一种用于无人机的叠摞嵌合装置及其叠摞方法

1.本发明涉及无人机集群承载技术领域，特别是涉及一种用于无人机的叠摞嵌合装置及其叠摞方法。


背景技术：

2.现有技术中，小型多旋翼无人机以其价格低、飞控简单、可悬停、起降容易等优点，在消费领域蓬勃发展，在军用领域也逐渐显露出其潜在的价值。基于移动平台的多旋翼无人机以其机动灵活等特点也被广泛应用于民用和军事作战中。为了实现无人机集群协同，移动平台需要携带多架无人机，而多旋翼无人机体积小，重量轻，往往呈扁平形状，为了能在移动平台上放置较多的无人机，需要在竖直方向上叠摞。此外，为了实现多移动平台的自主化协同，需要设计切实可行的方法实现多旋翼无人机在移动平台上的自主起降、存储和运载等。
3.专利文件cn113428068a公开了一种应用于物流行业的无人机系统，包括无人机本体和工作架，工作架底部设有起落伸缩杆，起落伸缩杆远端固定有放置台，起落伸缩杆外侧设有起落弹簧，起落弹簧两端分别与工作架和放置台连接固定，放置台上侧设有开合组件，工作架一侧设有覆盖组件，两个固定组件，两个固定组件设于放置台两侧，工作架内部设有四个折叠机构，工作架内部设有两个驱动机构，将无人机本体停放于放置台上侧，使用驱动电机即可完成对无人机的摆放、固定、折叠和回收，同时可进行展开和释放，不需要手动操作，操作简单便捷。通过工作架对无人机进行放置，使其整个放置装置复杂且成本高。
4.专利文件cn112722305a公开了一种无人机机巢，本发明提供一种无人机机巢，摆放架设置有若干摆放层，摆放层设置有用于固定无人机的固定装置；停机平台设置在摆放架的前端，停机平台包括下平台、上平台和平台驱动模组，上平台滑动设置在下平台上，平台驱动模组驱动上平台在下平台上移动；归中装置设置在停机平台上，归中装置用于将降落在停机平台的无人移动到停机平台的中轴线上；抓取装置设置在停机平台上，抓取装置在摆放架和停机平台上移动；升降装置调节停机平台的高度，其设置多平台结构用于分别支撑各个无人机，不可避免的会造成平台结构的复杂化。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种用于无人机的叠摞嵌合装置及其叠摞方法，以解决上述现有技术存在的问题，沿竖直方向叠摞的相邻两无人机的保护罩之间，上侧保护罩的下连接部和下侧保护罩的上连接部相嵌合，可完成在移动平台上多旋翼无人机集群承载，叠摞简单方便且不影响其自主起降。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种用于无人机的叠摞嵌合装置，包括分别固定在各机架端部且呈镂空状的保护罩，各所述保护罩分别套设在所述旋翼的外周侧，所述保护罩上设有上连接部和下连接部，沿竖直方向叠摞的相邻两无人机的所述保护罩之间，上侧所述保护罩的所述下连接部和下侧所述保护罩的所述上连接部相
嵌合，且所述上连接部和所述下连接部嵌合后，两无人机除旋翼外的其它部分间隔设置。
7.优选的，所述上连接部包括位于所述保护罩上侧面的顶支撑部，所述下连接部位于所述保护罩的下侧面，所述顶支撑部和所述下连接部为嵌合连接的凹凸面结构。
8.优选的，所述顶支撑部为整个所述保护罩的上侧面，所述顶支撑部整体呈内凹面结构，所述下连接部为整个所述保护罩的下侧面，所述下侧面整体呈与所述内凹面结构相嵌合的外凸面结构。
9.优选的，所述外凸面结构大于所述内凹面结构，用于安装旋翼的机架穿设在所述外凸面结构未连接所述内凹面结构的位置处。
10.优选的，所述上连接部还包括设置在所述顶支撑部外周侧的侧支撑部，各所述保护罩沿周向上的两侧均设有所述侧支撑部，相邻两所述保护罩之间的两所述支撑部支撑在所述下连接部的两侧。
11.优选的，所述内凹面结构与所述外凸面结构之间沿周向连接有环形边沿，所述侧支撑部设置在所述环形边沿上，所述外凸面结构和/或所述内凹面结构可拆卸连接在所述环形边沿上。
12.优选的，所述外凸面结构和所述内凹面结构呈结构相适配的弧面状结构。
13.优选的，所述顶支撑部为整个所述保护罩的上侧面，所述顶支撑部整体呈外凸面结构，所述下连接部为整个所述保护罩的下侧面，所述下侧面整体呈与所述外凸面结构相嵌合的内凹面结构。
14.优选的，所述上连接部为成对设置在同一无人机相邻两所述保护罩之间的侧支撑部，相邻两所述保护罩之间的两所述支撑部支撑在所述下连接部的两侧。
15.还提供一种用于无人机的叠摞嵌合装置的叠摞方法，包括如下步骤：
16.s1、将第二无人机放置在存储台上；
17.s2、将第一无人机放置在第二无人机的上方，且将第一无人机的各个保护罩分别正对第二无人机的各个保护罩放置；
18.s3、将第一无人机的保护罩的下连接部嵌合在第二无人机的保护罩的上连接部上；
19.s4、并依次完成其余无人机的叠摞工作；
20.所述上连接部为顶支撑部或者侧支撑部，同一无人机上的所述下连接部均嵌合在所述顶支撑部上，或者同一无人机上的所述下连接部均嵌合在所述侧支撑部上。
21.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
22.第一，包括分别固定在各机架端部且呈镂空状的保护罩，保护罩固定在机架端部，以能够对整个无人机本体进行支撑，镂空状的结构又能够保证保护罩不会影响无人机旋翼的转动及无人机的升降，各保护罩分别套设在旋翼的外周侧，保护罩上设有上连接部和下连接部，沿竖直方向叠摞的相邻两无人机的保护罩之间，上侧保护罩的下连接部和下侧保护罩的上连接部相嵌合，且上连接部和下连接部嵌合后，两无人机除旋翼外的其它部分间隔设置，也就是说无人机沿竖直方向上的叠摞，完全依靠保护罩的上连接部和下连接部的嵌合，那么在摆放的过程中，直接将上方的无人机与下方的无人机保护罩对准放置即可，能够简单的完成对无人机的叠摞、收集工作，可完成在移动平台上多旋翼无人机集群承载。
23.第二，上连接部包括位于保护罩上侧面的顶支撑部，下连接部位于保护罩的下侧
面，顶支撑部和下连接部为嵌合连接的凹凸面结构，通过凹凸面结构的设计，使得顶支撑部和下连接部的连接依靠凹凸结合更加稳定，避免了在多个无人机完成叠摞工作后容易倾倒的情况发生。
24.第三，顶支撑部为整个保护罩的上侧面，顶支撑部整体呈内凹面结构，下连接部为整个保护罩的下侧面，下侧面整体呈与内凹面结构相嵌合的外凸面结构，将整个保护罩的上侧面和下侧面作为相嵌合的部分，一方面，增加上侧无人机与下侧无人机相嵌合的面积，提高两者的嵌合强度，另一方面，在制作和安装保护罩时，能够完善保护罩在机架上的位置后，即能够保证上侧保护罩与下侧保护罩的对应嵌合，充分降低保护罩的设计难度。
25.第四，外凸面结构大于内凹面结构，用于安装旋翼的机架穿设在外凸面结构未连接内凹面结构的位置处，那么旋翼在设定时，能够直接安装在外凸面结构容纳的区域内，避免外凸面结构与内凹面结构完全嵌合，在安装机架时，只能增加外凸面结构与内凹面结构之间沿高度上的连接部，不可避免的造成保护罩的高度过大，那么整个无人机的叠摞高度增加，限制无人机的叠摞数量。
26.第五，上连接部还包括设置在顶支撑部外周侧的侧支撑部，同一无人机相邻两保护罩之间成对设有侧支撑部，相邻两保护罩之间的两支撑部支撑在下连接部的两侧，通过设置侧支撑部，在无人机叠摞的过程中，上侧无人机的保护罩的下连接部可以支撑在下侧无人机两保护罩之间的侧支撑部上，使得无人机形成错位叠摞的方式，增加了无人机叠摞的方式，而且错位叠摞的方式，使得无人机的叠摞过程中沿周向的重量分配更加均匀，保证了叠摞的稳定性。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是上凹下凸的无人机连带保护罩整体结构的正视图；
29.图2是上凹下凸的无人机连带保护罩整体结构的俯视图；
30.图3是上凹下凸的无人机正向叠摞的示意图；
31.图4是上凹下凸的无人机错位叠摞的俯视图；
32.图5是上凸下凹的无人机连带保护罩整体结构的正视图；
33.图6是上凸下凹的无人机正向叠摞的示意图；
34.图7是上凸下凹的无人机错位叠摞的局部侧视图；
35.图8是上凸下凹的无人机错位叠摞的俯视图；
36.其中，1-无人机、2-机架、3-保护罩、4-旋翼、5-顶支撑部、6-下连接部、7-环形边沿、8-安装部、9-侧支撑部、10-第一无人机、11-第二无人机。
具体实施方式
37.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
38.本发明的目的是提供一种用于无人机的叠摞嵌合装置及其叠摞方法，以解决上述现有技术存在的问题，沿竖直方向叠摞的相邻两无人机的保护罩之间，上侧保护罩的下连接部和下侧保护罩的上连接部相嵌合，可完成在移动平台上多旋翼无人机集群承载，叠摞简单方便且不影响其自主起降。
39.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
40.请参考图1至图8，以四旋翼无人机为例，本发明提供一种用于无人机1的叠摞装置，主要利用多旋翼无人机扁平化的特点，包括分别固定在各机架2端部且呈镂空状的保护罩3，且优选采用轻质材料制作，以降低无人机1的负重，保护罩3固定在机架2端部，以能够对整个无人机1本体进行支撑，镂空状的结构又能够保证保护罩3不会影响无人机1旋翼4的转动及无人机1的升降，各保护罩3分别套设在旋翼4的外周侧，保护罩3上设有上连接部和下连接部6，上连接部和下连接部6的设计位置不受限制，即能够保持上下位置关系，且在使用时相邻两保护罩3的上连接部和下连接部6能够上下对应即可，沿竖直方向叠摞的相邻两无人机1的保护罩3之间，上侧保护罩3的下连接部6和下侧保护罩3的上连接部相嵌合，其中嵌合的方式分为多种，可以为面面接触，还可以为凸起和凹陷的卡接等，且上连接部和下连接部6嵌合后，两无人机1除旋翼4外的其它部分间隔设置，无人机1完全依靠保护罩3进行支撑和连接，其余部分间隔设置，避免影响保护罩3之间的嵌合强度，也就是说无人机1沿竖直方向上的叠摞，完全依靠保护罩3的上连接部和下连接部6的嵌合，使得多旋翼无人机可以上下稳定的叠摞，而且在摆放的过程中，直接将上方的无人机1与下方的无人机1保护罩3对准放置即可，能够简单的完成对无人机1的叠摞、收集工作，可完成在移动平台上多旋翼无人机集群承载，且此种结构可满足多旋翼无人机在地面平台上的集群承载和自主起降，即，通过将无人机1的叠摞，使得无人机1能够集中放置在平台上，而且在使用的过程中，通过控制无人机1在飞行的过程中，直接对准下侧无人机1进行放置即可，起飞时直接控制旋翼4转动，完成上侧无人机1与下侧无人机1的脱离。
41.其中，上连接部包括位于保护罩3上侧面的顶支撑部5，下连接部6位于保护罩3的下侧面，顶支撑部5和下连接部6为嵌合连接的凹凸面结构，通过凹凸面结构的设计，使得顶支撑部5和下连接部6的连接依靠凹凸结合更加稳定，避免了在多个无人机1完成叠摞工作后容易倾倒的情况发生。其中顶支撑部5可以为凹面结构，下连接部6可以为凸面结构，或者如图5至图6所示，顶支撑部5可以为凸面结构，下连接部6为凹面结构，两者能够相嵌合即可，例如顶支撑部5和下连接部6呈相匹配的弧面结构，当上下两个无人机错位叠摞时，如图7至图8所示，侧支撑部9呈凹陷状结构，且凹陷状结构与下连接部的边缘结构相匹配，以使得上侧的无人机的保护罩3能够直接放置在下侧无人机的两保护罩3之间，且上侧无人机保护罩3的下连接部6边缘嵌合在下侧无人机保护罩3的侧支撑部5的凹陷状机构处。
42.作为本发明优选的实施方式，顶支撑部5为整个保护罩3的上侧面，顶支撑部5整体呈内凹面结构，下连接部6为整个保护罩3的下侧面，下侧面整体呈与内凹面结构相嵌合的外凸面结构，将整个保护罩3的上侧面和下侧面作为相嵌合的部分，两个保护罩3上下叠摞时，上保护罩3下侧外凸面结构可以紧密贴合嵌入下保护罩3的上侧顶支撑部5，一方面，增
加上侧无人机1与下侧无人机1相嵌合的面积，提高两者的嵌合强度，另一方面，在制作和安装保护罩3时，能够完善保护罩3在机架2上的位置后，即能够保证上侧保护罩3与下侧保护罩3的对应嵌合，充分降低保护罩3的设计难度，优选的，整个保护罩3呈碗状结构，无人机1利用碗状结构的保护罩3可实现稳定的上下叠摞。
43.进一步的，外凸面结构大于内凹面结构，用于安装旋翼4的机架2穿设在外凸面结构未连接内凹面结构的位置处，那么旋翼4在设定时，能够直接安装在外凸面结构容纳的区域内，避免外凸面结构与内凹面结构完全嵌合，在安装机架2时，只能增加外凸面结构与内凹面结构之间沿高度上的连接部，不可避免的造成保护罩3的高度过大，那么整个无人机1的叠摞高度增加，限制无人机1的叠摞数量。且外凸面结构内侧设有与机架2相连接的安装部8，旋翼4安装在安装部8上。
44.优选的，上连接部还包括设置在顶支撑部5外周侧的侧支撑部9，同一无人机1相邻两保护罩3之间成对设有侧支撑部9，相邻两保护罩3之间的两支撑部支撑在下连接部6的两侧，通过设置侧支撑部9，在无人机1叠摞的过程中，上侧无人机1的保护罩3的下连接部6可以支撑在下侧无人机1两保护罩3之间的侧支撑部9上，使得无人机1形成错位叠摞的方式，增加了无人机1叠摞的方式，而且错位叠摞的方式，使得无人机1的叠摞过程中沿周向的重量分配更加均匀，保证了叠摞的稳定性。优选的侧支撑部9可以直接开设在顶支撑部5上，即作为顶支撑部5的部分缺口，在使用时既能够保证下连接部6嵌在顶支撑部5上，不受部分缺口的影响，在利用上述部分缺口时，直接将下连接部6嵌在相邻两保护罩3之间的两缺口上，或者在顶支撑部5的外周侧增加部分结构，在增加的部分结构上开设相应的用于支撑下连接部6的缺口，两相邻保护罩3之间的缺口所在的弧面与下连接部6的外凸面结构相匹配。
45.当顶支撑部5为凹面结构，下连接部6为凸面结构时，图3为无人机正向叠摞方式，即第一无人机10的保护罩3叠摞在第二无人机11的保护罩3上，即第一无人机10的保护罩3的下侧面嵌入第二无人机11的保护罩3的上侧面，多个保护罩3均是如此，从而确保无人机上下稳定的叠摞。图4为无人机错位叠摞的方式，即第一无人机10的保护罩3嵌在第二无人机11的两个相邻保护罩3之间，实现稳定叠摞。两种叠摞方式也可混合使用，实现无人机群的叠摞。且这种叠摞方式不影响无人机的起降。
46.当顶支撑部5为凸面结构，下连接部6为凹面结构时，如图6，为无人机正向叠摞方式，即第一无人机10的保护罩3叠摞在第二无人机11的保护罩3上，即第一无人机10的保护罩3的下侧面嵌入第二无人机11的保护罩3的上侧面，多个保护罩3均是如此，从而确保无人机上下稳定的叠摞。如图7至图8所示，为无人机错位叠摞的方式，即第一无人机10的保护罩3嵌在第二无人机11的两个相邻保护罩3之间，实现稳定叠摞，其中，侧支撑部9呈凹陷状结构，且凹陷状结构与下连接部的边缘结构相匹配，以使得上侧的无人机的保护罩3能够直接放置在下侧无人机的两保护罩3之间，且上侧无人机保护罩3的下连接部6边缘嵌合在下侧无人机保护罩3的侧支撑部5的凹陷状机构处。两种叠摞方式也可混合使用，实现无人机群的叠摞。且这种叠摞方式不影响无人机的起降。
47.进一步的，内凹面结构与外凸面结构之间沿周向连接有环形边沿7，侧支撑部9设置在环形边沿7上，通过设置环形边沿7，无需再在内凹面结构上开设侧支撑部9，保证了内凹面结构与外凸面结构的稳定连接，而且通过设置环形边沿7，使得内凹面结构与外凸面结构能够保持相同弧度的弧面结构。
48.进一步的，外凸面结构和/或内凹面结构可拆卸连接在环形边沿7上，使得保护罩3上下可以打开，便于电机和旋翼4的安装调试。
49.作为本发明优选的实施方式，外凸面结构和内凹面结构呈结构相适配的弧面状结构，那么在设计和安装保护罩3时，无需再考虑上侧和下侧保护罩3的正对位置关系，仅能够保证两者正对即可，进一步简化了保护罩3的设计和安装，降低了使用成本。
50.作为本发明优选的实施方式，上连接部为成对设置在同一无人机1相邻两保护罩3之间的侧支撑部9，相邻两保护罩3之间的两支撑部支撑在下连接部6的两侧，优选的侧支撑部9开设在保护罩3的上侧面上，下连接部6设置在保护罩3的下侧面上，两者为相嵌合的凹凸面结构等，优选的侧支撑部9开设在保护罩3上侧面的外周边沿上，且下连接部6为整个保护罩3的下侧面，那么在使用时，整个保护罩3的下侧面直接嵌合在相邻两保护罩3之间的量侧支撑部9上，形成错位叠摞的方式，优选的侧支撑部9与下连接部6为凹凸面配合的方式，两相邻保护罩3之间的侧支撑部9所在的弧面与下连接部6的弧面结构相匹配。
51.还提供一种用于无人机的叠摞嵌合装置的叠摞方法，包括如下步骤：
52.s1、将第二无人机11放置在存储台上；
53.s2、将第一无人机10放置在第二无人机11的上方，且将第一无人机10的各个保护罩3分别正对第二无人机11的各个保护罩3放置；
54.s3、将第一无人机10的保护罩3的下连接部6嵌合在第二无人机11的保护罩3的上连接部上；
55.s4、并依次完成其余无人机的叠摞工作；
56.上连接部为顶支撑部5或者侧支撑部9，同一无人机上的下连接部6均嵌合在顶支撑部5上，或者同一无人机上的下连接部6均嵌合在侧支撑部9上。
57.优选的，同一组无人机在叠摞过程中，所有无人机的保护罩3之间均为顶支撑部5与下连接部6之间的连接，或者所有无人机的保护罩3之间均为侧支撑部9与下连接部6之间的连接，还可以部分无人机的保护罩3之间通过顶支撑部5与下连接部6之间进行连接，其余部分无人机的保护罩3之间通过侧支撑部9和下连接部6之间进行连接。
58.根据实际需求而进行的适应性改变均在本发明的保护范围内。
59.需要说明的是，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
60.本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。