一种无人机起降与回收平台的设计

随着无人机的飞速发展，无人机的出勤和补给变得越来越智能。但是，现有的无人机运输平台仅限于为无人机提供起飞和降落功能，以实现简单的无人机存储，并且其中大多数都需要在起飞和降落期间手动控制。由于用户的处理技巧，有时会发生碰撞或失控，这对无人机的飞行安全构成了很大的隐患，尤其是在某些情况下，因为用户技术还不够好，飞机不能完成起飞或降落的动作。当无人机完成其任务时，由于其航程远，任务时间长和续航力有限，通常无法回舱。地面机械操控手必须远程控制无人机，但是风险很高，并且容易造成损失。为解决以上可能出现问题，并结合起降与回收平台的任务特点，对平台的传动机构，防护壳体，引导机构，充电装置，升降平台等机械结构利用Solid Works进行3D建模设计，在设计时根据实际情况自行设定无人机尺寸和重量范围，并以此参数进行计算和选型。为了使智能机库按照预定程序顺利实现操作，对伺服电机，驱动模块等硬件也进行具体的选择。通过综合设计实现无人机在起降平台的精准降落及自动充电，有效解决无人机续航时间短、需人工现场操作等应用问题，极大提升了无人机应用能力的上限。

自动起降与回收平台包括传动机构的平台主体，该传动机构的平台主体提供了用于起飞和降落无人机的平面动力机构，该平面动力机构连接至传动机构并用于为该传动机构输出动力。保护壳位于平台主体的一端，该保护壳设有充电装置和用于引导无人机的引导机构。控制器具有通信模块，该通信模块让无人机、控制器和充电装置之间相互通信。在该装置被连接后，控制器被连接至动力机构。在GPS 导航下，无人机将尽可能直接移动到无人机着陆平台上方，然后更精确地着陆在升降机构上。这时，无人机与控制器建立通讯，通知控制器准备就绪，控制器启动动力机构，传动机构支撑无人机向下移动。在运动过程中，由于无人机三脚架与停机坪之间的中心位置存在偏差，导向机构连续校正无人机的方向位置和机头方向。它很小且相对容易滑动。当移动到预设位置时，动力机构停止运行。此时，无人机的方向和位置已被准确地校正到理想状态。

这时， 控制器将充电装置控制为无线控制， 为无人机电池充电[1] [2]。

充电完成后，控制器启动着陆平台的动力机构向反方向旋转，以使传动机构支撑无人机向上移动，当其移动到另一个预设位置时，动力机构停止旋转。控制器通过通信模块通知无人机准备起飞。至此，无人机自动着陆和充电的整个过程完成。该平台不仅可以实现无人机的自动起降，还可以对无人机进行智能充电， 提高了无人机的续航能力和远程工作能力。

适用于垂直起降无人机， 特别是多旋翼无人机， 同时， 无人机起降平台和系统可以设置在固定平台上，也可以放置在移动车辆或舰载平台上借助基于以太网的连接，无人机的远程控制软件的应用范围非常广泛，可以实现无人机的远程操作[3]。

针对无人机起降与回收平台的设计，本文主要设计了四部分设备，分别是舱门设备、无人机引导设