一种无人机飞行吊装通信基站装置及控制方法

allin2025-03-20  35


本发明涉及基站通信,特别是涉及一种无人机飞行吊装通信基站装置及控制方法。


背景技术:

1、随着无线技术的发展,基站设备逐渐往智能化和更高集成度度方向发展。其中将射频模块、电源控制模块与天线进行整合不但可以大幅简化整个天馈系统的安装,使站点更加简洁。同时能够避免射频和天线之间通过传统馈线进行传导而造成的馈损,提升产品性能。

2、但是在发生恶劣天气,茂密森林、地震灾难时,通信基站的建立尤为重要,但是无人机在进行吊装的过程中有些位置无法降落,同时吊装飞行位置变动大,悬停时间端等原因不能够提供较好的通信支持,造成搜救等联络困难,在专利名称为:一种便携无人机地面基站(202322399762.0)能够通过无人机地面基站连接便携式电脑与地面基站的网络接口,操作起来方便,但是在进行恶劣天气运行时不能够保证信号连接通常;一种无人机高空基站机载天线伺服机构(201720653533.9)虽然能够在高空进行动态控制,服务于应急通信救援,但是在高空运行时间无法确定,只能在高空运行,无法到达地面,信号通信在恶劣天气下不能够保证。为实现地面基站的预定位置投放,且能够实现运行到位,需设计一种无人机飞行吊装通信基站装置及控制方法,以实现较快速的基站吊装定位。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种无人机飞行吊装通信基站装置及控制方法,以解决上述背景技术中提出的问题,通过本发明涉及的无人机飞行吊装通信基站装置能够在复杂气候及茂密森林特殊环境下进行通信基站的运送,提高特殊环境下的基站通信信号的增强,大大提高特殊环境下抢救性信号的高效支持。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

3、一种无人机飞行吊装通信基站装置,包括无人机,所述无人机下端设置有吊装机构,所述吊装机构上设置有通信基站设备,所述吊装机构前端设置有前行动力机构,所述吊装机构后端设置有后行动力机构,所述无人机包括伞形轴齿轮和机体,所述伞形轴齿轮连接于所述机体上,所述机体上设置有动力机构,所述动力机构包括动力电池和动力电机,所述动力电机转动连接所述伞形轴齿轮上,所述伞形轴齿轮分别转动连接多方旋转桨和下传动轴,所述前行动力机构与所述后行动力机构分别连接于所述机体两端下侧的升降机构上,所述升降机构与所述机体连接,所述升降机构包括前升降架和后升降架,所述前升降架上设置有第一两侧升降板,所述后升降板上设置第二两侧升降板,所述第一两侧升降板与所述前行动力机构活动连接,所述第二两侧升降板与所述后行动力机构活动连接。

4、优选的,所述动力机构设置于所述机体下端的凹腔内,所述动力电池设置于所述动力电机上端,所述动力电机下端转动连接所述伞形轴齿轮,所述动力电机安装于动力壳体内,所述动力壳体上端连接固定连接所述动力电池的保护壳体,所述保护壳体上端两侧扣接于所述凹腔内上端两侧的扣座上。

5、优选的,所述多方螺旋桨包括第一方向螺旋桨、第二方向螺旋桨、第三方向螺旋桨和第四方向螺旋桨,所述第一方向螺旋桨、第二方向螺旋桨、第三方向螺旋桨和第四方向螺旋桨分别通过四个传动轴齿轮与所述伞形轴齿轮转动连接,所述伞形轴齿轮下端连接所述下传动轴,所述下传动轴分别与所述前行动力机构和所述后行动力机构连接。

6、优选的,所述前行动力机构包括前行动力轴,所述前行动力轴一端与所述下传动轴转动连接,所述前行动力轴另一端与第一前行动力轮扇连接,所述第一动力轮扇包括第一动力轮,所述第一动力轮的中心位置设置有第一驱动架和第一驱动轴,所述第一驱动轴与所述前行动力轴转动连接,所述第一驱动轴设置于所述第一驱动架上,所述第一驱动架设置于所述第一驱动轴的第一轴套上。

7、优选的,所述后行动力机构包括后行动力轴,所述后行动力轴一端与所述下传动轴转动齿接,所述后行动力轴另一端与第二后行动力轮扇连接,所述第二后行动力轮扇包括第二动力轮,所述第二动力轮的中心位置设置有第二驱动架和第二驱动轴,所述第二驱动轴与所述后行动力轴转动连接,所述第二驱动轴设置于所述第二驱动架上,所述第二驱动架设置于所述第二驱动轴的第二轴套上。

8、优选的,所述第一驱动架和第二驱动架上分别设置有第一缓冲弹性机构和第二缓冲弹性机构,所述第一缓冲弹性机构包括第一弹性底座,所述第一弹性底座上端连接第一弹性升降杆,所述第一弹性升降杆上端连接所述动力壳体一侧,所述第二缓冲弹性机构包括第二弹性底座,所述第二弹性底座上端设置有第二弹性升降杆,所述第二弹性升降杆上端连接所述动力壳体另一侧。

9、优选的,第一弹性升降杆包括底部连接杆,所述底部连接杆与所述第一弹性底座连接,所述底部连接杆上端设置弹簧套,所述弹簧套上端连接升降杆,所述升降杆固定连接于所述弹簧套上端,所述升降杆与所述动力壳体连接,所述第一弹性升降杆与所述第二弹性升降杆结构相同。

10、优选的,四个所述传动轴齿轮设置于所述伞形轴齿轮上端齿接,所述所述第一方向螺旋桨、第二方向螺旋桨、第三方向螺旋桨和第四方向螺旋桨与四个所述传动轴齿轮固定连接,四个所述传动轴齿轮与所述伞形轴齿轮间隙啮合齿接。

11、优选的,所述通信基站设备设置于所述前行动力机构和所述后行动力机构之间,所述通信基站设备上端两侧设置有通信天线,所述通信基站设备电源连接所述动力电池。

12、本发明还提供了一种无人机飞行吊装通信基站装置的控制方法,包括以下步骤:

13、s1:无人机在进行基站吊装后飞行至所需信号传输位置附近时,在飞行过程中通过机体内腔的保护壳体上的扣座连接,带动通讯基站上升移动,上升飞行过程中,由于飞行时的风阻,通过伞形轴齿轮上带动的第一方向螺旋桨、第二方向螺旋桨、第三方向螺旋桨和第四方向螺旋桨进行飞行,同时伞形轴齿轮下端连接的下传动轴转动连接,实现下传动轴带动前行动力机构和后行动力机构旋转,在旋转过程中第一前行动力轮扇和第二前行动力轮扇分别提供向前行进的动力,在第一方向螺旋桨、第二方向螺旋桨、第三方向螺旋桨、第四方向螺旋桨和第一前行动力轮扇、第二前行动力轮扇共同作用下保证了在空中的飞行稳定性,提高吊装基站的防护性,在到达位置附近后通过无人机下落至符合降落位置地点;

14、s2:在下落过程中为保证降落的稳定性,进行多次尝试性降落,同时根据无人机的动力电池的保护壳体一侧设置的摄像头进行控制,选定位置后进行降落,在降落的位置上由于森林或者恶劣的环境下,距离预定基站位置有一定的偏差,通过在多次的降落过程中,所述动力壳体上连接的所述第一缓冲弹性机构和所述第二缓冲弹性机构进行弹性伸缩,在伸缩过程中将扣接于保护壳体上的扣座弹开,弹开后,动力电池的保护壳体分开实现机体与下端的分离;

15、s3:在分离过程中动力电池与动力电机下移,在下移过程中在第一方向螺旋桨、第二方向螺旋桨、第三方向螺旋桨、第四方向螺旋桨的四个传动轴齿轮分别与所述伞形轴齿轮分离,伞形轴齿轮只与所述下传动轴连接,同时下移过程中,升降机构分别将所述前行动力机构和所述后行动力机构带动下移,此时所述前行动力机构和所述后行动力机构接触地面,在动力电机带动下前行动力机构与后行动力机构转变成机动轮扇,机动轮扇带动所述通信基站向预定基站位置前行,实现基站的吊装运行护送至预定位置。

16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

17、1、通过设置前行动力机构和后行动力机构能够在无人机进行飞行过程中提高空中飞行稳定性,保证前行动力更足。前行动力机构和后行动力机构能够更好的稳固飞行,同时通过设定的升降机构能够在到达预定基站位置附近,降落后能够保证前行动力机构和后行动力机构顺利降至地面,进而转变成前行动力轮和后行动力轮,实现转动行走的技术目的,实现吊装后的行走到达预定的基站位置,实现信息的通讯。

18、2、通过动力机构设置的凹腔内将动力电池置于内部,保证动力电池的安全性,防止出现磕碰,动力电机连接动力电池实现动力的传输运转,保证了伞形轴齿轮的动力传输,同时通过保护壳体扣接于扣座上能够实现动力电池与基体的活动连接,也便于后期进行脱离,实现较好的连接便捷性。

19、3、提高螺旋桨的动力传输,同时传动轴齿轮与所述伞形轴齿轮的间隙设置,便于在后期运行时能够分离,保证了基站的后期运行功能,提高基站整体与基体的有效脱离能力,实现基站的地面后期运行,方便更好的通信信号。

20、4、前行动力机构的第一前行动力轮扇,在飞行时能够进行飞行的鼓力输出,保证了前进飞行的稳定性,在降落地面后通过第一前行动力轮扇的动力输出,保证基站的地面前行,既实现飞行的鼓吹前行,又能够在地面时起到动力轮的技术效果,实现一举两得的技术功能,大大提高了空中吊装装置的双重动力作用。

21、5、通过第一弹性升降杆和弹簧套的作用下,提高第一弹性升降杆和第二弹性升降杆的弹力弹起的幅度,便于扣座的脱离,提高脱离效率,同时又能够保证基站落地后的稳定性,防止造成通信基站损坏。

22、6、通过第一缓冲弹性机构和第二缓冲弹性机构共同作用下,降低对动力电机的颠簸影响,提高稳定性,其二,是在飞行后降落过程中实现降落时的缓冲作用,同时不断地调整降落姿势能够实现动力电池的保护壳体与基体的上下浮动脱离,提高脱离的有效性能,第一缓冲弹性机构和第二缓冲弹性机构实现以上两种情况的不同运行功能,大大提高脱离的顺畅性。


技术特征:

1.一种无人机飞行吊装通信基站装置,包括无人机,其特征在于,所述无人机下端设置有吊装机构,所述吊装机构上设置有通信基站设备,所述吊装机构前端设置有前行动力机构,所述吊装机构后端设置有后行动力机构,所述无人机包括伞形轴齿轮和机体,所述伞形轴齿轮连接于所述机体上,所述机体上设置有动力机构,所述动力机构包括动力电池和动力电机,所述动力电机转动连接所述伞形轴齿轮上,所述伞形轴齿轮分别转动连接多方旋转桨和下传动轴,所述前行动力机构与所述后行动力机构分别连接于所述机体两端下侧的升降机构上,所述升降机构与所述机体连接,所述升降机构包括前升降架和后升降架,所述前升降架上设置有第一两侧升降板,所述后升降板上设置第二两侧升降板,所述第一两侧升降板与所述前行动力机构活动连接,所述第二两侧升降板与所述后行动力机构活动连接。

2.根据权利要求1所述的一种无人机飞行吊装通信基站装置,其特征在于,所述动力机构设置于所述机体下端的凹腔内,所述动力电池设置于所述动力电机上端,所述动力电机下端转动连接所述伞形轴齿轮,所述动力电机安装于动力壳体内,所述动力壳体上端连接固定连接所述动力电池的保护壳体,所述保护壳体上端两侧扣接于所述凹腔内上端两侧的扣座上。

3.根据权利要求2所述的一种无人机飞行吊装通信基站装置,其特征在于,所述多方螺旋桨包括第一方向螺旋桨、第二方向螺旋桨、第三方向螺旋桨和第四方向螺旋桨,所述第一方向螺旋桨、第二方向螺旋桨、第三方向螺旋桨和第四方向螺旋桨分别通过四个传动轴齿轮与所述伞形轴齿轮转动连接,所述伞形轴齿轮下端连接所述下传动轴,所述下传动轴分别与所述前行动力机构和所述后行动力机构连接。

4.根据权利要求3所述的一种无人机飞行吊装通信基站装置,其特征在于,所述前行动力机构包括前行动力轴,所述前行动力轴一端与所述下传动轴转动连接,所述前行动力轴另一端与第一前行动力轮扇连接,所述第一动力轮扇包括第一动力轮,所述第一动力轮的中心位置设置有第一驱动架和第一驱动轴,所述第一驱动轴与所述前行动力轴转动连接,所述第一驱动轴设置于所述第一驱动架上,所述第一驱动架设置于所述第一驱动轴的第一轴套上。

5.根据权利要求4所述的一种无人机飞行吊装通信基站装置,其特征在于,所述后行动力机构包括后行动力轴,所述后行动力轴一端与所述下传动轴转动齿接,所述后行动力轴另一端与第二后行动力轮扇连接,所述第二后行动力轮扇包括第二动力轮,所述第二动力轮的中心位置设置有第二驱动架和第二驱动轴,所述第二驱动轴与所述后行动力轴转动连接,所述第二驱动轴设置于所述第二驱动架上,所述第二驱动架设置于所述第二驱动轴的第二轴套上。

6.根据权利要求5所述的一种无人机飞行吊装通信基站装置,其特征在于,所述第一驱动架和第二驱动架上分别设置有第一缓冲弹性机构和第二缓冲弹性机构,所述第一缓冲弹性机构包括第一弹性底座,所述第一弹性底座上端连接第一弹性升降杆,所述第一弹性升降杆上端连接所述动力壳体一侧,所述第二缓冲弹性机构包括第二弹性底座,所述第二弹性底座上端设置有第二弹性升降杆,所述第二弹性升降杆上端连接所述动力壳体另一侧。

7.根据权利要求6所述的一种无人机飞行吊装通信基站装置,其特征在于,第一弹性升降杆包括底部连接杆,所述底部连接杆与所述第一弹性底座连接,所述底部连接杆上端设置弹簧套,所述弹簧套上端连接升降杆,所述升降杆固定连接于所述弹簧套上端,所述升降杆与所述动力壳体连接,所述第一弹性升降杆与所述第二弹性升降杆结构相同。

8.根据权利要求3所述的一种无人机飞行吊装通信基站装置,其特征在于,四个所述传动轴齿轮设置于所述伞形轴齿轮上端齿接,所述所述第一方向螺旋桨、第二方向螺旋桨、第三方向螺旋桨和第四方向螺旋桨与四个所述传动轴齿轮固定连接,四个所述传动轴齿轮与所述伞形轴齿轮间隙啮合齿接。

9.根据权利要求1所述的一种无人机飞行吊装通信基站装置,其特征在于,所述通信基站设备设置于所述前行动力机构和所述后行动力机构之间,所述通信基站设备上端两侧设置有通信天线,所述通信基站设备电源连接所述动力电池。

10.一种无人机飞行吊装通信基站装置的控制方法,其特征在于,无人机飞行吊装通信基站装置为权利要求1到9任一项权利要求所述无人机飞行吊装通信基站装置,包括以下步骤:


技术总结
本发明公开了一种无人机飞行吊装通信基站装置,包括无人机,所述无人机下端设置有吊装机构,所述吊装机构上设置有通信基站设备,所述吊装机构前端设置有前行动力机构,所述吊装机构后端设置有后行动力机构,所述无人机包括伞形轴齿轮和机体,所述伞形轴齿轮连接于所述机体上,所述机体上设置有动力机构,所述动力机构包括动力电池和动力电机,所述动力电机转动连接所述伞形轴齿轮上,所述伞形轴齿轮分别转动连接多方旋转桨和下传动轴;通过本发明涉及的无人机飞行吊装通信基站装置能够在复杂气候及茂密森林特殊环境下进行通信基站的运送,提高特殊环境下的基站通信信号的增强,大大提高特殊环境下抢救性信号的高效支持。

技术研发人员:李民,苏祺,周永绪
受保护的技术使用者:北华航天工业学院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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