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一种物流无人机有效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及无人机技术领域,尤其是涉及一种物流无人机。

相关背景技术

[0002] 物流无人机一般是指通过利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的无人驾驶的低空飞行器,能够用于运载快递包裹,并自动送达目的地,其优点主要在于解决偏远地区的配送问题,能够提高配送效率,同时减少人力成本。
[0003] 经检索,公开号为:CN216887228U的中国专利,公开了物流运输无人机,包括桨叶和主机外壳,桨叶安装在连接杆A上,连接杆A安装在主机外壳上,支撑架安装主机外壳两侧,支撑架底端安装有缓冲机构,主机外壳底端设置有固定机构,固定机构连接杆B与运输箱卡接。
[0004] 基于上述检索并结合现实问题发现:该物流无人机虽然提高了物流运输效率,但是其在到达目的地卸货时,需要连同无人机和货物整体降落在地面,待收货人取下货物后,无人机再次起飞离开,无人机携带货物降落的过程和无人机卸下货物上升的过程中,无人机的螺旋桨需要以更高的速度转动从而来控制无人机的下降和上升的速度,因此该过程中无人机需要消耗更多的电能,从而影响了无人机的续航能力,而且无人机携带货物降落时,为了保证无人机和货物的平稳,需要无人机不断的调整无人机的起降姿态,因此进一步增加了无人机的电能消耗,进一步降低了续航能力。

具体实施方式

[0022] 下面对本发明进行详细说明,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
[0023] 本发明通过改进在此提供一种物流无人机,本发明的技术方案是:如图1至图9所示,本发明实施例提供了一种物流无人机,包括无人机本体1,无人机本体1的下侧设置有起降装置;起降装置包括固定在无人机本体1下侧的装载框3,装载框
3的外侧一端安装有起降电机4,且装载框3的内侧贯穿转动连接有两个主轴5,两个主轴5的两端均键连接有两个绕绳盘6,四个绕绳盘6的外侧均缠绕设置有拉绳7,其中一个主轴5和无人机本体1之间设置有能量回收机构;能量回收机构包括设置在装载框3内侧的圆筒103、贯穿转动连接于其内侧的传动轴102、固定在主轴5外侧的小齿轮101,传动轴102的外侧通过传动机构活动设置有移动板105,移动板105通过弹性部件与圆筒103的内侧一端弹性连接,传动轴102的一端固定有与小齿轮101啮合的大齿轮104;传动轴102的两端和装载框3的内侧设置有调距机构;调距机构包括固定在传动轴102两端的两个螺纹杆301,两个螺纹杆
301的外侧均螺纹连接有滑块303,两个滑块303的上下两侧均转动连接有两个可以带动绕绳盘6移动的定位销轴304;未设置小齿轮101的一个主轴5的端部设置有离心定速机构;离心定速机构包括固定在主轴5端部的固定盘201和滑动套设在主轴5外侧一端的活动盘202,活动盘202和固定盘201之间活动设置有多个配重块205。
[0024] 进一步的,传动机构包括固定在传动轴102外侧的滑槽柱108和转动连接在移动板105一侧的滑销110,滑槽柱108的外侧开设有螺旋滑槽109,滑销110活动连接于螺旋滑槽
109的内侧;
通过传动机构,在传动轴102转动时,可以带动移动板105移动,移动板105移动可以对螺旋弹簧106进行压缩,螺旋弹簧106被压缩即可将货物的重力势能转换成其弹性势能进行临时储存,减小能量的损耗,提高无人机本体1的续航能力。
[0025] 进一步的,装载框3内侧对应两个螺纹杆301位置处固定有四个滑块导杆302,两个滑块303分别滑动连接于四个滑块导杆302的外侧,四个定位销轴304的一端分别延伸至四个绕绳盘6中间用于收纳拉绳7的绳槽中;在货物和升降盒8下降时,可以将拉绳7从绕绳盘6的绳槽释放,两个螺纹杆301可
以带动两个滑块303向中段位置移动,两个滑块303通过四个定位销轴304带动四个绕绳盘6向中段位置移动,随着拉绳7不断被释放,升降盒8下降行程越大,四个绕绳盘6可以带动四个拉绳7的上端向中段位置倾斜,使四个拉绳7的角度由原本的竖直角度逐渐变成倾斜角度,此时拉绳7和升降盒8之间由原来的平行四边形结构变成了等腰梯形的结构,因此在升降盒8和货物下落时,可以很好的防止升降盒8和货物产生横向的摆动,进一步提高了卸货时无人机本体1的悬停姿态的稳定性,减小无人机本体1调整悬停姿态所消耗的电能,进一步提高物流无人机整体的续航能力。
[0026] 进一步的,两个主轴5的一端均固定有互相啮合的同步齿轮9;同步齿轮9之间互相啮合,可以保持相等的速度反向转动,从而可以使两个主轴5
保持相等的速度反向转动,从而保证了两侧的四个绕绳盘6反向同速转动,使得四个拉绳7以相等的速度释放和收卷,从而保证了升降盒8和货物升降过程中保持水平状态,防止货物倾斜,提高了平稳性。
[0027] 进一步的,活动盘202的一端固定有软质橡胶套206,软质橡胶套206的一端固定有摩擦板207,活动盘202的外侧转动连接有多个呈圆周排列的第二连杆204,固定盘201的外侧对应每个第二连杆204的位置处均转动连接有第一连杆203,每个配重块205的两端分别与对应位置的第一连杆203和第二连杆204转动连接;通过离心定速机构,可以使主轴5始终保持在一个合适的转速范围,防止主轴5的
转速过慢和过快,也可以防止主轴5有较大的正负加速度,从而使升降盒8和货物以合适的速度下落,也防止升降盒8和货物下落时存在较大的正负加速度,提高了卸货过程的平稳度,同时减小正负加速度的产生,可以减小对无人机本体1空中悬停姿态的影响,从而减小无人机本体1调整悬停姿态而消耗的电能,进一步起到了提高续航的作用。
[0028] 进一步的,起降电机4和主轴5之间设置有刹车机构,刹车机构包括开设在起降电机4一端的环形槽401,环形槽401的内侧转动连接有转动圆架402和电缸405,电缸405的伸缩端与转动圆架402的内部转动连接,环形槽401的内侧滑动插设有多个呈圆周排列的锁紧柱403,每个锁紧柱403相对的一端均设置有与主轴5外侧相适配的弧形面,且每个锁紧柱403的另一端均通过锁紧推杆404与转动圆架402的外侧转动连接;
刹车机构在升降盒8携带货物上升至最高点时,可以将与起降电机4驱动端连接的
主轴5锁紧,从而在无人机本体1运送货物时,防止升降盒8和货物向下坠落,提高了平稳性。
[0029] 工作原理:物流无人机未起飞前,将升降盒8向下方拉出,将需要装载的货物放置在升降盒8的内侧,此时能量回收机构的螺旋弹簧106释放弹力,给移动板105施加反方向的推力,再通过滑销110和螺旋滑槽109之间的滑动配合,在移动板105反向移动时可以带动滑槽柱108反向转动,从而带动传动轴102反向转动,传动轴102带动大齿轮104反向转动,大齿轮104带动小齿轮101反向转动,小齿轮101带动对应的主轴5反向转动,从而使四个绕绳盘6反向转动将四个拉绳7缠绕在内部的绳槽内侧,即可将升降盒8向上吊起,使升降盒8移动到装载框3的内侧,从而可以将货物密封在升降盒8和装载框3的内侧,对货物提供可靠的保护;此时刹车机构的电缸405的伸缩端伸出带动转动圆架402逆时针转动一定的角度
(如图8所示),转动圆架402转动时通过多个锁紧推杆404推动对应位置的锁紧柱403向主轴
5的位置移动,使每个锁紧柱403一端的弧形面贴合在主轴5的外侧,从而将这个主轴5锁紧,同时也将另一个主轴5锁紧,从而使四个绕绳盘6锁紧不能转动,保证了升降盒8和其内侧的货物始终位于装载框3的内侧,提高了货物运输时的稳定性,无需起降电机4对主轴5施加扭转力矩保证升降盒8的高度,可以使起降电机4在运输途中处于停机状态,进一步降低物流无人机的能耗;
在货物送到目的地时,需要将货物卸下,此时控制刹车机构释放主轴5,使两个主轴5可以自由转动,从而使四个绕绳盘6转动释放四个拉绳7,从而使升降盒8和其内侧的货物自然下落,四个绕绳盘6和两个主轴5转动的同时,其中一个主轴5带动能量回收机构的小齿轮101转动,小齿轮101通过齿牙带动大齿轮104转动,大齿轮104带动传动轴102转动,传动轴102带动其外侧的传动机构的滑槽柱108转动,由于滑槽柱108的外侧设置有螺旋滑槽
109,当滑槽柱108和螺旋滑槽109转动时,通过滑销110和螺旋滑槽109之间的滑动配合,可以通过滑销110对移动板105施加与滑槽柱108轴线方向重合的拉力,从而带动移动板105沿着圆筒103的内侧移动并将螺旋弹簧106压缩,从而实现在升降盒8和货物下移的同时逐渐将螺旋弹簧106压缩,将升降盒8和货物的一部分重力势能转换成螺旋弹簧106的弹性势能进行临时储存,当收货人把升降盒8内侧的货物取下后,起降电机4给对应的主轴5施加一定的转动力矩,带动主轴5转动,从而带动绕绳盘6转动对拉绳7进行收卷,带动升降盒8上移复位,另外货物卸下后升降盒8的重量小于之前升降盒8与货物的总重量,因此能量回收机构的螺旋弹簧106释放弹力并伸长,给移动板105施加反方向的推力,再通过滑销110和螺旋滑槽109之间的滑动配合,在移动板105反向移动时可以带动滑槽柱108反向转动,从而带动传动轴102反向转动,传动轴102带动大齿轮104反向转动,大齿轮104带动小齿轮101反向转动,小齿轮101带动对应的主轴5反向转动,从而可以减小起降电机4的负载,从而减小起降电机4的耗电量,有助于提高无人机本体1的续航能力,当四个绕绳盘6反向转动将四个拉绳
7缠绕在内部的绳槽内侧,即可将升降盒8向上吊起,使升降盒8重新回位到装载框3的内侧,通过起降装置以及其中的能量回收机构,在无人机本体1不降落在地面的情况下,可以在空中将货物送到距离地面的位置,不仅省去了无人机本体1下降和上升的过程,还省去了无人机本体1降落时调整姿态和调整降落位置的过程,从而减小了无人机本体1在卸货过程中的电耗,有利于提高无人机本体1的续航能力,同时在卸货时,能量回收机构可以减小主轴5和绕绳盘6的转动速度,从而减小了升降盒8和货物的下落速度,防止升降盒8和货物自由下落的速度太快引发事故,保证了卸货时无人机本体1和货物的平稳;
在货物下落的同时,如果因货物过重,导致主轴5的转速过快,即货物的下落速度过快,则其中一个主轴5高速转动时带动其一端的离心定速机构高速旋转,从而带动其中的多个配重块205绕着主轴5高速转动,多个配重块205高速转动在离心力的作用下分别带动两端的第一连杆203和第二连杆204转动,使第一连杆203和第二连杆204的角度逐渐平行于主轴5的轴心线,从而可以推动活动盘202向装载框3的外侧移动,活动盘202通过软质橡胶套206带动摩擦板207移动,将摩擦板207压在装载框3的外侧面,同时软质橡胶套206可以被压缩变形,使得摩擦板207可以受到持续的压力,摩擦板207与装载框3外侧面之间因压力而产生摩擦力,该摩擦力随着主轴5的转速增大而增大,通过摩擦板207和装载框3外侧面之间的摩擦力作用,可以降低摩擦板207的转速,从而降低离心定速机构整体的转速,进而降低了主轴5的转速,进而降低了升降盒8和货物的下降速度,一旦主轴5的速度降低,则多个配重块205的离心力减小,摩擦板207与装载框3之间的摩擦力减小,从而使主轴5的速度再次加快,如此不断往复,可以使主轴5始终保持在一个合适的转速范围,防止主轴5的转速过慢和过快,也可以防止主轴5有较大的正负加速度,从而使升降盒8和货物以合适的速度下落,也防止升降盒8和货物下落时存在较大的正负加速度,提高了卸货过程的平稳度,同时减小正负加速度的产生,可以减小对无人机本体1空中悬停姿态的影响,从而减小无人机本体1调整悬停姿态而消耗的电能,进一步起到了提高续航的作用;
在四个拉绳7带动升降盒8和货物下落的同时,四个绕绳盘6和两个主轴5反向转
动,主轴5带动能量回收机构中的传动轴102转动,传动轴102的两端设置有调距机构,因此传动轴102可以带动调距机构的两个螺纹杆301转动,由于两个螺纹杆301外侧的外螺纹方向相反,因此两个螺纹杆301随着传动轴102转动的同时,可以带动两端的两个滑块303反向移动,两个滑块303带动四个定位销轴304反向移动,当拉绳7从绕绳盘6的绳槽释放时,两个螺纹杆301可以带动两个滑块303向中段位置移动,两个滑块303通过四个定位销轴304带动四个绕绳盘6向中段位置移动,随着拉绳7不断被释放,升降盒8下降行程越大,四个绕绳盘6可以带动四个拉绳7的上端向中段位置倾斜,使四个拉绳7的角度由原本的竖直角度逐渐变成倾斜角度,如图9所示,此时拉绳7和升降盒8之间由原来的平行四边形结构变成了等腰梯形的结构,因此在升降盒8和货物下落时,可以很好的防止升降盒8和货物产生横向的摆动,进一步提高了卸货时无人机本体1的悬停姿态的稳定性,减小无人机本体1调整悬停姿态所消耗的电能,进一步提高物流无人机整体的续航能力。
[0030] 上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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