一种转盘式无人机收纳系统的制作方法

本发明属于无人机收纳设备领域，具体涉及一种转盘式无人机收纳系统。

背景技术：

作为近年来热门的器械，无人机具有较小的体积以及优秀的可操作性，经常用于航空拍摄和调查地貌等工作中。由于无人机飞行时间有限，不能进行远距离操纵工作，因此大多数情况下均需要使用车辆载着无人机到达工作区域的周围，再放飞无人机进行工作。为了实现无人机的收纳和放飞，便需要使用车载无人机机库。

目前市场上的车载无人机机库产品以容纳单架无人机为主，仅有闭门收纳无人机和开门放出无人机的功能。这种车载无人机机库难以满足一次工作需用多台无人机，并按需进行调配的情况。

针对上述的问题，需要设计一种新的无人机收纳系统来收纳多台无人机。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种转盘式无人机收纳系统，能收纳多台无人机并可以对指定无人机进行调用，运用多层转盘的方法增加了容纳量，减小了调度难度，可有效地应对需要携带多台无人机进行工作的场合。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种转盘式无人机收纳系统，所述收纳系统包括外壳基体、至少一个竖直设置并可旋转的转盘导轨传动机构以及多个水平设置并用于停放无人机的升降停放平台机构，所述转盘导轨传动机构及升降停放平台机构均设于外壳基体内，所述升降停放平台机构可升降地设于转盘导轨传动机构的周向上，多个位于同一转盘导轨传动机构上的升降停放平台机构形成一个转盘。

当转盘导轨传动机构为多个时，多个转盘导轨传动机构依次竖直叠放，多个转盘导轨传动机构包括位于最下方的底转盘导轨传动机构，位于中间的多个中转盘导轨传动机构以及位于最上方的顶转盘导轨传动机构，位于底转盘导轨传动机构上的多个升降停放平台机构形成底转盘，位于中转盘导轨传动机构上的多个升降停放平台机构形成中转盘，位于顶转盘导轨传动机构上的多个升降停放平台机构形成顶转盘，所述中转盘及顶转盘上均设有缺口，所述缺口的横截面形状与升降停放平台机构的横截面形状相一致。中转盘导轨传动机构的具体个数可根据需求进行设置，底转盘上也可设置缺口。

所述转盘导轨传动机构包括与外壳基体相固接的中心轴以及可旋转地设于中心轴顶部的旋转块机构，所述升降停放平台机构可升降地设于中心轴或旋转块机构的周向上。在进行等待时，升降停放平台机构一般位于旋转块机构上，以便可以立即进行旋转。

所述中心轴包括中心轴骨架以及多个沿周向水平设于中心轴骨架上的支撑架，所述支撑架与外壳基体的内侧壁连接，所述中心轴骨架的外侧壁上沿竖直方向设有多个供升降停放平台机构升降的中心轴导轨，所述中心轴骨架的顶部设有凹槽。

所述旋转块机构包括旋转块本体、转轴和第一伺服电机，所述旋转块本体的中部竖直设有容纳转轴的通孔，所述通孔的内壁上设有旋转块键槽，所述旋转块本体的外侧壁上沿竖直方向设有多个与中心轴导轨相适配并供升降停放平台机构升降的旋转块导轨，所述转轴上设有转轴键槽，所述旋转块键槽和转轴键槽位置相对，所述旋转块键槽和转轴键槽中设有用于固定旋转块本体和转轴的平键，所述第一伺服电机的输出轴和转轴固接，所述第一伺服电机设于凹槽内，第一伺服电机和中心轴相对固定，第一伺服电机采用齿轮减速伺服电机，通过大马达的驱动使旋转块机构与中心轴进行相对地水平旋转。

所述支撑架包括支撑杆和支撑片，所述支撑杆设于中心轴骨架上，所述支撑片与外壳基体的内侧壁相连接，支撑片与外壳基体的内侧壁相连接的表面呈弧形，多个支撑架将中心轴限制在外壳基体的中心，即中心轴的轴线和外壳基体的轴向相重合，并使中心轴与外壳基体相对固定。支撑架采用工字钢，中心轴骨架和支撑架之间采用螺栓进行固定，外壳基体和支撑架之间采用焊接进行固定。

所述中心轴导轨包括一体成型的中心轴第一连接部和中心轴第二连接部，所述中心轴第一连接部和中心轴骨架相连接，所述中心轴第二连接部和中心轴骨架之间设有成对的中心轴移动轨(为长槽)，两个中心轴移动轨分别位于中心轴第一连接部的两侧，所述中心轴第二连接部的外侧壁上设有中心轴齿条，其中，中心轴第一连接部和中心轴第二连接部形成t字形，中心轴第一连接部为t字的“丨”，中心轴第二连接部为t字的“一”。

所述旋转块导轨包括一体成型的旋转块第一连接部和旋转块第二连接部，所述旋转块第一连接部和旋转块本体相连接，所述旋转块第二连接部和旋转块本体之间设有成对的旋转块移动轨(为长槽)，两个旋转块移动轨分别位于旋转块第一连接部的两侧，所述旋转块第二连接部的外侧壁上设有旋转块齿条，其中，旋转块第一连接部和旋转块第二连接部形成t字形，旋转块第一连接部为t字的“丨”，旋转块第二连接部为t字的“一”。升降停放平台机构卡在中心轴移动轨或旋转块移动轨中以实现径向定位和周向定位。转盘导轨传动机构的组装方式为：将中心轴固定在外壳基体上，再将旋转块机构的第一伺服电机嵌在中心轴的凹槽中实现旋转块机构和中心轴的相对固定，之后将多个升降停放平台机构装配在旋转块本体的各个侧面上，再在旋转块机构的顶部定位另一个中心轴，并通过支撑架与外壳基体使中心轴固定，重复上面的步骤，只是这一次在装配升降停放平台机构时需空出一个方向的位置(即缺口)供升降停放平台机构上下移动时使用，任意一个升降停放平台机构都能在第一伺服电机的传动下水平旋转到预留空位，之后重复上面的过程，根据需求装配所需个数的转盘导轨传动机构。

所述升降停放平台机构包括用于连接升降停放平台机构和转盘导轨传动机构的连接器、设于连接器顶部的停放平台以及设于连接器上的齿轮传动组件，所述齿轮传动组件包括依次传动连接的第二伺服电机、联轴器、蜗轮蜗杆减速箱和齿轮，所述齿轮同中心轴齿条或旋转块齿条相啮合。所述第二伺服电机与蜗轮蜗杆减速箱通过联轴器连接，所述蜗轮蜗杆减速箱与齿轮通过键连接。

所述连接器包括上连接板、侧连接板和下连接板，所述侧连接板设于上连接板及下连接板之间并邻近旋转块本体，所述侧连接板上开有供齿轮伸出的开口，所述上连接板设于停放平台的底部，所述侧连接板上设有与中心轴移动轨及旋转块移动轨相适配的连接槽，所述第二伺服电机、联轴器、蜗轮蜗杆减速箱和齿轮均设于下连接板上。停放平台和上连接板之间通过多个六角螺栓和六角螺帽进行连接，第二伺服电机和蜗轮蜗杆减速箱同下连接板之间通过多个六角螺栓和六角螺帽进行连接。

所述连接器还包括设于下连接板上的辅助连接板，所述辅助连接板与侧连接板相连接，所述辅助连接板上设有连接孔，所述连接孔中设有深沟球轴承，所述齿轮的齿轮轴与深沟球轴承活动连接。

所述外壳基体呈筒状，包括圆形底板以及设于圆形底板上的圆柱形套筒，圆柱形套筒两端均开口，内部形成一个可容纳多个升降停放平台机构、多个转盘导轨传动机构和多台无人机的空间。

所述无人机收纳系统放置在有一定空间且有天窗的车厢中。

本发明在使用时中，使用者选择所需放飞的无人机，经过电路控制，无人机所在的升降停放平台机构的所在的转盘导轨传动机构进行运动，即第一伺服电机驱动旋转块本体进行旋转，直到升降停放平台机构水平方向上到达上层预留缺口的下方，之后第二伺服电机带动齿轮与齿条啮合，使升降停放平台机构可从所在的旋转块本体上随着中心轴齿条和旋转块齿条竖直向上移动，直到升降停放平台机构到达顶层天窗正对的位置即放飞位置，便可以实现放飞指定无人机的操作，在收纳无人机时，只需将升降停放平台机构竖直向下移动，按原路径返回，回到初始位置，便可实现无人机的收纳。

与现有产品相比，本发明无人机收纳系统可收纳多台无人机，采用旋转调用和多层累加存放的方式，实现将转盘调出到放飞预留位置，实现了放飞指定无人机和收纳无人机的功能，可以根据车辆空间大小自由调节装配层数，操作也较为简单，能满足多台无人机同时调度的工作的需求。

附图说明

图1为转盘式无人机收纳系统的结构示意图；

图2为外壳基体的结构示意图；

图3为中心轴(省略了支撑架)和旋转块机构组成的单层装配爆炸图；

图4为一个升降停放平台机构的装配示意图；

图5为一号升降停放平台机构、二号升降停放平台机构和三号升降停放平台机构与旋转块机构的装配示意图；

图6为转盘式无人机收纳系统完成放飞动作后的示意图。

图中：a外壳基体；a1圆形底板；a2圆柱形套筒；b转盘导轨传动机构；b1中心轴；b1-1中心轴骨架，b1-2中心轴齿条；b1-3支撑架；b1-3-1支撑杆；b1-3-2支撑片；b1-4中心轴导轨；b1-4-1中心轴第一连接部；b1-4-2中心轴第二连接部；b1-4-3中心轴移动轨；b1-5凹槽；b2旋转块机构；b2-1旋转块本体；b2-2旋转块齿条；b2-3平键；b2-4转轴；b2-4-1转轴键槽；b2-5第一伺服电机；b2-6通孔；b2-6-1旋转块键槽；b2-7旋转块导轨；b2-7-1旋转块第一连接部；b2-7-2旋转块第二连接部；b2-7-3旋转块移动轨；bⅰ底转盘导轨传动机构；bⅱ中转盘导轨传动机构；bⅲ顶转盘导轨传动机构；c升降停放平台机构；c1停放平台；c2连接器；c2-1上连接板；c2-2侧连接板；c2-3下连接板；c2-4辅助连接板；c2-5开口；c3齿轮，c4第二伺服电机；c5齿轮轴；c6深沟球轴承；c7联轴器；c8第二伺服电机底座；c9蜗轮蜗杆减速箱；c10缺口；cⅰ一号升降停放平台机构；cⅱ二号升降停放平台机构；cⅲ三号升降停放平台机构；cⅳ四号升降停放平台机构。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1、2、3、4、5、6所示，一种转盘式无人机收纳系统，包括外壳基体a、至少一个竖直设置并可旋转的转盘导轨传动机构b以及多个水平设置并用于停放无人机的升降停放平台机构c，转盘导轨传动机构b及升降停放平台机构c均设于外壳基体a内，升降停放平台机构c可升降地设于转盘导轨传动机构b的周向上，多个位于同一转盘导轨传动机构b上的升降停放平台机构c形成一个转盘，本实施例中一个升降停放平台机构c所占的角度为90°，即1/4圆(可根据实际情况对一个圆周角进行多等分)，包括一号升降停放平台机构cⅰ、二号升降停放平台机构cⅱ、三号升降停放平台机构cⅲ和四号升降停放平台机构cⅳ(一号升降停放平台机构cⅰ、二号升降停放平台机构cⅱ和三号升降停放平台机构cⅲ为位于同一转盘导轨传动机构b上，四号升降停放平台机构cⅳ为从位于下方的转盘导轨传动机构b升上来的)，外壳基体a呈筒状，包括圆形底板a1以及设于圆形底板a1上的圆柱形套筒a2，具体如图2所示。

当转盘导轨传动机构b为多个时，多个转盘导轨传动机构b依次竖直叠放，本实施例中设置为共三个转盘导轨传动机构b，包括位于最下方的底转盘导轨传动机构bⅰ，位于中间的一个中转盘导轨传动机构bⅱ以及位于最上方的顶转盘导轨传动机构bⅲ，位于底转盘导轨传动机构bⅰ上的多个升降停放平台机构c形成底转盘，位于中转盘导轨传动机构bⅱ上的多个升降停放平台机构c形成中转盘，位于顶转盘导轨传动机构bⅲ上的多个升降停放平台机构c形成顶转盘，中转盘和顶转盘上均设有缺口c10，缺口c10的横截面形状与升降停放平台机构c的横截面形状相一致，缺口的圆心角也为90°(即1/4圆)。

如图3所示，转盘导轨传动机构b包括与外壳基体a相固接的中心轴b1以及可旋转地设于中心轴b1顶部的旋转块机构b2，升降停放平台机构c可升降地设于旋转块机构b2的周向上。

中心轴b1包括中心轴骨架b1-1以及多个沿周向水平设于中心轴骨架b1-1上的支撑架b1-3，中心轴骨架b1-1呈正方体，支撑架b1-3共四个，分别设于正方体两个侧面的连接处并采用螺栓进行连接，支撑架b1-3与外壳基体a的内侧壁采用焊接进行固定连接，中心轴骨架b1-1的外侧壁上沿竖直方向设有多个供升降停放平台机构c升降的中心轴导轨b1-4，中心轴骨架b1-1的顶部设有凹槽b1-5，支撑架b1-3包括支撑杆b1-3-1和支撑片b1-3-2，支撑杆b1-3-1设于中心轴骨架b1-1上，支撑片b1-3-2与外壳基体a的内侧壁相连接，支撑片b1-3-2与外壳基体a相连接的表面呈弧形(具体可见图5、6)，中心轴导轨b1-4包括一体成型的中心轴第一连接部b1-4-1和中心轴第二连接部b1-4-2，中心轴第一连接部b1-4-1和中心轴骨架b1-1相连接(一体成型)，中心轴第二连接部b1-4-2和中心轴骨架b1-1之间设有成对的中心轴移动轨b1-4-3，两个中心轴移动轨b1-4-3分别位于中心轴第一连接部b1-4-1的两侧，中心轴第二连接部b1-4-2的外侧壁上设有中心轴齿条b1-2。

旋转块机构b2包括旋转块本体b2-1、转轴b2-4和第一伺服电机b2-5，旋转块本体b2-1呈正方体，旋转块本体b2-1的中部竖直设有容纳转轴b2-4的通孔b2-6，通孔b2-6的内壁上设有旋转块键槽b2-6-1，旋转块本体b2-1的外侧壁上沿竖直方向设有多个与中心轴导轨b1-4相适配并供升降停放平台机构c升降的旋转块导轨b2-7，转轴b2-4上设有转轴键槽b2-4-1，旋转块键槽b2-6-1和转轴键槽b2-4-1位置相对，旋转块键槽b2-6-1和转轴键槽b2-4-1中设有用于固定旋转块本体b2-1和转轴b2-4的平键b2-3(为圆头平键)，第一伺服电机b2-5的输出轴和转轴b2-4固接，第一伺服电机b2-5设于凹槽b1-5内，旋转块导轨b2-7包括一体成型的旋转块第一连接部b2-7-1和旋转块第二连接部b2-7-2，旋转块第一连接部b2-7-1和旋转块本体b2-1相连接(一体成型)，旋转块第二连接部b2-7-2和旋转块本体b2-1之间设有成对的旋转块移动轨b2-7-3，两个旋转块移动轨b2-7-3分别位于旋转块第一连接部b2-7-1的两侧，旋转块第二连接部b2-7-2的外侧壁上设有旋转块齿条b2-2。

如图4所示，升降停放平台机构c包括用于连接升降停放平台机构c和转盘导轨传动机构b的连接器c2、设于连接器c2顶部的停放平台c1以及设于连接器c2上的齿轮传动组件，齿轮传动组件包括依次传动连接的第二伺服电机c4、联轴器c7、蜗轮蜗杆减速箱c9和齿轮c3，齿轮c3同中心轴齿条b1-2或旋转块齿条b2-2相啮合，连接器c2包括上连接板c2-1、侧连接板c2-2、下连接板c2-3和辅助连接板c2-4，侧连接板c2-2设于上连接板c2-1及下连接板c2-3之间并邻近旋转块本体b2-1，辅助连接板c2-4设于下连接板c2-3并与侧连接板c2-2相连接，侧连接板c2-2上开有供齿轮c3伸出的开口c2-5，上连接板c2-1设于停放平台c1的底部，两者采用螺栓连接固定，侧连接板c2-2上设有与中心轴移动轨b1-4及旋转块移动轨b2-7-3相适配的连接槽，第二伺服电机c4、联轴器c7、蜗轮蜗杆减速箱c9和齿轮c3均设于下连接板c2-3上，蜗轮蜗杆减速箱c9采用螺栓固定在下连接板c2-3上，第二伺服电机c4和下连接板c2-3之间设有第二伺服电机底座c8，第二伺服电机底座c8采用螺栓固定在下连接板c2-3上，辅助连接板c2-4与辅助连接板c2-4上设有连接孔，连接孔中设有深沟球轴承c6，齿轮c3的齿轮轴c5与深沟球轴承c6活动连接。

如图5，中心轴齿条b1-2与旋转块齿条b2-2对齐，一号升降停放平台机构cⅰ上的连接器c2卡入t字形轨道b2-7中，使连接器c2相对于中心轴齿条b1-2和旋转块齿条b2-2仅能竖直运动。通过齿轮齿条的啮合传动，一号升降停放平台机构cⅰ将沿中心轴齿条b1-2和旋转块齿条b2-2竖直移动，在旋转块本体b2-1其余方向上以同样方式装配其余二号升降停放平台机构cⅱ和三号升降停放平台机构cⅲ，仅留一个方向不作安装，作为升降停放平台机构c上下移动的预留空间，假设一号升降停放平台机构cⅰ上的无人机为所需调用的无人机，如前所述，旋转块本体b2-1旋转将带动其上装配的一号升降停放平台机构cⅰ、二号升降停放平台机构cⅱ和三号升降停放平台机构cⅲ水平旋转，将指定无人机所在的一号升降停放平台机构cⅰ旋转至预留空间。

如图6，在底转盘导轨传动机构bⅰ上安装中转盘导轨传动机构bⅱ，方法与之前相同，再以同样的方式在中转盘导轨传动机构bⅱ上安装顶转盘导轨传动机构bⅲ，这样一来便获得了图示的三层转盘式无人机收纳系统，可容纳共(3+3+4＝10)共十台无人机(若底转盘上也设有缺口c10，则为九架无人机)。在预留空间内的四号升降停放平台机构cⅳ(四号升降停放平台机构cⅳ被假设为最初位于底转盘导轨传动机构bⅰ上)可依次沿底转盘导轨传动机构bⅰ、中转盘导轨传动机构bⅱ和顶转盘导轨传动机构bⅲ的齿条竖直移动到顶层，顶层空位设置为无人机的起飞位置，如此实现了指定无人机的调度。本实施例中的各个构件均采用现有的设备。

本发明在工作时，中心轴齿条b1-2和旋转块齿条b2-2轴线重合，此时第一伺服电机b2-5收到电信号驱动时，将转矩通过转轴b2-4传递至旋转块本体b2-1，实现旋转块本体b2-1的水平旋转，待停放有所需调用的无人机的升降停放平台机构c旋转至上一层转盘的缺口c10的正下方后(若升降停放平台机构c是位于最底层的顶转盘导轨传动机构bⅲ上，且中转盘的c10和顶转盘的c10不在同一竖直方向上，就需要进行两次转动)，此时中心轴齿条b1-2和旋转块齿条b2-2再次轴线重合，第二伺服电机c4收到电信号驱动时，转矩传递至蜗轮蜗杆减速箱c9再传递至齿轮c3使其转动，升降停放平台机构c便沿着中心轴齿条b1-2和旋转块齿条b2-2向上移动，待无人机起飞后，第二伺服电机c4收到电信号驱动时，转矩传递至蜗轮蜗杆减速箱c9再传递至齿轮c3使其转动，升降停放平台机构c便沿着中心轴齿条b1-2和旋转块齿条b2-2向下移动，移动至原来的位置(返回至初始位置等待这一步骤可根据情况进行删除)。无人机返航时，具体的工作状态也如上述。这里主要针对位于底转盘导轨传动机构bⅰ和中转盘导轨传动机构bⅱ上的升降停放平台机构c的工作状态描述，若是位于顶转盘导轨传动机构bⅲ上的无人机需进行起飞，只需旋转块本体b2-1进行旋转，使相应的升降停放平台机构c移动至天窗下方即可，无需进行升降。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。