一种无人机传动式配平投掷装置及其配平方法

1.本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种无人机传动式配平投掷装置及其配平方法。

背景技术：

2.现有的无人机配平工作中，在无人机中安装好任务设备后，需要借助其它设备对无人机进行配平，在总重量合格的情况下通常保持机身前侧的重量略大于机身后侧重量，且差值在一定合理范围，否则就须在机身内放置配重块以实现配平。该配平方式通常针对飞行中机体重量无变化的情形，一次配平对整个飞行过程均有效。但对用于投递物体的无人机并不适用。目前小型无人机自重较小，逐步投掷多个较重物品时极易失去平衡。因此出于平衡考虑，当前大多采用单个挂载形式，导致载荷利用率不高。此外，投掷装置无法兼容配平功能，多采用配平与投掷分离设置的方式，增加了无人机重量及体积。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于提出一种无人机传动式配平投掷装置及其配平方法，以解决上述背景技术中提出的单个挂载导致载荷利用率不高的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.技术方案一：一种无人机传动式配平投掷装置，包括配重部、投掷部和驱动装置，所述配重部由结构相同的阶梯同步轮a和阶梯同步轮b，以及与所述阶梯同步轮a和阶梯同步轮b传动配合的同步带a和配重块组成，所述投掷部包括执行机构与挂载机构，所述执行机构由结构相同的阶梯同步轮c和阶梯同步轮d，以及与所述阶梯同步轮c和阶梯同步轮d传动配合的同步带b，经拨片轴安装在拨片支撑件上的多个拨片，以及安装在所述拨片轴上由所述同步带b驱动的拨片同步轮组成，所述挂载机构包括多个对应于所述拨片的挂钩，所述配重部的阶梯同步轮与所述投掷部的阶梯同步轮啮合传动。
6.进一步地，所述阶梯同步轮a、阶梯同步轮b、阶梯同步轮c和阶梯同步轮d均由同轴安装的同步带轮和齿轮组成，所述齿轮用于配重部与投掷部的啮合传动。
7.进一步地，所述同步带轮的径向尺寸大于所述齿轮的径向尺寸，所述齿轮可依据配平需求进行更换。
8.进一步地，还包括用于支撑和导向所述配重块的配重块导轨，所述配重块通过连接件与所述同步带a可拆卸连接。
9.进一步地，所述执行机构设有四个拨片，四个所述拨片初始位置依次顺时针或逆时针相差90度。
10.进一步地，所述挂载机构由挂钩、挂钩轴与挂钩支撑件组成，所述挂钩可转动连接于所述挂钩轴，利用所述挂钩轴与所述挂钩支撑件连接。
11.进一步地，所述挂钩轴安装于所述挂钩中部。
12.技术方案二，一种无人机传动式配平投掷装置，包括配重部、投掷部和驱动装置，
所述配重部由同步带轮g、同步带轮h，以及与所述同步带轮g和同步带轮h传动配合的同步带c，安装于同步带c上的配重块组成，所述投掷部包括执行机构与挂载机构，所述执行机构由同步带轮x、同步带轮y，以及与所述同步带轮x和同步带轮y传动配合的同步带d，经拨片轴安装在拨片支撑件上的多个拨片，以及安装在所述拨片轴上由所述同步带b驱动的拨片同步轮组成，所述同步带轮g与同步带轮x同轴安装，所述同步带轮h与同步带轮y同轴安装，所述挂载机构包括多个对应于所述拨片的挂钩。
13.一种基于技术方案一的无人机传动式配平投掷装置的配平方法，首先，依据重物挂载情况，调整配重块的位置，确保无人机起飞时处于配平状态；在启动投掷时，通过驱动装置带动阶梯同步轮转动，所述配重部与所述投掷部的阶梯同步轮啮合传动，进而带动同步带a与同步带b转动，所述同步带a带动配重块移动，所述同步带b驱动所述拨片绕拨片轴转动，拨片推动所述挂钩旋转，挂钩转动过程中实现重物投掷；投掷完成后，挂钩依靠重力复位，无人机再次处于配平状态，等待下一次投掷。
14.一种基于技术方案二的无人机传动式配平投掷装置的配平方法，首先，依据重物挂载情况，调整配重块的位置，确保无人机起飞时处于配平状态；在启动投掷时，通过驱动装置带动同轴的同步带轮转动，进而驱动同步带c与同步带d转动，所述同步带c带动配重块移动，所述同步带d驱动所述拨片同步轮带动所述拨片绕拨片轴转动，拨片推动所述挂钩旋转，挂钩转动过程中完成重物投掷；投掷完成后，挂钩依靠重力复位，无人机再次处于配平状态，等待下一次投掷。
15.本发明具有以下有益效果：
16.本发明将投递装置与配平装置进行有效组合，通过传动配重块的方式，实现逐步投掷多个较重物品时，配重块的自主移动，从而调整无人机的重心稳定，大大提高了无人机的载荷利用率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例一整体结构示意图；
19.图2为本发明实施例一、实施例二拨片与挂钩位置关系示意图；
20.图3为本发明实施例一、实施例二单个拨片投掷过程示意图；
21.图4为本发明实施例一、实施例二多拨片位置状态示意图；
22.图5为本发明实施例二整体结构示意图。
23.附图中，各标记所代表的部件如下：
24.配重部-1，投掷部-2，重物-3；
25.阶梯同步轮a-11，阶梯同步轮b-12，同步带a-13，配重块-14，配重块导轨-15；
26.执行机构-21，挂载机构-22，同步带b-23，拨片-24，拨片支撑件-25，拨片同步轮-26，拨片轴-27；
27.同步带轮c-111，齿轮d-112；
28.阶梯同步轮c-211，阶梯同步轮d-212，挂钩-221，挂钩轴-222，挂钩支撑件-223；
29.同步带轮e-2111，齿轮f-2112；
30.同步带轮g41，同步带轮h42，同步带c43，同步带轮x44，同步带轮y45，同步带d46。
具体实施方式
31.下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
32.实施例一：
33.参阅图1-4所示，一种无人机传动式配平投掷装置，包括配重部1、投掷部2和驱动装置(图中未示出)，所述配重部1包括阶梯同步轮a11、阶梯同步轮b12，以及与所述阶梯同步轮a11和阶梯同步轮b12传动配合的同步带a13，还包括配重块14，用于所述配重块14支撑和导向的配重块导轨15。所述配重块导轨15的设置使得所述配重块14在运动中保持顺畅平稳。所述配重块14通过连接件与所述同步带a13可拆卸连接，与所述同步带a13保持同步运动。所述阶梯同步轮a11包括同轴安装的同步带轮c111和齿轮d112，所述同步带轮c111的径向尺寸大于所述齿轮d112的径向尺寸。所述同步带a13与所述同步带轮c111配合传动。所述阶梯同步轮b12与阶梯同步轮a11结构相同。
34.所述投掷部2包括执行机构21与挂载机构22，所述执行机构21由阶梯同步轮c211、阶梯同步轮d212，以及与所述阶梯同步轮c211和阶梯同步轮d212传动配合的同步带b23，拨片24、拨片支撑件25以及拨片同步轮26组成。所述阶梯同步轮c211包括同轴安装的同步带轮e2111和齿轮f2112，所述同步带轮e2111的径向尺寸大于所述齿轮f2112的径向尺寸。所述同步带b23与所述同步带轮e2111配合传动。所述阶梯同步轮d212与阶梯同步轮c211结构相同。所述拨片24固定连接于拨片轴27，利用所述拨片轴27与所述拨片支撑件25可转动连接，所述拨片同步轮26设于所述拨片轴27上，所述拨片同步轮26与所述同步带b23配合传动。所述拨片24可设置1个或多个，优选地，所述执行机构21设有四个拨片24，四个所述拨片24初始位置依次顺时针或逆时针相差90度。
35.所述挂载机构22由挂钩221、挂钩轴222与挂钩支撑件223组成，所述挂钩221可转动连接于所述挂钩轴222，利用所述挂钩轴222与所述挂钩支撑件223连接。所述挂钩轴222安装于所述挂钩221中部。所述挂钩221可设置1个或多个，优选地，所述挂载机构22设有四个挂钩221。所述挂钩221安装位置与所述拨片24安装位置相对应，以保证在所述拨片24的转动过程中推动所述挂钩221绕所述挂钩轴222转动，卸载挂于挂钩221上的重物3。
36.所述配重部1的阶梯同步轮与所述投掷部2的阶梯同步轮通过各自的齿轮组件啮合传动。通过选择不同的齿轮实现不同传动比，以调整配重块的移动速度。
37.所述驱动装置为伺服电机，可选择性地安装在所述配重部1或所述投掷部2的阶梯同步轮轴上。采用配重部1与投掷部2的啮合传动，且利用一个驱动装置即可实现配平与重物投递，利用同步带、齿轮及配重块组合可实现投掷和配平兼顾，使得整体结构大大精简，有效较少机身体积，机身重量大幅减轻。采用机械结构连接投掷部与配平部，使重物投掷与配重块移动同步，反应迅速，利于无人机投掷后快速平衡。
38.可通过更换不同规格的阶梯同步轮及配重块，适用于多种无人机。柔性同步带传动的方式，使该装置可运用于复杂环境。
39.配重块14的安装位置须保证在投掷过程中，所述配重块14的运动方向与所述重物3依次投掷的顺序方向相反。
40.该无人机传动式配平投掷装置安装于无人机底部挂载槽中，所述挂钩外置于挂载槽。其运行过程如下：
41.首先，依据重物3挂载情况，调整配重块14的位置，确保无人机起飞时处于配平状态。
42.在启动投掷时，通过驱动装置带动阶梯同步轮转动，所述配重部1与所述投掷部2的阶梯同步轮的齿轮啮合传动，进而带动同步带a13与同步带b23转动。所述同步带a13带动配重块14沿所述配重块导轨15移动，所述同步带b23与所述拨片同步轮26配合传动，带动所述拨片24绕拨片轴27转动，拨片24推动所述挂钩221绕挂钩轴222旋转，挂钩221转动过程中实现重物3投掷。
43.投掷完成后，挂钩221不再受拨片24推动，挂钩221自动靠重力复位。此时，无人机再次处于配平状态，等待下一次投掷。
44.实施例二：
45.参阅图5所示，一种无人机传动式配平投掷装置，包括配重部1、投掷部2和驱动装置(图中未示出)，所述配重部1包括同步带轮g41、同步带轮h42，以及与所述同步带轮g41和同步带轮h42传动配合的同步带c43，还包括配重块14，用于所述配重块14支撑和导向的配重块导轨15。所述配重块导轨15的设置使得所述配重块14在运动中保持顺畅平稳。所述配重块14通过连接件与所述同步带c43可拆卸连接，与所述同步带c43保持同步运动。
46.投掷部2包括执行机构与挂载机构，所述执行机构由同步带轮x44、同步带轮y45，以及与所述同步带轮x44和同步带轮y45传动配合的同步带d46，拨片24、拨片支撑件25以及拨片同步轮26组成。
47.所述同步带轮g41和同步带轮h42的径向尺寸与所述同步带轮x44和同步带轮y45的径向尺寸可相同或不同，本实施例优选不同。所述同步带轮g41与同步带轮x44同轴安装，所述同步带轮h42与同步带轮y45同轴安装。
48.所述挂载机构与实施例一的挂载机构相同。
49.配重块14的安装位置须保证在投掷过程中，所述配重块14的运动方向与所述重物3依次投掷的顺序方向相反。
50.所述驱动装置为伺服电机，安装在同步带轮轴上。利用一个驱动装置即可实现配平与重物投递，利用同步带及配重块组合可实现投掷和配平兼顾，使得整体结构大大精简，有效较少机身体积，机身重量大幅减轻。采用机械结构连接投掷部与配平部，使重物投掷与配重块移动同步，反应迅速，利于无人机投掷后快速平衡。
51.与实施例一不同之处在于，实施例二进一步简化结构，仅依靠同轴安装的同步带轮无需齿轮传动来实现传动配平。
52.该装置运行过程如下：
53.首先，依据重物3挂载情况，调整配重块14的位置，确保无人机起飞时处于配平状态。
54.在启动投掷时，通过驱动装置带动同轴的同步带轮转动，进而带动同步带c43与同步带d46转动。所述同步带c43带动配重块14沿所述配重块导轨15移动，所述同步带d46与所述拨片同步轮26配合传动，带动所述拨片24绕拨片轴27转动，拨片24推动所述挂钩221绕挂钩轴222旋转，挂钩221转动过程中实现重物3投掷。
55.投掷完成后，挂钩221不再受拨片24推动，挂钩221自动靠重力复位。此时，无人机再次处于配平状态，等待下一次投掷。
56.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。
57.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。

技术特征：

1.一种无人机传动式配平投掷装置，包括配重部(1)、投掷部(2)和驱动装置，其特征在于，所述配重部(1)由结构相同的阶梯同步轮a(11)和阶梯同步轮b(12)，以及与所述阶梯同步轮a(11)和阶梯同步轮b(12)传动配合的同步带a(13)和配重块(14)组成，所述投掷部(2)包括执行机构(21)与挂载机构(22)，所述执行机构(21)由结构相同的阶梯同步轮c(211)和阶梯同步轮d(212)，以及与所述阶梯同步轮c(211)和阶梯同步轮d(212)传动配合的同步带b(23)，经拨片轴(27)安装在拨片支撑件(25)上的多个拨片(24)，以及安装在所述拨片轴(27)上由所述同步带b(23)驱动的拨片同步轮(26)组成，所述挂载机构(22)包括多个对应于所述拨片(24)的挂钩(211)，所述配重部(1)的阶梯同步轮与所述投掷部(2)的阶梯同步轮啮合传动。2.根据权利要求1所述的一种无人机传动式配平投掷装置，其特征在于，所述阶梯同步轮a(11)、阶梯同步轮b(12)、阶梯同步轮c(211)和阶梯同步轮d(212)均由同轴安装的同步带轮和齿轮组成，所述齿轮用于配重部(1)与投掷部(2)的啮合传动。3.根据权利要求2所述的一种无人机传动式配平投掷装置，其特征在于，所述同步带轮的径向尺寸大于所述齿轮的径向尺寸，所述齿轮可依据配平需求进行更换。4.根据权利要求1所述的一种无人机传动式配平投掷装置，其特征在于，还包括用于支撑和导向所述配重块(14)的配重块导轨(15)，所述配重块(14)通过连接件与所述同步带a(13)可拆卸连接。5.根据权利要求1所述的一种无人机传动式配平投掷装置，其特征在于，所述执行机构(21)设有四个拨片(24)，四个所述拨片(24)初始位置依次顺时针或逆时针相差90度。6.根据权利要求5所述的一种无人机传动式配平投掷装置，其特征在于，所述挂载机构(22)由挂钩(221)、挂钩轴(222)与挂钩支撑件(223)组成，所述挂钩(221)可转动连接于所述挂钩轴(222)，利用所述挂钩轴(222)与所述挂钩支撑件(223)连接。7.根据权利要求6所述的一种无人机传动式配平投掷装置，其特征在于，所述挂钩轴(222)安装于所述挂钩(221)中部。8.一种无人机传动式配平投掷装置，包括配重部(1)、投掷部(2)和驱动装置，其特征在于，所述配重部(1)由同步带轮g(41)、同步带轮h(42)，以及与所述同步带轮g(41)和同步带轮h(42)传动配合的同步带c(43)，安装于同步带c(43)上的配重块(14)组成，所述投掷部(2)包括执行机构与挂载机构，所述执行机构由同步带轮x(44)、同步带轮y(45)，以及与所述同步带轮x(44)和同步带轮y(45)传动配合的同步带d(46)，经拨片轴(27)安装在拨片支撑件(25)上的多个拨片(24)，以及安装在所述拨片轴(27)上由所述同步带b(23)驱动的拨片同步轮(26)组成，所述同步带轮g(41)与同步带轮x(44)同轴安装，所述同步带轮h(42)与同步带轮y(45)同轴安装，所述挂载机构包括多个对应于所述拨片(24)的挂钩(221)。9.一种基于权利要求1至7任一项所述的无人机传动式配平投掷装置的配平方法，其特征在于，首先，依据重物(3)挂载情况，调整配重块(14)的位置，确保无人机起飞时处于配平状态；在启动投掷时，通过驱动装置带动阶梯同步轮转动，所述配重部(1)与所述投掷部(2)的阶梯同步轮啮合传动，进而带动同步带a(13)与同步带b(23)转动，所述同步带a(13)带动配重块(14)移动，所述同步带b(23)驱动所述拨片(24)绕拨片轴(27)转动，拨片(24)推动所述挂钩(221)旋转，挂钩(221)转动过程中实现重物(3)投掷；投掷完成后，挂钩(221)依靠重力复位，无人机再次处于配平状态，等待下一次投掷。
10.一种基于权利要求8所述的无人机传动式配平投掷装置的配平方法，其特征在于，首先，依据重物(3)挂载情况，调整配重块(14)的位置，确保无人机起飞时处于配平状态；在启动投掷时，通过驱动装置带动同轴的同步带轮转动，进而驱动同步带c(43)与同步带d(46)转动，所述同步带c(43)带动配重块(14)移动，所述同步带d(46)驱动所述拨片同步轮(26)带动所述拨片(24)绕拨片轴(27)转动，拨片(24)推动所述挂钩(221)旋转，挂钩(221)转动过程中完成重物(3)投掷；投掷完成后，挂钩(221)依靠重力复位，无人机再次处于配平状态，等待下一次投掷。

技术总结

本发明提供一种无人机传动式配平投掷装置及其配平方法，该装置包括配重部、投掷部和驱动装置，所述配重部由结构相同的阶梯同步轮A和阶梯同步轮B，以及与之传动配合的同步带A和配重块组成，所述投掷部包括执行机构与挂载机构，所述执行机构由结构相同的阶梯同步轮C和阶梯同步轮D，以及与之传动配合的同步带B，由所述同步带B驱动的多个拨片组成，所述挂载机构包括多个对应于所述拨片的挂钩，所述配重部的阶梯同步轮与所述投掷部的阶梯同步轮啮合传动。本发明将投递装置与配平装置进行有效组合，通过传动配重块的方式，实现逐步投掷多个较重物品时，配重块的自主移动，从而调整无人机的重心稳定，大大提高了无人机的载荷利用率。率。率。