一种承载锁的制作方法

本实用新型涉及无人机系统，尤其涉及一种承载锁。

背景技术：

在物流行业，无人机系统通过与货仓连接，用于存储所运输的物流快件。为了提高无人机的运营效率，一架无人机可以对应多个通用的货仓，而货仓与无人机可以是分离的，也可以为一体式结构。

快件在运输过程中，需要将快件置于货仓内，再关闭货舱门，以保护快件。

对于一体式结构，仓门开关驱动机构结构复杂且重量很大，快件进出货仓较难实现自动化。

因此一般选择货仓与无人机分体结构，对于所述分离式货仓在与无人机进行挂接过程中，所需要的接头不但可以将货仓和无人机连接起来，还能够承受一定载荷。保证使用方便，也能够保证货仓、无人机连接可靠。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种承载锁。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种承载锁，包括：

一种承载锁，包括壳体，壳体内设置做直线往复运动的动力机构，该动力机构的两侧分别转动连接一摇臂，该摇臂分别与一锁销转动连接，所述锁销的端部从壳体内穿出。

动力机构做直线往复运动时，该动力机构与两锁销始终处于一个三角形结构的顶点位置，动力机构所施加的力经摇臂作用于锁销，锁销受力方向与动力机构施力方向垂直。

动力机构在作直线往复运动，经摇臂带动锁销的端部相对于壳体沿做伸缩运动，动力机构往复运动的起始位置、终止位置对应承载锁的锁销与相应销孔的锁止、解锁位置，从而实现承载锁的锁止、解锁动作。

进一步的，动力机构沿两锁销的中垂线移动。保证两摇臂受力均匀，从而保证两锁销受力均匀。

进一步的，动力机构包括减速电机、螺母座，减速电机的输出轴与丝杠相连，丝杠与螺母座螺纹连接，螺母座的两侧分别通过转轴与摇臂转动连接。

进一步的，动力机构包括气缸或液压缸、固定座，气缸或液压缸的活塞杆与固定座连接，该固定座的两侧分别通过转轴与摇臂转动连接。

进一步的，螺母座或固定座与摇臂转轴上的轴承为滚珠轴承。

进一步的，摇臂与锁销通过转轴转动连接。

进一步的，摇臂与锁销转轴上的轴承为直线运动轴承。

进一步的，所述承载锁，包括控制器，该控制器分别连接动力机构的驱动电路、传感器，传感器分别位于动力机构往复运动的起始、终止位置，动力机构在控制器的控制下，在起始、终止位置之间做往复运动。

进一步的，该控制器还连接有通信控制接口。该通信控制接口为CAN接口。

进一步的，控制器为MCU控制器。

进一步的，驱动电路包括正向驱动电路、反向驱动电路。正向驱动电路、反向驱动电路均与接地端相连，正向驱动电路、反向驱动电路分别将正向电流、反向电流反馈至MCU控制器，MCU控制器接收该电流反馈，然后控制减速电机正向、反向转动。故MCU控制器通过控制减速电机的正向驱动电路、反向驱动电路控制螺母座做往复运动。

进一步的，承载锁安在无人机上，与承载锁的锁销相对应的销孔设在货仓上，通过锁销插入货仓的销孔内，使货仓与无人机连接成一体。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种根据所述的承载锁的锁止、解锁方法，包括以下步骤：

动力机构做直线往复运动，对摇臂施力；

动力机构所施加的力经摇臂作用于锁销，动力机构与两锁销始终处于三角形结构的顶点位置，锁销受力方向与动力机构施力方向垂直，实现锁销相对于壳体的伸缩；

相对于壳体伸缩的锁销与其相应的销孔配合，实现承载锁的锁止、解锁。

进一步的，动力机构做直线往复运动，包括：

在动力机构往复运动的起始、终止位置分别设置传感器；

传感器、动力机构的驱动电路均与控制器相连；

控制器通过驱动电路、传感器控制动力机构在起始、终止位置之间做往复运动。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型示例的承载锁，壳体内设置做直线往复运动的动力机构，该动力机构的两侧分别转动连接一摇臂，该摇臂分别与一锁销转动连接，所述锁销的端部从壳体内穿出，实现承载锁的锁止、解锁动作。结构简单，重量轻。

2、本实用新型示例的承载锁，动力机构做直线往复运动时，该动力机构与两锁销始终处于三角形的顶点位置，动力机构所施加的力经摇臂作用于锁销，锁销受力方向与动力机构施力方向垂直。通过锁销相对于壳体的伸缩。而且无论动力机构沿直线方向如何移动，该动力机构与两锁销始终形成三角形，该三角形不但结构简单，最主要的是稳定性强，进而使其承重能力强。在保证承载锁能连接货仓与无人机的同时，能够承受货仓中快件的重量，以及过载，还可以进一步保证货仓在左右、前后、上下方向不会产生串动，以保证货仓连接强度和刚度。本实用新型主要用于最大起飞重量在50kg内的小型无人机，承载锁重量大约只有120g，但是可以承受10kg货物在5.0g以内过载产生的载荷。

3、本实用新型示例的承载锁，通过控制器分别连接动力机构的驱动电路、位于动力机构往复运动的起始、终止位置的传感器，通过控制器控制动力机构在起始、终止位置之间做往复运动，实现承载锁的锁止、解锁动作，使物流行业的无人机系统真正实现自动化。

4、本实用新型示例的承载锁的锁止、解锁方法，动力机构在直线方向做往复运动，推动或拉动摇臂；在摇臂推动或拉动下，锁销的端部相对于壳体做伸缩运动，实现承载锁的锁止、解锁动作，操作简单，便于推广。

附图说明

图1为本实用新型原理图；

图2为本实用新型结构示意图；

图3为本实用新型控制电路图；

图4为本实用新型壳体示意图，

图中，1壳体，2减速电机，3丝杠，4螺母座，5摇臂,6锁销，7传感器，8正向驱动电路，9反向驱动电路，10MCU控制器，11CAN接口，12起始位置、13终止位置。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施例、说明书附图对本实用新型作进一步说明。

实施例一：

如图1-4所示，本实施例描述方式均是以附图所示方向为例进行阐述。本实施例提供了一种承载锁，包括凸形的壳体1，该壳体1内设置减速电机2，减速电机2的输出轴与丝杠3相连，丝杠3与螺母座4螺纹连接，丝杠3转动时，螺母座4沿丝杠3在起始位置12、终止位置13之间移动，螺母座4的两侧分别通过转轴与摇臂5通过转轴转动连接，螺母座4与摇臂5转动连接处的轴承为滚珠轴承，该摇臂5分别与一锁销6通过转轴转动连接，摇臂5与锁销6转动连接处的轴承为直线运动轴承，所述锁销6的端部通过开孔从壳体1内穿出。使用直线滑动轴承保证锁销6横向运动顺滑，并能承受径向受载。摇臂5与锁销6，摇臂5与螺母座4之间的关节使用滚珠轴承，保证关节转动顺滑。丝杠3沿两锁销6的中垂线移动。保证两摇臂5受力均匀，从而保证两锁销6受力均匀。

减速电机2开启，丝杠3转动，螺母座4沿丝杠3移动，由于螺母座4与摇臂5之间转动连接，摇臂5与锁销6之间通过转轴转动连接，而锁销6的运动轨迹只能沿壳体1开孔做直线运动，故螺母座4沿丝杠3向下移动时，会通过摇臂5推动锁销6相对于壳体1伸出；

丝杠3反方向转动时，螺母座4沿丝杠3向上移动，会通过摇臂5拉动锁销6相对于壳体1收缩。

螺母座4沿丝杠3上下移动时，所施加的力经摇臂5作用于锁销6，锁销6受力方向与动力机构施力方向垂直。动力机构与两锁销始终处于三角形的顶点位置。

通过锁销6的端部相对于壳体1做伸缩运动，实现承载锁的锁止、解锁动作。

减速电机2包括正向驱动电路、反向驱动电路，螺母座4沿丝杠3移动的起始、终止位置处均设置传感器7，该传感器7包括霍尔开关，螺母座4上下极限位置分别固定一磁铁，磁铁跟随螺母座4移动，当到达起始或终止位置的霍尔开关处时，磁铁的磁场触动霍尔开关，实现动力机构移动范围的限定。

实现锁销6开关位置锁定。正向驱动电路8、反向驱动电路9及传感器7均与MCU控制器10连接，该MCU控制器10连接CAN接口11。正向驱动电路8、反向驱动电路9均与接地端相连，正向驱动电路8、反向驱动电路9分别将正向电流、反向电流反馈至MCU控制器10，MCU控制器10接收该电流反馈，然后控制减速电机2正向、反向转动，MCU控制器10通过控制传感器7控制螺母座4沿丝杠3往复运动的范围。

上述承载锁安在无人机上，螺母座4通过摇臂5连接到锁销6上，实现锁销6的横向运动，并插入货仓连接处的销孔里，完成货仓与无人机的连接。与承载锁的锁销6相对应的销孔设在货仓上，通过锁销6插入货仓的销孔内，使货仓与无人机连接成一体。

本实用新型的承载锁使用双向锁销机构实现货仓在x，y，z方向不会产生串动。使用丝杆螺母减速电机实现直线驱动锁销(即丝杆螺母减速电机实现螺母座4沿丝杆3轴向直线运动)，同时完成锁止功能。通过使用换向电路及霍尔开关实现该承载锁的开关控制。

所述的承载锁的锁止、解锁方法，包括以下步骤：

动力机构做直线往复运动，对摇臂施力；

动力机构所施加的力经摇臂作用于锁销，动力机构与两锁销始终处于三角形结构的顶点位置，锁销受力方向与动力机构施力方向垂直，实现锁销相对于壳体的伸缩；

相对于壳体伸缩的锁销与其相应的销孔配合，实现承载锁的锁止、解锁。

所述的承载锁的锁止、解锁方法，具体包括以下步骤：

MCU控制器10通过控制减速电机2的正向驱动电路8、反向驱动电路9，从而控制减速电机2的正向转动或反向转动，从而控制螺母座4沿丝杠3向上或向下移动，进而推动或拉动摇臂5，MCU控制器10通过传感器7控制螺母座4沿丝杠3在起始位置12、终止位置13之间，向上或向下移动的范围，做往复运动；

在摇臂5推动或拉动下，锁销6的端部相对于壳体1做伸缩运动，实现承载锁的锁止、解锁动作，上述螺母座4移动的起始或终止位置对应承载锁的锁止或解锁。

实施例二

本实施例与实施例一相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一不同的特征在于：

本实施例的承载锁，包括凸形的壳体1，该壳体1内设置减速电机2，减速电机2的输出轴与丝杠3相连，丝杠3与螺母座4螺纹连接，丝杠3转动时，螺母座4沿丝杠3在起始位置12、终止位置13之间移动，螺母座4的两侧分别通过转轴与摇臂5通过转轴转动连接，螺母座4与摇臂5转动连接处的轴承为滚珠轴承，该摇臂5分别与一锁销6通过转轴转动连接，摇臂5与锁销6转动连接处的轴承为直线运动轴承，所述锁销6的端部通过开孔从壳体1内穿出。使用直线滑动轴承保证锁销6横向运动顺滑，并能承受径向受载。摇臂5与锁销6，摇臂5与螺母座4之间的关节使用滚珠轴承，保证关节转动顺滑。丝杠3沿两锁销6的中垂线移动。保证两摇臂5受力均匀，从而保证两锁销6受力均匀。

减速电机2开启，丝杠3转动，螺母座4沿丝杠3移动，由于螺母座4与摇臂5之间转动连接，摇臂5与锁销6之间通过转轴转动连接，而锁销6的运动轨迹只能沿壳体1开孔做直线运动，故螺母座4沿丝杠3向下移动时，会通过摇臂5推动锁销6相对于壳体1伸出；

丝杠3反方向转动时，螺母座4沿丝杠3向上移动，会通过摇臂5拉动锁销6相对于壳体1收缩。

通过锁销6的端部相对于壳体1做伸缩运动，实现承载锁的锁止、解锁动作。

上述承载锁安在无人机上，螺母座4通过摇臂5连接到锁销6上，实现锁销6的横向运动，并插入货仓连接处的销孔里，完成货仓与无人机的连接。与承载锁的锁销6相对应的销孔设在货仓上，通过锁销6插入货仓的销孔内，使货仓与无人机连接成一体。

所述的承载锁的锁止、解锁方法，包括以下步骤：

减速电机2的正向转动或反向转动，螺母座4相应的沿丝杠3在起始12、终止位置13之间向上或向下移动做往复运动，进而推动或拉动摇臂5；

在摇臂5推动或拉动下，锁销6的端部相对于壳体1做伸缩运动，实现承载锁的锁止、解锁动作，上述螺母座4移动的起始或终止位置对应承载锁的锁止或解锁。

实施例三

本实施例与实施例一相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一不同的特征在于：

本实施例的承载锁中，动力机构满足在直线方向沿起始位置、终止位置做往复运动即可，本实施动力机构为气缸、固定座，气缸的活塞杆与固定座连接，该固定座的两侧分别通过转轴与摇臂转动连接，固定座与摇臂转动连接处的轴承为滚珠轴承。

控制器通过传感器控制动力机构做往复运动的起始位置、终止位置。

提供了一种承载锁的锁止、解锁方法，包括以下步骤：

气缸的活塞杆在直线方向做往复运动，推动或拉动摇臂5；

在摇臂5推动或拉动下，锁销6的端部相对于壳体1做伸缩运动，实现承载锁的锁止、解锁动作。

实施例四

本实施例与实施例一相同的特征不再赘述，本实施例与实施例一不同的特征在于：

本实施例的承载锁中，动力机构满足在直线方向沿起始位置、终止位置做往复运动即可，本实施动力机构为液压缸、固定座，液压缸的活塞杆与固定座连接，该固定座的两侧分别通过转轴与摇臂转动连接，固定座与摇臂转动连接处的轴承为滚珠轴承。

控制器通过传感器控制动力机构做往复运动的起始位置、终止位置。

提供了一种承载锁的锁止、解锁方法，包括以下步骤：

液压缸的活塞杆在直线方向做往复运动，推动或拉动摇臂5；

在摇臂5推动或拉动下，锁销6的端部相对于壳体1做伸缩运动，实现承载锁的锁止、解锁动作。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能。