一種模塊化的新型空地一體運(yùn)載工具的制作方法
【專利說明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本發(fā)明涉及控制系統(tǒng)、交通運(yùn)載工具技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種模塊化的新型空地一體運(yùn)載工具。
[【背景技術(shù)】]
[0002]隨著機(jī)械技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，各種可控或自主運(yùn)行的交通工具大量涌現(xiàn)，如多軸飛行器，多輪驅(qū)動(dòng)全地形車，并行機(jī)器人等，然而，目前已有的上述產(chǎn)品存在以下的問題:
[0003]I)功能單一化，只能在一種工況下工作，如多軸飛行器只能在空中運(yùn)行，多輪驅(qū)動(dòng)全地形車及爬行機(jī)器人只能在地面上運(yùn)行；
[0004]2)裝配工序復(fù)雜，均由較小的零件拼裝組成，裝配過程繁瑣復(fù)雜，且裝配質(zhì)量難以得到保證；
[0005]3)控制方法單一化，每種設(shè)備的控制單元只能針對(duì)自身的運(yùn)動(dòng)功能進(jìn)行控制，設(shè)備通用性差。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述的可控或自主運(yùn)行的交通工具種種不足，提供一種使用模塊化技術(shù)，具備多功能，通用，快速拆裝等一系列要求的模塊化的新型空地一體運(yùn)載工具。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種模塊化的新型空地一體運(yùn)載工具，包括主體結(jié)構(gòu)、中央控制單元、運(yùn)動(dòng)單元、能源單元、承載單元、附件單元，所述的主體結(jié)構(gòu)呈中心對(duì)稱的多邊形，主體結(jié)構(gòu)上設(shè)有中央控制單元、能源單元、承載單元及附件單元，主體結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以中心對(duì)稱的形式安裝有若干偶數(shù)個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，所述的運(yùn)動(dòng)單元外圍設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)中部裝有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)及電機(jī)調(diào)速器，支撐結(jié)構(gòu)上設(shè)有機(jī)械接口和電氣接口，運(yùn)動(dòng)單元通過機(jī)械接口安裝、固定在主體結(jié)構(gòu)上，并連接電氣接口得到能源單元的電力供應(yīng)，運(yùn)動(dòng)單元與中央控制單元連接交換控制信號(hào)。
[0008]所述的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為旋翼或車輪或履帶或機(jī)械臂。
[0009]所述的中央控制單元包含導(dǎo)航模塊、遙控模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、任務(wù)驅(qū)動(dòng)模塊，中央控制單元，所述的導(dǎo)航模塊內(nèi)置GPS或北斗定位系統(tǒng)，為整套系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)動(dòng)路線；所述的遙控模塊接收地面站發(fā)來的遙控信號(hào)，遙控信號(hào)為射頻信號(hào)或網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)；所述的運(yùn)動(dòng)控制模塊根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制信息或內(nèi)置陀螺儀的姿態(tài)信息，向運(yùn)動(dòng)單元輸出控制信息；任務(wù)驅(qū)動(dòng)模塊為擴(kuò)展功能模塊，若需要整套系統(tǒng)執(zhí)行新的任務(wù)，插入存有任務(wù)描述文件的任務(wù)驅(qū)動(dòng)模塊，整套系統(tǒng)將根據(jù)任務(wù)描述文件進(jìn)行工作。
[0010]所述的能源單元為整套系統(tǒng)提供電能，包括可充電式電源、無線充電模塊及有線充電接口，所述的無線充電模塊通過靠近無線充電基站的方式為電源充電；充電接口通過插接有線充電插頭的方式為電源充電。[0011 ] 所述的附件單元為外設(shè)配件提供安裝接口，包括充電接口、配置接口、供電接口、冗余接口及開關(guān)鍵，運(yùn)動(dòng)模式切換鍵、控制模式切換鍵。
[0012]所述的承載單元提供牢固可靠的裝載空間，所述的主體結(jié)構(gòu)上裝有部分承重掛載點(diǎn)及安裝點(diǎn)用于安裝承載單元，承載單元用于搭載貨物或承擔(dān)部分貨物輸送功能的時(shí)將所承載貨物置于承載單元內(nèi)。
[0013]機(jī)械接口通過螺栓或卡口或電磁式接插的方式固定。
[0014]電氣接口以觸點(diǎn)或接插件的電磁式接插固定。
[0015]本發(fā)明將主體結(jié)構(gòu)、中央控制單元、多種運(yùn)動(dòng)單元、能源單元、承載單元，附件單元等功能單元在一個(gè)控制系統(tǒng)內(nèi)通過中央控制單元控制各單元協(xié)同工作，組成了一個(gè)強(qiáng)大的全領(lǐng)域空地一體運(yùn)載工具，本發(fā)明支持飛行模式或地面運(yùn)行模式，并可切換自主運(yùn)行模式或遙控運(yùn)行模式，使用方便，功能多元化，適用范圍廣，并能用于人類憑借自身無法到達(dá)的交通領(lǐng)域。
[【附圖說明】]
[0016]圖1是本發(fā)明的控制框架示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是本發(fā)明中的具體實(shí)施例的示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明中旋翼式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是本發(fā)明中輪式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6是本發(fā)明中機(jī)械臂式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中:1.主體結(jié)構(gòu)2.機(jī)械及電氣接口 3.防撞及著陸結(jié)構(gòu)4.運(yùn)動(dòng)單元支撐結(jié)構(gòu)5.旋翼式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)6.輪式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)7.機(jī)械臂式運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0023]指定圖1作為本發(fā)明的摘要附圖。
[【具體實(shí)施方式】]
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，這種裝置的結(jié)構(gòu)和原理對(duì)本專業(yè)的人來說是非常清楚的。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0025]本發(fā)明是一系列子系統(tǒng)的完整結(jié)合，如圖1及圖2所示，包括:主體結(jié)構(gòu)，中央控制單元，運(yùn)動(dòng)單元，能源單元，承載單元，附件單元等。其中，中央控制單元包含:導(dǎo)航模塊，遙控模塊，運(yùn)動(dòng)控制模塊和任務(wù)驅(qū)動(dòng)模塊；運(yùn)動(dòng)單元有旋翼式、輪式、機(jī)械臂式；能源單元包括動(dòng)力源，動(dòng)力補(bǔ)充接口 ；承載單元提供牢固可靠的裝載空間；附件單元為外設(shè)配件提供安裝接口。綜上所述，所有功能單元均在一個(gè)控制系統(tǒng)內(nèi)協(xié)同工作，組成了一個(gè)強(qiáng)大的全領(lǐng)域空地一體運(yùn)載工具。
[0026]實(shí)施例1
[0027]圖3是本發(fā)明具體實(shí)施例的示意圖，本發(fā)明中的主體結(jié)構(gòu)呈中心對(duì)稱的多邊形，主體結(jié)構(gòu)上設(shè)有中央控制單元、能源單元、承載單元及附件單元，主體結(jié)構(gòu)的側(cè)邊以中心對(duì)稱的形式安裝有若干偶數(shù)個(gè)，本實(shí)施例中運(yùn)動(dòng)單元所選用的平臺(tái)可以安裝最多8個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，最少為2個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，常用模式為4個(gè)運(yùn)動(dòng)單元，以中心對(duì)稱形式安裝。
[0028]如圖2所示，A部分(A_l?A_4)為運(yùn)動(dòng)單元，一般需要多個(gè)運(yùn)動(dòng)單元共同工作，運(yùn)動(dòng)單元外圍設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)，在支撐結(jié)構(gòu)上安裝有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，支撐結(jié)構(gòu)采用輕質(zhì)高強(qiáng)度材料，為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(如旋翼，車輪或機(jī)械臂)提供足夠的保護(hù)。運(yùn)動(dòng)單元的支撐結(jié)構(gòu)上安裝有特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣接口，并通過機(jī)械結(jié)構(gòu)完成多種運(yùn)動(dòng)單元與主體結(jié)構(gòu)的快速連接固定，電氣接口則為運(yùn)動(dòng)單元與主體結(jié)構(gòu)之間傳遞電力及控制信號(hào)。
[0029]在本實(shí)施例中，整套系統(tǒng)主要使用電力驅(qū)動(dòng)。
[0030]以電力驅(qū)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分為以下幾種形式:
[0031]旋翼式如圖4所示:電機(jī)、電機(jī)調(diào)速器及旋翼；
[0032]輪式如圖5所示:電機(jī)、電機(jī)調(diào)速器及車輪/履帶機(jī)構(gòu)；輪式運(yùn)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)方式為集成式電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
[0033]機(jī)械臂式如圖6所示:電機(jī)、電機(jī)調(diào)速器及機(jī)械臂及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
[0034]其中B部分為主體結(jié)構(gòu):
[0035]主體結(jié)構(gòu)由輕質(zhì)高強(qiáng)度材料構(gòu)成，俯視形狀為中心對(duì)稱的多邊形，具有一定的厚度，上預(yù)留有用于安裝各種設(shè)備的卡槽，線纜及固定裝置，同時(shí)還包含一定的防撞及著陸結(jié)構(gòu)。主體結(jié)構(gòu)上設(shè)有中央控制單元、運(yùn)動(dòng)單元、能源單元、承載單元、附件單元。主體結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)之間包括一個(gè)機(jī)械接口和相應(yīng)的電氣組合型接口，機(jī)械接口和電氣接口均被分為兩部分，分別安裝在運(yùn)動(dòng)單元和主體結(jié)構(gòu)上。機(jī)械接口的功能是使主體