【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及飛行器物流配送，尤其是涉及一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置。
技術(shù)介紹
1、直升機(jī)、無人機(jī)等空中送貨或收貨面臨一個(gè)基本問題，該問題是由于必須滿足許多相互沖突的要求而引起的。理想的解決方案是提供大型、強(qiáng)大的空中運(yùn)輸平臺(tái)，該平臺(tái)提供足夠的有效載荷能力、航程和速度，且不會(huì)受限于與目的地近距離相關(guān)的空間大小、噪音和安全風(fēng)險(xiǎn)。在實(shí)際應(yīng)用場景中，如果送貨無人機(jī)足夠強(qiáng)大，意味著無人機(jī)體積、翼展、噪音都會(huì)是直接近距離直接收發(fā)貨所不能接收的，比如強(qiáng)大的氣流會(huì)損壞地面設(shè)施。而空中直接拋投會(huì)損壞貨物。
2、為解決最后一公里收發(fā)貨問題，可以采用小型無人機(jī)來完成，缺點(diǎn)一是頻繁起飛小型無人機(jī)會(huì)帶來供電問題，缺點(diǎn)二是有些單個(gè)貨品重量大時(shí)，小型無人機(jī)無法勝任。
3、公開號(hào)為cn109383800a的專利申請(qǐng)公開了一種快遞外賣精準(zhǔn)配送裝置，它包括視覺裝置、飛行平臺(tái)、纜繩收放組件、纜繩活動(dòng)端定位組件、物品存放及選取組件以及物品精準(zhǔn)配送組件，通過視覺裝置提供環(huán)境信息進(jìn)行控制，通過飛行平臺(tái)快速到達(dá)指定區(qū)域；然后通過纜繩收放組件收放纜繩，通過纜繩活動(dòng)端定位組件將纜繩活動(dòng)端準(zhǔn)確送至取貨位置并由收貨人固定，接下來通過物品存放及選取組件在所存放的物品中選取待配送物品，最后通過物品精準(zhǔn)配送組件進(jìn)行快遞或外賣的配送，上述技術(shù)方案雖然提出了基于飛行平臺(tái)的一種可通過纜繩收放組件收放的物品精準(zhǔn)配送組件，但是該物品精準(zhǔn)配送組件卻并沒有橫向主動(dòng)移動(dòng)功能，對(duì)于一些窗戶、陽臺(tái)等載荷物資配送或抓取的應(yīng)用場景不能勝任。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)
1、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置。采用如下的技術(shù)方案：
2、一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，包括飛行平臺(tái)、牽引繩機(jī)構(gòu)、配送機(jī)器人、機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和視覺控制系統(tǒng)，所述飛行平臺(tái)用于飛行到目標(biāo)定位的上方，所述牽引繩機(jī)構(gòu)設(shè)置在飛行平臺(tái)的下方，配送機(jī)器人的頂部與牽引繩機(jī)構(gòu)的牽引繩端部連接，牽引繩機(jī)構(gòu)的牽引繩放出時(shí)，配送機(jī)器人向下靠近目標(biāo)，視覺控制系統(tǒng)拍攝底部目標(biāo)畫面，并根據(jù)目標(biāo)特征識(shí)別結(jié)果分別控制飛行平臺(tái)、牽引繩機(jī)構(gòu)和配送機(jī)器人的執(zhí)行動(dòng)作，所述機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件，四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件分別安裝在配送機(jī)器人的四周，并在視覺控制系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)配送機(jī)器人橫向移動(dòng)，配送機(jī)器人底部設(shè)置電控夾爪，電控夾爪抓夾待配送載荷，配送機(jī)器人的底部中心在視覺控制系統(tǒng)判斷達(dá)到目標(biāo)的正上方時(shí)，控制電控夾爪松開投放待配送載荷，或控制電控夾爪抓夾待收取的載荷。
3、通過采用上述技術(shù)方案，飛行平臺(tái)可以是無人機(jī)等小型飛行器，底部通過牽引繩機(jī)構(gòu)牽引連接一個(gè)配送機(jī)器人，配送機(jī)器人的底部設(shè)置電控夾爪，電控夾爪的數(shù)量可以根據(jù)任務(wù)載荷情況適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)飛行平臺(tái)在目標(biāo)位置定位導(dǎo)航下飛行到目標(biāo)定位的上方時(shí)，再控制牽引繩機(jī)構(gòu)動(dòng)作，牽引繩機(jī)構(gòu)可以是自主驅(qū)動(dòng)的線纜卷筒，控制實(shí)現(xiàn)配送機(jī)器人沿垂直方向下降，若目標(biāo)在空曠位置，可以直接下降到目標(biāo)上方一定距離，控制電控夾爪動(dòng)作放下載荷就可以實(shí)現(xiàn)配送；
4、若目標(biāo)是室內(nèi)，例如陽臺(tái)或需要通過窗戶進(jìn)入，或通過視覺控制系統(tǒng)識(shí)別到其他遮擋不能直接將配送機(jī)器人下降到靠近目標(biāo)的情況下，在配送機(jī)器人下降到設(shè)定高度時(shí)，開啟機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件可以實(shí)現(xiàn)四個(gè)方向的移動(dòng)，或者在任意兩個(gè)相鄰的橫向驅(qū)動(dòng)組件組合推動(dòng)下可以實(shí)現(xiàn)任意方向的橫向移動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)到陽臺(tái)或需要通過窗戶進(jìn)入的目標(biāo)上方，再控制電控夾爪動(dòng)作實(shí)現(xiàn)放下或抓取載荷，或者電控夾爪動(dòng)作可以抓取待收取的載荷；
5、配送完成后，通過牽引繩機(jī)構(gòu)可以快速收回配送機(jī)器人；
6、配送機(jī)器人、機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和視覺控制系統(tǒng)均可以通過電纜與飛行平臺(tái)電連接獲得電力供應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)通信。
7、使用這種設(shè)備即使在大風(fēng)條件下也可以從100米高度進(jìn)行安全的收發(fā)貨服務(wù)。
8、可選的，飛行平臺(tái)底部設(shè)有機(jī)器人倉，所述機(jī)器人倉內(nèi)四根豎向滑軌，所述配送機(jī)器人包括電控夾爪和主殼體，所述主殼體的四周分別設(shè)置卡槽，主殼體四周的卡槽分別卡裝在四根豎向滑軌處，電控夾爪的殼體安裝在主殼體的底部，視覺控制系統(tǒng)與電控夾爪控制連接。
9、可選的，還包括至少一對(duì)機(jī)器人固定裝置，所述機(jī)器人固定裝置包括一對(duì)微型電動(dòng)推桿23，所述一對(duì)微型電動(dòng)推桿23的機(jī)殼安裝在卡槽的內(nèi)側(cè)，卡槽與豎向滑軌之間設(shè)有卡裝間隙，當(dāng)一對(duì)微型電動(dòng)推桿23的活塞桿伸出時(shí)，將配送機(jī)器人固定在機(jī)器人倉內(nèi)。
10、通過采用上述技術(shù)方案，設(shè)置機(jī)器人倉，在飛行平臺(tái)高速飛行的過程中，通過機(jī)器人固定裝置將配送機(jī)器人穩(wěn)定可靠地固定在飛行平臺(tái)的下方，避免只采用牽引繩連接帶來的晃動(dòng)；
11、卡槽與豎向滑軌之間設(shè)有卡裝間隙，一般間隙可以為幾厘米，便于回收時(shí)，配送機(jī)器人更加方便地進(jìn)入主殼體四周的卡槽。
12、可選的，機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件和四個(gè)方向微調(diào)組件，所述主殼體的四周正中分別設(shè)有橫向驅(qū)動(dòng)安裝位，四角分別設(shè)有方向微調(diào)安裝位，四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件分別安裝在橫向驅(qū)動(dòng)安裝位，四個(gè)方向微調(diào)組件分別安裝在橫向驅(qū)動(dòng)安裝位，視覺控制系統(tǒng)分別與四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件和四個(gè)方向微調(diào)組件控制連接。
13、通過采用上述技術(shù)方案，四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件一般采用電控螺旋槳，用于提供橫向的空氣推力，用于驅(qū)動(dòng)配送機(jī)器人整體橫向一定距離內(nèi)移動(dòng)，移動(dòng)時(shí)牽引繩機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)配合進(jìn)行低阻尼牽引，避免對(duì)配送機(jī)器人的穩(wěn)定性造成影響，四個(gè)方向微調(diào)組件可以是電動(dòng)泵推進(jìn)器，可以在回收配送機(jī)器人時(shí)，將配送機(jī)器人的朝向調(diào)整到與機(jī)器人倉內(nèi)四根豎向滑軌面一致，便于配送機(jī)器人進(jìn)入機(jī)器人倉。
14、可選的，機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括投放姿態(tài)穩(wěn)定組件，所述投放姿態(tài)穩(wěn)定組件包括姿態(tài)傳感器和四根電動(dòng)伸縮支撐腿，主殼體的底部四角分別設(shè)有伸縮支撐腿安裝腔，姿態(tài)傳感器安裝在主殼體內(nèi)，用于監(jiān)測配送機(jī)器人的姿態(tài)，并與視覺控制系統(tǒng)通信連接，四根電動(dòng)伸縮支撐腿分別安裝在伸縮支撐腿安裝腔內(nèi)，視覺控制系統(tǒng)與四根電動(dòng)伸縮支撐腿5控制連接，且當(dāng)視覺監(jiān)測到主殼體底部距離目標(biāo)直線距離小于電動(dòng)伸縮支撐腿的伸縮行程時(shí)，視覺控制系統(tǒng)控制四根電動(dòng)伸縮支撐腿伸出。
15、通過采用上述技術(shù)方案，在配送機(jī)器人投放過程中，特別是在目標(biāo)在室內(nèi)，或通過視覺控制系統(tǒng)識(shí)別到其他遮擋不能直接將配送機(jī)器人下降到靠近目標(biāo)的情況下的投放過程中，由于在四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)橫向移動(dòng)過程中會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，若不將配送機(jī)器人姿態(tài)穩(wěn)定下來，可能影響到投放或抓取過程，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致載荷損壞，因此設(shè)置四根電動(dòng)伸縮支撐腿，可以在視覺監(jiān)測到主殼體底部距離目標(biāo)直線距離小于電動(dòng)伸縮支撐腿的伸縮行程時(shí)，四根電動(dòng)伸縮支撐腿伸出快速地將配送機(jī)器人支撐在目標(biāo)正上方，這時(shí)再控制電控夾爪進(jìn)行張開或夾緊，投放或抓夾載荷更加穩(wěn)定。
16、可選的，四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件分別是電控螺旋槳，四個(gè)方向微調(diào)組件分別是電動(dòng)泵推進(jìn)器，四根電動(dòng)伸縮支撐腿分別是電動(dòng)推桿。
17、可選的，牽引繩機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)絞盤、本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：包括飛行平臺(tái)(1)、牽引繩機(jī)構(gòu)、配送機(jī)器人(2)、機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和視覺控制系統(tǒng)，所述飛行平臺(tái)(1)用于飛行到目標(biāo)定位的上方，所述牽引繩機(jī)構(gòu)設(shè)置在飛行平臺(tái)(1)的下方，配送機(jī)器人的頂部與牽引繩機(jī)構(gòu)的牽引繩端部連接，牽引繩機(jī)構(gòu)的牽引繩放出時(shí)，配送機(jī)器人向下靠近目標(biāo)，視覺控制系統(tǒng)拍攝底部目標(biāo)畫面，并根據(jù)目標(biāo)特征識(shí)別結(jié)果分別控制飛行平臺(tái)(1)、牽引繩機(jī)構(gòu)和配送機(jī)器人(2)的執(zhí)行動(dòng)作，所述機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)，四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)分別安裝在配送機(jī)器人(2)的四周，并在視覺控制系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)配送機(jī)器人(2)橫向移動(dòng)，配送機(jī)器人(2)底部設(shè)置電控夾爪(21)，電控夾爪(21)抓夾待配送載荷，配送機(jī)器人(2)的底部中心在視覺控制系統(tǒng)判斷達(dá)到目標(biāo)的正上方時(shí)，控制電控夾爪(21)松開投放待配送載荷，或控制電控夾爪(21)抓夾待收取的載荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：飛行平臺(tái)(1)底部設(shè)有機(jī)器人倉(11)，所述機(jī)器人倉(11)內(nèi)四根豎向滑軌，所述配送機(jī)器
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：還包括至少一對(duì)機(jī)器人固定裝置，所述機(jī)器人固定裝置包括一對(duì)微型電動(dòng)推桿(23)，所述一對(duì)微型電動(dòng)推桿(23)的機(jī)殼安裝在卡槽(221)的內(nèi)側(cè)，卡槽(221)與豎向滑軌之間設(shè)有卡裝間隙，當(dāng)一對(duì)微型電動(dòng)推桿(23)的活塞桿伸出時(shí)，將配送機(jī)器人(2)固定在機(jī)器人倉(11)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)和四個(gè)方向微調(diào)組件(4)，所述主殼體(22)的四周正中分別設(shè)有橫向驅(qū)動(dòng)安裝位，四角分別設(shè)有方向微調(diào)安裝位，四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)分別安裝在橫向驅(qū)動(dòng)安裝位，四個(gè)方向微調(diào)組件(4)分別安裝在橫向驅(qū)動(dòng)安裝位，視覺控制系統(tǒng)分別與四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)和四個(gè)方向微調(diào)組件(4)控制連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括投放姿態(tài)穩(wěn)定組件，所述投放姿態(tài)穩(wěn)定組件包括姿態(tài)傳感器(51)和四根電動(dòng)伸縮支撐腿(52)，主殼體(22)的底部四角分別設(shè)有伸縮支撐腿安裝腔，姿態(tài)傳感器(51)安裝在主殼體(22)內(nèi)，用于監(jiān)測配送機(jī)器人(2)的姿態(tài)，并與視覺控制系統(tǒng)通信連接，四根電動(dòng)伸縮支撐腿(52)分別安裝在伸縮支撐腿安裝腔內(nèi)，視覺控制系統(tǒng)與四根電動(dòng)伸縮支撐腿(5)控制連接，且當(dāng)視覺監(jiān)測到主殼體(22)底部距離目標(biāo)直線距離小于電動(dòng)伸縮支撐腿(52)的伸縮行程時(shí)，視覺控制系統(tǒng)控制四根電動(dòng)伸縮支撐腿(52)伸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)分別是電控螺旋槳，四個(gè)方向微調(diào)組件(4)分別是電動(dòng)泵推進(jìn)器，四根電動(dòng)伸縮支撐腿(52)分別是電動(dòng)推桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：牽引繩機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)絞盤(61)、牽引繩(62)和電纜，所述電動(dòng)絞盤(61)的機(jī)殼通過支架安裝在飛行平臺(tái)(1)的底部，并位于機(jī)器人倉(11)內(nèi)，所述牽引繩(62)的一端連接在電動(dòng)絞盤(61)的轉(zhuǎn)盤上，另一端通過鉸接件與配送機(jī)器人(2)主殼體(22)的頂面中心處連接，用于牽引連接配送機(jī)器人(2)；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：視覺控制系統(tǒng)包括第一視覺攝像模組(71)、第二視覺攝像模組(72)、第三視覺攝像模組(73)、視覺分析芯片(74)、激光雷達(dá)(75)和控制芯片(76)，所述第一視覺攝像模組(71)是飛行平臺(tái)(1)的視覺組件，用于拍攝飛行平臺(tái)(1)四周的視覺圖像，所述第二視覺攝像模組(72)安裝在主殼體(22)的四周，用于拍攝配送機(jī)器人(2)四周的視覺畫面，所述第三視覺攝像模組(73)安裝在主殼體(22)的底部，避開電控夾爪(21)，用于向下拍攝目標(biāo)視覺畫面，所述第一視覺攝像模組(71)、第二視覺攝像模組(72)和第三視覺攝像模組(73)分別與視覺分析芯片(74)通信連接，視覺分析芯片(74)用于分析第一視覺攝像模組(71)、第二視覺攝像模組(72)和第三視覺攝像模組(73)拍攝的視覺畫面，并將分析結(jié)果傳輸給控制芯片(76)，...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：包括飛行平臺(tái)(1)、牽引繩機(jī)構(gòu)、配送機(jī)器人(2)、機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和視覺控制系統(tǒng)，所述飛行平臺(tái)(1)用于飛行到目標(biāo)定位的上方，所述牽引繩機(jī)構(gòu)設(shè)置在飛行平臺(tái)(1)的下方，配送機(jī)器人的頂部與牽引繩機(jī)構(gòu)的牽引繩端部連接，牽引繩機(jī)構(gòu)的牽引繩放出時(shí)，配送機(jī)器人向下靠近目標(biāo)，視覺控制系統(tǒng)拍攝底部目標(biāo)畫面，并根據(jù)目標(biāo)特征識(shí)別結(jié)果分別控制飛行平臺(tái)(1)、牽引繩機(jī)構(gòu)和配送機(jī)器人(2)的執(zhí)行動(dòng)作，所述機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)有四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)，四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)分別安裝在配送機(jī)器人(2)的四周，并在視覺控制系統(tǒng)的控制下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)配送機(jī)器人(2)橫向移動(dòng)，配送機(jī)器人(2)底部設(shè)置電控夾爪(21)，電控夾爪(21)抓夾待配送載荷，配送機(jī)器人(2)的底部中心在視覺控制系統(tǒng)判斷達(dá)到目標(biāo)的正上方時(shí)，控制電控夾爪(21)松開投放待配送載荷，或控制電控夾爪(21)抓夾待收取的載荷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：飛行平臺(tái)(1)底部設(shè)有機(jī)器人倉(11)，所述機(jī)器人倉(11)內(nèi)四根豎向滑軌，所述配送機(jī)器人(2)包括電控夾爪(21)和主殼體(22)，所述主殼體(22)的四周分別設(shè)置卡槽(221)，主殼體(22)四周的卡槽(221)分別卡裝在四根豎向滑軌處，電控夾爪(21)的殼體安裝在主殼體(22)的底部，視覺控制系統(tǒng)與電控夾爪(21)控制連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：還包括至少一對(duì)機(jī)器人固定裝置，所述機(jī)器人固定裝置包括一對(duì)微型電動(dòng)推桿(23)，所述一對(duì)微型電動(dòng)推桿(23)的機(jī)殼安裝在卡槽(221)的內(nèi)側(cè)，卡槽(221)與豎向滑軌之間設(shè)有卡裝間隙，當(dāng)一對(duì)微型電動(dòng)推桿(23)的活塞桿伸出時(shí)，將配送機(jī)器人(2)固定在機(jī)器人倉(11)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)和四個(gè)方向微調(diào)組件(4)，所述主殼體(22)的四周正中分別設(shè)有橫向驅(qū)動(dòng)安裝位，四角分別設(shè)有方向微調(diào)安裝位，四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)分別安裝在橫向驅(qū)動(dòng)安裝位，四個(gè)方向微調(diào)組件(4)分別安裝在橫向驅(qū)動(dòng)安裝位，視覺控制系統(tǒng)分別與四個(gè)橫向驅(qū)動(dòng)組件(3)和四個(gè)方向微調(diào)組件(4)控制連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于飛行平臺(tái)的自主式載荷輸送裝置，其特征在于：機(jī)器人橫向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括投放姿態(tài)穩(wěn)定組件，所述投放姿態(tài)穩(wěn)定組件包括姿態(tài)傳感器(51)和四根電動(dòng)伸縮支撐腿(52)，主...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：儲(chǔ)瑞忠，劉鵬飛，梁德祥，楊長健，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：瀚科智翔無人科技南京有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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