被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置

本发明属于工程仿生学和机械设计制造，涉及被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置。

背景技术：

1、四旋翼飞行器由于出色的机动性使得它在越来越多的领域中得到广泛的应用，四旋翼飞行器因其体积小、运动灵活、可垂直起降、操作简单、复杂空间环境适应性强等优点，在灾难搜救、军事侦察等领域具有广阔的应用前景，而续航时间短是限制旋翼飞行器实际应用的主要技术瓶颈之一。

2、通过模仿鸟类、飞行昆虫的着陆行为，为四旋翼飞行器提供壁面着陆功能，四旋翼飞行器增加栖息的功能，使其拥有墙面栖息的能力，可以增加旋翼飞行器的续航时间，提高四旋翼飞行器高空定点观察和拍摄等任务的稳定性。

3、目前已有的壁面栖停系统大多需要持续耗能，例如通过抽取真空吸盘的方式吸附在壁面上，这种方式会持续耗能，降低了四旋翼飞行器的续航能力，所以研发一种无需功耗且可适用于传统的四旋翼飞行器来说非常重要。

4、现有的四旋翼飞行器壁面栖息装置没有很好的缓冲方式，四旋翼飞行器壁面停歇时由于无法保证吸附面与壁面完全平行，所以在粘附壁面时会导致粘附面与壁面接触不足导致粘附失败，设计一个缓冲机构使之可以自适应于壁面，提高粘附面于壁面的接触面积，提高粘附能力。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，该装置是采用压敏粘附材料进行壁面的粘附，无需功耗，且该装置中设置了缓冲件，提高了粘附效果。

2、本发明采用的技术方案是，被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，包括四旋翼飞行器，四旋翼飞行器的一侧可拆卸的连接有着落机构。

3、本发明的特点还在于：

4、着落机构包括粘附基座，粘附基座的外侧设有压敏粘附材料，粘附基座的内侧设有缓冲件，缓冲件通过四个角上的导向销与压缩弹簧安装在粘附基座中，缓冲件的中部设有连接件。

5、缓冲件与连接件的上方通过弹簧锁块机构连接，缓冲件与连接件的下方通过被动转动副连接。

6、弹簧锁块机构包括锁块，锁块通过转轴安装在连接件上，锁块的一端卡在缓冲件的凹槽中，锁块的另一端通过拉伸弹簧安装在连接件上。

7、被动转动副包括开设在缓冲件底部的两端的约束槽，连接件的底部两端分别设有约束销，两个约束销分别对应与两个约束槽配合。

8、粘附基座的内侧还设有缓冲泡沫。

9、缓冲泡沫位于粘附基座与缓冲件之间。

10、本发明的有益效果如下：

11、(1)被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置采用被动式解锁的功能，着落状态下无功耗、无噪音，提高了四旋翼飞行器执行高空定点观察和拍摄任务时的隐蔽性和稳定性，延长四旋翼飞行器的续航时间，并且对四旋翼飞行器的负载能力要求较低，可以很容易的安装在传统四旋翼飞行器上，只需将被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置直接安装到传统的四旋翼飞行器上即可提供壁面栖停功能，安装方便，适应范围广；

12、(2)缓冲装置的设计大大的提高了四旋翼飞行器壁面栖停的成功率，解决了当四旋翼飞行器粘附面与壁面不完全平行时通过弹簧来实现自适应壁面，也有着缓冲的作用，防止接触时冲击力过大导致损坏和影响四旋翼飞行器的飞行。

技术特征：

1.被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，其特征在于：包括四旋翼飞行器(1)，四旋翼飞行器(1)的一侧可拆卸的连接有着落机构(2)。

2.根据权利要求1所述的被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，其特征在于：所述着落机构(2)包括粘附基座(2-8)，粘附基座(2-8)的外侧设有压敏粘附材料(2-13)，粘附基座(2-8)的内侧设有缓冲件(2-2)，缓冲件(2-2)通过四个角上的导向销(2-12)与压缩弹簧(2-9)安装在粘附基座(2-8)中，缓冲件(2-2)的中部设有连接件(2-1)。

3.根据权利要求2所述的被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，其特征在于：所述缓冲件(2-2)与连接件(2-1)的上方通过弹簧锁块机构连接，缓冲件(2-2)与连接件(2-1)的下方通过被动转动副连接。

4.根据权利要求3所述的被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，其特征在于：所述弹簧锁块机构包括锁块(2-3)，锁块(2-3)通过转轴(2-4)安装在连接件(2-1)上，锁块(2-3)的一端卡在缓冲件(2-2)的凹槽中，锁块(2-3)的另一端通过拉伸弹簧(2-14)安装在连接件(2-1)上。

5.根据权利要求4所述的被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，其特征在于：所述被动转动副包括开设在缓冲件(2-2)底部的两端的约束槽(2-6)，连接件(2-1)的底部两端分别设有约束销(2-7)，两个约束销(2-7)分别对应与两个约束槽(2-6)配合。

6.根据权利要求5所述的被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，其特征在于：所述粘附基座(2-8)的内侧还设有缓冲泡沫(2-10)。

7.根据权利要求6所述的被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，其特征在于：所述缓冲泡沫(2-10)位于粘附基座(2-8)与缓冲件(2-2)之间。

技术总结本发明公开了被动式四旋翼飞行器壁面栖停装置，包括四旋翼飞行器，四旋翼飞行器的一侧可拆卸的连接有着落机构。当粘附在壁面后由于四旋翼四旋翼飞行器重力对连接件产生绕约束销转动的力矩，拉伸弹簧对锁块的锁紧力不足以平衡解锁力矩，导致锁块从缓冲件的凹槽中逐渐脱出，实现了被动式的解锁，此时四旋翼飞行器竖直停靠在壁面上。当四旋翼飞行器复飞时，四旋翼飞行器螺旋桨启动，产生向上倾转的力矩，四旋翼飞行器逐渐恢复近水平姿态，此时由于缓冲件上的约束槽采用开口的方式，四旋翼飞行器向上的力会使连接件上的约束销从缓冲件上的约束槽中脱出，此时四旋翼飞行器进行复飞，整个过程无需功耗。技术研发人员：刘彦伟,陈哲洋,吴晅,孙明迁,李淑娟受保护的技术使用者：西安理工大学技术研发日：技术公布日：2024/7/15