定位機構及採用該定位機構的uav基站的製作方法

2023-09-18 03:48:10 2

定位機構及採用該定位機構的uav基站的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種定位機構及採用該定位機構的UAV基站、UAV補給方法，該定位機構，包括設有降落區域的基座，所述降落區域上設有定位部；可活動地設於所述降落區域的導向件，所述導向件包括導向面；其中，所述導向件相對於所述基座的活動狀態包括非工作狀態及工作狀態，所述導向件在所述非工作狀態的高度小於在所述工作狀態的高度，並且所述導向面在所述工作狀態能夠與所述定位部相鄰接。上述定位機構相較於全主動式的方案減少了用於定位的作動器的數量，從而降低了設備的成本及複雜度，並且減少導向件在非工作狀態時的佔用空間，便於設備小型化設計。
【專利說明】定位機構及採用該定位機構的UAV基站

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種基站，特別涉及一種定位機構及採用該定位機構的UAV(小型無人飛行器，Unmanned Aerial Vehicle)基站。

【背景技術】
[0002]UAV的定點自動降落及定位技術，即UAV利用機器視覺等技術，在無人操作的情況下進行定點降落，並在降落後，將UAV的位置固定到所需的準確位置。這個技術，可用於很多應用中，例如UAV降落後，配套的地面裝置若需要對其進行交互，如自動更換電池，或自動更換負載等。
[0003]一般常見的定位方案，有全主動式的，即使用電機等作動器，UAV在地面降落後，把其移動到所需要的位置，固定其在平面上的三個維度(兩個線性維度，一個角度)。
[0004]也有全被動式的，例如Skycatch公司的方案，把UAV的底部做成大圓錐形，降落定位部做成大圓錐坑，UAV降落後，自動滑落至降落定位部內，從而對UAV在平面中的兩個線性維度進行定位。或者，UAV的腳架做成幾根豎直的柱子，停機坪上有相同間距的幾個圓錐坑，UAV降落在圓錐的投影面積上時，自動滑落到圓錐坑的底部，固定住三個維度。
[0005]然而，傳統的定位方案存在下缺陷:
[0006]全主動式的方案，缺點在於需要使用較多作動器，而且需要固定UAV的三個維度，定位和引導UAV的裝置較為複雜，會增加設備的成本和複雜度。
[0007]全被動式的方案，缺點在於裝置體積較大。例如，圓錐形的結構，佔用空間大，這樣若希望把設備做得小，就難以做到。
實用新型內容
[0008]鑑於此，本實用新型有必要提供一種需要作動器較少、並且能夠減小UAV基站體積的定位機構。
[0009]一種定位機構，包括:
[0010]設有降落區域的基座，所述降落區域上設有定位部；以及
[0011]用於將移動物體導向至所述定位部的導向件，所述導向件可活動地設於所述降落區域，所述導向件包括導向面；
[0012]其中，所述導向件相對於所述基座的活動變形的狀態包括非工作狀態及工作狀態，所述導向件在所述非工作狀態時的形態不同於在所述工作狀態時的形態，並且所述導向面在所述工作狀態能夠與所述定位部相鄰接。
[0013]相較於傳統的定位技術，上述定位機構至少具有如下優點:
[0014](I)上述定位機構通過降落區域的導向件將UAV導向至定位區域，通過降落區域的定位部或定位部與導向件共同配合而將UAV定位，相較於全主動式的方案減少了用於定位的作動器的數量，從而降低了設備的成本及複雜度。
[0015](2)上述定位機構的導向件可活動地設於降落區域，並且所述導向件相對於所述基座的活動狀態包括非工作狀態及工作狀態，所述導向件在所述非工作狀態的高度小於在所述工作狀態的高度，以減少導向件在非工作狀態時的佔用空間，因此，便於設備小型化設
i+o
[0016](3)上述定位機構通過降落區域的導向件將UAV導向至定位區域，而無需UAV精準地降落至定位部所在區域，從而降低了 UAV降落的定位、導航精度要求。
[0017]在其中一個實施例中，所述定位部為用於定位平面上的兩個維度的二維定位部，所述兩個維度包括兩個線性維度，或者所述兩個維度包括一個線性維度及一個角度；
[0018]或者，所述定位部為用於定位空間上的三個維度的三維定位部。
[0019]在其中一個實施例中，所述降落區域還包括鄰接所述定位部的操作區域。
[0020]在其中一個實施例中，所述操作區域設有供操作裝置伸出到所述基座外的操作活門。
[0021]在其中一個實施例中，所述定位部為定位平面。
[0022]在其中一個實施例中，所述定位平面與所述操作區域相對的一側設有底邊定位件。
[0023]在其中一個實施例中，所述導向件為兩個，所述兩個導向件分別位於所述定位部的相對兩側邊，並且所述兩個導向件的所述導向面相對設置；
[0024]或者，所述定位平面邊緣還設有側邊限位件，所述側邊限位件及所述導向件分別位於所述定位部的相對兩側邊，並且所述導向件的所述導向面與所述側邊限位件相對設置。
[0025]在其中一個實施例中，所述定位部為定位凹部，所述定位凹部與所述導向件的所述導向面相鄰接。
[0026]在其中一個實施例中，所述定位凹部的尺寸等於待定位尺寸；
[0027]或者，所述定位凹部具有長度方向及寬度方向，所述定位凹部在所述寬度方向的尺寸等於待定位尺寸，所述定位凹部在所述長度方向的尺寸大於待定位尺寸。
[0028]在其中一個實施例中，所述導向面為平面或曲面。
[0029]在其中一個實施例中，所述導向件可摺疊於所述降落區域，所述工作狀態為所述導向件伸展後的狀態，所述非工作狀態為所述導向件摺疊後的狀態。
[0030]在其中一個實施例中，所述導向件為導向板，所述導向板與所述基座可轉動連接，並且所述導向面設於所述導向板的表面，所述工作狀態為所述導向板相對於所述基座轉動至與所述降落區域傾斜的狀態，所述非工作狀態為所述導向板轉動至與所述降落區域平行的狀態。
[0031]在其中一個實施例中，還包括連杆及定位導軌，所述定位導軌上設有多個間隔設置的限位部，所述連杆的一端與所述導向板可轉動連接，另一端可選擇性地與所述多個限位部中的一個相卡合，以支撐所述導向板；
[0032]或/及，還包括驅動件，所述驅動件驅動所述導向板相對於所述基座可轉動。
[0033]在其中一個實施例中，所述導向件可摺疊於所述基座內，所述工作狀態為所述導向件伸出所述基座外的狀態，所述非工作狀態為所述導向件摺疊於所述基座內的狀態。
[0034]在其中一個實施例中，所述降落區域設有安裝活門，所述導向件通過所述安裝活門從所述基座內伸出到所述降落區域。
[0035]在其中一個實施例中，還包括驅動件，所述驅動件驅動所述導向件從所述安裝活門伸出到所述降落區域。
[0036]在其中一個實施例中，所述導向件可收縮自身體積，所述工作狀態為所述導向件伸展體積後的狀態，所述非工作狀態為所述導向件收縮體積後的狀態。
[0037]在其中一個實施例中，所述導向件包括充氣氣囊，所述工作狀態為所述充氣氣囊充氣後的狀態，所述非工作狀態為所述充氣氣囊放氣後的狀態。
[0038]在其中一個實施例中，所述導向件限定所述定位部的局部，並且通過所述導向件的活動變形可調節所述定位部的大小。
[0039]在其中一個實施例中，所述導向件在所述降落區域可平移或轉動，以調節所述定位部的大小；
[0040]或者，所述導向件為收縮機構，通過所述導向件的自身伸來縮調節所述定位部的大小。
[0041]在其中一個實施例中，所述定位部包括如下至少一種:定位平面，定位凹槽，定位機械結構；
[0042]或/及，所述導向件的形態包括如下至少一種:所述導向件相對於所述降落區域的高度，所述導向件在所述降落區域的投影面積，所述導向件在所述降落區域的投影的長度，所述導向件在所述降落區域的投影的寬度，所述導向件在所述降落區域的投影的形狀，所述導向件相較於所述降落區域的夾角，所述導向件相對於所述降落區域的位置，所述導向件的自身體積；
[0043]或/及，所述導向件與所述基座的活動連接方式包括如下至少一種:所述導向件與所述基座可轉動連接，所述導向件與所述基座可滑動連接，所述導向件與所述基座可伸縮連接，所述導向件能夠從所述基座內移動至所述基座外；
[0044]或/及，所述導向件的活動變形包括如下至少一種:所述導向件相對於所述基座轉動，所述導向件相對於所述降落區域平移，所述導向件相對於所述降落區域翻轉，所述導向件相對於所述降落區域升降，所述導向件自身伸縮，所述導向件改變自身體積。
[0045]一種UAV基站，包括:
[0046]上述的定位機構；以及
[0047]用於對UAV進行操作的操作裝置；
[0048]其中，所述UAV通過所述導向件的導向面移動至所述定位部，所述操作裝置對定位於所述定位部的所述UAV進行操作。
[0049]在其中一個實施例中，所述操作裝置包括用於輔助定位所述UAV的輔助機械結構；
[0050]或/及，所述操作裝置包括用於對所述UAV進行功能原材料補給的原材料補給機構；
[0051]或/及，所述操作裝置包括用於對所述UAV的負載進行更換的更換機構。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]圖1為本實用新型的實施方式的UAV基站在非使用狀態下的立體圖；
[0053]圖2為圖1所示的UAV基站在使用狀態下的立體圖；
[0054]圖3為圖1所示的UAV基站定位UAV時的狀態圖；
[0055]圖4為另一實施方式的UAV基站的結構示意圖；
[0056]圖5為另一實施方式的UAV基站的結構示意圖；
[0057]圖6為另一實施方式的UAV基站的結構示意圖；
[0058]圖7為另一實施方式的UAV基站的結構示意圖；
[0059]圖8為本實用新型的實施方式的UAV補給方法的流程圖；
[0060]圖9至圖12為圖8所示的UAV補給方法採用的UAV基站的使用狀態圖。

【具體實施方式】
[0061 ] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0062]需要說明的是，當組件被稱為「固定於」另一個組件，它可以直接在另一個組件上或者也可以存在居中的組件。當一個組件被認為是「連接」另一個組件，它可以是直接連接到另一個組件或者可能同時存在居中組件。本文所使用的術語「垂直的」、「水平的」、「左」、「右」以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0063]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬於本實用新型的【技術領域】的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在於限制本實用新型。本文所使用的術語「及/或」包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0064]本實用新型的實施方式提供一種定位機構，該定位機構包括基座及導向件。所述基座設有降落區域，所述降落區域上設有定位部。所述導向件可活動地設於所述降落區域，所述導向件相對於所述基座的活動變形的狀態包括非工作狀態及工作狀態。UAV可由所述導向件導向至定位部，被所述定位部定位。
[0065]基於上述定位機構，本實用新型的實施例還提供一種採用上述定位機構的UAV基站。
[0066]所述UAV基站，包括上述的定位機構以及用於對UAV進行操作的操作裝置。其中，所述UAV通過導向件的導向面移動至所述定位部，所述操作裝置對被定位於所述定位部上的所述UAV進行操作。
[0067]在其中一些實施例中，所述操作裝置包括用於輔助定位所述UAV的輔助機械結構。例如，所述輔助機械結構可以為一軸輔助機械結構，二軸輔助機械結構，三軸輔助機械結構等。
[0068]在其中一些實施例中，所述操作裝置還包括用於對所述UAV進行功能原材料補給的原材料補給機構。
[0069]在其中一些實施例中，所述原材料補給機構還包括液體原料輸送接口。例如，當所述UAV採用燃油動力裝置，則所述原材料補給機構包括燃油輸送接口。
[0070]在其中一些實施例中，所述原材料補給機構包括固體原料輸送裝置，例如，當所述UAV承載有噴灑粉末狀的農藥的噴藥裝置，則所述原材料補給機構包括農藥輸送軌道，或者藥盒夾持裝置。
[0071]在其中一些實施例中，所述操作裝置包括用於對所述UAV的負載進行更換的更換機構，例如，所述操作裝置包括用於跟換UAV掛載的雲臺的輔助機械結構。
[0072]在其中一些實施例中，所述導向件限定所述定位部的局部，通過所述導向件的活動變形可調節所述定位部的大小。例如，所述導向件在所述降落區域可平移，以調節所述定位部的大小；或者，所述導向件為收縮機構，通過所述導向件的伸縮調節所述定位部的大小。
[0073]基於上述UAV基站，本實用新型的實施方式還提供一種UAV補給方法。所述UAV補給方法通過所述UAV基站的降落區域內的導向件變換至工作狀態，以將所述UAV導向至所述降落區域內的定位部，所述導向件在所述工作狀態相較於所述降落區域的高度大於在非工作狀態相較於所述降落區域的高度。
[0074]下面結合附圖，對本實用新型的一些實施方式作詳細說明。
[0075]請參閱圖1至圖3，本實用新型的實施方式的UAV基站100，包括定位機構101以及用於對UAV 200進行操作的操作裝置103。
[0076]定位機構101，包括基座110以及導向件120。導向件120用於將UAV 200導向至基座110上的指定區域，並且導向件120可以變形，以減小導向件120的佔用空間，從而便於定位機構101小型化設計。
[0077]具體在圖示的實施例中，所述導向件120相對於所述基座110的活動變形的狀態包括非工作狀態及工作狀態。所述導向件120在所述非工作狀態時的形態不同於在所述工作狀態時的形態。具體地，所述形態為所述導向件120相對於所述基座110的高度。
[0078]基座110設有降落區域111，降落區域111上設有定位部113，定位部113用於定位 UAV 200。
[0079]基座110的結構可以根據實際需要來設計，例如，在圖示的實施例中，基座110為UAV基站100的框架。
[0080]具體在圖示的實施例中，定位部113為用於定位平面上的兩個維度的二維定位部，兩個維度包括一個線性維度及一個角度。
[0081]具體地，定位部113為定位平面，定位平面的一側設有底邊定位件114。導向件120為兩個，兩個導向件120分別位於定位部113的相對兩側邊，並且兩個導向件120的導向面121相對設置。定位平面與兩個導向件120及底邊定位件114共同定位UAV 200，使UAV200僅在兩個導向件120之間滑動，而不能轉動。
[0082]當然，導向件120也可以為一個，例如，在其他實施例中，定位平面邊緣還設有側邊限位件，側邊限位件及導向件120分別位於定位部113的相對兩側邊，並且導向件120的導向面與側邊限位件相對設置。
[0083]進一步的，降落區域111還包括鄰接定位部113的操作區域116。操作裝置103對應操作區域116，以便於對UAV 200進行相關操作。底邊定位件114設於定位部113與操作區域116相對的一側。
[0084]進一步的，操作區域116設有供操作裝置103伸出到基座110外的操作活門117。當操作裝置103從操作活門117伸出到降落區域111時，操作活門117打開；當操作裝置103從操作活門117縮回基座110內時，操作活門117關閉。
[0085]在其他實施例中，定位部113可以為定位凹部，並且具有長度方向及寬度方向，寬度方向的尺寸基本等於待定位尺寸，長度方向的尺寸大於待定位尺寸。例如，在其中一個實施例中，定位部113為長方形凹槽，UAV 200的腳架呈正方形，並且UAV 200的腳架的寬度等於正方形凹槽的開口尺寸，使UAV 200的腳架在長方形凹槽內沿其長度方向可滑動，而不能轉動。
[0086]定位部113也可以為用於定位平面上的兩個維度的二維定位部，兩個維度包括兩個線性維度。在其中一個實施例中，定位部113為定位凹部，定位凹部與導向件120的導向面121相鄰接。定位凹部的尺寸基本等於待定位尺寸。例如，在其中一個實施例中，定位部113為正方形凹槽，UAV 200的腳架也呈正方形，並且UAV 200的腳架的邊長等於正方形凹槽的開口尺寸。
[0087]定位部113也可以為用於定位空間上的三個維度的三維定位部113。例如，定位部113為定位凹部，定位凹部與導向件120的導向面121相鄰接，定位凹部的側壁上設有能夠自動彈出的定位銷，以將UAV 200的腳架完全定位在定位凹部內，從而使定位凹部形成三維定位部。
[0088]導向件120可活動地設於基座110的降落區域111，導向件120包括導向面121。導向件120相對於基座110的活動狀態包括非工作狀態及工作狀態，導向件120在非工作狀態的高度小於在工作狀態的高度，並且導向面121在工作狀態能夠與定位部113相鄰接。
[0089]導向面121可以為平面。當然，導向面121也可以為曲面，例如，導向面121包括如下至少一種:V形凸面，V形凹面，圓弧凸面，圓弧凹面，球形凸面，球形凹面。
[0090]導向件120的變形方式可以根據不同實際需要來設計，以下結合不同的實施例來說明。
[0091]導向件120可以摺疊於降落區域111，工作狀態為導向件120伸展後的狀態，非工作狀態為導向件120摺疊後的狀態。例如，在圖示的實施例中，導向件120為導向板，導向板與基座110可轉動連接，並且導向面121設於導向板的表面，工作狀態為導向板相對於基座110轉動至與降落區域111傾斜的狀態，非工作狀態為導向板轉動至與降落區域111平行的狀態。
[0092]具體地，導向板為設於基站上的與水平面呈預定角度(例如45° )的斜板，兩塊斜板與平面相交處的距離，為UAV 200的腳架間的距離。平板的寬度視UAV 200定點降落的精度而定。UAV 200的腳架的最外緣設計為矩形。當UAV 200降落時，可以在斜板在水平面投影覆蓋的範圍內降落，由於重力作用，UAV 200會滑落到兩塊斜板中間，停在兩塊斜板與平面相交處的位置，而達到兩個維度(一個線性、一個旋轉)的定位作用。在不使用這個設備時，斜板可以被輕鬆地摺疊至與平面平行，節省空間，方便運輸或儲存。
[0093]操作裝置103為設於UAV基站100上的一個單自由度機械臂，通過單自由度機械臂的推動，把UAV 200推到所需的位置，完成另一個線性維度的定位。至此，已做到UAV 200在UAV基站100上的降落區域111上的精確定位。
[0094]在上述實施例中，其為半被動的定位方案，優勢在於較為簡單的結構，只需一個作動器(若採用三軸機械臂，則無需增加額外作動器，可使用三軸機械臂中的其中一個自由度完成)。空間上也有優勢，在不使用時，可以摺疊到較小的空間。
[0095]需要說明的是，導向件120可以手動進行摺疊，也可以在自動摺疊。例如，在圖示的實施例中，定位機構101還包括連杆123及定位導軌125，定位導軌125上設有多個間隔設置的限位部125a，連杆123的一端與導向件120可轉動連接，另一端可選擇性地與多個限位部125a相卡合，以支撐導向件120。具體地，限位部125a為限位凹槽。
[0096]在另外一個實施例中，定位機構101還包括驅動件，驅動件223驅動導向件120相對於基座110可轉動。
[0097]如圖4所示，驅動件可以為伸縮氣缸223，伸縮氣缸223的伸縮杆223a的自由端與導向板可轉動連接，並且伸縮氣缸223的伸縮杆223a的自由端沿導向板可滑動。例如，伸縮氣缸223的伸縮杆223a的自由端設有兩個凸耳223b，導向件120與導向面121相背對的背面設有兩個相對設置的滑槽，所述兩個凸耳223b分別設於所述兩個滑槽內，所述凸耳223b在所述滑槽內可轉動，同時沿所述滑槽可滑動。
[0098]如圖5所示，驅動件也可以為電機225，定位機構101還包括絲母226及絲杆227，絲杆227與電機225的驅動軸共軸固定連接；絲母226套設在絲杆227上，並且與導向板可滑動連接。其中，電機225驅動絲杆227轉動，絲母226與絲杆227螺紋配合而使絲母226沿絲杆227移動，絲母226帶動導向板轉動。
[0099]或者，導向件120設有樞軸，並且導向件120跟隨樞軸一起轉動，電機225的驅動軸與所述樞軸共軸連接，並且驅動樞軸轉動，以帶動導向件120轉動。
[0100]或者，導向件120設有樞軸，並且導向件120跟隨樞軸一起轉動，電機的驅動軸通過同步帶與所述樞軸同步轉動，以帶動導向件120轉動於基座110內。
[0101]導向件120也可以摺疊於基座110內，工作狀態為導向件120伸出基座110外的狀態，非工作狀態為導向件120摺疊於基座110內的狀態。例如，如圖6所示，在其中一個實施例中，降落區域111設有安裝活門333，導向件120通過安裝活門333從基座110內伸出到降落區域111。
[0102]進一步的，還包括驅動件，驅動件驅動導向件120從安裝活門333伸出到降落區域
Illo
[0103]驅動件可以為伸縮氣缸，伸縮氣缸的伸縮杆的自由端與導向件120活動連接，以帶動導向件120轉動於基座110。
[0104]驅動件也可以為電機，定位機構101還包括絲杆及絲母，絲杆與電機的驅動軸共軸固定連接；絲母套設在絲杆上，並且與導向件120可滑動地鉸接。其中，電機驅動絲杆轉動，絲母與絲杆螺紋配合而使絲母沿絲杆移動，絲母帶動導向板轉動於基座110內。
[0105]或者，導向件120設有樞軸，並且導向件120跟隨樞軸一起轉動，電機的驅動軸與所述樞軸共軸連接，並且驅動樞軸轉動，以帶動導向件120轉動於基座110內。
[0106]或者，導向件120設有樞軸，並且導向件120跟隨樞軸一起轉動，電機的驅動軸通過同步帶與所述樞軸同步轉動，以帶動導向件120轉動於基座110內。
[0107]導向件120也可以收縮自身體積，工作狀態為導向件120伸展體積後的狀態，非工作狀態為導向件120收縮體積後的狀態。例如，如圖7所示，在其中一個實施例中，導向件120包括充氣氣囊423及與充氣氣囊423連接的充氣裝置425，工作狀態為充氣氣囊423充氣後的狀態，非工作狀態425為充氣氣囊423放氣後的狀態。
[0108]進一步的，導向件120限定定位部113的局部，通過導向件120的活動變形調節定位部113的大小，以適用於不同的型號的UAV。例如，在圖示的實施例中，導向件120構成定位部113的一側限位邊，當轉動或平移導向件120時，可以改變定位部113的大小。或者，導向件120自身可以伸縮，以改變定位部113的大小。
[0109]UAV 200通過導向件120的導向面121移動至定位部113，操作裝置103對位於定位部113的UAV 200進行操作。
[0110]操作裝置103可以包括用於輔助定位UAV 200的輔助機械結構。例如，輔助機械結構相對於定位部113可伸縮，以推動UAV 200，直至UAV 200被定位部113及輔助機械結構共同定位。或者，輔助機械結構也可以可夾持UAV 200，以定位UAV 200。或者，輔助機械結構包括用於抓取電池的電池抓取機構以及用於定位UAV 200的夾持機構。輔助機械結構的具體結構可以根據不同需求來設計，例如，輔助機械結構可以為機械手。
[0111]進一步的，操作裝置103還包括用於對UAV 200進行功能原材料補給的原材料補給機構。原材料補給機構包括如下至少一種:液體原料輸送接口，固體原料輸送裝置。液體原料輸送接口用於對UAV 200補給液體原料，例如，汽油，清潔劑，殺蟲藥等等。固體原料輸送裝置用於對UAV 200補給固體類原料，例如，粉末狀的農藥，滅火粉等等。
[0112]進一步的，操作裝置103包括用於對UAV 200的負載進行更換的更換機構。更換機構可以為用於更換UAV 200的雲臺的輔助機械結構，也可以為用於更換UAV 200的超聲波清潔裝置的輔助機械結構。
[0113]需要說明的是，基座110的定位部113不限於為定位平面，定位凹槽，也可以為定位機械結構。定位機械結構可以為定位框、定位凸柱等結構。
[0114]導向件120的形態不限於導向件120相較於降落區域111的高度，也可以為其他形態，例如，形態可以為導向件120在降落區域111的投影面積。例如，在圖示的實施例中，導向件120為板體，其在降落區域111的投影為矩形，並且導向件120在非工作狀態時的投影面積大於工作狀態時的投影面積。
[0115]形態也可以為導向件120在降落區域111的投影的長度，或者導向件120在降落區域111的投影的寬度。例如，在圖示的實施例中，導向件120為板體，其在降落區域111的投影為矩形，並且導向件120在非工作狀態時的投影的寬度大於工作狀態時的投影的寬度。
[0116]形態也可以為導向件120在降落區域111的投影的形狀，例如，在圖示的實施例中，若導向件120為正方形的板體，導向件120在非工作狀態時的投影為正方形，工作狀態時的投影為長方形。
[0117]形態也可以為導向件120相較於降落區域111的夾角，導向件120相對於降落區域111的位置，例如，在其中一個實施例中，導向件120與基座110可轉動連接，並且可以翻轉至基座I1內，導向件120在非工作狀態時位於降落區域111的下方，在工作狀態時位於降落區域111的上方。
[0118]形態也可以為導向件120的自身體積。例如，在其中一個實施例中，導向件120包括可以充氣的氣囊，導向件120在非工作狀態時的體積縮小，在工作狀態時的體積增大。
[0119]導向件120與基座110的活動連接方式不限於圖示的實施例中的方式，即，導向件120與基座110可轉動連接的方式，也可以採用其他連接方式，例如，導向件120與基座110可滑動連接，導向件120與基座110可伸縮連接，導向件120能夠從基座110內移動至基座110 外。
[0120]導向件120的活動變形方式不限於圖示的實施例中的方式，S卩，導向件120相對於基座110轉動，也可以為其他變形方式，例如，導向件120相對於降落區域111平移，導向件120相對於降落區域111翻轉，導向件120相對於降落區域111升降，導向件120自身伸縮，導向件120改變自身體積。
[0121]相較於傳統的UAV基站100，上述UAV基站100至少具有如下優點:
[0122](I)上述定位機構101通過降落區域111的導向件120將UAV 200導向至定位區域，通過降落區域111的定位部113或定位部113與導向件120共同配合而將UAV 200定位，相較於全主動式的方案減少了用於定位的作動器的數量，從而降低了設備的成本及複雜度。
[0123](2)上述定位機構101的導向件120可活動地設於降落區域111，並且導向件120相對於所述基座110的活動狀態包括非工作狀態及工作狀態，所述導向件120在所述非工作狀態的高度小於在所述工作狀態的高度，以減少導向件120在非工作狀態時的佔用空間，因此，便於設備小型化設計。
[0124](3)上述定位機構101通過降落區域111的導向件120將UAV 200導向至定位區域，而無需UAV 200精準地降落至定位部113所在區域，從而降低了 UAV 200降落的定位、導航精度要求。
[0125]對應於上述UAV基站100，本實用新型還提供一種UAV補給方法。
[0126]請參閱圖8，本實用新型的實施方式的UAV補給方法，包括如下步驟:
[0127]步驟S501，UAV 200朝向UAV基站100的降落區域111降落。
[0128]UAV基站100上設有用於引導UAV 200降落的引導裝置，使UAV 200可以自動朝向UAV基站100的降落區域111降落。例如，UAV基站100上設有GPS發射器，所述UAV 200通過GPS導航降落至UAV基站100的降落區域111 ;或者，UAV基站100的降落區域111設有標識特徵，所述UAV 200設有雙目視覺傳感器，並通過雙目視覺傳感器對降落區域111上的標識特徵進行標定，從而引導UAV 200自動降落至UAV基站100的降落區域111。
[0129]當然，UAV 200也可以通過人工引導降落至UAV基站100的降落區域111。
[0130]步驟S502，UAV基站100的降落區域111內的導向件120變換至工作狀態，以將UAV 200導向至降落區域111內的定位部113，導向件120在工作狀態時的形態不同於在非工作狀態時的形態。具體在圖示的實施例中，導向件120在工作狀態相較於所述降落區域111的高度大於在非工作狀態相較於所述降落區域111的高度
[0131]如圖9至圖11所示，當UAV 200降落至降落區域111的導向件120所在區域時，通過導向件120將UAV 200導向至定位部113，無需UAV 200精準地降落至定位部113所在區域。
[0132]具體在圖示的實施例中，定位部113為用於定位平面上的兩個維度的二維定位部，兩個維度包括一個線性維度及一個角度。
[0133]具體地，定位部113為定位平面，定位平面的一側設有底邊定位件114。導向件120為兩個，兩個導向件120分別位於定位部113的相對兩側邊，並且兩個導向件120的導向面121相對設置。定位平面與兩個導向件120及底邊定位件114共同定位UAV 200，使UAV200僅在兩個導向件120之間滑動，而不能轉動。
[0134]當然，導向件120也可以為一個，例如，在其他實施例中，定位平面邊緣還設有側邊限位件，側邊限位件及導向件120分別位於定位部113的相對兩側邊，並且導向件120的導向面與側邊限位件相對設置。
[0135]進一步的，降落區域111還包括鄰接定位部113的操作區域116。操作裝置103對應操作區域116，以便於對UAV 200進行相關操作。底邊定位件114設於定位部113與操作區域116相對的一側。
[0136]進一步的，操作區域116設有供操作裝置103伸出到基座110外的操作活門117。當操作裝置103從操作活門117伸出到降落區域111時，操作活門117打開；當操作裝置103從操作活門117縮回基座110內時，操作活門117關閉。
[0137]在其他實施例中，定位部113可以為定位凹部，並且具有長度方向及寬度方向，寬度方向的尺寸基本等於待定位尺寸，長度方向的尺寸大於待定位尺寸。例如，在其中一個實施例中，定位部113為長方形凹槽，UAV 200的腳架呈正方形，並且UAV 200的腳架的寬度等於正方形凹槽的開口尺寸，使UAV 200的腳架在長方形凹槽內沿其長度方向可滑動，而不能轉動。
[0138]定位部113也可以為用於定位平面上的兩個維度的二維定位部，兩個維度包括兩個線性維度。在其中一個實施例中，定位部113為定位凹部，定位凹部與導向件120的導向面121相鄰接。定位凹部的尺寸基本等於待定位尺寸。例如，在其中一個實施例中，定位部113為正方形凹槽，UAV 200的腳架也呈正方形，並且UAV 200的腳架的邊長等於正方形凹槽的開口尺寸。
[0139]定位部113也可以為用於定位空間上的三個維度的三維定位部113。例如，定位部113為定位凹部，定位凹部與導向件120的導向面121相鄰接，定位凹部的側壁上設有能夠自動彈出的定位銷，以將UAV 200的腳架完全定位在定位凹部內，從而使定位凹部形成三維定位部。
[0140]導向件120可活動地設於基座110的降落區域111，導向件120包括導向面121。導向件120相對於基座110的活動狀態包括非工作狀態及工作狀態，導向件120在非工作狀態的高度小於在工作狀態的高度，並且導向面121在工作狀態能夠與定位部113相鄰接。
[0141]導向面121可以為平面。當然，導向面121也可以為曲面，例如，導向面121包括如下至少一種:V形凸面，V形凹面，圓弧凸面，圓弧凹面，球形凸面，球形凹面。
[0142]導向件120的變形方式可以根據不同實際需要來設計，以下結合不同的實施例來說明。
[0143]導向件120可以摺疊於降落區域111，工作狀態為導向件120伸展後的狀態，非工作狀態為導向件120摺疊後的狀態。例如，在圖示的實施例中，導向件120為導向板，導向板與基座110可轉動連接，並且導向面121設於導向板的表面，工作狀態為導向板相對於基座110轉動至與降落區域111傾斜的狀態，非工作狀態為導向板轉動至與降落區域111平行的狀態。
[0144]具體地，導向板為設於基站上的與水平面呈預定角度(例如45° )的斜板，兩塊斜板與平面相交處的距離，為UAV 200的腳架間的距離。平板的寬度視UAV 200定點降落的精度而定。UAV 200的腳架的最外緣設計為矩形。當UAV 200降落時，可以在斜板在水平面投影覆蓋的範圍內降落，由於重力作用，UAV 200會滑落到兩塊斜板中間，停在兩塊斜板與平面相交處的位置，而達到兩個維度(一個線性、一個旋轉)的定位作用。在不使用這個設備時，斜板可以被輕鬆地摺疊至與平面平行，節省空間，方便運輸或儲存。
[0145]操作裝置103為設於UAV基站100上的一個單自由度機械臂，通過單自由度機械臂的推動，把UAV 200推到所需的位置，完成另一個線性維度的定位。至此，已做到UAV 200在UAV基站100上的降落區域111上的精確定位。
[0146]在上述實施例中，其為半被動的定位方案，優勢在於較為簡單的結構，只需一個作動器(若採用三軸機械臂，則無需增加額外作動器，可使用三軸機械臂中的其中一個自由度完成)。空間上也有優勢，在不使用時，可以摺疊到較小的空間。
[0147]需要說明的是，導向件120可以手動進行摺疊，也可以在自動摺疊。例如，在圖示的實施例中，定位機構101還包括連杆123及定位導軌125，定位導軌125上設有多個間隔設置的限位部125a，連杆123的一端與導向件120可轉動連接，另一端可選擇性地與多個限位部125a相卡合，以支撐導向件120。具體地，限位部125a為限位凹槽。
[0148]在另外一個實施例中，定位機構101還包括驅動件，驅動件223驅動導向件120相對於基座110可轉動。
[0149]如圖4所示，驅動件可以為伸縮氣缸223，伸縮氣缸223的伸縮杆223a的自由端與導向板可轉動連接，並且伸縮氣缸223的伸縮杆223a的自由端沿導向板可滑動。例如，伸縮氣缸223的伸縮杆223a的自由端設有兩個凸耳223b，導向件120與導向面121相背對的背面設有兩個相對設置的滑槽，所述兩個凸耳223b分別設於所述兩個滑槽內，所述凸耳223b在所述滑槽內可轉動，同時沿所述滑槽可滑動。
[0150]如圖5所示，驅動件也可以為電機225，定位機構101還包括絲母226及絲杆227，絲杆227與電機225的驅動軸共軸固定連接；絲母226套設在絲杆227上，並且與導向板可滑動連接。其中，電機225驅動絲杆227轉動，絲母226與絲杆227螺紋配合而使絲母226沿絲杆227移動，絲母226帶動導向板轉動。
[0151]或者，導向件120設有樞軸，並且導向件120跟隨樞軸一起轉動，電機225的驅動軸與所述樞軸共軸連接，並且驅動樞軸轉動，以帶動導向件120轉動。
[0152]導向件120也可以摺疊於基座110內，工作狀態為導向件120伸出基座110外的狀態，非工作狀態為導向件120摺疊於基座110內的狀態。例如，如圖6所示，在其中一個實施例中，降落區域111設有安裝活門333，導向件120通過安裝活門333從基座110內伸出到降落區域111。
[0153]進一步的，還包括驅動件，驅動件驅動導向件120從安裝活門333伸出到降落區域111。
[0154]驅動件可以為伸縮氣缸，伸縮氣缸的伸縮杆的自由端與導向件120活動連接，以帶動導向件120相對於基座110轉動。
[0155]驅動件也可以為電機，定位機構101還包括絲杆及絲母，絲杆與電機的驅動軸共軸固定連接；絲母套設在絲杆上，並且與導向件120可滑動地鉸接。其中，電機驅動絲杆轉動，絲母與絲杆螺紋配合而使絲母沿絲杆移動，絲母帶動導向板轉動。
[0156]或者，導向件120設有樞軸，並且導向件120跟隨樞軸一起轉動，電機的驅動軸與所述樞軸共軸連接，並且驅動樞軸轉動，以帶動導向件120轉動。
[0157]導向件120也可以收縮自身體積，工作狀態為導向件120伸展體積後的狀態，非工作狀態為導向件120收縮體積後的狀態。例如，如圖7所示，在其中一個實施例中，導向件120包括充氣氣囊423及與充氣氣囊423連接的充氣裝置425，工作狀態為充氣氣囊423充氣後的狀態，非工作狀態425為充氣氣囊423放氣後的狀態。
[0158]步驟S503，UAV基站100開始對UAV 200進行補給。
[0159]如圖12所示，當UAV基站100的降落區域111的定位部113對UAV 200進行定位後，就可以開始對UAV 200進行補給，例如，UAV基站100可以對UAV 200進行動力補給。或者，UAV基站100可以對UAV 200進行負載更換。或者，UAV基站100可以對UAV 200進行功能原材料補給。
[0160]步驟S504，待UAV 200離開UAV基站100之後，導向件120變換至非工作狀態。
[0161]具體地，當UAV 200在UAV基站100的降落區域補給完畢後，從UAV基站100的降落區域再次起飛。待UAV 200起飛後，導向件120再次變換至非工作狀態，以減小UAV基站100的總佔用空間。
[0162]以上所述僅為本實用新型的實施例，並非因此限制本實用新型的專利範圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本實用新型的專利保護範圍內。
【權利要求】
1.一種定位機構，其特徵在於，包括: 設有降落區域的基座，所述降落區域上設有定位部；以及 用於將移動物體導向至所述定位部的導向件，所述導向件可活動地設於所述降落區域，所述導向件包括導向面； 其中，所述導向件相對於所述基座的活動變形的狀態包括非工作狀態及工作狀態，所述導向件在所述非工作狀態時的形態不同於在所述工作狀態時的形態，並且所述導向面在所述工作狀態能夠與所述定位部相鄰接。
2.根據權利要求1所述的定位機構，其特徵在於，所述定位部為用於定位平面上的兩個維度的二維定位部，所述兩個維度包括兩個線性維度，或者所述兩個維度包括一個線性維度及一個角度； 或者，所述定位部為用於定位空間上的三個維度的三維定位部。
3.根據權利要求1所述的定位機構，其特徵在於，所述降落區域還包括鄰接所述定位部的操作區域。
4.根據權利要求3所述的定位機構，其特徵在於，所述操作區域設有供操作裝置伸出到所述基座外的操作活門。
5.根據權利要求3所述的定位機構，其特徵在於，所述定位部為定位平面。
6.根據權利要求5所述的定位機構，其特徵在於，所述定位平面與所述操作區域相對的一側設有底邊定位件。
7.根據權利要求6所述的定位機構，其特徵在於，所述導向件為兩個，所述兩個導向件分別位於所述定位部的相對兩側邊，並且所述兩個導向件的所述導向面相對設置； 或者，所述定位平面邊緣還設有側邊限位件，所述側邊限位件及所述導向件分別位於所述定位部的相對兩側邊，並且所述導向件的所述導向面與所述側邊限位件相對設置。
8.根據權利要求1所述的定位機構，其特徵在於，所述定位部為定位凹部，所述定位凹部與所述導向件的所述導向面相鄰接。
9.根據權利要求8所述的定位機構，其特徵在於，所述定位凹部的尺寸等於待定位尺寸； 或者，所述定位凹部具有長度方向及寬度方向，所述定位凹部在所述寬度方向的尺寸等於待定位尺寸，所述定位凹部在所述長度方向的尺寸大於待定位尺寸。
10.根據權利要求1所述的定位機構，其特徵在於，所述導向面為平面或曲面。
11.根據權利要求1所述的定位機構，其特徵在於，所述導向件可摺疊於所述降落區域，所述工作狀態為所述導向件伸展後的狀態，所述非工作狀態為所述導向件摺疊後的狀--τ O
12.根據權利要求11所述的定位機構，其特徵在於，所述導向件為導向板，所述導向板與所述基座可轉動連接，並且所述導向面設於所述導向板的表面，所述工作狀態為所述導向板相對於所述基座轉動至與所述降落區域傾斜的狀態，所述非工作狀態為所述導向板轉動至與所述降落區域平行的狀態。
13.根據權利要求12所述的定位機構，其特徵在於，還包括連杆及定位導軌，所述定位導軌上設有多個間隔設置的限位部，所述連杆的一端與所述導向板可轉動連接，另一端可選擇性地與所述多個限位部中的一個相卡合，以支撐所述導向板； 或/及，還包括驅動件，所述驅動件驅動所述導向板相對於所述基座可轉動。
14.根據權利要求1所述的定位機構，其特徵在於，所述導向件可摺疊於所述基座內，所述工作狀態為所述導向件伸出所述基座外的狀態，所述非工作狀態為所述導向件摺疊於所述基座內的狀態。
15.根據權利要求14所述的定位機構，其特徵在於，所述降落區域設有安裝活門，所述導向件通過所述安裝活門從所述基座內伸出到所述降落區域。
16.根據權利要求15所述的定位機構，其特徵在於，還包括驅動件，所述驅動件驅動所述導向件從所述安裝活門伸出到所述降落區域。
17.根據權利要求1所述的定位機構，其特徵在於，所述導向件可收縮自身體積，所述工作狀態為所述導向件伸展體積後的狀態，所述非工作狀態為所述導向件收縮體積後的狀--τ O
18.根據權利要求17所述的定位機構，其特徵在於，所述導向件包括充氣氣囊，所述工作狀態為所述充氣氣囊充氣後的狀態，所述非工作狀態為所述充氣氣囊放氣後的狀態。
19.根據權利要求1所述的定位機構，其特徵在於，所述導向件限定所述定位部的局部，並且通過所述導向件的活動變形可調節所述定位部的大小。
20.根據權利要求19所述的定位機構，其特徵在於，所述導向件在所述降落區域可平移或轉動，以調節所述定位部的大小； 或者，所述導向件為收縮機構，通過所述導向件的自身伸縮來調節所述定位部的大小。
21.根據權利要求1所述的定位機構，其特徵在於，所述定位部包括如下至少一種:定位平面，定位凹槽，定位機械結構； 或/及，所述導向件的形態包括如下至少一種:所述導向件相對於所述降落區域的高度，所述導向件在所述降落區域的投影面積，所述導向件在所述降落區域的投影的長度，所述導向件在所述降落區域的投影的寬度，所述導向件在所述降落區域的投影的形狀，所述導向件相較於所述降落區域的夾角，所述導向件相對於所述降落區域的位置，所述導向件的自身體積； 或/及，所述導向件與所述基座的活動連接方式包括如下至少一種:所述導向件與所述基座可轉動連接，所述導向件與所述基座可滑動連接，所述導向件與所述基座可伸縮連接，所述導向件能夠從所述基座內移動至所述基座外； 或/及，所述導向件的活動變形包括如下至少一種:所述導向件相對於所述基座轉動，所述導向件相對於所述降落區域平移，所述導向件相對於所述降落區域翻轉，所述導向件相對於所述降落區域升降，所述導向件自身伸縮，所述導向件改變自身體積。
22.—種UAV基站，其特徵在於，包括: 權利要求1~21任一項所述的定位機構；以及 用於對UAV進行操作的操作裝置； 其中，所述UAV通過所述導向件的導向面移動至所述定位部，所述操作裝置對定位於所述定位部的所述UAV進行操作。
23.根據權利要求22所述的UAV基站，其特徵在於，所述操作裝置包括用於輔助定位所述UAV的輔助機械結構； 或/及，所述操作裝置包括用於對所述UAV進行功能原材料補給的原材料補給機構；或/及，所述操作裝置包括用於對所述UAV的負載進行更換的更換機構。
【文檔編號】B64F1/02GK204250382SQ201420694453
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月19日 優先權日:2014年11月19日
【發明者】王銘熙, 陳漢平, 陳翔宇, 林 源 申請人:深圳市大疆創新科技有限公司