无人机机巢的自动调平装置及自动调平方法

技术领域

本发明属于无人机配套设备技术领域，涉及一种无人机机巢的自动调平装置及自动调平方法。

背景技术

无人机机巢是一个赋能无人机自动起降的平台或者说"安全小屋"，还能够自动的为无人机进行充电、换电等操作，然而无人机机巢需要在平整的地面才能保证无人机平稳降落、起飞和换电操作，为了能够适应不同的场地，需要一款可以调节无人机机巢水平位置的设备。

例如中国专利公开了一种无人机机巢[申请号：202011400205.0]，包括：摆放架，所述摆放架设置有若干摆放层，所述摆放层设置有用于固定无人机的固定装置；停机平台，所述停机平台设置在所述摆放架的前端，所述停机平台包括下平台、上平台和平台驱动模组，所述上平台滑动设置在所述下平台上，所述平台驱动模组驱动所述上平台在所述下平台上移动；归中装置，所述归中装置设置在所述停机平台上，所述归中装置用于将降落在所述停机平台的无人移动到所述停机平台的中轴线上；抓取装置，所述抓取装置设置在所述停机平台上，所述抓取装置在所述摆放架和所述停机平台上移动；升降装置，所述升降装置调节所述停机平台的高度。

上述方案中的无人机机巢可以实现无人机的起降跟换电，但是仅限于在平整地面上使用，对地面平整度要求较高。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种无人机机巢的自动调平装置。

本发明的另一目的是为了提供一种无人机机巢的自动调平方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种无人机机巢的自动调平装置，包括设置在箱体底部的四个地脚，所述的地脚通过垂直升降机构与箱体相连，所述的垂直升降机构包括设置在箱体内的丝杆升降机和丝杆升降机驱动电机，所述的丝杆升降机的升降丝杆下端穿设箱体与地脚相连，所述的丝杆升降机上端与丝杆防自转组件相连，所述的箱体上设有至少一个陀螺仪，所述的陀螺仪和丝杆升降机驱动电机连接在控制器上。

丝杆升降机通过升降丝杆可以实现地脚的伸长或者缩短从而可以实现箱体四个端部的升高或者降低，使得箱体可以在倾斜地面上保持水平，丝杆防自转组件可以防止升降丝杆在丝杆升降机中竖直升降的过程中发生转动，保证丝杆升降机内部结构稳定，使得地脚可以顺利完成升降。

在上述的无人机机巢的自动调平装置中，所述的丝杆防自转组件包括设置升降丝杆上端与其固定相连的防自转块，所述的防自转块通过垂直升降导向单元与丝杆升降机壳体相连。

垂直升降导向单元限制防自转块只能在竖直方向上升降，防自转块又与升降丝杆固定连接，可以防止升降丝杆在竖直升降过程中发生转动。

在上述的无人机机巢的自动调平装置中，所述的垂直升降导向单元包括设置在丝杆升降机壳体上的地脚滑轨座，所述的地脚滑轨座上设有地脚滑轨，所述的地脚滑轨上设有地脚滑块，所述的地脚滑块与防自转块相连。

当升降丝杆竖直升降时，防自转块通过地脚滑块在地脚滑轨上跟着升降丝杆一起升降，防止升降丝杆在竖直升降过程中发生转动。

在上述的无人机机巢的自动调平装置中，所述的防自转块通过螺栓固定在升降丝杆上，所述的地脚滑块与防自转块通过螺栓相连。

通过螺栓连接能够方便后期的维护，降低使用成本。

在上述的无人机机巢的自动调平装置中，所述的升降丝杆与箱体之间设有防水组件。

防水组件可以防止水汽渗入丝杆升降机和箱体内，防止丝杆升降机和其余设备的损坏，提升了安全性。

在上述的无人机机巢的自动调平装置中，所述的防水组件包括套设在升降丝杆上且位于丝杆升降机与箱体之间的环形挡水环。

环形挡水环可以隔绝雨水，防止雨水渗入丝杆升降机和箱体中，防止丝杆升降机和箱体损坏，起到防护作用。

陀螺仪可以精确检测出机巢水平高低位置的落差，方便地脚高度调整。

在上述的无人机机巢的自动调平装置中，所述的地脚滑轨座上还设有位于地脚滑轨一侧的位置传感装置，所述的位置传感装置连接在控制器上。

位置传感装置用于感应地脚滑块的高度位置，从而对升降丝杆的伸出长度进行判断。

在上述的无人机机巢的自动调平装置中，所述的地脚包括不锈钢支撑块，所述的不锈钢支撑块上设有螺接孔，不锈钢支撑块底部设有自适应底垫，自适应底垫为橡胶材料制成，自适应底垫内复合有若干金属颗粒。

自适应底垫可以适用于各种复杂地形，不锈钢支撑块与升降丝杆螺接使得连接更加稳固。

在上述的无人机机巢的自动调平装置中，位置传感装置包括位于地脚滑轨一侧的上传感器和下传感器，控制器上还连接有警告灯、报警喇叭和GSM报警器。

一种无人机机巢的自动调平方法，包括无人机机巢的自动调平装置，其方法包括以下步骤：

S1.箱体放置在地面后，控制器控制垂直升降机构运行至初始位置；

S2.控制器通过陀螺仪实时获取箱体的水平角度；

S3.若箱体处于倾斜状态，则升高低处的丝杆升降机，直至箱体水平后停止；

S4.若低处的丝杆升降机升高至最高处后，箱体仍未被调平，则先将被升高的丝杆升降机恢复至升高前，然后降低位于高位处的丝杆升降机，直至箱体水平后停止。

首先垂直升降机构复位，陀螺仪检测箱体是否水平，当箱体处于倾斜状态时伸长低处的地脚，如果低处的地脚伸至最长任然无法使得箱体水平时，先将伸长的地脚恢复至伸长前，然后将位于高处的地脚缩短，使得箱体处于水平。

在上述的无人机机巢的自动调平方法中，在步骤S4中，通过位置传感装置获得地脚滑块的高度位置从而判断升降丝杆的伸出长度。

位置传感装置用于感应地脚滑块的高度位置，从而对升降丝杆的伸出长度进行判断。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：1、能够适应不同平整度的地面，无人机机巢可以自动进行调平，使得无人机平稳降落换电，适用性更可靠。2、配备陀螺仪使得调平精度高，便于实时监控及调整，防止意外的发生。3、通过防水组件，能够避免水汽从底部进入机巢内。

附图说明

图1是本发明在箱体中的结构示意图；

图2是图1中A处的放大示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是本发明的侧视图；

图5是本发明的电连图。

图中，箱体1、地脚2、垂直升降机构3、丝杆升降机4、丝杆升降机驱动电机5、升降丝杆6、丝杆防自转组件7、防自转块8、垂直升降导向单元9、地脚滑轨座10、地脚滑轨11、地脚滑块12、防水组件13、控制器15、环形挡水环14、位置传感装置16、不锈钢支撑块17、螺接孔18、自适应底垫19、金属颗粒20、陀螺仪21。

具体实施方式

如图1-图5所示，一种无人机机巢的自动调平装置，包括设置在箱体1底部的四个地脚2，地脚2通过垂直升降机构3与箱体1相连，所述的垂直升降机构3包括设置在箱体1内的丝杆升降机4和丝杆升降机驱动电机5，所述的丝杆升降机4的升降丝杆6下端穿设箱体1与地脚2相连，所述的丝杆升降机4上端与丝杆防自转组件7相连，所述的箱体1上设有至少一个陀螺仪21，所述的陀螺仪21和丝杆升降机驱动电机5连接在控制器15上。

本发明中，当无人机机巢放置在地面上时，首先通过陀螺仪21读取机巢水平高低位置的落差，当箱体1处于倾斜状态时，处于低处那端的丝杆升降机驱动电机5运行驱动丝杆升降机4工作使得升降丝杆6在丝杆升降机4中竖直下降，从而伸长此端的地脚2，使得丝杆升降机4升高，由于丝杆升降机4和箱体1相连，从而将箱体1低处那端抬高使得整个箱体处于水平状态。丝杆升降机4通过升降丝杆6可以实现地脚2的伸长或者缩短从而可以实现箱体1四个端部的升高或者降低，使得箱体1可以在倾斜地面上保持水平，丝杆防自转组件7可以防止升降丝杆6在丝杆升降机4中竖直升降的过程中发生转动，保证丝杆升降机4内部结构稳定，使得地脚2可以顺利完成升降。

具体地说，结合图2-图4所示，丝杆防自转组件7包括设置升降丝杆6上端与其固定相连的防自转块8，所述的防自转块8通过垂直升降导向单元9与丝杆升降机4壳体相连。

当升降丝杆6在丝杆升降机4的驱动下竖直升降时，防自转块8和升降丝杆6一起升降，防自转块8通过垂直升降导向单元9进行竖直升降。垂直升降导向单元9限制防自转块8只能在竖直方向上升降，防自转块8又与升降丝杆6固定连接，可以防止升降丝杆6在竖直升降过程中发生转动。

具体地说，结合图2-图4所示，垂直升降导向单元9包括设置在丝杆升降机4壳体上的地脚滑轨座10，所述的地脚滑轨座10上设有地脚滑轨11，所述的地脚滑轨11上设有地脚滑块12，所述的地脚滑块12与防自转块8相连。

当升降丝杆6竖直升降时，防自转块8通过地脚滑块12在地脚滑轨11上跟着升降丝杆6一起升降，防止升降丝杆6在竖直升降过程中发生转动。

具体地说，结合图2-图4所示，防自转块8通过螺栓固定在升降丝杆6上，所述的地脚滑块12与防自转块8通过螺栓相连。

防自转块8通过螺栓固定在升降丝杆6上，使得两者连接更加稳固，同时地脚滑块12与防自转块8也通过螺栓固连，使得防自转块8与升降丝杆6同步升降的同步性更高，同时通过螺栓连接能够方便后期的维护，降低使用成本。

具体地说，结合图2-图4所示，升降丝杆6与箱体1之间设有防水组件13。

具体地说，结合图2-图4所示，防水组件13包括套设在升降丝杆6上且位于丝杆升降机4与箱体1之间的环形挡水环14。

环形挡水环14可以隔绝雨水，防止雨水渗入丝杆升降机4和箱体1中，防止丝杆升降机4和箱体1损坏，起到防护作用。

具体地说，结合图1-图5所示，地脚滑轨座10上还设有位于地脚滑轨11一侧的位置传感装置16，所述的位置传感装置16连接在控制器15上。

位置传感装置16包括位于地脚滑轨11一侧的上传感器和下传感器以及金属感应片，当金属感应片随着地脚升降在地脚滑轨11上滑动经过上传感器和下传感器时，上传感器和下传感器可以感应地脚滑块12的高度位置，从而对升降丝杆6的伸出长度进行判断，控制器15上还连接有警告灯、报警喇叭和GSM报警器。

优选地，结合图4所示，地脚2包括不锈钢支撑块17，所述的不锈钢支撑块17上设有螺接孔18，不锈钢支撑块17底部设有自适应底垫19，自适应底垫19为橡胶材料制成，自适应底垫19内复合有若干金属颗粒20。

自适应底垫19可以适用于各种复杂地形，不锈钢支撑块17与升降丝杆6螺接使得连接更加稳固。

具体地说，结合图1-图5所示，一种无人机机巢的自动调平方法，包括无人机机巢的自动调平装置，其方法包括以下步骤：

S1.箱体1放置在地面后，控制器15控制垂直升降机构3运行至初始位置，本申请的初始位置为升降丝杆可伸出长度的一半；

S2.控制器15通过陀螺仪21实时获取箱体1的水平角度；

S3.若箱体1处于倾斜状态，则升高低处的丝杆升降机4，直至箱体1水平后停止；

S4.若低处的丝杆升降机4升高至最高处后，箱体1仍未被调平，则先将被升高的丝杆升降机4恢复至升高前，然后降低位于高位处的丝杆升降机4，直至箱体1水平后停止。

首先垂直升降机构3复位，陀螺仪21检测箱体1是否水平，当箱体1处于倾斜状态时伸长低处的地脚，如果低处的地脚伸至最长任然无法使得箱体1水平时，先将伸长的地脚恢复至伸长前，然后将位于高处的地脚缩短，使得箱体1处于水平。

具体地说，结合图2-图5所示，在步骤S4中，通过位置传感装置16获得地脚滑块12的高度位置从而判断升降丝杆6的伸出长度。

位置传感装置16用于感应地脚滑块12的高度位置，从而对升降丝杆6的伸出长度进行判断。若执行步骤S4后还未调平箱体1，则通过警告灯、报警喇叭和GSM报警器同步发送警报信息。

本发明的工作原理是：本发明中，当无人机机巢放置在地面上时，首先通过陀螺仪21读取机巢水平高低位置的落差，当箱体1处于倾斜状态时，处于低处那端的丝杆升降机驱动电机5运行驱动丝杆升降机4工作使得升降丝杆6在丝杆升降机4中竖直下降，从而伸长此端的地脚2，使得丝杆升降机4升高，由于丝杆升降机4和箱体1相连，从而将箱体1低处那端抬高使得整个箱体处于水平状态；

当升降丝杆6在丝杆升降机4的驱动下竖直升降时，防自转块8和升降丝杆6一起升降，防自转块8通过垂直升降导向单元9进行竖直升降；

当升降丝杆6竖直升降时，防自转块8通过地脚滑块12在地脚滑轨11上跟着升降丝杆6一起升降，防止升降丝杆6在竖直升降过程中发生转动；

防自转块8通过螺栓固定在升降丝杆6上，使得两者连接更加稳固，同时地脚滑块12与防自转块8也通过螺栓固连，使得防自转块8与升降丝杆6同步升降的同步性更高，通过螺栓连接能够方便后期的维护，降低使用成本；

位置传感装置16包括位于地脚滑轨11一侧的上传感器和下传感器以及金属感应片，当金属感应片随着地脚升降在地脚滑轨11上滑动经过上传感器和下传感器时，上传感器和下传感器可以感应地脚滑块12的高度位置，从而对升降丝杆6的伸出长度进行判断，控制器15上还连接有警告灯、报警喇叭和GSM报警器；自适应底垫19可以适用于各种复杂地形，不锈钢支撑块17与升降丝杆6螺接使得连接更加稳固；

当自动调平装置工作时，首先垂直升降机构3复位，陀螺仪21检测箱体1是否水平，当箱体1处于倾斜状态时伸长低处的地脚，如果低处的地脚伸至最长任然无法使得箱体1水平时，先将伸长的地脚恢复至伸长前，然后将位于高处的地脚缩短，使得箱体1处于水平；位置传感装置16用于感应地脚滑块12的高度位置，从而对升降丝杆6的伸出长度进行判断；若执行步骤S4后还未调平箱体1，则通过警告灯、报警喇叭和GSM报警器同步发送警报信息。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了箱体1、地脚2、垂直升降机构3、丝杆升降机4、丝杆升降机驱动电机5、升降丝杆6、丝杆防自转组件7、防自转块8、垂直升降导向单元9、地脚滑轨座10、地脚滑轨11、地脚滑块12、防水组件13、环形挡水环14、控制器15、位置传感装置16、不锈钢支撑块17、螺接孔18、自适应底垫19、金属颗粒20、陀螺仪21等，使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。