阅读说明：本技术 一种无人机起落系统 (Unmanned aerial vehicle system of rising and falling ) 是由 夏国富 张若晗 陈锋 于 2019-11-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种无人机起落系统,属于无人机技术领域。本发明在该无人机底板的边缘处设有至少两个由固定臂、第一机械臂、第二机械臂和机械爪通过一旋转组件依次连接且由牵引线控制而构成的无人机起落系统,该系统通过控制牵引线收缩,使得位于无人机底板侧边的各机械臂和机械爪向上转动,能够有效的避免无人机底板下端各部件与飞行途中的障碍物发生碰撞,增加无人机飞行的安全性能。(The invention discloses an unmanned aerial vehicle landing system, and belongs to the technical field of unmanned aerial vehicles. According to the unmanned aerial vehicle lifting system, the at least two unmanned aerial vehicle lifting systems are arranged at the edge of the bottom plate of the unmanned aerial vehicle, each fixed arm, each first mechanical arm, each second mechanical arm and each mechanical claw are sequentially connected through a rotating assembly and are controlled by the corresponding pull wire, and the pull wires are controlled to contract, so that the mechanical arms and the mechanical claws on the side edge of the bottom plate of the unmanned aerial vehicle rotate upwards, all parts at the lower end of the bottom plate of the unmanned aerial vehicle can be effectively prevented from colliding with obstacles in the flying process, and the flying safety performance of the unmanned aerial vehicle is improved.)

一种无人机起落系统

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，更具体地说，涉及一种无人机起落系统。

背景技术

目前市场上的无人机一般都设有起落架，该起落架在无人机起飞和降落过程中起到支撑、保护和固定作用。现有的无人机大多采用固定式起落架，其飞行过程容易发生碰撞，尤其是在飞行路径中障碍物较多的情况下，无人机的固定式起落架容易与无人机下方障碍物发生刮蹭或碰撞，从而对无人机造成安全风险；因此，需要进一步对无人机进行改进。

经检索，专利公开号：206750124U，公开日2017年12月15日，专利名称：一种四旋翼无人机起落装置，该申请案在机体底部设置升降底座，该升降底座内部设有固定在固定件顶部的液压杆，该液压杆顶部同时与四个拉力杆铰接，升降底座底部与机翼对应位置分别设置了支架收放槽和轮圈收放槽，支架收放槽内设置的固定支架通过相互铰接的前支臂和后支臂与固定件连接，与液压杆铰接的四个拉力杆对应与各个前支臂铰接，当液压杆控制器控制液压杆上升时，由于前支臂一端与固定件固定铰接，拉力杆可带动前支臂与后支臂铰接的一端向上摆动，使后支臂随之上移，进而带动固定支架向上摆动，直至固定支架和起落轮收进支架收放槽和轮圈收放槽内，完成起落轮的收起动作，同理，液压杆收起可完成起落轮支起动作。但该申请案使用的是液压杆和拉力杆等装置来完成起落装置的收放动作，不仅对无人机的动力、供能要求更高，还会增加无人机的能耗从而影响续航能力。

综上所述，如何克服现有无人机固定式起落架存在的不足，是现有技术中亟需解决的技术问题。

发明内容

1、发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中不足，提供了一种无人机起落系统；本发明通过控制牵引线收缩，使得位于无人机底板侧边的各机械臂和机械爪向上转动，从而能够有效的避免无人机底板下端各部件与飞行途中的障碍物发生碰撞，增加无人机飞行的安全性能；此外，在控制各机械臂和机械爪向上转动的过程中，通过缓冲轮安装部对牵引线进行缓冲，对牵引线进行保护。

2、技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种无人机起落系统，包括无人机底板，该无人机底板的边缘处设有至少两个固定臂，每个固定臂通过一旋转组件与一第一机械臂的上端转动连接，每个第一机械臂的下端通过一旋转组件与一第二机械臂的上端转动连接，每个第二机械臂的下端通过一旋转组件与一机械爪的上端转动连接；所述固定臂、第一机械臂、第二机械臂和机械爪外侧的外表面上分别开设有牵引线槽；

每个固定臂的一侧设有一缓冲轮安装部，所述缓冲轮安装部包括两个相对设置的纵向板，每个纵向板上开设有沿高度方向的纵向槽；每个缓冲轮安装部上两个纵向板之间设有两个缓冲轮固定杆，所述缓冲轮固定杆的两端分别穿过对应侧的纵向槽，每个缓冲轮安装部上两个缓冲轮固定杆之间连接有一缓冲轮弹簧；每个缓冲轮固定杆穿过一缓冲轮的中轴线并与该缓冲轮固定连接；

一牵引线的一端连接于机械爪的下端，该牵引线的另一端依次穿过机械爪、第二机械臂、第一机械臂和固定臂上的牵引线槽后依次绕过一缓冲轮安装部上的两个缓冲轮。

作为本发明更进一步的改进，每条牵引线的另一端分别缠绕并连接于一控线轮上，所述控线轮与无人机内的驱动电机传动连接。

作为本发明更进一步的改进，所述控线轮外圆周面上设有供每条牵引线分别缠绕的环形槽。

作为本发明更进一步的改进，所述旋转组件包括轴心杆，轴心杆上套有轴心杆弹簧，轴心杆的每端分别依次穿过一安装筒和一紧固筒，且轴心杆的端部与所述紧固筒螺纹配合；轴心杆弹簧的每端固定于同侧安装筒端面上的弹簧卡口上；其中，安装筒用于与对应的机械爪、第二机械臂、第一机械臂或固定臂连接。

作为本发明更进一步的改进，所述旋转组件还包括绕线轮，该绕线轮套于其两侧的安装筒外表面上；

所述牵引线在由一个牵引线槽到达另一个牵引线槽之前，先缠绕于对应的绕线轮上。

作为本发明更进一步的改进，所述机械爪外表面覆盖有缓冲垫。

作为本发明更进一步的改进，还包括起落基座，所述无人机底板下表面上设有充电插口，所述起落基座上表面上设有与所述充电插口相配合的充电接口。

作为本发明更进一步的改进，所述起落基座的侧面上设有机械爪卡槽，所述机械爪卡槽为一环形凹槽。

3、有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明的一种无人机起落系统，将无人机起落装置设置成多个机械臂和机械爪，并且各个部件之间采用活动式连接方式进行连接，并通过一牵引线进行控制，当无人机在飞行的路径中存在障碍物是，操作人员通过控制牵引线收缩，使得位于无人机底板侧边的各机械臂和机械爪向上转动，能够有效的避免无人机底板下端各部件与飞行途中的障碍物发生碰撞，从而增加无人机飞行的安全性能。

(2)本发明的一种无人机起落系统，在旋转组件中设有轴心杆弹簧，各机械臂和机械爪向上转动时，轴心杆弹簧发生扭转同时在扭转的过程中产生一个具有回复趋势的扭力；控制牵引线放松，便可利用轴心杆弹簧的回复扭力使得位于无人机底板侧边的各机械臂和机械爪向下转动，并具有保持各机械臂和机械爪的初始状态的趋势，从而增加无人机降落在起落基座或是类似凸起的起落面时在水平和竖直方向的稳定性。

(3)本发明的一种无人机起落系统，在无人机底板上设有充电插口，同时在起落基座的上表面设有充电接口。当无人机降落在起落基座上时，充电插口和充电接口可以自动对接从而达到自行充电的效果，省去人工手动对接充电的麻烦。

附图说明

图1为实施例1的无人机起落系统的结构示意图；

图2为实施例1中第一机械臂和第二机械臂之间旋转组件的***结构示意图；

图3为实施例1中无人机降落在不平整平面的结构示意图；

图4为实施例2中起落基座的结构示意图；

图5为实施例2中无人机起落系统的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、无人机底板；

210、控线轮；

310、缓冲轮安装部；321、缓冲轮；331、缓冲轮固定杆；340、缓冲轮弹簧；

500、旋转组件；512、弹簧卡口；513、安装筒；530、轴心杆弹簧；540、轴心杆；550、绕线轮；560、紧固筒；

601、固定臂；602、第一机械臂；603、第二机械臂；604、机械爪；

701、牵引线槽；

800、牵引线；

900、充电插口；

1010、充电接口；1020、机械爪卡槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

为进一步了解本发明的内容，结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的一种无人机起落系统，如图1所示，在无人机底板100的两侧边缘处设有固定臂601，其固定臂601数量至少设有两个，可以为两个、四个、六个……优选的，本实施例的固定臂601设有两个，且两个固定臂601关于无人机底板100的中轴线对称设置。所述固定臂601的一端固定安装在无人机底板100上，固定臂601的另一端通过旋转组件500与第一机械臂602的上端转动连接，第一机械臂602的下端通过一旋转组件500与第二机械臂 603的上端转动连接，第二机械臂603的下端通过一旋转组件500与一机械爪604的上端转动连接。

本实施例无人机底板100每侧的第一机械臂602、第二机械臂603、第二机械臂603和机械爪604通过一牵引线800控制转动。为了便于牵引线800安装，避免牵引线800位于外部造成脱落或缠绕等现象的发生，在固定臂601、第一机械臂602、第二机械臂603和机械爪604外侧的外表面上分别开设有牵引线槽701，牵引线800位于牵引线槽701内。

如图1所示，本实施例的牵引线800一端连接于机械爪604的下端，该牵引线800的另一端依次穿过机械爪604、第二机械臂603、第一机械臂602和固定臂601上的牵引线槽701后与无人机内部的驱动装置相连。

本实施例中的驱动装置为无人机内部的驱动电机，该驱动电机的电机轴上安装有一控线轮210，该控线轮210的外圆周面上设有供每条牵引线800分别缠绕的环形槽。

值得说明的是，本实施例中位于驱动无人机底板100两侧的牵引线800在控线轮210上的缠绕方向相同，即顺时针缠绕或逆时针缠绕。

当无人机开始飞行时，控制驱动电机开始工作，控制控线轮210转动，从而带动牵引线800移动，实现牵引线800的收缩，从而改变各机械臂和机械爪604的位置，该结构设计相对于现有技术中的固定式的起落架而言，其无人机底板100两侧的各机械臂和机械爪604为活动式连接结构，能够有效避免无人机底板100下端的起落装置与障碍物发生碰撞的问题，降低了无人机飞行的安全风险。

优选的，本实施例中为了避免驱动电机控制牵引线800移动的过程中，牵引线800对各机械臂和机械爪604施加的作用力较大而造成损伤，如图1所示，本实施例在每个固定臂601 的一侧设有一缓冲轮安装部310，即固定臂601的数量与缓冲轮安装部310的数量相同；本实施例的缓冲轮安装部310包括两个相对设置的纵向板，两个纵向板沿着无人机底板100的宽度方向设置。本实施例在每个纵向板上开设有纵向槽，该纵向槽沿着纵向板的高度方向设置。在每个缓冲轮安装部310上两个纵向板之间设有两个缓冲轮固定杆331，且缓冲轮固定杆331的两端分别穿过对应侧的纵向槽，并在每个缓冲轮安装部310上两个缓冲轮固定杆331 之间连接有一缓冲轮弹簧340；所述缓冲轮固定杆331的中部上固定安装有一缓冲轮321，即缓冲轮固定杆331穿过缓冲轮321的中轴线并与该缓冲轮321固定连接。

本实施例的牵引线800从控线轮210出来后，依次绕过一缓冲轮安装部310上的两个缓冲轮321，再穿过对应侧的各机械臂上的牵引线槽701并与机械爪604相连。通过该结构设计使得驱动电机控制牵引线800收缩时，由于两个缓冲轮固定杆331之间存在缓冲轮弹簧340，牵引线800在对各机械臂和机械爪604施加作用力的同时，也对缓冲轮321也施加一定的作用力，迫使缓冲轮弹簧340收缩，能够降低牵引线800对各机械臂和机械爪604施加的作用力，起到一定的缓冲作用。

更进一步的，如图2所示，本实施例的旋转组件500包括轴心杆540，该轴心杆540上套有轴心杆弹簧530，轴心杆540的每端分别依次穿过一安装筒513和一紧固筒560，所述紧固筒560的直径小于安装筒513的直径，即紧固筒560的一端***到安装筒513中，所述轴心杆540的端部与紧固筒560螺纹配合连接；轴心杆弹簧530的每端固定于同侧安装筒513 端面上的弹簧卡口512上，即轴心杆弹簧530的弹簧***该弹簧卡口512中，将轴心杆弹簧 530进行固定。

本实施例的安装筒513用于与对应的机械爪604、第二机械臂603、第一机械臂602或固定臂601连接，如图2所示，以第一机械臂602与第二机械臂603之间的连接方式为例，在第一机械臂602和第二机械臂603上各设有一凸块，且该凸块位于第一机械臂602和第二机械臂603之间的连接处，并在凸块上设有安装筒513，该安装筒513沿着第一机械臂602或第二机械臂603的宽度方向上设置，从而便于轴心杆540的安装，以及各部件的运动。

此外，本实施例在安装筒513的外部套设有绕线轮550，且该绕线轮550能够在安装筒 513上转动。本实施例的绕线轮550的外表面沿其周向设有相应的凹槽，该凹槽用于牵引线 800的缠绕，即牵引线800从一个牵引线槽701到达另一个牵引线槽701之前，牵引线800缠绕在绕线轮550的凹槽上。

值得说明的是，本实施例的轴心杆弹簧530为扭转弹簧，其轴心杆弹簧530的两端与轴心杆弹簧530的长度方向平行，即与轴心杆540的长度方向相平行，从而便于轴心杆弹簧530 的端部***到弹簧卡口512中。

本实施例的一种无人机起落系统，当无人机全程飞行过程中或者飞行过程中遇到障碍物时，无人机操作人员通过控制装置如操作手柄发射信号控制驱动电机转动，从而带动控线轮210转动，即带动牵引线800收缩，整个过程其牵引线800的长度逐渐变短，牵引线800 对机械爪604施加一定的作用力，使得机械爪604以旋转组件500为旋转中心进行转动，并带动其他各机械臂也进行转动，即将位于无人机底板100下端的各部件向上转动收缩，能够有效避免无人机底板100下端各部件与障碍物发生碰撞；同时，牵引线800收缩过程中，绕在缓冲轮321上的牵引线800对缓冲轮321施加一定的作用力，迫使缓冲轮弹簧340收缩，减小牵引线800对各机械臂和机械爪604施加的作用力，即实现一定的缓冲作用，对牵引线800起到一定的保护作用。

值得说明的是，由于固定臂601、各机械臂与机械爪604之间活动连接，牵引线800在控制各机械臂和机械爪604转动的过程中，位于各旋转组件500的绕线轮550上的牵引线800 带动绕线轮550，整个收缩过程中，只是通过牵引线800控制各机械臂和机械爪604的转动，但是在收缩过程中，机械臂或者机械爪604转动，其旋转组件500中的两个安装筒513发生相对转动，从而控制与之相连的轴心杆弹簧530扭转，使得轴心杆弹簧530不断蓄力，从而便于后续各机械臂或者机械爪604复位。

此外，本实施例一种无人机起落系统，需要无人机进行降落时，控制牵引线800释放时，即增加牵引线800的长度，牵引线800对缓冲轮弹簧340施加的作用力减小，缓冲轮弹簧340 复位，同时，位于旋转组件500的轴心杆弹簧530也需要复位，从而控制各机械臂或者机械爪604复位，从而恢复成初始状态，即牵引线800未施加作用力的时候。在初始状态时，其机械爪604的外表面为一水平面，即机械爪604的下底面为一水平面，且在该平面上通过粘贴等形式覆盖有缓冲垫，便于增大与地面之间的摩擦力，保证其无人机降落的稳定性。

此外，本实施例一种无人机起落系统，当无人机所需要降落的底面为不平整的平面上时，如图3所示，即底面上有凸起的阻碍物，通过控制各机械臂或者机械爪604向上转动收缩，落入到阻碍物上后，控制牵引线800伸长，使得轴心杆弹簧530复位，从而将机械爪604固定在该阻碍物上。无人机操作人员根据实际中所要降落的底面进行判断是否适合降落，即对障碍物的大小进行判断；当适合降落时，无人机操作人员通过控制装置如操作手柄控制调整各机械臂和机械爪604来形成的符合当前起落面的有效面积，使无人机利用所述的起落装置在更复杂的起落面进行起落，提高了无人机的机动性。

实施例2

本实施例的一种无人机起落系统，其结构与实施例1基本相同，更进一步的：还包括一起落基座，该起落基座参考图4所示，其起落基座的上表面上设有充电接口1010，并在无人机底板100下表面上设有充电插口900，所述充电插口900与充电接口1010两者相互配合使用，即当充电插口900***到充电接口1010，实现对无人机进行充电，该充电方式相对于现有采用数据线进行充电而言，不需要人为手动操作将无人机充电接口与数据线连接充电，操作简单方便，无需担心数据线缠绕等问题。

此外，结合图5，本实施例在起落基座的侧面上设有机械爪卡槽1020，该机械爪卡槽1020 为一环形凹槽，且沿起落基座周向设置。

当需要充电时，操作人员控制各机械臂和机械爪604向上转动收缩，控制无人机降落的位置，使得无人机降落在起落基座上，其无人机底板100上的充电插口900***到充电接口 1010，实现无人机的充电。之后，各机械臂和机械爪604复位，从而将整个无人机固定在起落基座上。

值得说明的是，本实施例的起落基座内部设有电源，相当于一可移动式充电电源。起落基座上机械爪卡槽1020的直径大于处于初始位置的两个相对设置的机械爪604之间的距离。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。