一种无人机的大载重缓降投送装置的制作方法

1.本实用新型涉及投送装置技术领域，具体为一种无人机的大载重缓降投送装置。


背景技术：

2.无人机在沙漠、山地、森林、草地、船艇或者楼宇密集的作业场景，无人机是不便于起降的，往往在起降阶段发生故障风险较高；如果需要运输物资，操控者要么为无人机寻找合适的降落条件、要么在高空将物资空投；前者会耽误很多时间，增加飞行风险，后者则可能损坏物资。在运送应急装备、药品、器材的时候，更是不允许空投的；
3.因此，为了解决该应用痛点，响应用户的使用需求，开发了大载重缓降投送装置；本实用新型技术以及产品，具有以下创新特征：
4.1.支持大重量物资悬停升降、远距离运输，结构紧凑，能够与多种飞行平台结合；
5.2.具有多种保护机制：防运动脱钩、防急速坠落、防上升碰撞、防自旋缠绕；
6.3.具有遥控功能，支持实时控制升降，以及航点自动降落功能；
7.4.采用铝合金框架以及碳纤维外壳，自重轻，硬度高；内嵌式安装，避免风阻；
8.5.具有手动遥控脱钩，以及压力感应脱钩模式。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的在于提供一种无人机的大载重缓降投送装置，以解决上述背景技术中提出现有投送装置在使用时，1、现有无人机投送装置不支持大重量物质悬停升降、远距离运输，且结构较为疏散，不能与多种飞行平台结合；2、不具有多种保护机制；3、不具有遥控功能，不支持实时控制升降，以及航点自动降落功能；4、不能较好的避免风阻；5、不具有手动遥控脱钩，以及压力感应脱钩模式的问题。
10.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种无人机的大载重缓降投送装置，包括无人机，所述无人机的底部设有电控单元，所述电控单元顶部的四角处皆设有与无人机相配合的安装结构，所述电控单元顶部的背面一端设有通讯控制，所述电控单元底部的两侧皆设有合金框架，两组所述合金框架的底部共同设有导向助刹机构，两组所述合金框架相靠近的一侧共同设有绕线轴，所述绕线轴的一侧设有与一组合金框架相连接的定子直流电机，所述绕线轴的另一侧设有与另一组合金框架相连接的固定轴，所述绕线轴外部的两侧分别设有逆齿棘轮和顺齿棘轮，所述绕线轴外侧的中间位置处均匀缠绕设有通过导向助刹机构延伸至合金框架外侧的芳纶绞线，所述芳纶绞线远离绕线轴的一端设有吊钩控制单元，所述吊钩控制单元底部的两侧皆设有相配合的舵机吊钩，两组所述舵机吊钩的底部设有压力感应传感器，一组所述舵机吊钩一侧的中间位置处设有球形体，所述芳纶绞线靠近吊钩控制单元的正上方设有二阶制动感应，所述芳纶绞线靠近二阶制动感应的正上方设有一阶制动感应，另一组所述合金框架内部一侧的顶部设有数字舵机。
11.优选的，所述吊钩控制单元的内部既设有无线模块还设有电池。
12.优选的，所述电控单元和吊钩控制单元之间采用无线通信。
13.优选的，所述定子直流电机是采用大扭力无刷电机。
14.优选的，所述芳纶绞线11是采用多股芳纶编织线编织而成。
15.优选的，所述合金框架的外侧设有采用碳纤维材料设计的防护性外壳。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该无人机的大载重缓降投送装置；
17.1、通过定子直流电机内置于绕线轴的内部，使得动力部分结构紧凑，不占用无人机空间，减少不必要的齿轮减速结构，降低生产、装配难度，同时带来超高的使用效率；
18.2、通过逆齿棘轮和顺齿棘轮的制动机构在舵机的控制下卡住或者松开，使得无论电机正转吊升，还是电机反转缓降，两个过程都有制动防滑的功能，一旦电机失灵或者电量不足的情况，也不会出现“速降”问题，保证挂载的物品物资能够安全的运输；
19.3、通过数字舵机使得吊钩控制单元与无人机可通过无线的方式通信，功耗低，不需要经常更换电池，通信距离远，具有一定的绕射功能，使得在森林、船甲板、楼宇林立以及电磁环境恶劣的场景，吊钩端与固定端都能保持良好的通信；
20.4、通过压力感应传感器的设计，能够轻松感知所吊挂的物资是否触地，重量是否变化，以便回传给操控人员，控制脱钩；
21.5、通过定子直流电机的正转，缓慢拉动物资上升的过程中，为了防止物资与飞行平台的碰撞，设置了一阶制动感应和二阶制动感应，当一阶制动感应触动后，电机开始减速，避免过快上升时的碰撞；当二阶制动感应接触限位导线框后，原本低速转动的电机立即停止，此时关闭逆齿棘轮和顺齿棘轮，制动并防止物资下滑；
22.6、通过吊钩控制单元的设计能够在高温火场森林环境、烟雾湿度高的海面等极端场景作业，得益于强劲纤细、耐腐蚀、耐高低温的芳纶编织线。
附图说明
23.图1为本实用新型的主视剖视图；
24.图2为本实用新型的电控单元的主视剖视图；
25.图3为本实用新型的绕线轴的主视图；
26.图4为本实用新型的合金框架的侧视剖视图；
27.图5为本实用新型的图1的a处结构放大示意图；
28.图6为本实用新型的系统组成框架图。
29.图中：1、无人机；2、安装结构；3、合金框架；4、顺齿棘轮；5、绕线轴；6、二阶制动感应；7、舵机吊钩；8、压力感应传感器；9、吊钩控制单元；10、一阶制动感应；11、芳纶绞线；12、逆齿棘轮；13、定子直流电机；14、电控单元；15、通讯控制；16、导向助刹机构；17、数字舵机；18、固定轴；19、球形体。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.请参阅图1-6，本实用新型提供的实施例：一种无人机的大载重缓降投送装置，包
括无人机1，无人机1的底部设有电控单元14，电控单元14顶部的四角处皆设有与无人机1相配合的安装结构2，电控单元14顶部的背面一端设有通讯控制15，电控单元14底部的两侧皆设有合金框架3，两组合金框架3的底部共同设有导向助刹机构16，两组合金框架3相靠近的一侧共同设有绕线轴5，绕线轴5的一侧设有与一组合金框架3相连接的定子直流电机13，绕线轴5的另一侧设有与另一组合金框架3相连接的固定轴18，绕线轴5外部的两侧分别设有逆齿棘轮12和顺齿棘轮4，绕线轴5外侧的中间位置处均匀缠绕设有通过导向助刹机构16延伸至合金框架3外侧的芳纶绞线11，芳纶绞线11远离绕线轴5的一端设有吊钩控制单元9，吊钩控制单元9的内部既设有无线模块还设有电池，便于与无人机1进行无线通信连接，电控单元14和吊钩控制单元9之间采用无线通信，便于控制吊钩控制单元9的运输和投送，吊钩控制单元9底部的两侧皆设有相配合的舵机吊钩7，两组舵机吊钩7的底部设有压力感应传感器8，一组舵机吊钩7一侧的中间位置处设有球形体19，芳纶绞线11靠近吊钩控制单元9的正上方设有二阶制动感应6，芳纶绞线11靠近二阶制动感应6的正上方设有一阶制动感应10，另一组合金框架3内部一侧的顶部设有数字舵机17。
32.进一步的，吊钩控制单元9的内部既设有无线模块还设有电池，便于与无人机1进行无线通信连接。
33.进一步的，电控单元14和吊钩控制单元9之间采用无线通信，便于控制吊钩控制单元9的运输和投送。
34.进一步的，定子直流电机13是采用大扭力无刷电机，便于带动固定轴18和绕线轴5进行转动。
35.进一步的，芳纶绞线11是采用多股芳纶编织线编织而成，便于提升芳纶绞线11的耐腐蚀、耐高低温性以便运输较大重量物资，且具有强度高、不易形变和不自旋的特点。
36.进一步的，合金框架3的外侧设有采用碳纤维材料设计的防护性外壳，便于提升该无人机使用的轻便可靠性，不过多占用无人机的续航时间。
37.工作原理：该装置用电部件皆由蓄电池进行供电，在使用时，通过采用大扭力低速定子直流电机13作为动力输出，通过固定轴18作为转轴，动子线圈作为绕线轴5，通过绕线轴5外侧缠绕设计的芳纶绞线11可带动吊钩控制单元9及其以上部件进行升降；
38.通过采用金属舵机控制的逆齿棘轮12和顺齿棘轮4为制动防滑机构，当逆齿棘轮12正转时吊钩控制单元9及其以上部件上升，而当逆齿棘轮12反转时吊钩控制单元9及其以上部件下降，时双保险，保证每次上升下降具有机械防滑制动；
39.通过采用高强度铝合金结构设计的硬件合金框架3，通过采用碳纤维材料设计主体的防护性外壳，具有风阻小，坚实可靠和长期稳定运行的特点；
40.通过采用极低功耗的数字舵机17实现电控单元14与吊钩控制单元9的联动控制，通信方式具有较强的绕射功能，稳定可靠，实现吊钩控制单元9与无人机1的通信，完成定点投放功能；
41.通过采用压力感应传感器8可自动检测物质是否触地或者接触脱钩平面，当压力显示变轻时，自动发送信号给到操控人员，提示可以脱钩，或程序事先设定，到达位置点上空自动下降，自动脱钩；
42.通过采用机械式触点止停方式，稳定可靠，当吊钩控制单元9及其以上部件在上升过程中，位于舵机吊钩7上方不远处的球形体19与导线框接触，制动电路感应后自动刹车，
保持当前状态，同时闭合逆齿棘轮12和顺齿棘轮4；
43.通过采用芳纶绞线11作为吊钩控制单元9及其以上部件的升降拉线，质轻坚硬，耐高温，遇水不膨胀收缩，具有较强的耐拉力，同规格的芳纶线支持更大的吊重。
44.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
45.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。