本发明属于智能设备及无人机领域，具体涉及一种智能车载无人机自动锁紧充电装置。
背景技术：
1、随着智能设备和无人机产业的迅猛发展，智能车载无人机系统凭借其高机动性、长距离投射、应急响应快等优势逐步受到安防、交通等领域的关注，在自动飞行、精准降落以及长距离数据通信等技术领域已经非常的先进和成熟，诸如警用安防车载无人机，高速公路巡检车载无人机，海岸缉私车载无人机等。
2、各个行业对无人机的需求不断增大，特别是安防领域，迫切需要一种自主性高、机动性强、稳定可靠的智能车载无人机系统。由于车载无人机系统可随时移动，车辆行驶过程中颠簸晃动在所难免，如果不能将无人机可靠的锁紧并实现运动中充电，则很可能会导致无人机或整个系统损坏，因此若要使车载无人机系统能够稳定大批量的应用，就必须解决车载无人机锁紧固定及运动中稳定充电问题。
3、目前车载无人机系统主要有三种类型，半自动化应用模式，自动化静态应用模式和自动化动态应用模式。
4、半自动化主要为车辆与无人机系统的简易组合，可以实现快速机动到达目标区域作业的目的，但操控人员需要完成无人机展开、充电、撤收、固定等操作；实用新型专利cn215042375u公开了一种通过人工操作来实现无人机固定的一种方式。
5、自动化静态应用模式主要为车辆与无人机系统的进一步组合，可以实现无人机在车内的全自动作业、收藏、充电等操作，但该种自动化应用模式需要在车辆静止状态进行，车辆运动过程中无法保障设备可靠充电；发明专利cn105730313a公开了一种由电机、丝杠、滑块等组成的无人机自动锁紧装置，但对无人机进行充电。
6、自动化动态应用模式为车辆与无人机系统的深度融合，无人机和车辆可以实现静止或移动过程中的全自主作业，目前该种模式采用的独立的伺服机构进行无人机充电保障和设备紧固，整体结构复杂，可靠性不足。
7、针对无人机与车辆融合应用需求，如何充分利用汽车内部的有限空间来设计一种低成本、高可靠性的纯机械式自动锁紧装置并实现运动中稳定充电亟待我们来解决。
8、本发明要解决的技术问题包括：
9、1)现有技术方案中采用电机直接驱动，需要额外增加电机、丝杠以及各种固定架等结构，占用空间大，成本高。这对汽车内部有限的空间来说非常不利，甚至可能会影响其他设备的布置。
10、2)现有技术方案中采用电机直接驱动，使控制部分更加繁琐，锁紧过程需要单独的逻辑进行控制，锁紧运动过程额外占用时长，增加了系统收藏时间。
11、3)现有技术方案中采用电机直接驱动，容易出现电机丢步或异常故障，锁紧件未到既定位置，无法锁紧，而控制系统默认已经锁紧，容易导致无人机在汽车运动过程中损坏。
12、4)现有技术方案中目前多是人工拆卸电池充电或者是车载系统静止时充电，未能实现车载无人机系统在运动中稳定充电，多地点作业时，需要在一次作业后先静态充电才能转移到下一作业点，浪费了大量时间，效率低。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、本发明要解决的技术问题是如何提供一种智能车载无人机自动锁紧充电装置，以解决低成本、高可靠性的纯机械式自动锁紧并实现运动中稳定充电的问题。
3、(二)技术方案
4、为了解决上述技术问题，本发明提出一种智能车载无人机自动锁紧充电装置，该装置包括：无人机、车载起降台、归位装置、升降平台、无人机起落架和自动锁紧充电结构，自动锁紧充电结构包括：无人机起落架横杆限位装置、转动锁紧扣、扭簧、旋转轴、转动锁紧支架、触发推杆、固定板、充电座、卡簧、弹簧、柔性充电电极触点和无人机端充电电极触点；
5、车载起降台底部与车主体紧固连接，是无人机起飞和降落的平台，车载起降台由下方的支撑架和上方的台面组成；
6、升降平台位于支撑架的中部并通过模组导轨连接，升降平台在自身电动驱动装置的作用下可以实现上升和下降；
7、归位装置位于车载起降台的台面顶部的四个边上并用螺钉固定，在自身电动驱动装置的作用下归位装置的推杆分别向车载起降台中部运动，将无人机精准归位至升降平台上，实现智能车载无人机自动归位；
8、无人机起落架由两个u型架及底部两个平行的横杆组成，u型架底部分别连接两个平行的横杆，顶部用于连接无人机，无人机起落架固定于无人机的下方，用紧固螺钉连接；
9、无人机起落架横杆限位装置固定于无人机起落架底部的横杆上表面；
10、转动锁紧扣、扭簧通过旋转轴固定在转动锁紧支架上；转动锁紧支架固定在固定板上；固定板通过转接件紧固连接固定于车体上；
11、触发推杆与升降平台连接，固定于升降平台的下方；且在上下移动过程中能挤压转动锁紧扣；
12、无人机端充电电极触点固定于无人机起落架的底部内侧，无人机端充电电极触点与起落架连接的一端通过导线经无人机起落架内部最终与机舱内的电池相连；
13、柔性充电电极触点、弹簧通过下方的卡簧固定于充电座上；柔性充电电极触点的下端通过导线与电池充电器相连；柔性充电电极触点通过下方内置于充电座中的弹簧实现向下压缩运动和向上自动复位运动，以及确保在震动过程中的稳定接触；充电座固定于固定板上。
14、进一步地，共有4套自动锁紧充电结构，分别布置在起落架的四个角点位置。
15、进一步地，在升降平台上开有长孔和方孔，方孔用于柔性充电电极触点从下方穿过升降平台，长孔用于转动锁紧扣从下方穿过升降平台。
16、进一步地，无人机起落架横杆限位装置固定于无人机起落架底部的横杆上，其与转动锁紧扣相配合的锁紧面采用顶部平面与侧面圆弧面相结合的设计。
17、进一步地，平面和圆弧面设计了锯齿形的限位楔槽，此楔槽与转动锁紧扣前端下方的楔槽相配合。
18、进一步地，转动锁紧扣的前端下方设计了平面与圆弧面相结合的锁紧面并且在锁紧面上设计了锯齿形楔槽，与无人机起落架横杆限位装置的锯齿形楔槽在锁紧时紧密配合保证高精度锁紧定位。
19、进一步地，当无人机降落在车载起降台上，归位装置自动执行归位动作，将无人机精准归位到升降平台上，此时无人机起落架底部位于升降平台上，升降平台开始下降，无人机随升降平台下降，以实现无人机在车载系统内的收藏。
20、进一步地，在升降平台下降过程中，固定于升降平台下方的触发推杆向下运动，碰触转动锁紧扣，使转动锁紧扣压缩扭簧绕转轴做旋转运动，当升降平台运动到底位时转动锁紧扣前端正好伸出升降平台，并与固定在无人机起落架上的无人机起落架横杆限位装置在水平方向及圆弧处相互挤压压紧，前端的楔槽相互楔入，保证高精度锁紧。
21、进一步地，无人机端充电电极触点与起落架连接的一端通过导线经无人机起落架内部最终与机舱内的电池相连，柔性充电电极触点的下端通过导线与电池充电器相连，无人机在随升降平台下降过程中，柔性充电电极触点伸出升降平台，无人机端充电电极触点与柔性充电电极触点先相互接触再继续向下压缩，升降平台降至底位时充电电极完成既定压缩量，即可充电。
22、进一步地，升降平台上升过程中柔性充电电极触点在弹簧的作用下自动复位，转动锁紧扣在扭簧的作用下松开无人机自动复位。
23、(三)有益效果
24、本发明提出一种智能车载无人机自动锁紧充电装置，本发明具有以下有益效果：
25、1)现有的车载无人机锁紧方案中采用电机直接驱动，需要额外增加电机、丝杠以及各种固定架等结构，占用空间大，成本高。这对汽车内部有限的空间来说非常不利，甚至可能会影响其他设备的布置。本发明中自动锁紧充电装置，通过纯机械结构设计实现无人机收藏时自动锁紧，展开时自动松开，不需要人工干预，占用空间小，成本低。
26、2)现有技术方案中采用电机直接驱动，使控制部分更加繁琐，锁紧过程需要单独的逻辑进行控制，锁紧运动过程额外占用时长，增加了系统收藏时间。本发明中自动锁紧充电装置，借助起降平台的升降运动，不需要额外电机及控制系统单独控制运行，车载起降平台收藏完成锁紧同时完成，车载起降平台上升时锁紧同时松开，节省了系统收藏及展开的时间。
27、3)现有技术方案中采用电机直接驱动，容易出现电机丢步或异常故障，锁紧件未到既定位置，无法锁紧，而控制系统默认已经锁紧，容易导致无人机在汽车运动过程中损坏。本发明中自动锁紧充电装置，依靠纯机械结构锁紧，避免了电机丢步和异常故障的风险，且纯机械结构锁紧精度高，借助起降平台下降运动锁紧力大，不会出现虚假锁紧误判，确保无人机在车内不会因为未锁紧而损坏。
28、4)现有技术方案中目前多是人工拆卸电池充电或者是车载系统静止时充电，未能实现车载无人机系统在运动中稳定充电，多地点作业时，需要在一次作业后先静态充电才能转移到下一作业点，浪费了大量时间，效率低。本发明中自动锁紧充电装置，通过自动锁紧和柔性电极设计，使飞机端电极触点与车载端柔性电机触点接触，无人机随车向上震动车载柔性电极也随着向上运动，无人机随车向下震动车载柔性电极也随着向下运动，能够解决车载系统在运动中颠簸造成无人机充电电极虚接的问题，实现车载系统能在运动中稳定充电。多点作业时，可以在转场途中即可对无人机电池进行充电。