本發(fā)明涉及一種基站,特別涉及一種定位機(jī)構(gòu)及采用該定位機(jī)構(gòu)的uav(小型無(wú)人飛行器,unmannedaerialvehicle)基站。
背景技術(shù):
uav的定點(diǎn)自動(dòng)降落及定位技術(shù),即uav利用機(jī)器視覺(jué)等技術(shù),在無(wú)人操作的情況下進(jìn)行定點(diǎn)降落,并在降落后,將uav的位置固定到所需的準(zhǔn)確位置。這個(gè)技術(shù),可用于很多應(yīng)用中,例如uav降落后,配套的地面裝置若需要對(duì)其進(jìn)行交互,如自動(dòng)更換電池,或自動(dòng)更換負(fù)載等。
一般常見(jiàn)的定位方案,有全主動(dòng)式的,即使用電機(jī)等作動(dòng)器,uav在地面降落后,把其移動(dòng)到所需要的位置,固定其在平面上的三個(gè)維度(兩個(gè)線性維度,一個(gè)角度)。
也有全被動(dòng)式的,例如skycatch公司的方案,把uav的底部做成大圓錐形,降落定位部做成大圓錐坑,uav降落后,自動(dòng)滑落至降落定位部?jī)?nèi),從而對(duì)uav在平面中的兩個(gè)線性維度進(jìn)行定位?;蛘撸瑄av的腳架做成幾根豎直的柱子,停機(jī)坪上有相同間距的幾個(gè)圓錐坑,uav降落在圓錐的投影面積上時(shí),自動(dòng)滑落到圓錐坑的底部,固定住三個(gè)維度。
然而,傳統(tǒng)的定位方案存在下缺陷:
全主動(dòng)式的方案,缺點(diǎn)在于需要使用較多作動(dòng)器,而且需要固定uav的三個(gè)維度,定位和引導(dǎo)uav的裝置較為復(fù)雜,會(huì)增加設(shè)備的成本和復(fù)雜度。
全被動(dòng)式的方案,缺點(diǎn)在于裝置體積較大。例如,圓錐形的結(jié)構(gòu),占用空間大,這樣若希望把設(shè)備做得小,就難以做到。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
鑒于此,本發(fā)明有必要提供一種需要作動(dòng)器較少、并且能夠減小uav基站體積的定位機(jī)構(gòu)。
一種定位機(jī)構(gòu),包括:
設(shè)有降落區(qū)域的基座,所述降落區(qū)域上設(shè)有用于定位uav的定位部;以及
用于將uav移動(dòng)至所述定位部的導(dǎo)向件,所述導(dǎo)向件可活動(dòng)地設(shè)于所述降落區(qū)域。
進(jìn)一步地,所述定位部包括如下至少一種:定位平面,定位凹槽,定位機(jī)械結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地,所述導(dǎo)向件相對(duì)于所述基座的活動(dòng)變形的狀態(tài)包括非工作狀態(tài)及工作狀態(tài),所述導(dǎo)向件在所述非工作狀態(tài)時(shí)的形態(tài)不同于在所述工作狀態(tài)時(shí)的形態(tài)。
進(jìn)一步地,所述導(dǎo)向件的形態(tài)包括如下至少一種:
所述導(dǎo)向件相對(duì)于所述降落區(qū)域的高度,所述導(dǎo)向件在所述降落區(qū)域的投影面積,所述導(dǎo)向件在所述降落區(qū)域的投影的長(zhǎng)度,所述導(dǎo)向件在所述降落區(qū)域的投影的寬度,所述導(dǎo)向件在所述降落區(qū)域的投影的形狀,所述導(dǎo)向件相較于所述降落區(qū)域的夾角,所述導(dǎo)向件相對(duì)于所述降落區(qū)域的位置,所述導(dǎo)向件的自身體積。
進(jìn)一步地,所述導(dǎo)向件與所述基座的活動(dòng)連接方式包括如下至少一種:
所述導(dǎo)向件與所述基座可轉(zhuǎn)動(dòng)連接,所述導(dǎo)向件與所述基座可滑動(dòng)連接,所述導(dǎo)向件與所述基座可伸縮連接,所述導(dǎo)向件能夠從所述基座內(nèi)移動(dòng)至所述基座外。
進(jìn)一步地,所述導(dǎo)向件的活動(dòng)變形包括如下至少一種:所述導(dǎo)向件相對(duì)于所述基座轉(zhuǎn)動(dòng),所述導(dǎo)向件相對(duì)于所述降落區(qū)域平移,所述導(dǎo)向件相對(duì)于所述降落區(qū)域翻轉(zhuǎn),所述導(dǎo)向件相對(duì)于所述降落區(qū)域升降,所述導(dǎo)向件自身伸縮,所述導(dǎo)向件改變自身體積。
進(jìn)一步地,所述降落區(qū)域還包括鄰接所述定位部的操作區(qū)域。
進(jìn)一步地,所述操作區(qū)域設(shè)有供操作裝置伸出到所述基座外的操作活門。
進(jìn)一步地,所述定位部為定位平面。
進(jìn)一步地,所述定位平面與所述操作區(qū)域相對(duì)的一側(cè)設(shè)有底邊定位件。
進(jìn)一步地,所述導(dǎo)向件為兩個(gè),所述兩個(gè)導(dǎo)向件分別位于所述定位部的相對(duì)兩側(cè)邊,并且所述兩個(gè)導(dǎo)向件的所述導(dǎo)向面相對(duì)設(shè)置。
進(jìn)一步地,所述定位平面邊緣還設(shè)有側(cè)邊限位件,所述側(cè)邊限位件及所述導(dǎo)向件分別位于所述定位部的相對(duì)兩側(cè)邊,并且所述導(dǎo)向件的所述導(dǎo)向面與所述側(cè)邊限位件相對(duì)設(shè)置。
一種定位機(jī)構(gòu),包括:
設(shè)有降落區(qū)域的基座,所述降落區(qū)域上設(shè)有定位部;以及
可活動(dòng)地設(shè)于所述降落區(qū)域的導(dǎo)向件;
其中,所述導(dǎo)向件限定所述定位部的局部,通過(guò)所述導(dǎo)向件的活動(dòng)變形調(diào)節(jié)所述定位部的大小。
一種uav基站,包括:
如上所述的定位機(jī)構(gòu);以及
用于對(duì)uav進(jìn)行操作的操作裝置;
其中,所述uav通過(guò)所述導(dǎo)向件移動(dòng)至所述定位部,所述操作裝置對(duì)定位于所述定位部的所述uav進(jìn)行操作。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式的uav基站在非使用狀態(tài)下的立體圖;
圖2為圖1所示的uav基站在使用狀態(tài)下的立體圖;
圖3為圖1所示的uav基站定位uav時(shí)的狀態(tài)圖;
圖4為另一實(shí)施方式的uav基站的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為另一實(shí)施方式的uav基站的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6為另一實(shí)施方式的uav基站的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7為另一實(shí)施方式的uav基站的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為本發(fā)明的實(shí)施方式的uav補(bǔ)給方法的流程圖;
圖9至圖12為圖8所示的uav補(bǔ)給方法采用的uav基站的使用狀態(tài)圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
需要說(shuō)明的是,當(dāng)組件被稱為“固定于”另一個(gè)組件,它可以直接在另一個(gè)組件上或者也可以存在居中的組件。當(dāng)一個(gè)組件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)組件,它可以是直接連接到另一個(gè)組件或者可能同時(shí)存在居中組件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的,不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種定位機(jī)構(gòu),該定位機(jī)構(gòu)包括基座及導(dǎo)向件。所述基座設(shè)有降落區(qū)域,所述降落區(qū)域上設(shè)有定位部。所述導(dǎo)向件可活動(dòng)地設(shè)于所述降落區(qū)域,所述導(dǎo)向件相對(duì)于所述基座的活動(dòng)變形的狀態(tài)包括非工作狀態(tài)及工作狀態(tài)。uav可由所述導(dǎo)向件導(dǎo)向至定位部,被所述定位部定位。
基于上述定位機(jī)構(gòu),本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種采用上述定位機(jī)構(gòu)的uav基站。
所述uav基站,包括上述的定位機(jī)構(gòu)以及用于對(duì)uav進(jìn)行操作的操作裝置。其中,所述uav通過(guò)導(dǎo)向件的導(dǎo)向面移動(dòng)至所述定位部,所述操作裝置對(duì)被定位于所述定位部上的所述uav進(jìn)行操作。
在其中一些實(shí)施例中,所述操作裝置包括用于輔助定位所述
uav的輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)。例如,所述輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)可以為一軸輔助機(jī)械結(jié)構(gòu),二軸輔助機(jī)械結(jié)構(gòu),三軸輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)等。
在其中一些實(shí)施例中,所述操作裝置還包括用于對(duì)所述uav進(jìn)行功能原材料補(bǔ)給的原材料補(bǔ)給機(jī)構(gòu)。
在其中一些實(shí)施例中,所述原材料補(bǔ)給機(jī)構(gòu)還包括液體原料輸送接口。例如,當(dāng)所述uav采用燃油動(dòng)力裝置,則所述原材料補(bǔ)給機(jī)構(gòu)包括燃油輸送接口。
在其中一些實(shí)施例中,所述原材料補(bǔ)給機(jī)構(gòu)包括固體原料輸送裝置,例如,當(dāng)所述uav承載有噴灑粉末狀的農(nóng)藥的噴藥裝置,則所述原材料補(bǔ)給機(jī)構(gòu)包括農(nóng)藥輸送軌道,或者藥盒夾持裝置。
在其中一些實(shí)施例中,所述操作裝置包括用于對(duì)所述uav的負(fù)載進(jìn)行更換的更換機(jī)構(gòu),例如,所述操作裝置包括用于跟換uav掛載的云臺(tái)的輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)。
在其中一些實(shí)施例中,所述導(dǎo)向件限定所述定位部的局部,通過(guò)所述導(dǎo)向件的活動(dòng)變形可調(diào)節(jié)所述定位部的大小。例如,所述導(dǎo)向件在所述降落區(qū)域可平移,以調(diào)節(jié)所述定位部的大??;或者,所述導(dǎo)向件為收縮機(jī)構(gòu),通過(guò)所述導(dǎo)向件的伸縮調(diào)節(jié)所述定位部的大小。
基于上述uav基站,本發(fā)明的實(shí)施方式還提供一種uav補(bǔ)給方法。所述uav補(bǔ)給方法通過(guò)所述uav基站的降落區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)向件變換至工作狀態(tài),以將所述uav導(dǎo)向至所述降落區(qū)域內(nèi)的定位部,所述導(dǎo)向件在所述工作狀態(tài)相較于所述降落區(qū)域的高度大于在非工作狀態(tài)相較于所述降落區(qū)域的高度。
下面結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。
請(qǐng)參閱圖1至圖3,本發(fā)明的實(shí)施方式的uav基站100,包括定位機(jī)構(gòu)101以及用于對(duì)uav200進(jìn)行操作的操作裝置103。
定位機(jī)構(gòu)101,包括基座110以及導(dǎo)向件120。導(dǎo)向件120用于將uav200導(dǎo)向至基座110上的指定區(qū)域,并且導(dǎo)向件120可以變形,以減小導(dǎo)向件120的占用空間,從而便于定位機(jī)構(gòu)101小型化設(shè)計(jì)。
具體在圖示的實(shí)施例中,所述導(dǎo)向件120相對(duì)于所述基座110的活動(dòng)變形的狀態(tài)包括非工作狀態(tài)及工作狀態(tài)。所述導(dǎo)向件120在所述非工作狀態(tài)時(shí)的形態(tài)不同于在所述工作狀態(tài)時(shí)的形態(tài)。具體地,所述形態(tài)為所述導(dǎo)向件120相對(duì)于所述基座110的高度。
基座110設(shè)有降落區(qū)域111,降落區(qū)域111上設(shè)有定位部113,定位部113用于定位uav200。
基座110的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)設(shè)計(jì),例如,在圖示的實(shí)施例中,基座110為uav基站100的框架。
具體在圖示的實(shí)施例中,定位部113為用于定位平面上的兩個(gè)維度的二維定位部,兩個(gè)維度包括一個(gè)線性維度及一個(gè)角度。
具體地,定位部113為定位平面,定位平面的一側(cè)設(shè)有底邊定位件114。導(dǎo)向件120為兩個(gè),兩個(gè)導(dǎo)向件120分別位于定位部113的相對(duì)兩側(cè)邊,并且兩個(gè)導(dǎo)向件120的導(dǎo)向面121相對(duì)設(shè)置。定位平面與兩個(gè)導(dǎo)向件120及底邊定位件114共同定位uav200,使uav200僅在兩個(gè)導(dǎo)向件120之間滑動(dòng),而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)然,導(dǎo)向件120也可以為一個(gè),例如,在其他實(shí)施例中,定位平面邊緣還設(shè)有側(cè)邊限位件,側(cè)邊限位件及導(dǎo)向件120分別位于定位部113的相對(duì)兩側(cè)邊,并且導(dǎo)向件120的導(dǎo)向面與側(cè)邊限位件相對(duì)設(shè)置。
進(jìn)一步的,降落區(qū)域111還包括鄰接定位部113的操作區(qū)域116。操作裝置103對(duì)應(yīng)操作區(qū)域116,以便于對(duì)uav200進(jìn)行相關(guān)操作。底邊定位件114設(shè)于定位部113與操作區(qū)域116相對(duì)的一側(cè)。
進(jìn)一步的,操作區(qū)域116設(shè)有供操作裝置103伸出到基座110外的操作活門117。當(dāng)操作裝置103從操作活門117伸出到降落區(qū)域111時(shí),操作活門117打開(kāi);當(dāng)操作裝置103從操作活門117縮回基座110內(nèi)時(shí),操作活門117關(guān)閉。
在其他實(shí)施例中,定位部113可以為定位凹部,并且具有長(zhǎng)度方向及寬度方向,寬度方向的尺寸基本等于待定位尺寸,長(zhǎng)度方向的尺寸大于待定位尺寸。例如,在其中一個(gè)實(shí)施例中,定位部113為長(zhǎng)方形凹槽,uav200的腳架呈正方形,并且uav200的腳架的寬度等于正方形凹槽的開(kāi)口尺寸,使uav200的腳架在長(zhǎng)方形凹槽內(nèi)沿其長(zhǎng)度方向可滑動(dòng),而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
定位部113也可以為用于定位平面上的兩個(gè)維度的二維定位部,兩個(gè)維度包括兩個(gè)線性維度。在其中一個(gè)實(shí)施例中,定位部113為定位凹部,定位凹部與導(dǎo)向件120的導(dǎo)向面121相鄰接。定位凹部的尺寸基本等于待定位尺寸。例如,在其中一個(gè)實(shí)施例中,定位部113為正方形凹槽,uav200的腳架也呈正方形,并且uav200的腳架的邊長(zhǎng)等于正方形凹槽的開(kāi)口尺寸。
定位部113也可以為用于定位空間上的三個(gè)維度的三維定位部113。例如,定位部113為定位凹部,定位凹部與導(dǎo)向件120的導(dǎo)向面121相鄰接,定位凹部的側(cè)壁上設(shè)有能夠自動(dòng)彈出的定位銷,以將uav200的腳架完全定位在定位凹部?jī)?nèi),從而使定位凹部形成三維定位部。
導(dǎo)向件120可活動(dòng)地設(shè)于基座110的降落區(qū)域111,導(dǎo)向件120包括導(dǎo)向面121。導(dǎo)向件120相對(duì)于基座110的活動(dòng)狀態(tài)包括非工作狀態(tài)及工作狀態(tài),導(dǎo)向件120在非工作狀態(tài)的高度小于在工作狀態(tài)的高度,并且導(dǎo)向面121在工作狀態(tài)能夠與定位部113相鄰接。
導(dǎo)向面121可以為平面。當(dāng)然,導(dǎo)向面121也可以為曲面,例如,導(dǎo)向面121包括如下至少一種:v形凸面,v形凹面,圓弧凸面,圓弧凹面,球形凸面,球形凹面。
導(dǎo)向件120的變形方式可以根據(jù)不同實(shí)際需要來(lái)設(shè)計(jì),以下結(jié)合不同的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明。
導(dǎo)向件120可以折疊于降落區(qū)域111,工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120伸展后的狀態(tài),非工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120折疊后的狀態(tài)。例如,在圖示的實(shí)施例中,導(dǎo)向件120為導(dǎo)向板,導(dǎo)向板與基座110可轉(zhuǎn)動(dòng)連接,并且導(dǎo)向面121設(shè)于導(dǎo)向板的表面,工作狀態(tài)為導(dǎo)向板相對(duì)于基座110轉(zhuǎn)動(dòng)至與降落區(qū)域111傾斜的狀態(tài),非工作狀態(tài)為導(dǎo)向板轉(zhuǎn)動(dòng)至與降落區(qū)域111平行的狀態(tài)。
具體地,導(dǎo)向板為設(shè)于基站上的與水平面呈預(yù)定角度(例如45°)的斜板,兩塊斜板與平面相交處的距離,為uav200的腳架間的距離。平板的寬度視uav200定點(diǎn)降落的精度而定。uav200的腳架的最外緣設(shè)計(jì)為矩形。當(dāng)uav200降落時(shí),可以在斜板在水平面投影覆蓋的范圍內(nèi)降落,由于重力作用,uav200會(huì)滑落到兩塊斜板中間,停在兩塊斜板與平面相交處的位置,而達(dá)到兩個(gè)維度(一個(gè)線性、一個(gè)旋轉(zhuǎn))的定位作用。在不使用這個(gè)設(shè)備時(shí),斜板可以被輕松地折疊至與平面平行,節(jié)省空間,方便運(yùn)輸或儲(chǔ)存。
操作裝置103為設(shè)于uav基站100上的一個(gè)單自由度機(jī)械臂,通過(guò)單自由度機(jī)械臂的推動(dòng),把uav200推到所需的位置,完成另一個(gè)線性維度的定位。至此,已做到uav200在uav基站100上的降落區(qū)域111上的精確定位。
在上述實(shí)施例中,其為半被動(dòng)的定位方案,優(yōu)勢(shì)在于較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),只需一個(gè)作動(dòng)器(若采用三軸機(jī)械臂,則無(wú)需增加額外作動(dòng)器,可使用三軸機(jī)械臂中的其中一個(gè)自由度完成)。空間上也有優(yōu)勢(shì),在不使用時(shí),可以折疊到較小的空間。
需要說(shuō)明的是,導(dǎo)向件120可以手動(dòng)進(jìn)行折疊,也可以在自動(dòng)折疊。例如,在圖示的實(shí)施例中,定位機(jī)構(gòu)101還包括連桿123及定位導(dǎo)軌125,定位導(dǎo)軌125上設(shè)有多個(gè)間隔設(shè)置的限位部125a,連桿123的一端與導(dǎo)向件120可轉(zhuǎn)動(dòng)連接,另一端可選擇性地與多個(gè)限位部125a相卡合,以支撐導(dǎo)向件120。具體地,限位部125a為限位凹槽。
在另外一個(gè)實(shí)施例中,定位機(jī)構(gòu)101還包括驅(qū)動(dòng)件,驅(qū)動(dòng)件223驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向件120相對(duì)于基座110可轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖4所示,驅(qū)動(dòng)件可以為伸縮氣缸223,伸縮氣缸223的伸縮桿223a的自由端與導(dǎo)向板可轉(zhuǎn)動(dòng)連接,并且伸縮氣缸223的伸縮桿223a的自由端沿導(dǎo)向板可滑動(dòng)。例如,伸縮氣缸223的伸縮桿223a的自由端設(shè)有兩個(gè)凸耳223b,導(dǎo)向件120與導(dǎo)向面121相背對(duì)的背面設(shè)有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的滑槽,所述兩個(gè)凸耳223b分別設(shè)于所述兩個(gè)滑槽內(nèi),所述凸耳223b在所述滑槽內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)沿所述滑槽可滑動(dòng)。
如圖5所示,驅(qū)動(dòng)件也可以為電機(jī)225,定位機(jī)構(gòu)101還包括絲母226及絲桿227,絲桿227與電機(jī)225的驅(qū)動(dòng)軸共軸固定連接;絲母226套設(shè)在絲桿227上,并且與導(dǎo)向板可滑動(dòng)連接。其中,電機(jī)225驅(qū)動(dòng)絲桿227轉(zhuǎn)動(dòng),絲母226與絲桿227螺紋配合而使絲母226沿絲桿227移動(dòng),絲母226帶動(dòng)導(dǎo)向板轉(zhuǎn)動(dòng)。
或者,導(dǎo)向件120設(shè)有樞軸,并且導(dǎo)向件120跟隨樞軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)225的驅(qū)動(dòng)軸與所述樞軸共軸連接,并且驅(qū)動(dòng)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng),以帶動(dòng)導(dǎo)向件120轉(zhuǎn)動(dòng)。
或者,導(dǎo)向件120設(shè)有樞軸,并且導(dǎo)向件120跟隨樞軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)同步帶與所述樞軸同步轉(zhuǎn)動(dòng),以帶動(dòng)導(dǎo)向件120轉(zhuǎn)動(dòng)于基座110內(nèi)。
導(dǎo)向件120也可以折疊于基座110內(nèi),工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120伸出基座110外的狀態(tài),非工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120折疊于基座110內(nèi)的狀態(tài)。例如,如圖6所示,在其中一個(gè)實(shí)施例中,降落區(qū)域111設(shè)有安裝活門333,導(dǎo)向件120通過(guò)安裝活門333從基座110內(nèi)伸出到降落區(qū)域111。
進(jìn)一步的,還包括驅(qū)動(dòng)件,驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向件120從安裝活門333伸出到降落區(qū)域111。
驅(qū)動(dòng)件可以為伸縮氣缸,伸縮氣缸的伸縮桿的自由端與導(dǎo)向件120活動(dòng)連接,以帶動(dòng)導(dǎo)向件120轉(zhuǎn)動(dòng)于基座110。
驅(qū)動(dòng)件也可以為電機(jī),定位機(jī)構(gòu)101還包括絲桿及絲母,絲桿與電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸共軸固定連接;絲母套設(shè)在絲桿上,并且與導(dǎo)向件120可滑動(dòng)地鉸接。其中,電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),絲母與絲桿螺紋配合而使絲母沿絲桿移動(dòng),絲母帶動(dòng)導(dǎo)向板轉(zhuǎn)動(dòng)于基座110內(nèi)。
或者,導(dǎo)向件120設(shè)有樞軸,并且導(dǎo)向件120跟隨樞軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與所述樞軸共軸連接,并且驅(qū)動(dòng)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng),以帶動(dòng)導(dǎo)向件120轉(zhuǎn)動(dòng)于基座110內(nèi)。
或者,導(dǎo)向件120設(shè)有樞軸,并且導(dǎo)向件120跟隨樞軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)同步帶與所述樞軸同步轉(zhuǎn)動(dòng),以帶動(dòng)導(dǎo)向件120轉(zhuǎn)動(dòng)于基座110內(nèi)。
導(dǎo)向件120也可以收縮自身體積,工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120伸展體積后的狀態(tài),非工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120收縮體積后的狀態(tài)。例如,如圖7所示,在其中一個(gè)實(shí)施例中,導(dǎo)向件120包括充氣氣囊423及與充氣氣囊423連接的充氣裝置425,工作狀態(tài)為充氣氣囊423充氣后的狀態(tài),非工作狀態(tài)425為充氣氣囊423放氣后的狀態(tài)。
進(jìn)一步的,導(dǎo)向件120限定定位部113的局部,通過(guò)導(dǎo)向件120的活動(dòng)變形調(diào)節(jié)定位部113的大小,以適用于不同的型號(hào)的uav。例如,在圖示的實(shí)施例中,導(dǎo)向件120構(gòu)成定位部113的一側(cè)限位邊,當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)或平移導(dǎo)向件120時(shí),可以改變定位部113的大小?;蛘?,導(dǎo)向件120自身可以伸縮,以改變定位部113的大小。
uav200通過(guò)導(dǎo)向件120的導(dǎo)向面121移動(dòng)至定位部113,操作裝置103對(duì)位于定位部113的uav200進(jìn)行操作。
操作裝置103可以包括用于輔助定位uav200的輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)。例如,輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)相對(duì)于定位部113可伸縮,以推動(dòng)uav200,直至uav200被定位部113及輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)共同定位?;蛘?,輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)也可以可夾持uav200,以定位uav200。或者,輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)包括用于抓取電池的電池抓取機(jī)構(gòu)以及用于定位uav200的夾持機(jī)構(gòu)。輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)不同需求來(lái)設(shè)計(jì),例如,輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)可以為機(jī)械手。
進(jìn)一步的,操作裝置103還包括用于對(duì)uav200進(jìn)行功能原材料補(bǔ)給的原材料補(bǔ)給機(jī)構(gòu)。原材料補(bǔ)給機(jī)構(gòu)包括如下至少一種:液體原料輸送接口,固體原料輸送裝置。液體原料輸送接口用于對(duì)uav200補(bǔ)給液體原料,例如,汽油,清潔劑,殺蟲(chóng)藥等等。固體原料輸送裝置用于對(duì)uav200補(bǔ)給固體類原料,例如,粉末狀的農(nóng)藥,滅火粉等等。
進(jìn)一步的,操作裝置103包括用于對(duì)uav200的負(fù)載進(jìn)行更換的更換機(jī)構(gòu)。更換機(jī)構(gòu)可以為用于更換uav200的云臺(tái)的輔助機(jī)械結(jié)構(gòu),也可以為用于更換uav200的超聲波清潔裝置的輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)。
需要說(shuō)明的是,基座110的定位部113不限于為定位平面,定位凹槽,也可以為定位機(jī)械結(jié)構(gòu)。定位機(jī)械結(jié)構(gòu)可以為定位框、定位凸柱等結(jié)構(gòu)。
導(dǎo)向件120的形態(tài)不限于導(dǎo)向件120相較于降落區(qū)域111的高度,也可以為其他形態(tài),例如,形態(tài)可以為導(dǎo)向件120在降落區(qū)域111的投影面積。例如,在圖示的實(shí)施例中,導(dǎo)向件120為板體,其在降落區(qū)域111的投影為矩形,并且導(dǎo)向件120在非工作狀態(tài)時(shí)的投影面積大于工作狀態(tài)時(shí)的投影面積。
形態(tài)也可以為導(dǎo)向件120在降落區(qū)域111的投影的長(zhǎng)度,或者導(dǎo)向件120在降落區(qū)域111的投影的寬度。例如,在圖示的實(shí)施例中,導(dǎo)向件120為板體,其在降落區(qū)域111的投影為矩形,并且導(dǎo)向件120在非工作狀態(tài)時(shí)的投影的寬度大于工作狀態(tài)時(shí)的投影的寬度。
形態(tài)也可以為導(dǎo)向件120在降落區(qū)域111的投影的形狀,例如,在圖示的實(shí)施例中,若導(dǎo)向件120為正方形的板體,導(dǎo)向件120在非工作狀態(tài)時(shí)的投影為正方形,工作狀態(tài)時(shí)的投影為長(zhǎng)方形。
形態(tài)也可以為導(dǎo)向件120相較于降落區(qū)域111的夾角,導(dǎo)向件120相對(duì)于降落區(qū)域111的位置,例如,在其中一個(gè)實(shí)施例中,導(dǎo)向件120與基座110可轉(zhuǎn)動(dòng)連接,并且可以翻轉(zhuǎn)至基座110內(nèi),導(dǎo)向件120在非工作狀態(tài)時(shí)位于降落區(qū)域111的下方,在工作狀態(tài)時(shí)位于降落區(qū)域111的上方。
形態(tài)也可以為導(dǎo)向件120的自身體積。例如,在其中一個(gè)實(shí)施例中,導(dǎo)向件120包括可以充氣的氣囊,導(dǎo)向件120在非工作狀態(tài)時(shí)的體積縮小,在工作狀態(tài)時(shí)的體積增大。
導(dǎo)向件120與基座110的活動(dòng)連接方式不限于圖示的實(shí)施例中的方式,即,導(dǎo)向件120與基座110可轉(zhuǎn)動(dòng)連接的方式,也可以采用其他連接方式,例如,導(dǎo)向件120與基座110可滑動(dòng)連接,導(dǎo)向件120與基座110可伸縮連接,導(dǎo)向件120能夠從基座110內(nèi)移動(dòng)至基座110外。
導(dǎo)向件120的活動(dòng)變形方式不限于圖示的實(shí)施例中的方式,即,導(dǎo)向件120相對(duì)于基座110轉(zhuǎn)動(dòng),也可以為其他變形方式,例如,導(dǎo)向件120相對(duì)于降落區(qū)域111平移,導(dǎo)向件120相對(duì)于降落區(qū)域111翻轉(zhuǎn),導(dǎo)向件120相對(duì)于降落區(qū)域111升降,導(dǎo)向件120自身伸縮,導(dǎo)向件120改變自身體積。
相較于傳統(tǒng)的uav基站100,上述uav基站100至少具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)上述定位機(jī)構(gòu)101通過(guò)降落區(qū)域111的導(dǎo)向件120將uav200導(dǎo)向至定位區(qū)域,通過(guò)降落區(qū)域111的定位部113或定位部113與導(dǎo)向件120共同配合而將uav200定位,相較于全主動(dòng)式的方案減少了用于定位的作動(dòng)器的數(shù)量,從而降低了設(shè)備的成本及復(fù)雜度。
(2)上述定位機(jī)構(gòu)101的導(dǎo)向件120可活動(dòng)地設(shè)于降落區(qū)域111,并且導(dǎo)向件120相對(duì)于所述基座110的活動(dòng)狀態(tài)包括非工作狀態(tài)及工作狀態(tài),所述導(dǎo)向件120在所述非工作狀態(tài)的高度小于在所述工作狀態(tài)的高度,以減少導(dǎo)向件120在非工作狀態(tài)時(shí)的占用空間,因此,便于設(shè)備小型化設(shè)計(jì)。
(3)上述定位機(jī)構(gòu)101通過(guò)降落區(qū)域111的導(dǎo)向件120將uav200導(dǎo)向至定位區(qū)域,而無(wú)需uav200精準(zhǔn)地降落至定位部113所在區(qū)域,從而降低了uav200降落的定位、導(dǎo)航精度要求。
對(duì)應(yīng)于上述uav基站100,本發(fā)明還提供一種uav補(bǔ)給方法。
請(qǐng)參閱圖8,本發(fā)明的實(shí)施方式的uav補(bǔ)給方法,包括如下步驟:
步驟s501,uav200朝向uav基站100的降落區(qū)域111降落。
uav基站100上設(shè)有用于引導(dǎo)uav200降落的引導(dǎo)裝置,使uav200可以自動(dòng)朝向uav基站100的降落區(qū)域111降落。例如,uav基站100上設(shè)有g(shù)ps發(fā)射器,所述uav200通過(guò)gps導(dǎo)航降落至uav基站100的降落區(qū)域111;或者,uav基站100的降落區(qū)域111設(shè)有標(biāo)識(shí)特征,所述uav200設(shè)有雙目視覺(jué)傳感器,并通過(guò)雙目視覺(jué)傳感器對(duì)降落區(qū)域111上的標(biāo)識(shí)特征進(jìn)行標(biāo)定,從而引導(dǎo)uav200自動(dòng)降落至uav基站100的降落區(qū)域111。
當(dāng)然,uav200也可以通過(guò)人工引導(dǎo)降落至uav基站100的降落區(qū)域111。
步驟s502,uav基站100的降落區(qū)域111內(nèi)的導(dǎo)向件120變換至工作狀態(tài),以將uav200導(dǎo)向至降落區(qū)域111內(nèi)的定位部113,導(dǎo)向件120在工作狀態(tài)時(shí)的形態(tài)不同于在非工作狀態(tài)時(shí)的形態(tài)。具體在圖示的實(shí)施例中,導(dǎo)向件120在工作狀態(tài)相較于所述降落區(qū)域111的高度大于在非工作狀態(tài)相較于所述降落區(qū)域111的高度。
如圖9至圖11所示,當(dāng)uav200降落至降落區(qū)域111的導(dǎo)向件120所在區(qū)域時(shí),通過(guò)導(dǎo)向件120將uav200導(dǎo)向至定位部113,無(wú)需uav200精準(zhǔn)地降落至定位部113所在區(qū)域。
具體在圖示的實(shí)施例中,定位部113為用于定位平面上的兩個(gè)維度的二維定位部,兩個(gè)維度包括一個(gè)線性維度及一個(gè)角度。
具體地,定位部113為定位平面,定位平面的一側(cè)設(shè)有底邊定位件114。導(dǎo)向件120為兩個(gè),兩個(gè)導(dǎo)向件120分別位于定位部113的相對(duì)兩側(cè)邊,并且兩個(gè)導(dǎo)向件120的導(dǎo)向面121相對(duì)設(shè)置。定位平面與兩個(gè)導(dǎo)向件120及底邊定位件114共同定位uav200,使uav200僅在兩個(gè)導(dǎo)向件120之間滑動(dòng),而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)然,導(dǎo)向件120也可以為一個(gè),例如,在其他實(shí)施例中,定位平面邊緣還設(shè)有側(cè)邊限位件,側(cè)邊限位件及導(dǎo)向件120分別位于定位部113的相對(duì)兩側(cè)邊,并且導(dǎo)向件120的導(dǎo)向面與側(cè)邊限位件相對(duì)設(shè)置。
進(jìn)一步的,降落區(qū)域111還包括鄰接定位部113的操作區(qū)域116。操作裝置103對(duì)應(yīng)操作區(qū)域116,以便于對(duì)uav200進(jìn)行相關(guān)操作。底邊定位件114設(shè)于定位部113與操作區(qū)域116相對(duì)的一側(cè)。
進(jìn)一步的,操作區(qū)域116設(shè)有供操作裝置103伸出到基座110外的操作活門117。當(dāng)操作裝置103從操作活門117伸出到降落區(qū)域111時(shí),操作活門117打開(kāi);當(dāng)操作裝置103從操作活門117縮回基座110內(nèi)時(shí),操作活門117關(guān)閉。
在其他實(shí)施例中,定位部113可以為定位凹部,并且具有長(zhǎng)度方向及寬度方向,寬度方向的尺寸基本等于待定位尺寸,長(zhǎng)度方向的尺寸大于待定位尺寸。例如,在其中一個(gè)實(shí)施例中,定位部113為長(zhǎng)方形凹槽,uav200的腳架呈正方形,并且uav200的腳架的寬度等于正方形凹槽的開(kāi)口尺寸,使uav200的腳架在長(zhǎng)方形凹槽內(nèi)沿其長(zhǎng)度方向可滑動(dòng),而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。
定位部113也可以為用于定位平面上的兩個(gè)維度的二維定位部,兩個(gè)維度包括兩個(gè)線性維度。在其中一個(gè)實(shí)施例中,定位部113為定位凹部,定位凹部與導(dǎo)向件120的導(dǎo)向面121相鄰接。定位凹部的尺寸基本等于待定位尺寸。例如,在其中一個(gè)實(shí)施例中,定位部113為正方形凹槽,uav200的腳架也呈正方形,并且uav200的腳架的邊長(zhǎng)等于正方形凹槽的開(kāi)口尺寸。
定位部113也可以為用于定位空間上的三個(gè)維度的三維定位部113。例如,定位部113為定位凹部,定位凹部與導(dǎo)向件120的導(dǎo)向面121相鄰接,定位凹部的側(cè)壁上設(shè)有能夠自動(dòng)彈出的定位銷,以將uav200的腳架完全定位在定位凹部?jī)?nèi),從而使定位凹部形成三維定位部。
導(dǎo)向件120可活動(dòng)地設(shè)于基座110的降落區(qū)域111,導(dǎo)向件120包括導(dǎo)向面121。導(dǎo)向件120相對(duì)于基座110的活動(dòng)狀態(tài)包括非工作狀態(tài)及工作狀態(tài),導(dǎo)向件120在非工作狀態(tài)的高度小于在工作狀態(tài)的高度,并且導(dǎo)向面121在工作狀態(tài)能夠與定位部113相鄰接。
導(dǎo)向面121可以為平面。當(dāng)然,導(dǎo)向面121也可以為曲面,例如,導(dǎo)向面121包括如下至少一種:v形凸面,v形凹面,圓弧凸面,圓弧凹面,球形凸面,球形凹面。
導(dǎo)向件120的變形方式可以根據(jù)不同實(shí)際需要來(lái)設(shè)計(jì),以下結(jié)合不同的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明。
導(dǎo)向件120可以折疊于降落區(qū)域111,工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120伸展后的狀態(tài),非工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120折疊后的狀態(tài)。例如,在圖示的實(shí)施例中,導(dǎo)向件120為導(dǎo)向板,導(dǎo)向板與基座110可轉(zhuǎn)動(dòng)連接,并且導(dǎo)向面121設(shè)于導(dǎo)向板的表面,工作狀態(tài)為導(dǎo)向板相對(duì)于基座110轉(zhuǎn)動(dòng)至與降落區(qū)域111傾斜的狀態(tài),非工作狀態(tài)為導(dǎo)向板轉(zhuǎn)動(dòng)至與降落區(qū)域111平行的狀態(tài)。
具體地,導(dǎo)向板為設(shè)于基站上的與水平面呈預(yù)定角度(例如45°)的斜板,兩塊斜板與平面相交處的距離,為uav200的腳架間的距離。平板的寬度視uav200定點(diǎn)降落的精度而定。uav200的腳架的最外緣設(shè)計(jì)為矩形。當(dāng)uav200降落時(shí),可以在斜板在水平面投影覆蓋的范圍內(nèi)降落,由于重力作用,uav200會(huì)滑落到兩塊斜板中間,停在兩塊斜板與平面相交處的位置,而達(dá)到兩個(gè)維度(一個(gè)線性、一個(gè)旋轉(zhuǎn))的定位作用。在不使用這個(gè)設(shè)備時(shí),斜板可以被輕松地折疊至與平面平行,節(jié)省空間,方便運(yùn)輸或儲(chǔ)存。
操作裝置103為設(shè)于uav基站100上的一個(gè)單自由度機(jī)械臂,通過(guò)單自由度機(jī)械臂的推動(dòng),把uav200推到所需的位置,完成另一個(gè)線性維度的定位。至此,已做到uav200在uav基站100上的降落區(qū)域111上的精確定位。
在上述實(shí)施例中,其為半被動(dòng)的定位方案,優(yōu)勢(shì)在于較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),只需一個(gè)作動(dòng)器(若采用三軸機(jī)械臂,則無(wú)需增加額外作動(dòng)器,可使用三軸機(jī)械臂中的其中一個(gè)自由度完成)。空間上也有優(yōu)勢(shì),在不使用時(shí),可以折疊到較小的空間。
需要說(shuō)明的是,導(dǎo)向件120可以手動(dòng)進(jìn)行折疊,也可以在自動(dòng)折疊。例如,在圖示的實(shí)施例中,定位機(jī)構(gòu)101還包括連桿123及定位導(dǎo)軌125,定位導(dǎo)軌125上設(shè)有多個(gè)間隔設(shè)置的限位部125a,連桿123的一端與導(dǎo)向件120可轉(zhuǎn)動(dòng)連接,另一端可選擇性地與多個(gè)限位部125a相卡合,以支撐導(dǎo)向件120。具體地,限位部125a為限位凹槽。
在另外一個(gè)實(shí)施例中,定位機(jī)構(gòu)101還包括驅(qū)動(dòng)件,驅(qū)動(dòng)件223驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向件120相對(duì)于基座110可轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖4所示,驅(qū)動(dòng)件可以為伸縮氣缸223,伸縮氣缸223的伸縮桿223a的自由端與導(dǎo)向板可轉(zhuǎn)動(dòng)連接,并且伸縮氣缸223的伸縮桿223a的自由端沿導(dǎo)向板可滑動(dòng)。例如,伸縮氣缸223的伸縮桿223a的自由端設(shè)有兩個(gè)凸耳223b,導(dǎo)向件120與導(dǎo)向面121相背對(duì)的背面設(shè)有兩個(gè)相對(duì)設(shè)置的滑槽,所述兩個(gè)凸耳223b分別設(shè)于所述兩個(gè)滑槽內(nèi),所述凸耳223b在所述滑槽內(nèi)可轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)沿所述滑槽可滑動(dòng)。
如圖5所示,驅(qū)動(dòng)件也可以為電機(jī)225,定位機(jī)構(gòu)101還包括絲母226及絲桿227,絲桿227與電機(jī)225的驅(qū)動(dòng)軸共軸固定連接;絲母226套設(shè)在絲桿227上,并且與導(dǎo)向板可滑動(dòng)連接。其中,電機(jī)225驅(qū)動(dòng)絲桿227轉(zhuǎn)動(dòng),絲母226與絲桿227螺紋配合而使絲母226沿絲桿227移動(dòng),絲母226帶動(dòng)導(dǎo)向板轉(zhuǎn)動(dòng)。
或者,導(dǎo)向件120設(shè)有樞軸,并且導(dǎo)向件120跟隨樞軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)225的驅(qū)動(dòng)軸與所述樞軸共軸連接,并且驅(qū)動(dòng)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng),以帶動(dòng)導(dǎo)向件120轉(zhuǎn)動(dòng)。
導(dǎo)向件120也可以折疊于基座110內(nèi),工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120伸出基座110外的狀態(tài),非工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120折疊于基座110內(nèi)的狀態(tài)。例如,如圖6所示,在其中一個(gè)實(shí)施例中,降落區(qū)域111設(shè)有安裝活門333,導(dǎo)向件120通過(guò)安裝活門333從基座110內(nèi)伸出到降落區(qū)域111。
進(jìn)一步的,還包括驅(qū)動(dòng)件,驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)導(dǎo)向件120從安裝活門333伸出到降落區(qū)域111。
驅(qū)動(dòng)件可以為伸縮氣缸,伸縮氣缸的伸縮桿的自由端與導(dǎo)向件120活動(dòng)連接,以帶動(dòng)導(dǎo)向件120相對(duì)于基座110轉(zhuǎn)動(dòng)。
驅(qū)動(dòng)件也可以為電機(jī),定位機(jī)構(gòu)101還包括絲桿及絲母,絲桿與電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸共軸固定連接;絲母套設(shè)在絲桿上,并且與導(dǎo)向件120可滑動(dòng)地鉸接。其中,電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng),絲母與絲桿螺紋配合而使絲母沿絲桿移動(dòng),絲母帶動(dòng)導(dǎo)向板轉(zhuǎn)動(dòng)。
或者,導(dǎo)向件120設(shè)有樞軸,并且導(dǎo)向件120跟隨樞軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸與所述樞軸共軸連接,并且驅(qū)動(dòng)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng),以帶動(dòng)導(dǎo)向件120轉(zhuǎn)動(dòng)。
導(dǎo)向件120也可以收縮自身體積,工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120伸展體積后的狀態(tài),非工作狀態(tài)為導(dǎo)向件120收縮體積后的狀態(tài)。例如,如圖7所示,在其中一個(gè)實(shí)施例中,導(dǎo)向件120包括充氣氣囊423及與充氣氣囊423連接的充氣裝置425,工作狀態(tài)為充氣氣囊423充氣后的狀態(tài),非工作狀態(tài)425為充氣氣囊423放氣后的狀態(tài)。
步驟s503,uav基站100開(kāi)始對(duì)uav200進(jìn)行補(bǔ)給。
如圖12所示,當(dāng)uav基站100的降落區(qū)域111的定位部113對(duì)uav200進(jìn)行定位后,就可以開(kāi)始對(duì)uav200進(jìn)行補(bǔ)給,例如,uav基站100可以對(duì)uav200進(jìn)行動(dòng)力補(bǔ)給。或者,uav基站100可以對(duì)uav200進(jìn)行負(fù)載更換。或者,uav基站100可以對(duì)uav200進(jìn)行功能原材料補(bǔ)給。
步驟s504,待uav200離開(kāi)uav基站100之后,導(dǎo)向件120變換至非工作狀態(tài)。
具體地,當(dāng)uav200在uav基站100的降落區(qū)域補(bǔ)給完畢后,從uav基站100的降落區(qū)域再次起飛。待uav200起飛后,導(dǎo)向件120再次變換至非工作狀態(tài),以減小uav基站100的總占用空間。
以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換,或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。