载机身上脱离时，电机转动，锁定销11随着螺母运动后抽出卡槽，通用货舱与运载机身之间解除锁定，通用货舱脱离运载机身。本实施例中，优选地，所述对接机构有四个，所述运载机身与所述通用货舱所形成的气动共形外形结构的两侧分别设有两个对接机构。

实施例2：

本实施例提供了一种固定翼物流无人机，包括起落架5、机翼2、平尾4、垂尾3、飞行控制器，还包括运载机身1、通用货舱6和对接机构，运载机身1上安装有起落架5、机翼2、平尾4和垂尾3；运载机身1的前端设有机头1.1，所述机头内设有设备舱，所述设备舱内设有飞行控制器；通用货舱6，其用于装载货物且与所述运载机身拆卸式连接；对接机构用于连接固定所述运载机身与所述通用货舱，且用于接收飞行控制器信号，控制所述通用货舱脱离所述运载机身。

所述对接机构包括爆炸螺栓14、螺母15、第二固定锁16和第二货舱耳片17，所述第二固定锁16设于所述运载机身1上，所述第二货舱耳片17设于所述通用货舱6上，所述第二货舱耳片17插接在所述第二固定锁16所设的卡槽内，所述爆炸螺栓14一端穿过第二货舱耳片17、第二固定锁16后与所述螺母15紧固；所述爆炸螺栓14内设有引爆控制器，所述引爆控制器与所述飞行控制器连接。无人机上姿态传感器实时感测无人机姿态并将姿态信息传送给飞行控制器，当无人机发生严重故障时，飞行控制器发出信号给引爆控制器，引爆控制器控制爆炸螺栓爆炸，通用货舱与运载机身之间解锁后脱离。

实施例3：

在实施例1或2的基础上，为了进一步提高通用货舱内货物安全性，减小货物损失，所述通用货舱内设有伞舱7，所述伞舱7包括舱口，所述舱口设有舱盖7.1，所述伞舱内设有降落伞和降落伞开启装置，所述降落伞开启装置与所述飞行控制器通信连接。所述降落伞开启装置包括开伞弹簧24、舵机22、摇臂21、舵机控制器、通信模块和插销19，所述开伞弹簧24处于压缩状态且所述开伞弹簧24的一端与所述伞舱的底部连接，另一端与所述降落伞23连接，所述舵机22的输出轴与所述摇臂21连接，所述摇臂21连接所述插销19，所述舱盖7.1内壁向内凸出有固定耳片18，所述伞舱7内壁凸出固定块20，所述固定块20上设有供所述固定耳片插入的第三卡槽，所述插销穿过所述第三卡槽内的固定耳片18插接在所述第三卡槽内；所述舵机22与所述舵机控制器连接，所述舵机控制器通过所述通信模块与所述飞行控制器通信连接。当通用货舱脱离运载机身时，舵机控制器接收到飞行控制器发送的信号，控制舵机运行，舵机带动摇臂转动，转动的摇臂带动插销脱离固定耳片，由于舱盖盖设在舱口，当固定耳片脱离插销的锁定时，原本处于压缩状态的开伞弹簧向上弹起，所产生的弹力将舱盖打开，从而使得与开伞弹簧连接的降落伞打开，降落伞携带通用货舱稳定降落，避免撞击地面而对内部货物造成损坏。

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。