一种用于氢动能无人机的氢气储放装置的制作方法

本发明涉及无人机氢气存放技术领域，更具体的说，涉及一种用于氢动能无人机的氢气储放装置。

背景技术：

氢动能无人机，是采用液态氢动力的无人驾驶飞机，氢动力无人机是一款具有开创性的无人机，将开启一个全新的数据收集和通讯市场。“幻影眼”是将想法变成现实的一个典范，它是快速原型设计项目的结晶，采用了一系列先进技术，可用于执行情报收集、侦察和勘测任务；

随着科技的快速发展，无人机的应用范围逐渐扩大，例如用大量无人机进行表演，或者在室外用多台无人机执行任务，此时就需要为无人机上的氢气瓶进行补给，由于无人机的数量较多，需要补给的氢气瓶则会更多，数量众多的氢气瓶在补给时需要进行规则有序的摆放；

如果采用人工手动补给氢气的方式将会导致气瓶补给效率极度下滑，并且不能够快速的将氢气瓶处于有序摆放的状态，随着长时间接触氢气瓶，人员受伤的几率变大，具有较大的安全隐患；由于人工操作的不稳定性，在补给氢气时容易发生漏气的行为，从而间接加大了补给氢气瓶的危险性，氢动能无人机在工作时缺乏一个类似移动补给站的装置。

技术实现要素：

针对以上缺陷，本发明提供一种用于氢动能无人机的氢气储放装置，以解决的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于氢动能无人机的氢气储放装置，包括矩形箱体，所述矩形箱体一端设有气瓶存放机构，所述矩形箱体另一端设有气瓶移动机构，所述矩形箱体中间位置设有充气固定机构；

所述气瓶存放机构包括矩形箱体上表面一端的储存箱，储存箱与矩形箱体固定连接，储存箱与矩形箱体处于互通的状态，储存箱上表面开有开口一，储存箱侧表面开有开口二，储存箱两侧开有矩形槽，矩形槽设有多个，矩形槽一端安装有转动杆，转动杆与储存箱铰接，转动杆一端安装有限位杆，转动杆与矩形槽之间安装有压缩弹簧，转动杆一端安装有摆动板，储存箱下端安装有l型连杆，l型连杆设有多个且呈一字排列；所述矩形箱体侧表面安装有轴承支架，轴承支架下端安装有立式轴承一，立式轴承一内圈安装有转动轴一，转动轴一一端安装有锥形挡板，锥形挡板设有多个且呈一字排列，锥形挡板一侧开有弧形槽，转动轴一一端安装有蜗轮一，矩形箱体侧表面安装有电机支架，电机支架上表面安装有步进电机一，步进电机一旋转端安装有输出轴一，输出轴一一端安装有单向齿轮一，输出轴一另一端安装有单向齿轮二，电机支架上表面安装有立式轴承二，立式轴承二内圈安装有与蜗轮一互相啮合的蜗杆一，蜗杆一一端安装有与单向齿轮一互相啮合的传动轮一；

所述气瓶存放机构还包括矩形箱体下端的立侧板，立侧板上端和矩形箱体侧表面各安装有卧式轴承一，卧式轴承一内圈安装有连接轴，连接轴一端安装有u型槽，u型槽两侧与连接轴固定连接，连接轴一端安装有蜗轮二，蜗轮二设有一个，立侧板侧表面安装有立式轴承三，立式轴承三内圈安装有与蜗轮二互相啮合的蜗杆二，蜗杆二一端安装有与单向齿轮二互相啮合的传动轮二；所述u型槽内安装有扩口u型板，扩口u型板两侧与u型槽铰接，扩口u型板两侧开有矩形口一，矩形口一下端安装有硬质橡胶板，硬质橡胶板与扩口u型板铰接，硬质橡胶板与矩形口一之间安装有扭力弹簧，硬质橡胶板侧表面安装有软质橡胶块，扩口u型板一端安装有干涉块一；

所述气瓶移动机构包括矩形箱体两端的竖直隔板，竖直隔板侧表面和矩形箱体侧表面各安装有卧式轴承二，卧式轴承二内圈安装有转动辊，转动辊外表面安装有传动带，传动带两端与转动辊传动连接，传动带上表面安装有干涉块二，转动辊一端安装有单向齿轮三，矩形箱体下表面安装有直线电机，直线电机伸缩端安装有推动块，直线电机伸缩端安装有l型齿条，l型齿条一侧安装有立式轴承四，立式轴承四与矩形箱体固定连接，立式轴承四内圈安装有转动轴二，转动轴二一端安装有与l型齿条互相啮合的传动轮三，转动轴二另一端安装有与单向齿轮三互相啮合的传动轮四；

所述充气固定机构包括矩形箱体下端中心处的安装盒，安装盒下端的矩形滑轨一，矩形滑轨一两端与安装盒固定连接，矩形滑轨一中心处安装有滚子轴承一，滚子轴承一内圈安装有直齿轮一，矩形滑轨一一侧安装有滑动条一，矩形滑轨一另一侧安装有滑动条二，滑动条一、滑动条二侧表面各安装有齿条一，齿条一与直齿轮一互相啮合，滑动条一、滑动条二上端各安装有支撑杆，支撑杆上端侧表面安装有弧形夹板，支撑杆侧表面开有螺纹孔一，螺纹孔一设有一个，矩形箱体侧表面安装有卧式轴承三，卧式轴承三内圈安装有与螺纹孔一互相啮合的往复丝杆一，往复丝杆一中心处安装有伞齿轮一，安装盒侧表面安装有步进电机二，步进电机二一端安装有输出轴二，步进电机二另一端安装有输出轴三，输出轴二一端安装有与伞齿轮一互相啮合的单向齿轮四；所述安装盒侧表面上端安装有矩形滑轨二，矩形滑轨二一侧安装有滑动杆，滑动杆一端与矩形滑轨二滑动连接，滑动杆中心处开有螺纹孔二，滑动杆一端安装有固定管，固定管下端安装有密封接头一，固定管上端安装有输气软管一，安装盒上端安装有卧式轴承四，安装盒侧表面安装有立式轴承五，立式轴承五与卧式轴承四之间安装有与螺纹孔二互相啮合的往复丝杆二，往复丝杆二一端安装有传动轮五，输出轴三一端安装有与传动轮五互相啮合的单向齿轮五。

进一步的，储存箱侧表面安装有橡胶条。

进一步的，矩形箱体侧表面开有矩形出口，矩形出口下端安装有匚形槽。

进一步的，矩形箱体侧表面安装有移动轮。

进一步的，储存箱内设有氢气瓶一。

进一步的，安装盒一侧设有暂存箱，暂存箱与矩形箱体固定连接，暂存箱与安装盒之间安装有连接管，连接管一端与输气软管一固定连接，连接管另一端安装有输气软管二，输气软管二一端安装有密封接头二。

进一步的，暂存箱内设有氢气瓶二。

进一步的，弧形夹板侧表面安装有橡胶垫。

进一步的，锥形挡板侧表面开有弧形豁口，弧形豁口内安装有滑轮。

进一步的，安装盒两侧开有矩形通孔。

本发明的有益效果是：在提高补给效率的同时可以降低补给氢气瓶时的安全隐患，通过气瓶存放机构的作用可以使氢气瓶有序的摆放，起到储存的作用，便于使用，通过充气固定机构的作用可以有效防止充气时发生泄漏，提高了该装置的稳定性，起到充当小型移动补给站的作用。

附图说明

图1是本发明所述一种用于氢动能无人机的氢气储放装置的结构示意图；

图2是气瓶移动机构的俯视示意图；

图3是矩形槽的放大示意图；

图4是气瓶存放机构的侧视示意图；

图5是气瓶存放机构的局部示意图；

图6是蜗杆二的侧视示意图；

图7是锥形挡板的放大示意图；

图8是储存箱的侧视示意图；

图9是步进电机一的放大示意图；

图10是充气固定机构的侧视示意图；

图11是矩形滑轨二的横截面示意图；

图12是矩形滑轨一的横截面示意图；

图13是矩形滑轨一的俯视示意图；

图14是u型槽的状态示意图一；

图15是u型槽的状态示意图二；

图16是u型槽的状态示意图三；

图17是u型槽的状态示意图四；

图中，1、矩形箱体；2、储存箱；3、开口一；4、开口二；5、矩形槽；6、转动杆；7、限位杆；8、压缩弹簧；9、摆动板；10、l型连杆；11、轴承支架；12、立式轴承一；13、转动轴一；14、锥形挡板；15、弧形槽；16、蜗轮一；17、电机支架；18、步进电机一；19、输出轴一；20、单向齿轮一；21、单向齿轮二；22、立式轴承二；23、蜗杆一；24、传动轮一；25、立侧板；26、卧式轴承一；27、连接轴；28、u型槽；29、蜗轮二；30、立式轴承三；31、蜗杆二；32、传动轮二；33、扩口u型板；34、矩形口一；35、硬质橡胶板；36、扭力弹簧；37、软质橡胶块；38、干涉块一；39、竖直隔板；40、卧式轴承二；41、转动辊；42、传动带；43、干涉块二；44、单向齿轮三；45、直线电机；46、推动块；47、l型齿条；48、立式轴承四；49、转动轴二；50、传动轮三；51、传动轮四；52、安装盒；53、矩形滑轨一；54、滚子轴承一；55、直齿轮一；56、滑动条一；57、滑动条二；58、齿条一；59、支撑杆；60、弧形夹板；61、螺纹孔一；62、卧式轴承三；63、往复丝杆一；64、伞齿轮一；65、步进电机二；66、输出轴二；67、输出轴三；68、单向齿轮四；69、矩形滑轨二；70、滑动杆；71、螺纹孔二；72、固定管；73、密封接头一；74、输气软管一；75、卧式轴承四；76、立式轴承五；77、往复丝杆二；78、传动轮五；79、单向齿轮五；80、橡胶条；81、矩形出口；82、匚形槽；83、移动轮；84、氢气瓶一；85、暂存箱；86、连接管；87、输气软管二；88、密封接头二；89、氢气瓶二；90、橡胶垫；91、弧形豁口；92、滑轮；93、矩形通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-17所示，一种用于氢动能无人机的氢气储放装置，包括矩形箱体1，矩形箱体1一端设有气瓶存放机构，矩形箱体1另一端设有气瓶移动机构，矩形箱体1中间位置设有充气固定机构；

气瓶存放机构包括矩形箱体1上表面一端的储存箱2，储存箱2与矩形箱体1固定连接，储存箱2与矩形箱体1处于互通的状态，储存箱2上表面开有开口一3，储存箱2侧表面开有开口二4，储存箱2两侧开有矩形槽5，矩形槽5设有多个，矩形槽5一端安装有转动杆6，转动杆6与储存箱2铰接，转动杆6一端安装有限位杆7，转动杆6与矩形槽5之间安装有压缩弹簧8，转动杆6一端安装有摆动板9，储存箱2下端安装有l型连杆10，l型连杆10设有多个且呈一字排列；矩形箱体1侧表面安装有轴承支架11，轴承支架11下端安装有立式轴承一12，立式轴承一12内圈安装有转动轴一13，转动轴一13一端安装有锥形挡板14，锥形挡板14设有多个且呈一字排列，锥形挡板14一侧开有弧形槽15，转动轴一13一端安装有蜗轮一16，矩形箱体1侧表面安装有电机支架17，电机支架17上表面安装有步进电机一18，步进电机一18旋转端安装有输出轴一19，输出轴一19一端安装有单向齿轮一20，输出轴一19另一端安装有单向齿轮二21，电机支架17上表面安装有立式轴承二22，立式轴承二22内圈安装有与蜗轮一16互相啮合的蜗杆一23，蜗杆一23一端安装有与单向齿轮一20互相啮合的传动轮一24；

气瓶存放机构还包括矩形箱体1下端的立侧板25，立侧板25上端和矩形箱体1侧表面各安装有卧式轴承一26，卧式轴承一26内圈安装有连接轴27，连接轴27一端安装有u型槽28，u型槽28两侧与连接轴27固定连接，连接轴27一端安装有蜗轮二29，蜗轮二29设有一个，立侧板25侧表面安装有立式轴承三30，立式轴承三30内圈安装有与蜗轮二29互相啮合的蜗杆二31，蜗杆二31一端安装有与单向齿轮二21互相啮合的传动轮二32；u型槽28内安装有扩口u型板33，扩口u型板33两侧与u型槽28铰接，扩口u型板33两侧开有矩形口一34，矩形口一34下端安装有硬质橡胶板35，硬质橡胶板35与扩口u型板33铰接，硬质橡胶板35与矩形口一34之间安装有扭力弹簧36，硬质橡胶板35侧表面安装有软质橡胶块37，扩口u型板33一端安装有干涉块一38；

气瓶移动机构包括矩形箱体1两端的竖直隔板39，竖直隔板39侧表面和矩形箱体1侧表面各安装有卧式轴承二40，卧式轴承二40内圈安装有转动辊41，转动辊41外表面安装有传动带42，传动带42两端与转动辊41传动连接，传动带42上表面安装有干涉块二43，转动辊41一端安装有单向齿轮三44，矩形箱体1下表面安装有直线电机45，直线电机45伸缩端安装有推动块46，直线电机45伸缩端安装有l型齿条47，l型齿条47一侧安装有立式轴承四48，立式轴承四48与矩形箱体1固定连接，立式轴承四48内圈安装有转动轴二49，转动轴二49一端安装有与l型齿条47互相啮合的传动轮三50，转动轴二49另一端安装有与单向齿轮三44互相啮合的传动轮四51；

充气固定机构包括矩形箱体1下端中心处的安装盒52，安装盒52下端的矩形滑轨一53，矩形滑轨一53两端与安装盒52固定连接，矩形滑轨一53中心处安装有滚子轴承一54，滚子轴承一54内圈安装有直齿轮一55，矩形滑轨一53一侧安装有滑动条一56，矩形滑轨一53另一侧安装有滑动条二57，滑动条一56、滑动条二57侧表面各安装有齿条一58，齿条一58与直齿轮一55互相啮合，滑动条一56、滑动条二57上端各安装有支撑杆59，支撑杆59上端侧表面安装有弧形夹板60，支撑杆59侧表面开有螺纹孔一61，螺纹孔一61设有一个，矩形箱体1侧表面安装有卧式轴承三62，卧式轴承三62内圈安装有与螺纹孔一61互相啮合的往复丝杆一63，往复丝杆一63中心处安装有伞齿轮一64，安装盒52侧表面安装有步进电机二65，步进电机二65一端安装有输出轴二66，步进电机二65另一端安装有输出轴三67，输出轴二66一端安装有与伞齿轮一64互相啮合的单向齿轮四68；安装盒52侧表面上端安装有矩形滑轨二69，矩形滑轨二69一侧安装有滑动杆70，滑动杆70一端与矩形滑轨二69滑动连接，滑动杆70中心处开有螺纹孔二71，滑动杆70一端安装有固定管72，固定管72下端安装有密封接头一73，固定管72上端安装有输气软管一74，安装盒52上端安装有卧式轴承四75，安装盒52侧表面安装有立式轴承五76，立式轴承五76与卧式轴承四75之间安装有与螺纹孔二71互相啮合的往复丝杆二77，往复丝杆二77一端安装有传动轮五78，输出轴三67一端安装有与传动轮五78互相啮合的单向齿轮五79。

储存箱2侧表面安装有橡胶条80，通过橡胶条80缓冲的作用可以避免氢气瓶一84上的接头磕坏。

矩形箱体1侧表面开有矩形出口81，矩形出口81下端安装有匚形槽82。

矩形箱体1侧表面安装有移动轮83。

储存箱2内设有氢气瓶一84。

安装盒52一侧设有暂存箱85，暂存箱85与矩形箱体1固定连接，暂存箱85与安装盒52之间安装有连接管86，连接管86一端与输气软管一74固定连接，连接管86另一端安装有输气软管二87，输气软管二87一端安装有密封接头二88。

暂存箱85内设有氢气瓶二89。

弧形夹板60侧表面安装有橡胶垫90。

锥形挡板14侧表面开有弧形豁口91，弧形豁口91内安装有滑轮92。

安装盒52两侧开有矩形通孔93。

在本实施方案中，该设备的用电器由外接控制器进行控制，在使用该设备之前将密封接头二88与氢气瓶二89上的输出端对接，通过往安装盒52上表面开有透气孔，可以防止氢气聚集在安装盒52内，在使用该设备时手工将该装置推动到指定位置，之后手动将氢气瓶一84放置在储存箱2内，放入储存箱2的方式有两种，初次放置氢气瓶一84使可以从储存箱2侧表面下端放入，此方式可以降低氢气瓶一84的高度落差，避免发生剧烈的碰撞，从侧面放入时氢气瓶一84的输入端先通过进入开口二4，之后平移到储存箱2内，进入开口二4时氢气瓶一84的侧表面会接触到摆动板9，摆动板9、转动杆6向一侧发生摆动，便于氢气瓶一84的进入，当氢气瓶一84到达指定位置之后，利用压缩弹簧8的作用可以使摆动板9、转动杆6复位，防止氢气瓶一84从侧面滑出；随着持续的向储存箱2放入氢气瓶一84，氢气瓶一84会堆叠起来，堆叠一定数量之后，可以从开口一3放入氢气瓶一84，若干个氢气瓶一84呈一字排列在储存箱2内；

此时最下端的氢气瓶一84落在l型连杆10上，最下端的氢气瓶一84受到较大的重力，为了防止氢气瓶一84掉落，l型连杆10的下端为上跷的形状，之后控制器控制步进电机一18正转，步进电机一18的正转带动输出轴一19、单向齿轮一20转动，单向齿轮二21不转动，单向齿轮一20的转动直接带动传动轮一24、蜗杆一23转动，蜗杆一23的转动直接驱动蜗轮一16转动，此时转动轴一13带动锥形挡板14转动，如图4所示，随着转动轴一13的持续转动弧形槽15移动到氢气瓶一84的位置，并将氢气瓶一84推离原有的位置，此时若干个锥形挡板14位于若干戈l型连杆10之间，此时氢气瓶一84依靠重力可以自动滑落，步进电机一18停止转动，氢气瓶一84最终会落在扩口u型板33内，利用氢气瓶一84下落产生的冲击力会使扩口u型板33与u型槽28之间发生小距离的相对运动，扩口u型板33与u型槽28一端处于铰接的状态，如图14到图15所示，扩口u型板33的移动带动软质橡胶块37与u型槽28上端发生挤压，软质橡胶块37受力会向一侧移动，软质橡胶块37的移动带动硬质橡胶板35夹住氢气瓶一84，达到简易固定的目的，防止氢气瓶一84在竖直时发生脱落，由于下落的冲击力远大于氢气瓶一84的自身重力，所以硬质橡胶板35具有足够的动能将，氢气瓶一84夹紧，此时u型板33与u型槽28处于平行的状态；

控制器控制步进电机一18反转，步进电机一18的反转带动单向齿轮二21驱动传动轮二32转动，单向齿轮一20不转动，传动轮二32的转动带动蜗杆二31驱动蜗轮二29转动，蜗轮二29的转动带动连接轴27以及扩口u型板33、u型槽28同步转动，扩口u型板33、u型槽28转动90之后，干涉块一38与干涉块二43接触，随着u型槽28持续转动，扩口u型板33、u型槽28一端发生相对运动，如图16到图17所示，此时扩口u型板33处于竖直的状态，u型槽28处于略微倾斜的状态，此时软质橡胶块37与u型槽28上端分离，利用扭力弹簧36的作用可以使硬质橡胶板35复位，位于矩形口一34内；在硬质橡胶板35复位的同时氢气瓶一84落在传动带42上表面，干涉块一38、干涉块二43属于软质的材质，之后步进电机一18正转使锥形挡板14复位，再反转使u型槽28复位；通过精确的结构设计可以避免u型槽28与锥形挡板14发生干涉；

之后控制器控制直线电机45伸长，直线电机45的伸长直接带动l型齿条47驱动传动轮三50转动，传动轮三50的转动带动转动轴二49、传动轮四51、单向齿轮三44转动，单向齿轮三44的转动驱动转动辊41转动，转动辊41的转动，转动辊41带动传动带42移动，通过直线电机45反复运动，可以带动氢气瓶一84移动到安装盒52内，利用单向齿轮三44的作用可以使传动带42做间歇运动；

当氢气瓶一84移动到安装盒52内指定的位置之后。控制器控制步进电机二65正转，步进电机二65的正转带动单向齿轮四68传动，单向齿轮五79不传动，单向齿轮四68的转动直接带动伞齿轮一64转动，伞齿轮一64的转动带动往复丝杆一63驱动一侧的支撑杆59水平移动，支撑杆59的移动带动滑动条一56移动，通过直齿轮一55与齿条一58啮合的作用，可以使滑动条一56、滑动条二57做相对运动，使弧形夹板60同时夹紧氢气瓶一84，通过橡胶垫90的作用可以避免弧形夹板60与氢气瓶一84之间发生刚性接触；之后步进电机二65反转，带动单向齿轮五79转动，驱动传动轮五78、往复丝杆二77的转动带动滑动杆70下滑，滑动杆70的下滑带动固定管72下移、密封接头一73与氢气瓶一84的输入端对接，并进行充气，氢气瓶二89内的氢气通过密封接头二88、输气软管二87、连接管86、输气软管一74、固定管72、密封接头一73进入到氢气瓶一84内；

通过往连接管86一端安装相应的电磁开关，可以准确的控制充气时间以及充气压力；利用往复丝杆一63、往复丝杆二77的作用，充气完毕之后步进电机二65再次正转指定圈数使弧形夹板60释放氢气瓶一84，步进电机二65再次反转使密封接头一73与氢气瓶一84分离，滑动杆70具有一定的弹性，矩形滑轨二69可以使滑动杆70稳定的滑动；充完气之后，直线电机45再次工作，使氢气瓶一84移动到推动块46的位置，随着直线电机45伸长可以使推动块46推动氢气瓶一84移动到匚形槽82上表面，之后人工取出氢气瓶一84，通过往储存箱2、安装盒52一侧安装相应的感应器，可以对设备起到保护的作用，防止没有氢气瓶而进行充气类似情况的发生。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。