具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-5所示，一种无人机海面回收与充电平台，包括：动平台1、丝杆2、静平台3和机械臂4；所述动平台1用于承接无人机01；

所述动平台1与静平台3之间设有三个丝杆2；所述丝杆2的固定端与所述静平台3相连，且三个丝杆2与静平台3的连接点呈等边三角形分布；所述丝杆2的滑块21通过万向节与所述动平台1相连，且三个丝杆2与动平台1的连接点呈等边三角形分布；

所述机械臂4设置在所述动平台1的中央，所述机械臂4包括底座41、第一折臂42、第二折臂43和第三折臂44；所述底座41设置在所述动平台1的中心；所述第一折臂42的一端和所述底座41铰接，所述第一折臂42的另一端和所述第二折臂43铰接，所述第三折臂44和所述第二折臂43铰接；所述第二折臂43可收折至并与所述第一折臂42平齐；

所述第三折臂44的末端设有运动接口5；所述运动接口5呈六棱台状；所述运动接口5的外侧面设有导电端子7；所述运动接口5用于插接于无人机01的靶接口6。

首先整个动平台1靠三个丝杆2动态调节平衡，结构简单，调控三个丝杆2的算法也相对更为简易。机械臂4的三个折臂的设计方式可以保证机械臂4灵活的折叠控制角度，在收拢的过程中，第二折臂43可收折至并与第一折臂42平齐，节省空间。靶接口6中部设有与所述运动接口5相适应的六棱台形状的空腔，所述靶接口6的内侧设有凹槽，凹槽内设有导电端子7。运动接口5和靶接口6的六棱台配合设计，一方面运动接口5的前端小而后端大，靶接口6的开口端大而底端小，方便运动接口5和靶接口6对接时，运动接口5能顺利的推进，直至导电端子7相互接触；另一方面，周围的侧棱能够使得运动接口5和靶接口6对接之后不会发生转动，保持相对稳定的状态。

更进一步的说明，所述动平台1上设有加锁装置8；所述加锁装置8包括电机81、连接杆82和压杆83；所述连接杆82包括第一连杆821、第二连杆822和第三连杆823；所述第一连杆821的一端与所述电机81的输出端相连，另一端与所述第二连杆822的一端相连，所述第二连杆822的另一端与所述第三连杆823的一端相连，所述第三连杆823的另一端与所述压杆83相连；所述第一连杆821和第二连杆822平行设置；所述电机81设置在所述动平台1的底面，所述压杆83设置在所述动平台1的顶面；所述动平台1上开设有容纳空间，所述第三连杆823从所述容纳空间穿过与所述压杆83相连；所述第三连杆823与所述压杆83互相垂直。

在电机81的作用下，第一连杆821、第二连杆822和第三连杆823转动，由于第一连杆821和第三连杆823平行，因此二者摆动同样的角度将与第三连杆823相连的压杆83抬起，在无人机01降落之后，第一连杆821、第二连杆822和第三连杆823摆动复位，通过压杆83将无人机01的降落架压住，实现对无人机01的机械固定。

更进一步的说明，所述动平台1的底面设有电磁吸盘11。

当无人机01飞至平台上空，无人机01发出降落请求，然后平台开始保持水平稳定。根据无人机01距离平台的高度(飞行器降落方式为识别APRITAG码，发送高度H)，控制器控制电磁铁的电流大小而控制磁场强度。降落成功后，系统会控制加锁机构固定飞行器，然后撤去电磁，如果飞行器有充电需求，系统接收到指令后，开始控制机械臂4至初始化位置(此时摄像头能有效捕捉充电转接口)，当摄像头无法找到转接头时，控制动平台1转动，使得摄像装置9(X轴方向/水平)正对靶接口6，此时锁定转盘，再控制机械臂4使得摄像装置9在靶接口6正上方，随后锁定机械臂4，然后控制运动接口5向前运动，与靶接口6结合，进行充电。当充电完成时候，无人机01发送充电完成指令给系统，系统控制运动接口5，机械臂4至最初位置。如果随后无人机01有起飞请求，系统将控制电磁铁吸合，加锁装置8解锁，动平台1开始水平自稳定，最后等待无人机01起飞(无人机01起飞前，电磁铁吸合力度最大，无人机01起飞过程中，无人机01的起飞动力慢慢加大，电磁铁吸力慢慢减小，两者线性相反—需要实时通讯)。当无人机01起飞后，该系统回归最初待机状态。

为了保证电磁吸盘11的吸合力能在飞行器下降过程中随距离减小而整大。由于采用的是直流电磁铁(磁场恒定)，那么想要控制吸合力大小，只需要在电源端加入可变电位器即可，电位器的控制由一个舵机进行控制。

假设飞行器下降过程中，距离平台的高度为H(小于等于100cm)，设定吸合力为F(最大值)，那么实际的f＝(100-H)/100*F。

易知在起飞过程中，吸合力是在无人机01发送起飞指令前最大，在此后，以每秒降低20％的比例来控制。

更进一步的说明，所述运动接口5包括主轴51、壳体52、轴套53、第一支撑轴54和第二支撑轴55；所述壳体52为底部敞口顶部封闭的六棱台状的壳状结构；所述主轴51的一端与所述第三折臂44相连，所述主轴51从所述壳体52的底面穿过，所述主轴51的另一端嵌套有轴套53，所述轴套53可在所述主轴51上滑动；所述轴套53外侧设有若干第一支撑轴54，所述主轴51与若干所述第一支撑轴54相连形成伞状结构；所述第一支撑轴54的另一端与所述第二支撑轴55铰接，所述第二支撑轴55的末端设有导电端子7；所述壳体52的侧面设有若干通孔，所述导电端子7从通孔中伸出至所述壳体52的侧面外。

主轴51、轴套53、第一支撑轴54、第二支撑轴55组成的伞骨架结构，在对接的时候，轴套53带动第一支撑轴54滑动至主轴51的底端，第一支撑轴54和第二支撑轴55带动导电端子7缩进，方便运动接口5和靶接口6对接，对接完成后，轴套53带动第一支撑轴54滑动至主轴51的顶端，第一支撑轴54和第二支撑轴55将导电端子7推出，实现充电的同时，运动接口5上的导电端子7卡在靶接口6的导电端子7所在的凹陷内，实现定位作用。

更进一步的说明，所述壳体52的顶部中心设有摄像装置9。

在运动接口5和靶接口6进行对接时，可以通过摄像装置9进行对准。

一种无人机海面回收与充电平台的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：通过动平台1中心的传感器分别采集俯仰角PITCH和翻滚角ROLL，以动平台1的中心建立直角坐标系O2，则丝杆2与动平台1的三个连接点A’、B’、C’相对动平台1中心O2的姿态角分别为：

C’＝PITCH；

步骤二：对三个丝杆2分别进行PID控制，使得动平台1为水平状态；

若则向下滑动滑块21；若则向上滑动滑块21；

若则向下滑动滑块21；若则向上滑动滑块21；

若C’＝PITC>0，则向下滑动滑块21，若C’＝PITC<0，则向上滑动滑块21；

步骤三：当A’、B’、C’相对动平台1中心O2的姿态角均为0°时，获取惯性传感器加速度计的加速度ax，ay，az，计算垂直动平台1方向的加速的aa，计算动平台1中心位置在空间上的相对移动量；

步骤四：重复步骤一至步骤三，得到多组相对移动量并计算平均值，将平均值补偿到每根丝杆2上。

降落平台在没有接收到无人机01的降落请求时候，3个丝杆2的滑块21均位于1/2有效行程处(中间处)，当接收到降落请求时候，开始动平台1的姿态控制，即保证动平台1的水平。将MPU6050传感器采集到的实时动平台1姿态数据转变成3个丝杆2处的姿态向量，计算出每个丝杆2处向量的角度，即1中的A’，B’，C’的值。计算出了每一个丝杆2的姿态分量后，然后分别对3个分量进行控制，即通过控制A’，B’，C’相对于的滑块21使得其值保证为0，即error＝0，从而保证pitch＝roll＝0，达到动平台1平衡的目的。将3个丝杆2分成了3个一样的子控制系统，控制器均采用PID控制器。3个子系统的同时控制保证了动平台1的平衡。当动平台1平衡后，在保持5S左右的平衡控制后，开启高度补偿控制，首先在着5S内，控制器会记录加速度传感器中3个丝杆2的加速度数值，然后将加速度进行两重积分得到位移数据，经过数据的滤波处理可以大概感知动平台1在空间上的上下波动情况，最后(海浪的在垂直空间上是一个类简谐运动)，为了开启高度补偿，需要使得动平台1的初始位置(开启高度补偿处的位置)应该是采集到的数据中的平均数位置，以此来保证滑块21运动不会超出工作空间的问题。当开启高度控制时候，根据加速度计计算出动平台1的相对位移变换DET，然后把这个值给到三个丝杆2，对这一值进行补偿，从而保证高度的补偿控制。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。