全文摘要
本实用新型涉及无人机技术领域。目的是提供一种无人机飞行抓取系统，该抓取系统应具有覆盖范围广、操作速度高、控制简单、可实现大姿态抓取的特点。技术方案是：一种无人机飞行抓取系统，包括安装在无人机中的中央控制系统、电池、抓手以及抓手驱动机构；其特征在于：该抓取系统包括固定在无人机底部的底座、顶端连接于底座中心位置的圆柱立柱、连接于圆柱立柱底端的动平台以及并联连接在底座与动平台之间的若干个绳驱动系统，所述抓手以及抓手驱动机构安装在动平台上；每个绳驱动系统包括固定在底座上的电机、绳索、安装在电机输出轴上以卷取绳索的卷索滑轮以及固定在动平台上的圆环；绳索的一端绕在卷索滑轮的轮槽内，另一端连接在圆环上。
主设计要求
1.一种无人机飞行抓取系统，包括安装在无人机上的中央控制系统、电池、抓手(4)以及抓手驱动机构；其特征在于：该抓取系统包括固定在无人机(1)底部的底座(2)、顶端连接于底座中心位置的圆柱立柱、连接于圆柱立柱底端的动平台(3)以及并联连接在底座与动平台之间的若干个绳驱动系统所述抓手(4)以及抓手驱动机构安装在动平台上；每个绳驱动系统包括固定在底座上的电机(12)、绳索(14)、安装在电机输出轴上以卷取绳索的卷索滑轮(13)以及固定在动平台上的圆环(15)；绳索的一端绕在卷索滑轮的轮槽内，另一端连接在圆环上；所述圆柱立柱的底端通过球面副或虎克铰与动平台(3)的中心位置连接，圆柱立柱的顶端竖直固定在底座的中心位置；或者，圆柱立柱的顶端通过球面副或虎克铰与底座的中心位置连接，圆柱立柱的底端竖直固定在动平台的中心位置；所有电机的驱动电源为所述的电池，电机还接通所述的中央控制系统，由中央控制系统进行统一控制。
设计方案
1.一种无人机飞行抓取系统，包括安装在无人机上的中央控制系统、电池、抓手(4)以及抓手驱动机构；其特征在于：该抓取系统包括固定在无人机(1)底部的底座(2)、顶端连接于底座中心位置的圆柱立柱、连接于圆柱立柱底端的动平台(3)以及并联连接在底座与动平台之间的若干个绳驱动系统所述抓手(4)以及抓手驱动机构安装在动平台上；
每个绳驱动系统包括固定在底座上的电机(12)、绳索(14)、安装在电机输出轴上以卷取绳索的卷索滑轮(13)以及固定在动平台上的圆环(15)；绳索的一端绕在卷索滑轮的轮槽内，另一端连接在圆环上；
所述圆柱立柱的底端通过球面副或虎克铰与动平台(3)的中心位置连接，圆柱立柱的顶端竖直固定在底座的中心位置；或者，圆柱立柱的顶端通过球面副或虎克铰与底座的中心位置连接，圆柱立柱的底端竖直固定在动平台的中心位置；
所有电机的驱动电源为所述的电池，电机还接通所述的中央控制系统，由中央控制系统进行统一控制。
2.根据权利要求1所述的无人机飞行抓取系统，其特征在于：所述底座由中心往四周放射状伸出若干个数量与绳驱动系统相同的悬臂，两两悬臂之间的角度都相等。
3.根据权利要求2所述的无人机飞行抓取系统，其特征在于：所有电机分别一一安装在悬臂的外端，所有卷索滑轮的轴线均相切于同一圆周且所有卷索滑轮的轮槽中心与底座中心的距离均相等。
4.根据权利要求3所述的无人机飞行抓取系统，其特征在于：所述绳驱动系统的数量为三个、四个或六个。
5.一种无人机飞行抓取系统，包括安装在无人机上的中央控制系统、电池、抓手(4)以及抓手驱动机构；其特征在于：该抓取系统包括固定在无人机(1)底部的底座(2)、顶端固定在底座的中心位置且在外力作用下可弯曲的弹性杆(8)、中心位置与弹性杆底端固定的动平台(3)以及并联连接在底座和动平台之间的若干个绳驱动系统，所述抓手以及抓手驱动机构安装在动平台上；
每个绳驱动系统包括固定在底座上的电机(12)、绳索(14)、安装在电机输出轴上以卷取绳索的卷索滑轮(13)以及固定于动平台的圆环(15)；绳索的一端绕在卷索滑轮的轮槽内，另一端连接在圆环上；
所有电机的驱动电源为所述的电池，电机还接通所述的中央控制系统，由中央控制系统进行统一控制。
6.根据权利要求5所述的无人机飞行抓取系统，其特征在于：所述弹性杆的顶端通过第一固定座(7)与底座固定相连，底端通过第二固定座(9)与动平台固定相连。
7.根据权利要求6所述的无人机飞行抓取系统，其特征在于：所述底座由中心往四周放射状伸出若干个数量与绳驱动系统相同的悬臂，两两悬臂之间的角度都相等。
8.根据权利要求7所述的无人机飞行抓取系统，其特征在于：所有电机分别一一安装在悬臂的外端，所有卷索滑轮的轴线均相切于同一圆周且所有卷索滑轮的轮槽中心与底座中心的距离均相等。
9.根据权利要求8所述的无人机飞行抓取系统，其特征在于：所述绳驱动系统的数量为三个、四个或六个。
10.根据权利要求9所述的无人机飞行抓取系统，其特征在于：所述弹性杆为玻璃纤维杆或橡胶杆。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及无人机技术领域，具体是一种无人机飞行抓取系统。
背景技术
近年来，无人机技术突飞猛进。由于具有机动性好、运行速度快、可覆盖范围广等优点，无人机在侦查、军事、物流、巡检等领域获得了广泛的应用。利用无人机进行物品搬运具有很好的应用前景。在抓取过程中无人机上的抓手需要调整姿态去适应被抓取物体的不同特征。目前提出的无人机抓取系统都是将机械手(抓手)安装在无人机底部。抓手本身不具备姿态调整的能力，需要中央控制系统对无人机姿态的进行控制变化来实现抓手抓取姿态的变化，控制难度大，难于实现大范围姿态变化。因此，提出一种控制简单、可实现大姿态抓取的无人机飞行抓取系统很有必要。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服背景技术存在的不足，提供一种无人机飞行抓取系统，该抓取系统应具有覆盖范围广、操作速度高、控制简单、可实现大姿态抓取的特点。
本实用新型的技术方案是：
一种无人机飞行抓取系统，包括安装在无人机中的中央控制系统、电池、抓手以及抓手驱动机构；其特征在于：该抓取系统包括固定在无人机底部的底座、顶端连接于底座中心位置的圆柱立柱、连接于圆柱立柱底端的动平台以及并联连接在底座与动平台之间的若干个绳驱动系统，所述抓手以及抓手驱动机构安装在动平台上；
每个绳驱动系统包括固定在底座上的电机、绳索、安装在电机输出轴上以卷取绳索的卷索滑轮以及固定在动平台上的圆环；绳索的一端绕在卷索滑轮的轮槽内，另一端连接在圆环上；
所述圆柱立柱的底端通过球面副或虎克铰与动平台的中心位置连接，圆柱立柱的顶端竖直固定在底座的中心位置；或者，圆柱立柱的顶端通过球面副或虎克铰与底座的中心位置连接，圆柱立柱的底端竖直固定在动平台的中心位置；
所有电机的驱动电源为所述的电池，电机还接通所述的中央控制系统，由中央控制系统进行统一控制。
一种无人机飞行抓取系统，包括安装在无人机中的中央控制系统、电池、抓手以及抓手驱动机构；其特征在于：该抓取系统包括固定在无人机底部的底座、顶端固定在底座的中心位置且在外力作用下可弯曲的弹性杆、中心位置与弹性杆底端固定的动平台、并联连接在底座和动平台之间的若干个绳驱动系统，所述抓手以及抓手驱动机构安装在动平台上；
每个绳驱动系统包括固定在底座上的电机、绳索、安装在电机输出轴上以卷取绳索的卷索滑轮以及固定于动平台的圆环；绳索的一端绕在卷索滑轮的轮槽内，另一端连接在圆环上；
所有电机的驱动电源为所述的电池，电机还接通所述的中央控制系统，由中央控制系统进行统一控制。
所述弹性杆的顶端通过第一固定座与底座固定相连，底端通过第二固定座与动平台固定相连。
所述弹性杆为玻璃纤维杆或橡胶杆。
所述底座由中心往四周放射状伸出若干个数量与绳驱动系统相同的悬臂，两两悬臂之间的角度都相等。
所有电机分别一一安装在悬臂的外端，所有卷索滑轮的轴线均相切于同一圆周且所有卷索滑轮的轮槽中心与底座中心的距离均相等。
所有圆环均匀安装在动平台上且安装位置位于与动平台同轴的同一圆圈。
每个电机均通过电机座安装在悬臂上。
所述绳驱动系统的数量为三个、四个或六个。
本实用新型提出的无人机飞行抓取系统通过无人机实现大范围定位，通过绳驱动系统带动动平台实现大范围姿态变化，从而使得抓手可实现大范围、大姿态抓取，可用于物品搬运、分拣领域。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的立体结构示意图。
图2是本实用新型实施例二的立体结构示意图。
图3是本实用新型实施例三的立体结构示意图。
图4是本实用新型实施例四的立体结构示意图。
图5是本实用新型实施例五的立体结构示意图。
图6是本实用新型实施例六的立体结构示意图。
图7是本实用新型实施例七的立体结构示意图。
图8是本实用新型实施例八的立体结构示意图。
图9是本实用新型实施例九的立体结构示意图。
图10是本实用新型实施例七、八、九中的弹性杆结构示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例一
如图1所示的无人机飞行抓取系统，包括无人机1、动平台3、固定在动平台上的抓手4以及抓手驱动机构；无人机中还安装有中央控制系统和驱动抓手驱动机构的电池(图中省略抓手驱动机构、中央控制系统以及抓手驱动机构；以下同)。
以上结构与现有的无人机飞行抓取系统类同。
本实用新型的改进是：所提供的无人机飞行抓取系统，还包括固定在无人机底部的底座2、顶端固定于底座中心位置的第一圆柱立柱5(优选第一圆柱立柱的轴线与底座的平面垂直)以及并联连接在底座和动平台之间的三个绳驱动系统；
所述绳驱动系统包括依次连接在底座与动平台之间的电机座11、电机12、卷索滑轮13、绳索14和圆环15；所述电机座固定于底座上，电机安装在电机座上，卷索滑轮安装在电机输出轴上，绳索一端绕在卷索滑轮的轮槽内，另一端连接到圆环，圆环固定于动平台3上。
所述电机直接利用无人机中的电池作为驱动电源，并且电机接通无人机的中央控制系统，由中央控制系统统一进行抓取作业。
所述底座由中心往四周放射状伸出三个悬臂，两两悬臂之间的角度为120度；三个电机分别一一通过电机座安装在悬臂的外端，三个卷索滑轮的轴线均相切于同一圆周且三个卷索滑轮的轮槽中心与底座中心的距离均相等；三个圆环均匀安装在动平台上(两两圆环与动平台中心的连线之间的角度均相等)，并且安装位置位于与动平台同轴的同一圆圈。
所述第一圆柱立柱5的底端通过第一球面副6连接于动平台3的中心位置。
本实施例通过无人机实现大范围定位，通过三个电机带动卷索滑轮转动，从而调节绳索长度，控制动平台的姿态变化，实现大姿态抓取。
实施例二
本实施例如图2所示，结构与实施例一类同；区别在于：本实施例中，采用并联连接在底座和动平台之间的四个绳驱动系统取代了实施例1的三个绳驱动系统。
为此：底座由中心往四周放射状伸出四个悬臂，两两悬臂之间的角度为90度；四个电机分别一一通过电机座安装在悬臂的外端，四个卷索滑轮的轴线均相切于同一圆周且四个卷索滑轮的轮槽中心与底座中心的距离均相等；四个圆环均匀安装在动平台上，并且安装位置位于与动平台同轴的同一圆圈。
本实施例通过无人机实现大范围定位，通过四个电机带动卷索滑轮转动，从而调节绳索长度，控制动平台的姿态变化，实现大姿态抓取。
实施例三
本实施例如图3所示，结构与实施例一类同；区别在于：本实施例中，第一圆柱立柱5的底端通过第一虎克铰7连接于动平台3的中心位置(实施例1中，第一圆柱立柱5的底端通过第一球面副6连接于动平台3的中心位置)。
本实施例通过无人机实现大范围定位，通过三个电机带动卷索滑轮转动，从而调节绳索长度，控制动平台的姿态变化，实现大姿态抓取。
实施例四
本实施例如图4所示，结构与实施例一类同；区别在于：本实施例中，第二圆柱立柱8的顶端通过第二球面副9连接于底座的中心位置，第二圆柱立柱的底端则与动平台的中心位置固定；作为优选，第二圆柱立柱的轴线与动平台的平面垂直(实施例1中，第一圆柱立柱5的顶端固定于底座的中心位置，第一圆柱立柱5的底端通过第一球面副6连接于动平台3的中心位置)。
本实施例通过无人机实现大范围定位，通过三个电机带动卷索滑轮转动，从而调节绳索长度，控制动平台的姿态变化，实现大姿态抓取。
实施例五
本实施例如图5所示，结构与实施例二类同；区别在于：本实施例中，第二圆柱立柱8的顶端通过第二球面副9连接于底座的中心位置，第二圆柱立柱的底端则与动平台的中心位置固定；作为优选，第二圆柱立柱的轴线与动平台的平面垂直(实施例2的结构是：第一圆柱立柱5的顶端固定于底座的中心位置，第一圆柱立柱的底端则与通过第一球面副6连接动平台的中心位置)。
本实施例通过无人机实现大范围定位，通过四个电机带动卷索滑轮转动，从而调节绳索长度，控制动平台的姿态变化，实现大姿态抓取。
实施例六
本实施例如图6所示，结构与实施例四类同；区别在于：本实施例中，第二圆柱立柱8的顶端通过第二虎克铰10连接于底座的中心位置(实施例4的结构是：第二圆柱立柱8的顶端通过第二球面副9连接于底座的中心位置)。
本实施例通过无人机实现大范围定位，通过三个电机带动卷索滑轮转动，从而调节绳索长度，控制动平台的姿态变化，实现大姿态抓取。
实施例七
本实施例如图7所示，结构与实施例一类同；区别在于：本实施例中，采用弹性杆17取代了实施例1中的第一圆柱立柱5；并且，弹性杆的顶端通过第一固定座16固定在底座的中心位置，弹性杆的底端通过第二固定座18固定在动平台的中心位置(作为优选，弹性杆的轴线与动平台的平面以及底座的平面垂直)。
所述弹性杆推荐为玻璃纤维杆或橡胶杆。
本实施例通过无人机实现大范围定位，通过三个电机带动卷索滑轮转动，从而调节绳索长度，控制动平台的姿态变化，实现大姿态抓取。
实施例八
本实施例如图8所示，结构与实施例二类同；区别在于：本实施例中，采用弹性杆17取代了实施例2中的第一圆柱立柱5；并且，弹性杆的顶端通过第一固定座16固定在底座的中心位置，弹性杆的底端通过第二固定座18固定在动平台的中心位置(作为优选，弹性杆的轴线与动平台的平面以及底座的平面垂直)。
所述弹性杆为玻璃纤维杆或橡胶杆。
本实施例通过无人机实现大范围定位，通过四个电机带动卷索滑轮转动，从而调节绳索长度，控制动平台的姿态变化，实现大姿态抓取。
实施例九
本实施例如图9所示，结构与实施例八类同；区别在于：本实施例中，采用并联连接在底座和动平台之间的六个绳驱动系统取代了实施例8的四个绳驱动系统。
为此：底座由中心往四周放射状伸出六个悬臂，两两悬臂之间的角度为60度；六个电机分别通过电机座一一安装在悬臂的外端，六个卷索滑轮的轴线均相切于同一圆周且六个卷索滑轮的轮槽中心与底座中心的距离均相等；六个圆环均匀安装在动平台上，并且安装位置位于与动平台同轴的同一圆圈。
本实施例通过无人机实现大范围定位，通过六个电机带动卷索滑轮转动，从而调节绳索长度，控制动平台的姿态变化，实现大姿态抓取。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920103473.2
申请日:2019-01-22
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:86(杭州)
授权编号:CN209852590U
授权时间:20191227
主分类号:B64D1/22
专利分类号:B64D1/22
范畴分类:32E;
申请人:浙江理工大学
第一申请人:浙江理工大学
申请人地址:310018 浙江省杭州市下沙高教园区白杨街道2号大街928号
发明人:李秦川;叶伟;丁烨;江晓玲
第一发明人:李秦川
当前权利人:浙江理工大学
代理人:王之怀;王洪新
代理机构:33101
代理机构编号:杭州九洲专利事务所有限公司 33101
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计