一种适用于新型协同控制无人机的磁吸式对接机构的制作方法

本发明属于无人机设计领域，设计一种新型的无人机磁吸式对接机构，具体来说是一种结合了磁吸引导和机械锁止、便于无人机空中/地面便捷对接、并具备结构简单和能源消耗低的新型无人机用磁吸式对接机构。

背景技术：

1、随着科技发展，无人机已逐渐推广并应用于多个领域，但随着其应用需求的不断增加，单个无人机已无法满足复杂应用场景，如协同运输以实现更大负载，这就需要多架无人机进行协同配合，无人机之间通过无线传输方式进行通信、协同配合，若无人机之间采用特定的对接机构实现空中对接并组网，则可作为整体协同完成任务。

2、目前已有的对接机构为机械式与电磁式，机械式对接机构对无人机控制要求较高，在对接过程中需要对接双方尽量相对静止，缓慢靠近以实现机械锁紧；电磁式对接机构通过控制电磁铁以使两架无人机距离较近时相互吸引以引导对接，但电磁铁在工作过程中会消耗电量，且其工作过程中产生的不稳定磁场对无人机控制系统可能造成影响。所以需要一种结合两者优点的对接机构，以适用于无人机协同控制。

技术实现思路

1、为了解决上文中提到的单一机械式对控制要求高、单一电磁式耗电量大等技术缺陷，充分发挥两种对接方式的优点，本发明提出一种新型的无人机用磁吸式对接机构，利用磁力进行引导对准，利用机械结构进行锁止，能够降低对无人机的控制要求，避免电磁力长时间作用情况下对无人机的系统造成影响。同时本发明体积较小，适用于各类旋翼飞行器，使用灵活，操作便捷。

2、本发明的技术方案：

3、本发明提供了一种适用于新型协同控制无人机的磁吸式对接机构，包括公组和母组。公组包括公组磁铁组1、导向锥2、轴承3、公组支板4、大齿轮5、固定轴6、小齿轮7和舵机8；母组包括母组磁铁组9、母组支板10、副导向锥11、锁止钩12和橡筋13。

4、所述的公组为整个磁吸式对接机构的驱动部分，其中公组磁铁组1包含8块磁铁，相邻两块磁铁的极性相反，公组磁铁组1的8块磁铁与母组磁铁组9的8块磁铁极性相对应；导向锥2的中部为锥体，锥体表面均匀固定布置公组磁铁组1的8块磁铁，导向锥2的外端侧面设置弧形槽14，导向锥2的内端与固定轴6的一端固定。公组支板4的中部开设一个大的孔位，大的孔位中固定设置轴承支架，大的孔位两侧各开设一个小的孔位；两个轴承3分别固定设置在轴承支架内部两端，固定轴6设置于轴承3中，固定轴6中部穿过大齿轮5的轴心，并与大齿轮5固定，大齿轮5与小齿轮7啮合，大齿轮5在轴承支架的限制下，只能旋转45度；小齿轮7的中心轴与舵机8的输出轴固定；大齿轮5与小齿轮7配合，用于在磁吸式对接机构分离时将舵机8的机械力放大传递至固定轴6，驱动固定轴6旋转45度，使公组磁铁组与母组磁铁组极性相反，同时使导向锥2顶开锁止钩12，实现对接机构的分离。

5、所述的母组为整个对接机构的锁止部分，母组支板10的中心设置内凹的锥体支撑架，母组磁铁组9的8块磁铁均匀固定于锥体支撑架上，母组支板10上锥体支撑架的两侧设置外凸的副导向锥11，用于与公组支板4的小的孔位配合对接，锁止钩12转动连接在锥体支撑架背面，橡筋13套在锁止钩12外围，始终对锁止钩12提供缩紧力。

6、本发明的有益效果：

7、1、本发明提出的一种适用于新型协同控制无人机的磁吸式对接机构，创新性地将机械式对接机构和电磁式对接机构相结合，通过磁铁组的极性配合实现了公组部件和母组部件的引导对齐，降低了无人机对接过程中的控制难度，通过橡胶与锁止钩的配合实现公组部件和母组部件的机械锁止，避免了电磁场对无人机系统的影响，提高了无人机对接机构的适用性。

8、2、本发明提出的一种适用于新型协同控制无人机的磁吸式对接机构，在对接时同时提供磁吸力和机械力，提高了连接的牢固性，在分离的同时提供了磁铁的排斥力，使无人机预先分开一小段距离，减小了无人机分离过程中的碰撞风险，提高了无人机分离的安全性。

9、3、本发明提出的一种适用于新型协同控制无人机的磁吸式对接机构，驱动部件仅使用了一个舵机，简化了对接机构的结构复杂度，减轻了对接机构的重量，降低了对接机构对无人机性能的影响。

技术特征：

1.一种适用于新型协同控制无人机的磁吸式对接机构，其特征在于，包括公组和母组；公组包括公组磁铁组(1)、导向锥(2)、轴承(3)、公组支板(4)、大齿轮(5)、固定轴(6)、小齿轮(7)和舵机(8)；母组包括母组磁铁组(9)、母组支板(10)、副导向锥(11)、锁止钩(12)和橡筋(13)；

技术总结本发明提供一种适用于新型协同控制无人机的磁吸式对接机构，属于无人机设计领域。包括公组和母组。本发明创新性地将机械式对接机构和电磁式对接机构相结合，通过磁铁组的极性配合实现了公组部件和母组部件的引导对齐，降低了无人机对接过程中的控制难度，通过橡胶与锁止钩的配合实现公组部件和母组部件的机械锁止，避免了电磁场对无人机系统的影响，提高了无人机对接机构的适用性。本发明在对接时同时提供磁吸力和机械力，提高了连接的牢固性，在分离的同时提供了磁铁的排斥力，使无人机预先分开一小段距离，减小了无人机分离过程中的碰撞风险，提高了无人机分离的安全性。技术研发人员：尹超,徐一帆,李宪开,李飞,李传鹏,王志强受保护的技术使用者：沈阳飞机设计研究所扬州协同创新研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/26