[发明专利]具有归拢功能的无人机停机库及其弧形顶盖的控制方法

权利要求书

1.一种具有归拢功能的无人机停机库，其特征在于，包括箱体(100)、弧形顶盖(200)、升降机构(300)、归拢装置(400)和电动推杆；

所述弧形顶盖(200)位于所述箱体(100)顶部；所述电动推杆包括箱体外推杆(500)和箱体内推杆(600)；所述箱体外推杆(500)和所述箱体内推杆(600)的一端分别安装在所述箱体(100)上，所述箱体外推杆(500)和所述箱体内推杆(600)的另一端分别与所述弧形顶盖(200)转动连接，所述箱体内推杆(600)还与所述弧形顶盖(200)滑动连接；

所述升降机构(300)位于所述箱体(100)内部，所述升降机构(300)包括升降平台(301)、丝杆(302)、转轮(303)和升降电机(304)；所述丝杆(302)穿过所述升降平台(301)，所述丝杆(302)的一端与所述转轮(303)连接；所述转轮(303)安装在所述箱体(100)的下部；所述升降电机(304)通过第一传动机构与所述转轮(303)连接；所述升降电机(304)固定在所述箱体(100)的下部；所述升降平台(301)上开有限位轨道孔(305)；

所述归拢装置(400)包括限位爪(401)、限位电机(402)、限位同步带(403)和限位同步轮(404)；所述限位同步轮(404)成对安装在所述升降平台(301)的下平面上；所述限位同步带(403)的两端分别安装在成对的所述限位同步轮(404)上；所述限位电机(402)通过第二传动机构与所述限位同步轮(404)连接；所述限位电机(402)固定在所述升降平台(301)的下平面上；所述限位爪(401)与所述限位同步带(403)连接，所述限位爪(401)穿过所述限位轨道孔(305)后伸出所述升降平台(301)的上平面，所述限位爪(401)通过移动无人机机脚来调整无人机的位置；

所述弧形顶盖(200)的活动的控制方法包括以下步骤：

S1：对具有弧形顶盖(200)的无人机停机库建立x-y直角坐标系；设所述箱体内推杆(600)与所述弧形顶盖(200)连接处为点c；所述箱体外推杆(500)与所述弧形顶盖(200)连接处为点a；将所述箱体(100)在所述箱体外推杆(500)和所述箱体内推杆(600)之间的侧边看做是一个线段，所述侧边x坐标为f，所述侧边的上顶点为b；在所述弧形顶盖(200)运动过程中，a点坐标变为a’，b点坐标变为b’，c点坐标变为c’；

所述弧形顶盖(200)在合盖状态时与所述y坐标交点为d；所述箱体内推杆(600)和所述箱体外推杆(500)平行于y轴，所述箱体内推杆(600)和所述箱体外推杆(500)的x坐标分别为g和e；

S2：求弧形顶盖(200)的圆心坐标；若已知a’、b两点坐标和弧形顶盖(200)的半径R，则可求出弧形顶盖(200)圆弧的圆心坐标(x_R，y_R)；已知圆方程公式：

(x-x_R)²+(y-y_R)²＝R² (1)

若已知a’、b两点坐标,由于这两点处在圆弧上，即弧形顶盖(200)上，则分别代入(1)式得：

将(2)、(3)式展开并相减得：

oe²-of²-2(oe-of)x_R+a′e²-bf²-2(a′e-bf)y_R＝0 (4)

由(4)变形得(5)

将(5)代入(3)式得

令

(6)式变为(k₁-k₂y_R)²+(bf-y_R)²＝R²

展开得：

(k₂²+1)y_R²+(-2k₁k₂-2bf)y_R+k₁²+bf²＝R²

(k₂²+1)y_R²-2(k₁k₂+bf)y_R+(k₁²+bf²-R²)＝0 (7)

所述弧形顶盖(200)的圆心位置在圆弧下方，所以(8)式中的根号前取减号，将(8)式带于(5)式可求得x_R；进而求出(x_R，y_R)；

S3：获取所述弧形顶盖(200)正常活动时，所述箱体外推杆(500)和所述箱体内推杆(600)的运动关系；对式(3)引入参数θ，令：

of-x_R＝Rcosθ,bf-y_R＝Rsinθ

则有

x_R＝of-Rcosθ,y_R＝bf-Rsinθ

of，bf，R均为已知，我们取θ＝θ₁,θ₂,....θ_i,....2π，i＝1,2,3......,n越大，步长越短，误差越小，精度越高，分别求出{x_Ri,y_Ri}；

将(2)式变形为

将(3)式变形为

其中of，bf，R均为已知，取一系列{θ_i}，得到一系列对应的a点和c点坐标{y_ai,y_ci}，所述箱体外推杆(500)和所述箱体内推杆(600)必须相互遵守这些配合值，才能保证弧形顶盖(200)在张开折放时，不会与箱体(100)发生卡堵，保证弧形顶盖(200)的正常工作；

根据所述a点和c点配合值坐标{y_ai,y_ci}，可以获得a点和c在所述弧形顶盖(200)运动时的位置和速度关系。