一种适用于视觉识别无人机的自适应对接机构

1.本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种适用于视觉识别无人机的自适应对接机构。


背景技术：

2.随着社会发展需求的提升，计算机视觉技术与无人机的结合逐渐从最初的航拍扩展到其它项目，例如：电力巡检、智慧物流、森林防火等。其中，利用无人机进行观测目标的运动轨迹预测是当前无人系统领域的关键任务之一。
3.但是无人机的摄像头只能拍摄一定的视角范围，而且需要无人机的移动才能拍摄全景。又考虑到无人机在移动过程中，受场景中障碍物以及视角倾斜等因素的影响，单无人机观测不易稳定监测目标具体位置，容易导致目标丢失。
4.虽然可以选择搭载多台摄像机，但是无人机的续航时间较短。增设多台机位的同时增加了机体重量，进而导致飞行时间减短，无人机灵活性进一步降低。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提供一种适用于视觉识别无人机的自适应对接机构，以提高两架无人机对接位姿变化的自适应对接能力；对接后形成的更加稳定的无人机群体视角为目标全方位监测提供新的思路，降低目标丢失和目标遮挡等问题出现的可能性，同时续航时间延长。
6.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种适用于视觉识别无人机的自适应对接机构，包括活动卡紧机构和伸缩定位机构；所述活动卡紧机构包括第一固定底座，第一固定底座与第一视觉识别无人机连接，所述第一固定底座上连接有可开合的嵌入活动头，所述嵌入活动头上安装有电磁吸盘；所述伸缩定位机构包括第二固定底座，所述第二固定底座与第二视觉识别无人机连接，所述第二固定底座上连接有基础套筒，所述基础套筒内也安装有电磁吸盘，所述基础套筒外套接有定位套筒，所述定位套筒内连接有定位机构；所述定位机构包括导向件，所述导向件内设有与所述嵌入活动头相匹配的导向孔，所述导向孔呈台阶状。
8.作为优选的一种技术方案，所述导向件通过限位杆与所述定位套筒铰接。
9.作为优选的一种技术方案，所述第一固定底座上设置有支撑立柱，所述支撑立柱的顶部设置有连接板，所述连接板与所述嵌入活动头滑动连接。
10.作为优选的一种技术方案，所述连接板上设有t形导轨，所述嵌入活动头与所述t形导轨键连接，能够沿着所述导轨滑动。
11.作为优选的一种技术方案，所述基础套筒与所述定位套筒之间设置有多个伸缩套筒，所述多个伸缩套筒依次套接，且一端与所述基础套筒套接，另一端与所述定位套筒套接。
12.作为优选的一种技术方案，所述基础套筒、多个伸缩套筒以及定位套筒均由柔性
材料制成。
13.作为优选的一种技术方案，所述导向件由铁磁性材料制成。
14.本发明的有益效果是：
15.本发明利用了柔性材料的柔性和电磁吸盘的吸附力获得伸缩定位机构整体抓取的柔性，使得视觉识别无人机本体能够自适应地包覆对接被捕获无人机，因此避免刚性结构对接过程中的硬性碰撞和外界干扰带来的问题和风险。结构简单，容易控制，维护成本低。
16.本发明相比于现有的无人机集群协作，对接后可以提供更加稳定的无人机群体视角，同时升力增大、续航时间延长。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1是本发明实施例的结构示意图；
19.图2是的伸缩定位机构的示意图；
20.图3是活动卡紧机构的示意图；
21.图4是定位机构的局部示意图。
22.其中，1-嵌入活动头、2-连接板、3-支撑立柱、4、第一固定底座、5-第二固定底座、6-基础套筒、7-第一伸缩套筒、8-第二伸缩套筒、9-第三伸缩套筒、 10-第四伸缩套筒、11-第五伸缩套筒、12-第六伸缩套筒、13-定位套筒、14-导向件、15-限位平台、16-限位杆。
具体实施方式
23.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
24.本发明实施例提供一种适用于视觉识别无人机的自适应对接机构，如图1所示，包括嵌入活动头1、连接板2、支撑立柱3、第一固定底座4、第二固定底座5、基础套筒6、第一伸缩套筒7、第二伸缩套筒8、第三伸缩套筒9、第四伸缩套筒 10、第五伸缩套筒11、第六伸缩套筒12、定位套筒13、导向件14、限位平台15、限位杆16。
25.如图3所示，嵌入活动头1、连接板2、支撑立柱3、第一固定底座4共同构成活动卡紧机构，由第一固定底座4通过螺纹紧固件安装在被捕获无人机机体顶端。第一固定底座4上设置有支撑立柱3，支撑立柱3上连接有连接板2，连接板2两侧对称设置t型导轨，嵌入活动头1依靠下方的键沿导轨横向移动。在嵌入活动头1 顶部设置有电磁吸盘。无人机处于自由飞行状态时，两个对称的嵌入活动头1处于闭合状态，同时嵌入活动头1顶部的电磁吸盘处于关闭状态，内部的电磁线圈断电，避免外界物体的吸附。
26.如图2所示，第二固定底座5、基础套筒6、第一伸缩套筒7、第二伸缩套筒8、第三伸缩套筒9、第四伸缩套筒10、第五伸缩套筒11、第六伸缩套筒12、定位套筒13、导向件14、限位平台15、限位杆16共同构成伸缩定位机构，由第二固定底座5通过螺纹紧固件安装在视觉识
别无人机机体的底部。
27.无人机处于自由飞行状态时，基础套筒6、第一伸缩套筒7、第二伸缩套筒8、第三伸缩套筒9、第四伸缩套筒10、第五伸缩套筒11、第六伸缩套筒12、定位套筒13叠摞在一起，以减小单架无人机的体积，尽可能提高机体灵活度。上述状态由基础套筒6内部的电磁吸盘吸附导向件14实现。值得注意的是，除基础套筒 6和定位套筒13之外的伸缩套筒的数量并非不变，具体由无人机机体大小、所执行任务的复杂程度而定。
28.进一步的，基础套筒6、第一伸缩套筒7、第二伸缩套筒8、第三伸缩套筒9、第四伸缩套筒10、第五伸缩套筒11、第六伸缩套筒12均由柔性材料制成，在本实施例中，采用tpu材料。
29.如图4所示，导向件14、限位平台15、限位杆16共同构成定位机构。定位机构两侧的限位杆16穿过定位套筒13两侧的限位孔铰接，即二者可以转动，保证伸缩套筒偏转一定角度时，定位机构的导向件仍能在卡紧机构的吸附范围内。
30.当两架无人机进行对接时，第一视觉识别无人机首先识别到第二视觉识别无人机，二者逐渐靠近。基础套筒6内部的电磁吸盘断电，不再吸附导向件14，定位机构在重力作用下带动其余伸缩套筒下降。同时，第二视觉识别无人机嵌入活动头1顶部的电磁吸盘通电，活动卡紧机构开始工作。在电磁吸盘的吸附力引导作用下，两架视觉识别无人机进行自适应对接。
31.当嵌入活动头1进入到限位平台15上方且已经无法继续向上时，嵌入活动头 1沿连接板2两侧的导轨背向分离。这样，两架无人机实现了自主对接。
32.本发明利用了tpu材料的柔性和电磁吸盘的吸附力获得伸缩定位机构整体抓取的柔性，使得视觉识别无人机本体能够自适应地包覆对接被捕获无人机，因此避免刚性结构对接过程中的硬性碰撞和外界干扰带来的问题和风险。
33.另外，电控吸盘的吸附力非常强，磁力分布均匀、可调节；可连续使用，维护成本低；而且，伸缩套筒依靠重力同步伸缩下降，不同于传统的液压驱动等方式，结构简单，无需精密控制，节省物力。
34.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。