一种自动对准的快速分离机构的制作方法

本技术涉及激光测距对准，具体涉及飞行器主体与挂载部件之间的全自动快速分离组合机构以及飞行汽车飞行部分与座舱/货舱等部分之间的全自动快速分离组合机构。

背景技术：

1、随着飞行器相关技术的日益成熟，飞行器的应用也日益广泛，包括军用、应急、消防、农业等领域。随着应用需求的变化，飞行器逐渐成为一个通用化的平台，该平台可根据应用需要挂载不同的载荷，有效提高飞行器应用的灵活性。

2、然而随着传统的飞行器与挂载载荷之间的连接方式，仍然是采用较为繁琐的固定方式，不但需要人工介入，而且组合/分离时间长，严重制约了飞行器应用的灵活性以及在各种场景下应用的可行性。

3、特别是在新兴的飞行汽车领域，由于飞行汽车需要兼顾空中飞行（飞行器）和地面行驶（汽车）两种形态，因此飞行汽车未来不但需要采用模块化设计，而且各个模块之间必须支持自动化的快速组合/分离，以适应应用形态的切换。

4、因此，本实用新型专利提出一种自动对准的快速分离机构及其对准方法，为飞行器、飞行汽车的部件之间的快速分离/组合，提供全面的解决方案。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种自动对准的快速分离机构及其对准方法，可通过简单的电控信号即可实现自动化组合或分离；同时采用球形连接的方式，不但具有小型化、重量轻等适用于飞行器的先天优势，而且通过球形定位对准，可允许一定的定位误差，大大降低了飞行器自动定位要求，为飞行器/飞行汽车在各种应用场景下，快速切换载荷。

2、为解决以上技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

3、一种自动对准的快速分离机构，包括飞行平台、智能对准系统、分离组合单元和任务舱，飞行平台上安装有可自主移动的飞行器模块，任务舱可挂接在飞行器模块上，飞行器模块和任务舱采用分离组合单元进行组合或分离，飞行器模块和任务舱进行组合时采用智能对准系统进行自动对准；

4、所述分离组合单元包括舵机和球形锁，球形锁包括球头和球窝，所述球头内安装有弹性的卡扣锁舌，球窝内部设计有固定的锁杆，当球头完全压进球窝时，所述球头内部的卡扣锁舌自动扣紧球窝内锁杆，处于锁紧组合状态；当需要分离时，通过舵机控制所述球头的卡扣锁舌张开，脱离所述球窝的锁杆，即可实现分离；

5、所述智能对准系统包括自动对准识别计算机、高清摄像头系统和激光测距模组，智能对准系统安装在飞行器模块上，任务舱上安装有对准二维码，高清摄像头系统拍摄对准二维码的图像，自动对准识别计算机实时处理高清摄像头系统拍摄的对准二维码的图像，通过ai算法计算飞行器模块和任务舱的相对位置，并将相对位置信息发送给飞行器模块自带的飞控系统，飞控系统控制飞行器模块移动并最终对准，一旦对准后，实时计算激光测距模组探测到两个主体之间的距离，并将距离信息实时发送给飞行器模块自带的飞控系统，飞控系统控制飞行器模块移动并最终贴紧，完成智能自动组合。

6、进一步的，所述高清摄像头系统包括高清摄像头和控制云台，自动对准识别计算机包括智能识别处理器，智能识别处理器连接有复位看门狗、时钟、数据存储器ddr3、程序存储器flash和jtag，智能识别处理器连接有高清摄像头、激光测距模组和控制云台。

7、进一步的，所述球头可全部插入到球窝中，所述球窝内部安装有承受拉力的锁杆，所述锁杆的拉力以及强度满足不小于300kg拉力的要求。

8、进一步的，所述球头底部设有开槽，开槽方向与球窝内部锁杆的方向相对应，并在球头内部设有带弹簧压力的卡扣锁舌，通过球窝内锁杆的挤压到底后，锁舌自动弹回并与锁杆挂接，实现组合拉紧。

9、进一步的，所述球头和球窝均为半球形。

10、进一步的，所述飞行器模块与任务舱空中分离，飞行器模块在飞行过程中，接到分离指令后，飞行器模块的飞控系统响应指令并输出舵机控制信号，控制所述球头的卡扣锁舌与所述球窝的锁杆解锁，脱开连接，任务舱在失去球形锁的连接拉力后由于重力自动脱落，实现飞行平台与任务舱的分离，完成抛投动作。

11、进一步的，所述飞行器模块与任务舱地面分离，飞行器模块与任务舱组合，停放在地面，飞行器模块的飞控系统响应分离指令并输出舵机控制信号，控制所述球头的卡扣锁舌与所述球窝的锁杆解锁，脱开连接；同时飞控系统控制飞行器模块垂直向上飞离，即可实现飞行器模块与任务舱的分离。

12、进一步的，所述任务舱与飞行平台的底盘地面分离，任务舱与飞行平台的底盘组合成可以在地面行驶汽车，停放在地面，飞行器模块的飞控系统控制飞行器模块飞行到任务舱上方，并通过智能自动对准系统，调整飞行器模块对准任务舱，保证安装在飞行器模块上的所述球头与安装在座舱上的所述球窝对准，并通过激光测距模组控制飞行器模块与任务舱之间的距离，精准降落飞行器模块到任务舱顶部，并通过挤压实现所述球头与所述球窝锁紧连接，完成飞行器模块与任务舱的组合；

13、通过舵机控制飞行平台的底盘与任务舱之间连接的球头卡扣锁舌与球窝锁杆解锁，脱开连接，飞行器模块挂接着座舱飞离飞行平台的底盘，实现两者之间的自动快速分离。

14、本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

15、采用舵机控制+球形锁+智能自动对准的方式，提出了一种智能化、全自动、快速的组合/分离机构，占用体积小而且可嵌入到连接个体内部，实现了大件个体之间的有效组合/分离，控制简单、连接安全可靠并具备良好的抗震性能，首次实现了飞行器自主更换挂载载荷，可在无人机挂载连接、飞行汽车模块化设计及组合等场景中广泛应用，有效推动了飞行器在各种行业中的应用。

16、自动对准识别计算机实时处理摄像头拍摄对准二维码的图像，通过ai算法计算两个待组合个体的相对位置，并将相对位置信息发送给主体移动的控制系统，控制主体移动并最终对准，一旦对准后，实时计算激光测距模组探测到两个主体之间的距离，并将距离信息实时发送给主体移动的控制系统，控制主体移动并最终贴紧，完成智能自动组合。

技术特征：

1.一种自动对准的快速分离机构，其特征在于：包括飞行平台、智能对准系统(4)、分离组合单元(100)和任务舱，飞行平台上安装有可自主移动的飞行器模块，任务舱可挂接在飞行器模块上，飞行器模块和任务舱采用分离组合单元(100)进行组合或分离，飞行器模块和任务舱进行组合时采用智能对准系统进行自动对准；

2.如权利要求1所述的一种自动对准的快速分离机构，其特征在于：所述高清摄像头系统包括高清摄像头和控制云台，自动对准识别计算机包括智能识别处理器，智能识别处理器连接有复位看门狗、时钟、数据存储器ddr3、程序存储器flash和jtag，智能识别处理器连接有高清摄像头、激光测距模组和控制云台。

3.如权利要求1所述的一种自动对准的快速分离机构，其特征在于：所述球头(2)可全部插入到球窝(3)中，所述球窝(3)内部安装有承受拉力的锁杆(31)，所述锁杆(31)的拉力以及强度满足不小于300kg拉力的要求。

4.如权利要求3所述的一种自动对准的快速分离机构，其特征在于：所述球头(2)底部设有开槽(21)，开槽(21)方向与球窝(3)内部锁杆的方向相对应，并在球头(2)内部设有带弹簧压力的卡扣锁舌(22)，通过球窝(3)内锁杆的挤压到底后，锁舌自动弹回并与锁杆挂接，实现组合拉紧。

5.如权利要求1所述的一种自动对准的快速分离机构，其特征在于：所述球头(2)和球窝(3)均为半球形。

6.如权利要求1所述的一种自动对准的快速分离机构，其特征在于：所述飞行器模块与任务舱空中分离，飞行器模块在飞行过程中，接到分离指令后，飞行器模块的飞控系统响应指令并输出舵机控制信号，控制所述球头(2)的卡扣锁舌与所述球窝(3)的锁杆解锁，脱开连接，任务舱在失去球形锁的连接拉力后由于重力自动脱落，实现飞行平台与任务舱的分离，完成抛投动作。

7.如权利要求1所述的一种自动对准的快速分离机构，其特征在于：所述飞行器模块与任务舱地面分离，飞行器模块与任务舱组合，停放在地面，飞行器模块的飞控系统响应分离指令并输出舵机控制信号，控制所述球头(2)的卡扣锁舌与所述球窝(3)的锁杆解锁，脱开连接；同时飞控系统控制飞行器模块垂直向上飞离，即可实现飞行器模块与任务舱的分离。

8.如权利要求1所述的一种自动对准的快速分离机构，其特征在于：所述任务舱与飞行平台的底盘地面分离，任务舱与飞行平台的底盘组合成可以在地面行驶汽车，停放在地面，飞行器模块的飞控系统控制飞行器模块飞行到任务舱上方，并通过智能自动对准系统，调整飞行器模块对准任务舱，保证安装在飞行器模块上的所述球头(2)与安装在座舱上的所述球窝(3)对准，并通过激光测距模组控制飞行器模块与任务舱之间的距离，精准降落飞行器模块到任务舱顶部，并通过挤压实现所述球头与所述球窝锁紧连接，完成飞行器模块与任务舱的组合；

技术总结本申请公开了一种自动对准的快速分离机构，快速分离机构包括飞行平台、智能对准系统、分离组合单元和任务舱，飞行平台上安装有可自主移动的飞行器模块，任务舱可挂接在飞行器模块上，飞行器模块和任务舱采用分离组合单元进行组合或分离，飞行器模块和任务舱进行组合时采用智能对准系统进行自动对准。具有以下有点：可通过简单的电控信号即可实现自动化组合或分离；同时采用球形连接的方式，不但具有小型化、重量轻等适用于飞行器的先天优势，而且通过球形定位对准，可允许一定的定位误差，大大降低了飞行器自动定位要求，为飞行器/飞行汽车在各种应用场景下，快速切换载荷。技术研发人员：颜军,董文岳,杨革,孙勋,梁丽娜,胡洁受保护的技术使用者：山东欧龙电子科技有限公司技术研发日：20231012技术公布日：2024/7/18