[实用新型]无人机三自由度空中自主加油装置

摘要

本实用新型是一种无人机三自由度空中自主加油装置，用于模拟无人机空中加油半物理仿真平台中两个八旋翼无人机的模拟加油仿真。本实用新型旨在加油机获得受油机的成像后，通过无人机安装的英特尔NUC微型计算机(以下简称NUC)模块，利用其内在视觉处理程序解算出两机之间位姿关系，然后通过通信协议传输给加油杆装置中的单片机模块。单片机模块完成输出信息，驱动，执行指令，最终将加油杆以正确角度和姿态朝向受油机，为最终对接提供支持。

主权项

一种无人机三自由度空中自主加油装置，其特征在于：该装置分为机械结构和控制系统两部分；机械机构部分包括：所述机械结构包括一个机械平台、加油杆、三个舵机、两个摄像机和一个摄像机安装架；所述机械平台用于固定安装电源、英特尔微型计算机NUC、单片机模块和阻尼模块；机械平台下方安装悬挂加油杆；所述三个舵机中每个舵机控制一个自由度，并相应配套舵盘完成机械运动；三个舵机采用相互垂直的安装方式，分别完成加油杆的偏航、俯仰和伸缩运动；所述舵盘分为两个第一舵盘和一个第二舵盘；两个第一舵盘为U字型，开口端分别固定在偏航和俯仰舵机上并且所在平面相互垂直，各自完成对相应自由度的控制；第二舵盘为圆盘形，固定在伸缩舵机上，完成加油杆的伸缩自由度的控制；所述单片机模块用于接收无人机NUC模块解算的两个无人机之间的视觉测量结果，通过单片机模块的计算单元处理形成舵机指令，执行机构将舵机指令传输给舵机完成相应指令；所述阻尼模块包括两个阻尼杆，对加油杆三个自由度运动起到阻尼作用；所述的摄像机安装架为T字型，倒装在机械平台下方，两端以中间对称分别各安装一个摄像机，用于采集无人机当前航拍的图像；图像通过通信机构传输给NUC模块，完成视觉信息解算，得到无人机与加油机的位置姿态；机械机构部分包括：位姿信息处理单元、舵机控制单元和电源单元；所述位姿信息处理单元负责对无人机中NUC模块利用视觉信息算法处理得到的位姿关系进行处理，得到舵机的动作指令；所述舵机控制单元负责将先前舵机动作指令转换成舵盘旋转角度，带动舵盘完成相应动作；所述电源单元为整个硬件系统提供电源。