一种空中可实时重构飞行器
阅读说明：本技术 一种空中可实时重构飞行器 (Aerial real-time reconfigurable aircraft ) 是由 蔡毅 韩璟圳 王振营 刘洋 节茂岩 于 2021-02-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种空中可实时重构飞行器,包括四旋翼飞行器本体、抓取装置和接收装置,所述四旋翼飞行器本体外部设有上部飞行器保护罩Ⅰ和下部飞行器保护罩Ⅱ,所述抓取装置安装于四旋翼飞行器本体的两侧端,所述抓取装置为并联结构,含有四个相同的分支,每个分支包括螺母连杆、平台连杆和爪,本发明结构科学合理,使用安全方便,本申请可在空中可实时重构的飞行器,结构简单、操作方便,能够使飞行器在空中飞行状态下进行对接重构,可在三维空间进行精确定位对接,并且易于重组和拆分,拆分后“蜂群”式无人机很大程度提高了无人机的工作能力,整体式无人机大大节约能源,提高飞行距离,并且增加了承载能力。(The invention discloses an aerial real-time reconfigurable aircraft, which comprises a four-rotor aircraft body, a gripping device and a receiving device, wherein an upper aircraft protective cover I and a lower aircraft protective cover II are arranged outside the four-rotor aircraft body, the gripping device is arranged at two side ends of the four-rotor aircraft body, the gripping device is of a parallel structure and comprises four same branches, and each branch comprises a nut connecting rod, a platform connecting rod and a claw. The flying distance is improved, and the bearing capacity is increased.)
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体为一种空中可实时重构飞行器。
背景技术
目前集群可重构无人机在军事方面能够体现其很高的使用价值，譬如无人飞行器集群技术在区域监测与搜索、军事侦察与打击、信息通讯和物流运输等领域的应用，无人飞行器集群技术能够在极少人为干预的情况下做出智能决策，具有自组织性、协同性、并行性和安全性的优点，是未来飞行器技术信息化、智能化发展的必然趋势，无人机在军区能够迅速的完成药物的运送，也能够将重要文件在短时间内进行自动化的送往指定位置，由于空中的障碍物较少，因此使得无人机具有很高的运送效率，但在飞行的过程中若需要紧急的同时完成多个指令任务，目前的无人机装置便不能够同时高效的完成多个任务，此外无人机承载能力差、运行时长短等关键问题急需解决。
发明内容
本发明提供一种空中可实时重构飞行器，可以有效解决上述背景技术中提出了一种空中可实时重构的飞行器，此飞行器结构新颖，质量小，结构简单、操作方便、成本低并且能够使飞行器在空飞行状态下进行对接重构，在三维空间进行精确定位对接，并且易于重组和拆分。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种空中可实时重构飞行器，包括四旋翼飞行器本体、抓取装置和接收装置，所述四旋翼飞行器本体外部设有上部飞行器保护罩Ⅰ和下部飞行器保护罩Ⅱ，所述抓取装置安装于四旋翼飞行器本体的两侧端；
所述抓取装置为并联结构，含有四个相同的分支，每个分支包括螺母连杆、平台连杆和爪；
所述抓取装置还包括各个分支共有的电机、丝杠、螺母、连接平台和椭圆形电磁铁Ⅰ；
所述电机安装在上部飞行器保护罩Ⅰ和下部飞行器保护罩Ⅱ的间隙中，所述电机的输出端固定连接有丝杠，所述螺母安装在丝杠上，所述螺母连杆的一端与螺母轴向方向成角度固定安装，所述螺母连杆另一端与爪的下端铰接，距离爪的下端距离处铰接于平台连杆的一端，所述平台连杆的另一端铰接于连接平台的底部，所述椭圆形电磁铁Ⅰ固定安装在连接平台的顶部。
根据上述技术方案，所述连接平台的底部为圆柱体，顶部为圆锥台。
根据上述技术方案，所述接收装置安装于四旋翼飞行器本体的前后侧端；
所述接收装置包括接受体连杆、接受体和椭圆形电磁铁Ⅱ；
所述接受体连杆固定安装于上部飞行器保护罩Ⅰ和下部飞行器保护罩Ⅱ的间隙中，所述椭圆形电磁铁Ⅱ固定安装在接受体顶部锥台的锥孔里。
根据上述技术方案，所述接受体的底部为半球，顶部为带锥孔的锥台。
根据上述技术方案，所述四旋翼飞行器本体顶部固定连接有摄像头底座，所述摄像头底座的顶部设有红外线摄像头。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便，本申请可在空中可实时重构的飞行器，结构简单、操作方便，能够使飞行器在空中飞行状态下进行对接重构，可在三维空间进行精确定位对接，并且易于重组和拆分，拆分后“蜂群”式无人机很大程度提高了无人机的工作能力，整体式无人机大大节约能源，提高飞行距离，并且增加了承载能力。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的主视图；
图2是本发明的等轴侧视图；
图3是本发明抓取装置结构示意图；
图4是本发明的接受体等轴侧视图；
图5是本发明的接受体剖视图；
图中标号：1、电机；2、丝杠；3、螺母；4、螺母连杆；5、平台连杆；6、连接平台；7、电磁铁Ⅰ；8、爪；9、接受体连杆；10、接受体；11、飞行器保护罩Ⅰ；12、电磁铁Ⅱ；13、四旋翼飞行器本体；14、飞行器保护罩Ⅱ；15、摄像头底座；16、红外线摄像头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-5所示，本发明提供技术方案，一种空中可实时重构飞行器，包括四旋翼飞行器本体13、抓取装置和接收装置，四旋翼飞行器本体13外部设有上部飞行器保护罩Ⅰ11和下部飞行器保护罩Ⅱ14，抓取装置安装于四旋翼飞行器本体13的两侧端；
抓取装置为并联结构，含有四个相同的分支，每个分支包括螺母连杆4、平台连杆5和爪8；
抓取装置还包括各个分支共有的电机1、丝杠2、螺母3、连接平台6和椭圆形电磁铁Ⅰ7；
电机1安装在上部飞行器保护罩Ⅰ11和下部飞行器保护罩Ⅱ14的间隙中，电机1的输出端固定连接有丝杠2，螺母3安装在丝杠2上，螺母连杆4的一端与螺母3轴向方向成角度固定安装，螺母连杆4另一端与爪8的下端铰接，距离爪8的下端距离处铰接于平台连杆5的一端，平台连杆5的另一端铰接于连接平台6的底部，椭圆形电磁铁Ⅰ7固定安装在连接平台6的顶部，连接平台6的底部为圆柱体，顶部为圆锥台。
接收装置安装于四旋翼飞行器本体13的前后侧端；
接收装置包括接受体连杆9、接受体10和椭圆形电磁铁Ⅱ12；
接受体连杆9固定安装于上部飞行器保护罩Ⅰ11和下部飞行器保护罩Ⅱ14的间隙中，椭圆形电磁铁Ⅱ12固定安装在接受体10顶部锥台的锥孔里，接受体10的底部为半球，顶部为带锥孔的锥台，四旋翼飞行器本体13顶部固定连接有摄像头底座15，摄像头底座15的顶部设有红外线摄像头16。
本发明的工作原理及使用流程：当飞行器单元需要进行组装重构时，其中一个无人机单元需要将抓取装置展开，电机1正转，带动丝杠2顺时针转动，螺母3将丝杠2转动转换移动副，螺母3沿着丝杠2轴向方向向上移动，带动以一定角度固定在螺母3上的螺母连杆4运动，螺母连杆4的运动带动爪8绕螺母连杆4的另一端逆时针转动，爪8的转动带动平台连杆5绕爪8上的铰接点逆时针转动，从而完成抓取装置的张开，并联的平台连杆5的转动使得连接平台6沿丝杠2的轴向方向下降，完成连接平台6的伸出；
抓取装置展开后，另一个飞行器单元缓慢靠近，由于抓取装置的张开使得另一个飞行器单元上的锥形接受体10很容易进入到抓取装置中，接受体10进入抓取装置后，抓取装置上的电机1反转，带动丝杠2逆时针转动，螺母3将丝杠2的转动转换为移动副，螺母3沿着丝杠2轴向方向向下移动，带动以一定角度固定在螺母3上的螺母连杆4运动，螺母连杆4的运动带动爪8绕螺母连杆4的另一端顺时针转动，从而完成抓取装置的闭合，进行初步定位，爪8的转动带动平台连杆5绕爪8上的铰接点顺时针转动，并联的平台连杆5的转动使得连接平台6沿丝杠2的轴向方向下降，完成连接平台6的收回；
当接受体10进入到抓取装置后，固定安装在连接平台6的顶部圆锥形体上的椭圆形电磁铁Ⅰ7进入到接受体10的锥形孔中，进行二次定位，将电磁铁Ⅰ7和安装在接受体10圆锥孔底部的椭圆形电磁铁Ⅱ12通电，连接平台6的顶部圆锥形体上的椭圆形电磁铁Ⅰ7与接受体10圆锥孔底部的椭圆形电磁铁Ⅱ12尺寸相等，根据异性相吸原理以及尺寸约束，电磁铁Ⅰ7和电磁铁Ⅱ12的椭圆面正好啮合，从而对飞行器的重构组装进行精确定位，完成实时对接；
当飞行器单元需要进行分离时，电磁铁Ⅰ7和电磁铁Ⅱ12同时断电，抓取装置完成再次完成展开过程，两个飞行单元缓慢分离，使得抓取装置与接受体10分离，然后抓取装置再次完成闭合过程即可；
每个飞行单元的左侧和右侧为抓取装置，前侧和后侧为接受体10，每个飞行单元可以同时连接四个飞行单元。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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