一种车载无人机收纳控制平台的制作方法

本发明涉及无人机飞行辅助设备技术领域，具体涉及一种车载无人机收纳控制平台。

背景技术：

多旋翼无人机起降阶段通常要求在比较平整的场地上进行，如果降落区域表面倾斜、坑洼或有大块石子等情况，无人机上的传感器难以准确判断无人机脚架距离地面的高度，此状态下降落无疑增加了无人机坠毁的可能，特别是影响落地时速度的控制，使无人机失速或高速降落而坠毁；无人机起降同时要求有足够的安全面积，尤其在人员或车流密集场所，如车站或广场等地，如果没有合适的降落地点，由于诸多不可控因素降落时风险较大。另外，多旋翼无人机降落时，需要慢慢的调整位置，再最终落地；无人机降落后容易跳动，且不受遥控器控制，这时是比较危险的。

本发明针对以上问题开发的一种车载无人机收纳控制平台能提供紧急起降点，并且有降落后收纳无人机的功能，可以安装在车辆顶棚或者指定地点，无人机降落时平台快速反应以减震等。

技术实现要素：

本发明提出了一种车载无人机收纳控制平台，通过传感器将振动信号转化为电信号经电子线路放大后传输给电机控制器使三组驱动系统中步进电机同时运行来控制正六边形平台的升降，达到了减小车辆行驶过程中由于特殊路况产生的颠簸对飞行器升降或静置的影响，增加了飞行器降落的安全性；除此之外，本发明可安装在车辆顶棚，待无人机完成任务后返回平台并收纳，功能较完善。

一种车载无人机收纳控制平台，其特征在于，包括：基座系统、驱动系统、连杆组合件、正六边形平台。所述基座系统包括基座、限位器；所述基座与所述驱动系统固定连接；所述连杆组合件与所述驱动系统固定连接；所述平台与所述连杆组合件固定连接。

所述驱动系统包括外壳a、减速电机固定座、行星减速电机、联轴器a、梯形丝杠、法兰螺母、平滑支架、直线导轨、方形滑块、光电旋转编码器、编码器固定座、联轴器b、外壳b，外壳c；所述连杆组合件包括连杆、平台连接座。

进一步的，所述基座系统中基座为不等边六边形平板；所述限位器下端有凸耳，上端有平面耳。

进一步的，所述基座有三个限位器安装槽，所述限位器下端凸耳与所述基座限位器安装凹槽固定连接。

进一步的，所述驱动系统中外壳a呈阶梯形，分为上下两层，上层安装所述直线导轨，下层安装所述行星减速电机以及所述光电旋转编码器；所述减速电机固定座和编码器固定座呈直角形，最大限度的节省了安装空间；所述平滑支架两侧有横排多个螺纹孔，为所述连杆提供了多个安装位置。

进一步的，所述驱动系统中外壳a与所述基座固定连接；所述减速电机固定座与所述外壳a固定连接；所述行星减速电机与减速电机固定座固定连接；所述联轴器a中心通孔与所述行星减速电机转子同轴固定连接；所述梯形丝杠一端与所述联轴器a中心通孔同轴固定连接；所述法兰螺母与梯形丝杠啮合；所述平滑支架中心通孔与所述梯形丝杠同轴连接；所述法兰螺母与所述平滑支架中心孔凹槽配合且固定连接；所述直线导轨与所述外壳a固定连接；所述方形滑块与所述导轨配合；所述平滑支架左右两侧与所述方形滑块固定连接，平台升降时可转化为方形滑块在直线导轨的平行直线上滑动；所述编码器固定座与外壳a固定连接；所述光电旋转编码器与所述编码器固定座固定连接；所述联轴器b中心通孔与所述光电旋转编码器转子同轴固定连接；所述梯形丝杠一端与所述联轴器b中心通孔同轴固定连接；所述行星减速电机转子、梯形丝杠、光电旋转编码器转子同轴设置；所述外壳b与所述外壳a宽端开口处固定连接；所述外壳c为弧形盖板，与两侧所述外壳b固定连接；所述行星减速电机驱动所述梯形丝杠转动，所述螺母法兰盘在所述梯形丝杠直线导程范围内平移。

进一步的，所述连杆组合件中连杆形状类似杠铃，与杠铃形状不同的是连杆两端圆形环中心轴与直杆中心轴垂直，而杠铃两端圆饼中心轴与直杆中心轴共线；所述平台连接座上有可供连杆圆孔连接的凸耳和供螺钉安装的通孔。

进一步的，所述连杆组合件中连杆一端圆环与所述平台连接座凸耳中心圆孔同轴连接，另一端圆环与所述平滑支架两侧螺纹孔同轴连接；其中一套连杆组合件中有两根连杆，一个平台连接座；所述平台连接座与所述正六边形平台固定连接。

所述一种车载无人机收纳控制平台中有三组相同的驱动系统，每台驱动系统的角度间距为120°，一台驱动系统与一组连杆组合件连接；所述正六边形平台与所述基座平行，由6根连杆起支撑作用，数量多的同时加强了荷载能力；所述平台升降行程可由所述连杆与所述平滑支架连接位置进行调整。

本发明的优点在于，

本发明结构简单，安装简易，成本较低，使用寿命长，精度高；多数零件采用7075铝合金加工制成，强度大，重量轻；连接轴采用45#钢，增大平台荷载能力和整体强度。

本发明采用直流永磁无刷行星减速电机驱动梯形丝杠旋转带动与法兰螺母固定的平滑支架，并通过直线导轨滑块机构转化为平移运动；通过减速电机控制梯形丝杠转动与停止来达到自锁效果，定位精度可达0.02mm。

本发明可通过改变连杆在平滑支架上的安装位置来调整实际运用过程中所需要的升降高度行程。

本发明为一种车载无人机收纳控制平台，除可作为无人机起降与收纳控制平台之外还可以运用在其他方面，比如：小件易碎物体运输中减震等。

本发明采用的直流永磁无刷行星减速电机最大减速比达到139:1，同比额定力矩达到60kg.cm，带刹车功能；本发明驱动系统中三台减速电机共同作用，大大提高了平台在大荷载情况下的控制能力和反应速度。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种车载无人机收纳控制平台的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的基座系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的驱动系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的驱动系统的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的连杆组合件的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的正六边形平台结构示意图；

图7是本发明实施例提供的外壳a、外壳b的示意图；

图8是本发明实施例提供的连杆组合件与正六边形平台连接方式示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步的详细阐述。

如图1所示，本实施例提供的一种车载无人机收纳控制平台总成示意图。

如图2所示为基座系统，其中包括基座1、限位器2。

所述基座1呈不等边六边形，可分为短边和长边；其中3条短边长度与所述驱动系统中外壳a3宽长度相等，三条长边中点处有可供限位器2安装的凹槽；所述限位器2下端有与所述基座1凹槽配合的凸耳。

如图3为所示驱动系统，其中包含：外壳a3、减速电机固定座4、行星减速电机5、联轴器a6、梯形丝杠7、法兰螺母8、平滑支架9、直线导轨10、方形滑块11、光电旋转编码器12、编码器固定座13、联轴器b14、外壳b15外壳c16。

所述外壳a3呈阶梯形，分为上层和下层，外壳a3中间有狭长型通道；下层有螺纹孔，所述基座1通过螺钉与所述外壳a3固定连接；所述电机固定座4为直角形，垂直面安装所述行星减速电机5；平行面有通孔，可供螺钉安装；所述行星减速电机为直流24v永磁无刷行星减速电机，外径36mm，转子轴径8mm，长度92.5mm；所述联轴器a6为弹性联轴器，采用沉头螺钉拧紧的力量来使夹缝收缩，而使轴紧紧夹持住，固定和拆卸方便，而且不会造成轴心的损坏；所述联轴器a6两端中心孔径8mm，与所述行星减速电机5转子轴径和所述梯形丝杠7轴径相同；所述梯形丝杠7长度250mm，轴径为8mm；所述平滑支架9两端分布着横排多个螺纹孔，给所述连杆17提供了多个安装位置；所述直线导轨10和方形滑块11为一套组合件，具有精度高，高负荷，坚固耐用，寿命长等优点；所述光电旋转编码器12外径25mm，转子轴径4mm；所述编码器固定座13呈直角形，垂直面安装所述光电旋转编码器12；所述联轴器b13中心孔径一端为8mm，一端为4mm；所述外壳b15在一台驱动系统中有两个，分别与所述外壳a3狭长型通道两端固定连接；所述外壳c16为弧形盖板，与所述外壳b15固定连接。

所述外壳a3与所述基座1通过螺钉固定连接；所述电机固定座4平面端与所述外壳a3狭长型通道底面螺纹孔通过螺钉固定连接；所述行星减速电机5与所述减速电机固定座4垂直面固定连接，电机转子轴与减速电机固定座4垂直面中心通孔同轴设置；所述联轴器a6中心通孔与所述行星减速电机4转子轴同轴连接，并拧紧顶丝固定轴位置不动；所述梯形丝杠7一端与所述联轴器a5中心通孔同轴固定连接；所述法兰螺母8与所述梯形丝杠7啮合；所述平滑支架9中心孔与所述梯形丝杠6同轴连接，同时所述螺母法兰盘7与所述平滑支架9中心孔凹槽配合固定连接；所述直线导轨10与所述外壳a3上层平面固定连接；所述方形滑块11与所述直线导轨10配合，方形滑块11与所述平滑支架9通过螺钉固定连接；所述光电旋转编码器12与所述编码器固定座13垂直面固定连接；所述编码器固定座13与所述外壳a3中心狭长型通道平面端固定连接；所述联轴器b14一端通孔与所述梯形丝杠7同轴固定连接，另一端通孔与所述光电旋转编码器12转子轴同轴固定连接；在此之后，所述行星减速电机5转子轴、梯形丝杠7、光电旋转编码器12转子轴同轴设置。

如图4为所示连杆组合件，其中包含：连杆17,、平台连接座18。

所述连杆17由两端圆环，中间一根圆柱形直杆构成，两圆环可安装螺钉；所述平台连接座18上有可供所述连杆17圆环连接。

所述连杆17一端圆环与所述平台连接座18凸耳中心孔固定连接，另一端与所述平滑支架9两侧螺纹孔固定连接；所述平台连接座18与所述正六边形平台通过螺钉固定连接。

如图6所示为正六边形平台19。

所述正六边形平台19与所述平台连接座18固定连接；所述正六边形平台19边（直线）与所述基座1长边（直线）共面。

综上所述，本发明可通过传感器感应震动情况并将信号转化、传输给电机控制器进而调整电机的转动与停止；本发明为无人机提供条件更好的降落环境，即使在车辆行驶过程中无人机可按与车辆行驶相同的速度飞行与车辆保持相对静止便可在此升降平台起降；待无人机完成任务降落在平台后，无人机脚架与平台固定，同时平台下降到最低高度以收纳无人机。

本发明采用的直流24v永磁无刷行星减速电机最大减速比达到139:1，同比额定力矩达到60kg.cm，预计平台荷载最大达到10kg；实际载重情况下可能会有误差；本发明采用光电旋转编码器测量旋转角度，经过电子线路放大分辨率以达到高精度的测量效果。

本发明虽然已以上述较佳实施例公开，但其说明并不是用来对发明进行限定的，本领域技术人员在阅读本发明内容后，在不脱离本发明的技术要求范围内可以利用上述说明对本发明的技术要求进行可能的改动和变化；凡是在本发明技术要求范围之内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改均属于本发明技术方案的保护范围。