[发明专利]一种绳系末端机动自主对接系统及方法

权利要求书

1.一种绳系末端机动自主对接系统，其特征在于：包括主动对接系统(1)和被动对接系统(2)，主动对接系统(1)包括运输用直升机(11)、系绳收放机构(12)和系绳(13)、无人机(14)和末端自主对接机构(15)；系绳(13)上端通过系绳收放机构(12)与直升机(11)下方连接，下端固定有无人机(14)，无人机(14)的底部固定有末端自主对接机构(15)；被动对接系统(2)包括固定于目标物体(22)上方的对接部件(21)，与末端自主对接机构(15)配合实现对接工作；

所述末端自主对接机构(15)包括电机(151)、联轴器(152)、丝杠(153)、结构件(154)、滑块(155)、视觉相机(156)和外壳(157)，外壳(157)顶端固定于无人机(14)底面中部，其内从上到下依次同轴安装有电机(151)、联轴器(152)、丝杠(153)、结构件(154)、滑块(155)、视觉相机(156)；丝杠(153)顶端通过联轴器(152)与电机(151)的输出轴连接，底端通过外螺纹与结构件(154)中心孔的内螺纹配合安装；结构件(154)为平板结构，多个滑块(155)沿周向铰接于结构件(154)的下端面；通过电机(151)驱动丝杠(153)旋转，同时由结构件(154)带动滑块(155)沿丝杠(153)的轴向位移；多个滑块(155)在外壳(157)内成聚拢结构，向下移动至外壳(157)外时，成向外扩张的结构；视觉相机(156)用于对接目标物体的跟踪定位；

所述对接部件(21)包括对接部件锁紧装置(211)和连接部件(212)，对接部件锁紧装置(211)通过连接部件(212)固定于目标物体(22)的顶部；对接部件锁紧装置(211)是底部为平面的碗装结构，其周壁从上到下成收敛结构，其底面沿周向开有多个通孔，分别与多个滑块(155)一一对应；由无人机(14)的飞行控制系统将末端自主对接机构(15)与被动对接系统(2)调整相对后，启动电机(151)，由丝杠(153)驱动结构件(154)、多个滑块(155)向下移动，直到滑块(155)穿过对接部件锁紧装置(211)的各对应通孔后，向外扩张实现锁紧。

2.根据权利要求1所述绳系末端机动自主对接系统，其特征在于：所述系绳收放机构(12)为绞车式收放牵引结构，用于控制系绳(13)的收放，从而调节无人机(14)和末端自主对接机构(15)的高度位置。

3.根据权利要求1所述绳系末端机动自主对接系统，其特征在于：所述外壳(157)为中空的柱状框架式结构。

4.根据权利要求1所述绳系末端机动自主对接系统，其特征在于：所述滑块(155)的截面为近直角三角形或钝角三角形结构，各角均为圆弧结构，其中一个底角与结构件(154)铰接。

5.根据权利要求4所述绳系末端机动自主对接系统，其特征在于：所述外壳内同轴安装有收纳仓；收纳仓为两端开口的圆筒结构，其下端沿周向开有多个轴向通槽，轴向通槽与滑块(155)的位置和数量一一对应，滑块(155)的上顶角与轴向通槽槽顶铰接；所述收纳仓的上端作为滑块(155)的聚拢空间，滑块(155)向下移动至轴向通槽时，绕与轴向通槽槽顶的铰接轴旋转至向外扩张状态。

6.根据权利要求4所述绳系末端机动自主对接系统，其特征在于：所述滑块(155)和结构件(154)的铰接处安装有扭簧，使得滑块(155)伸出外壳(157)后，在扭簧恢复力的作用下向外弹出。

7.根据权利要求1所述绳系末端机动自主对接系统，其特征在于：所述结构件(154)为圆板结构，其外周面上沿周向均布多个凹口，多个滑块(155)一一对应铰接于凹口处。

8.根据权利要求1所述绳系末端机动自主对接系统，其特征在于：所述滑块(155)和对接部件锁紧装置(211)通孔的数量均为3个，且沿周向均布。