一種無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，裝載裝置包括：至少一個(gè)電源、人機(jī)接口、通信模塊、控制器、貨物升降機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器、吊環(huán)定位夾具及其驅(qū)動(dòng)器和整體框架；其中整體框架是立方體結(jié)構(gòu)，豎直方向至少分為兩層，底板和頂層停機(jī)坪，底板和頂層停機(jī)坪之間通過多個(gè)支柱連接，頂層停機(jī)坪中心有窗口。基于本發(fā)明所公開的裝載裝置，無人機(jī)通過通信模塊與該裝載裝置通信并定位降落于停機(jī)坪，貨物由升降機(jī)輸送穿過窗口到達(dá)無人機(jī)機(jī)載吊裝裝置，實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)吊裝。
【專利說明】
一種無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種貨物自動(dòng)裝載裝置，更特別地說，是指一種針對(duì)使用無人機(jī)進(jìn)行貨物運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)裝載裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]傳統(tǒng)物流行業(yè)在運(yùn)輸階段，主要采用有人駕駛載具進(jìn)行貨物的運(yùn)載與配送，這種形式在地形復(fù)雜、路面交通不便的地區(qū)受到限制，運(yùn)輸效率降低，人力成本升高。另外，傳統(tǒng)的依賴于人力駕駛載具的運(yùn)輸方式，運(yùn)送時(shí)間難以進(jìn)一步縮短，要實(shí)現(xiàn)例如一小時(shí)內(nèi)的同城配送，即便付出高昂的人力成本，受限于城市交通擁堵等原因，也無法保證能夠完成。
[0003]隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，在一些場(chǎng)合為了滿足特定的需求，使用無人機(jī)對(duì)貨物進(jìn)行運(yùn)載或配送逐漸成為了應(yīng)用研究的熱點(diǎn)。采用無人機(jī)運(yùn)貨可在很大程度上擺脫地形限制，如山脈、河流和峽谷等，也不再依賴地面陸路或水路交通狀況，使要運(yùn)送的貨物能夠快速、直接、高效和安全地抵達(dá)目的地。在偏遠(yuǎn)地區(qū)、受災(zāi)地區(qū)、緊急救援現(xiàn)場(chǎng)和城市快速運(yùn)輸?shù)葢?yīng)用場(chǎng)景中，無人機(jī)運(yùn)輸技術(shù)將產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
[0004]目前國內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和公司進(jìn)行了一系列無人機(jī)運(yùn)輸貨物技術(shù)的研究與試驗(yàn)。較為常見的是采用多旋翼或其他形式的可垂直起降飛機(jī)，通過在機(jī)體底部安裝吊裝貨艙的形式，完成運(yùn)送貨物的任務(wù)。這一類的系統(tǒng)目前具有以下問題:
[0005](1)大多數(shù)無人機(jī)運(yùn)載系統(tǒng)，貨物裝載和卸載階段，仍然需要人工的參與。裝載系統(tǒng)不具備自動(dòng)化能力，需要人工手動(dòng)將包裹或貨物吊艙裝到無人機(jī)機(jī)體上;無人機(jī)到達(dá)目的地后，也需要人工輔助，才能將貨物從無人機(jī)上卸下。這樣不但降低了整個(gè)運(yùn)送流程的效率，也使得整個(gè)系統(tǒng)對(duì)環(huán)境依賴度大大增加。
[0006](2)—部分具有自動(dòng)裝載和投放能力的無人機(jī)，對(duì)包裹適配性較差。受限于無人機(jī)有限的空間，載貨機(jī)構(gòu)對(duì)包裹的形狀、大小都有嚴(yán)格限制，系統(tǒng)容錯(cuò)和適應(yīng)能力也隨之受限。
[0007](3) —部分無人機(jī)采用與有人駕駛飛機(jī)類似的彈艙結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)復(fù)雜，重量大，占用資源多。雖然彈艙結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)貨物自動(dòng)裝載與投放的功能，但對(duì)于無人機(jī)這種資源極其有限的飛行平臺(tái)來說，實(shí)現(xiàn)彈艙結(jié)構(gòu)需要付出高昂的成本。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，包括:至少一個(gè)電源、人機(jī)接口、通信模塊、控制器、 貨物升降機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器、吊環(huán)定位夾具及其驅(qū)動(dòng)器和整體框架;其中整體框架為立方體結(jié)構(gòu)，在豎直方向至少分為底板和頂層停機(jī)坪兩層，底板和頂層停機(jī)坪之間通過多個(gè)支柱連接，頂層停機(jī)坪中心設(shè)有中心窗口，使貨物能夠穿過掛載在無人機(jī)上。
[0009]其中貨物升降機(jī)由底座、升降桿和上托盤組成，底座安裝在整體框架底板的水平中心位置，底座上表面與升降桿底部連接，升降桿分為至少兩個(gè)部分，兩部分之間能夠以同軸約束自由運(yùn)動(dòng)，使桿體整體上可以自由伸縮，升降桿上安裝有位置檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)桿的伸縮長(zhǎng)度，升降桿頂部與上托盤連接，在底座固定的條件下，可使上托盤在行程范圍內(nèi)自由升降，上托盤設(shè)置有可調(diào)貨物定位槽，對(duì)托盤上的貨物進(jìn)行定位。
[0010]其中停機(jī)坪處于整體框架的最頂層，是環(huán)形結(jié)構(gòu)，停機(jī)坪環(huán)形形狀和中心的所述窗口形狀可根據(jù)無人機(jī)型號(hào)、大小和貨物的外形尺寸進(jìn)行定制，比如為圓形或者方形，窗口豎直投影面積至少要大過貨物最大豎直投影面積。[〇〇11]其中人機(jī)接口與控制器通過信號(hào)線連接，控制器通過信號(hào)線與貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器和吊裝定位夾具驅(qū)動(dòng)器連接?？刂破魍ㄟ^通信模塊與無人機(jī)進(jìn)行通信，人機(jī)接口可接受人工指令，觸發(fā)系統(tǒng)工作，人機(jī)接口通過信號(hào)線與控制器通信，電源通過電力線給吊環(huán)定位夾具驅(qū)動(dòng)器和貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行供電，貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)貨物升降機(jī)的上升或下降，貨物升降機(jī)上托盤上表面有貨物定位槽和吊環(huán)定位夾具，貨物升降機(jī)底部安裝在整體框架的底部托盤上，停機(jī)坪安裝在整體框架頂部?！靖綀D說明】
[0012]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的地面輔助裝載裝置示意圖；
[0013]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無人機(jī)運(yùn)輸貨物自動(dòng)裝載和投放系統(tǒng)示意圖；
[0014]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的無人機(jī)運(yùn)輸貨物自動(dòng)裝載和投放的過程示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記:
[0016]無人機(jī) 101;[〇〇17]機(jī)載貨物吊裝模塊102;
[0018]停機(jī)坪 401;
[0019]中心窗口 402;[〇〇2〇]整體框架403;[〇〇21]吊環(huán)定位夾具404;[〇〇22]貨物定位槽405;[〇〇23]上托盤406;
[0024]電源407;
[0025]電力線 4〇8;[〇〇26]貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器409;[〇〇27]驅(qū)動(dòng)貨物升降機(jī)410;[〇〇28]吊環(huán)定位夾具驅(qū)動(dòng)器411;
[0029]人機(jī)接口 412;[〇〇3〇]信號(hào)線 413;[〇〇31]底部托盤414;
[0032]控制器 415;[〇〇33]通信模塊416?！揪唧w實(shí)施方式】
[0034]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0035]下面參考附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的地面輔助裝載裝置。
[0036]如圖1和圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的地面輔助裝載裝置可以包括:至少一個(gè)電源407、人機(jī)接口412、通信模塊416、控制器415、貨物升降機(jī)410及其驅(qū)動(dòng)器409、吊環(huán)定位夾具404及其驅(qū)動(dòng)器411和整體框架403;其中整體框架403為立方體結(jié)構(gòu)，在豎直方向至少分為底板401和頂層停機(jī)坪兩層，底板和頂層停機(jī)坪401之間通過多個(gè)支柱連接，頂層停機(jī)坪中心設(shè)有中心窗口 402，使貨物能夠穿過掛載在無人機(jī)上。[〇〇37]其中貨物升降機(jī)410由底座、升降桿和上托盤406組成，底座安裝在整體框架底板的水平中心位置，底座上表面與升降桿底部連接，升降桿分為至少兩個(gè)部分，兩部分之間能夠以同軸約束自由運(yùn)動(dòng)，使桿體整體上可以自由伸縮，升降桿上安裝有位置檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)桿的伸縮長(zhǎng)度，升降桿頂部與上托盤406連接，在底座固定的條件下，可使上托盤406在行程范圍內(nèi)自由升降，上托盤406設(shè)置有可調(diào)貨物定位槽405,對(duì)托盤上的貨物進(jìn)行定位。
[0038]其中停機(jī)坪處于整體框架的最頂層，是環(huán)形結(jié)構(gòu)，停機(jī)坪環(huán)形形狀和中心的所述窗口形狀可根據(jù)無人機(jī)型號(hào)、大小和貨物的外形尺寸進(jìn)行定制，比如為圓形或者方形，窗口豎直投影面積至少要大過貨物最大豎直投影面積。[〇〇39]其中人機(jī)接口 412與控制器415通過信號(hào)線連接，控制器415通過信號(hào)線與貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器409和吊裝定位夾具驅(qū)動(dòng)器411連接?？刂破?15通過通信模塊416與無人機(jī)進(jìn)行通信，人機(jī)接口 412可接受人工指令，觸發(fā)系統(tǒng)工作，人機(jī)接口 412通過信號(hào)線413與控制器 415通信，電源407通過電力線408給吊環(huán)定位夾具驅(qū)動(dòng)器411和貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器409進(jìn)行供電，貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器409用于驅(qū)動(dòng)貨物升降機(jī)的上升或下降，貨物升降機(jī)上托盤406上表面有貨物定位槽405和吊環(huán)定位夾具404,貨物升降機(jī)410底部安裝在整體框架403的底部托盤上，停機(jī)坪安裝在整體框架頂部。
[0040]在其中一些實(shí)施實(shí)例中，電源407可以是市電插座、電池或發(fā)電機(jī)等。
[0041]在其中一些實(shí)施實(shí)例中，人機(jī)接口412可以是有線或無線的硬件觸發(fā)裝置，例如按鍵、旋鈕或撥桿等，也可以是有線或無線的設(shè)備上的軟件，例如手機(jī)或平板電腦的app、基于 web的網(wǎng)頁等。[〇〇42]在其中一些實(shí)施實(shí)例中，通信模塊416可以是無線的通信設(shè)備，基于無線的通信協(xié)議，與通信模塊302進(jìn)行通信，使控制器415與控制器301能夠進(jìn)行信息交換。[〇〇43]在其中一些實(shí)施實(shí)例中，貨物升降機(jī)410的作動(dòng)形式可以是電動(dòng)、液壓或氣動(dòng)的， 相應(yīng)的，驅(qū)動(dòng)器409可以是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。貨物升降機(jī)410上托盤的貨物定位槽405可以通過機(jī)械加工作為托盤實(shí)體的一部分，也可以通過外加調(diào)節(jié)裝置安裝于托盤406上。
[0044]在其中一些實(shí)施實(shí)例中，吊環(huán)定位夾具404的作動(dòng)形式以是電動(dòng)、液壓或氣動(dòng)的， 相應(yīng)的，驅(qū)動(dòng)器411可以是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。吊環(huán)定位夾具404安裝在貨物升降機(jī)的上托盤406上。
[0045]在其中一些實(shí)施實(shí)例中，整體框架403的形狀可以是規(guī)則或不規(guī)則的長(zhǎng)方體或圓柱體等，材質(zhì)可以是金屬或非金屬。[〇〇46]進(jìn)行貨物裝載時(shí)，貨物升降機(jī)410上托盤406處于較低的位置，即裝貨位，貨物經(jīng)過所述包裝后，可放入貨物升降機(jī)410上托盤406的定位槽405中，此時(shí)操作人員通過人機(jī)接口412向控制器416發(fā)送指令，在驅(qū)動(dòng)器411的供能下，控制器416控制吊環(huán)定位夾具404,將貨物包裝袋上的所有吊環(huán)推送到指定位置。然后在驅(qū)動(dòng)器409的供能下，控制器415控制貨物升降機(jī)上托盤406升起，將貨物托舉到無人機(jī)機(jī)載吊架下方，即吊載位，貨物從停機(jī)坪401的中心窗口 402穿過，達(dá)到吊裝位置后控制器415通過通信模塊416向無人機(jī)發(fā)送指令，確認(rèn)貨物已經(jīng)到位，可以對(duì)貨物進(jìn)行吊裝，無人機(jī)將貨物吊裝運(yùn)送到預(yù)定地點(diǎn)后對(duì)貨物進(jìn)行投放。
[0047]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。[〇〇48] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，包括:至少一個(gè)電源、人機(jī)接口、通信模塊、控制 器、貨物升降機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器、吊環(huán)定位夾具及其驅(qū)動(dòng)器和整體框架;其特征在于:其中整體 框架在豎直方向至少分為底板和頂層停機(jī)坪兩層，底板和頂層停機(jī)坪之間通過多個(gè)支柱連 接，頂層停機(jī)坪中心設(shè)有中心窗口，使貨物能夠穿過掛載在無人機(jī)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，所述整體框架是 立方體或圓柱體結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，所述整體框架的 材質(zhì)是金屬。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，人機(jī)接口是硬件觸發(fā)裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，人機(jī)接口是按 鍵、旋鈕或撥桿。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，人機(jī)接口是手機(jī) 或平板電腦上的客戶端。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，其中貨物升降機(jī) 由底座、升降桿和上托盤組成，底座安裝在整體框架底板的水平中心位置，底座上表面與升 降桿底部連接，升降桿分為至少兩個(gè)部分，兩部分之間能夠以同軸約束自由運(yùn)動(dòng)，使桿體整 體上可以自由伸縮，升降桿上安裝有位置檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)桿的伸縮長(zhǎng)度，升降桿頂部與 上托盤連接，在底座固定的條件下，可使上托盤在行程范圍內(nèi)自由升降，上托盤設(shè)置有可調(diào) 貨物定位槽，對(duì)托盤上的貨物進(jìn)行定位。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng) 器是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、液壓驅(qū)動(dòng)器或氣壓驅(qū)動(dòng)器。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，貨物升降機(jī)上托 盤的貨物定位槽通過機(jī)械加工作為托盤實(shí)體的一部分，或者通過外加調(diào)節(jié)裝置安裝于托盤上。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，吊環(huán)定位夾具 驅(qū)動(dòng)器是電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、液壓驅(qū)動(dòng)器或氣壓驅(qū)動(dòng)器。11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，吊環(huán)定位夾具 安裝在貨物升降機(jī)的上托盤上。12.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，其中停機(jī)坪 處于整體框架的最頂層，是環(huán)形結(jié)構(gòu)，停機(jī)坪環(huán)形形狀和中心的所述窗口形狀可根據(jù)無人 機(jī)型號(hào)、大小和貨物的外形尺寸進(jìn)行定制，窗口豎直投影面積至少要大過貨物最大豎直投 影面積。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，所述窗口形狀 為圓形或者方形。14.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，其中人機(jī)接 口與控制器通過信號(hào)線連接，控制器通過信號(hào)線與貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器和吊裝定位夾具驅(qū)動(dòng) 器連接。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無人機(jī)地面輔助貨物裝載裝置，其特征在于，控制器通過通信模塊與無人機(jī)進(jìn)行通信，人機(jī)接口可接受人工指令，觸發(fā)系統(tǒng)工作，人機(jī)接口通過信號(hào)線 與控制器通信，電源通過電力線給吊環(huán)定位夾具驅(qū)動(dòng)器和貨物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行供電，貨 物升降機(jī)驅(qū)動(dòng)器用于驅(qū)動(dòng)貨物升降機(jī)的上升或下降，貨物升降機(jī)上托盤上表面有貨物定位 槽和吊環(huán)定位夾具，貨物升降機(jī)底部安裝在整體框架的底部托盤上，停機(jī)坪安裝在整體框 架頂部。16.—種無人機(jī)貨物自動(dòng)裝載與投放系統(tǒng)，包括:運(yùn)送貨物的無人機(jī)以及無人機(jī)地面輔 助貨物裝載裝置，其特征在于:所述地面輔助貨物裝載裝置為權(quán)利要求1-15中任一項(xiàng)所述 地面輔助貨物裝載裝置。
【文檔編號(hào)】B65G69/22GK106006101SQ201610575199
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】卓陽, 李華春, 李洋, 章磊
【申請(qǐng)人】杭州迅蟻網(wǎng)絡(luò)科技有限公司