[发明专利]一种基于对向爪刺单元的旋翼无人机顶面双稳态栖息机构

权利要求书

1.一种基于对向爪刺单元的旋翼无人机顶面双稳态栖息机构，其特征在于：安装在旋翼无人机的顶面，包括爪刺单元、双稳态机构、安装座、机架、舵机和柔性连接机构；

所述安装座安装在旋翼无人机的顶面，柔性连接机构连接安装座与机架，舵机安装在机架侧面；

所述机架为爪刺单元、双稳态机构以及舵机提供安装基础；

所述爪刺单元包括爪刺足、滑块和滑动轴；其中至少四根滑动轴在机架上下方向分两层布置相互平行布置；两个滑块对称安装于滑动轴上；每个滑块在机架主体的前后方向的外侧具有向内倾斜的爪刺足用于抓附，且滑块还穿在上层滑动轴上，能够沿上层滑动轴转动；在机架主体的上下方向，在滑块内端一侧下部具有伸出的长臂，该长臂穿在部分下层滑动轴上，能够沿下层滑动轴转动，并与双稳态机构中的一根第一连杆固定连接；

所述双稳态机构包括第一连杆和第二连杆；两根第一连杆相互平行布置在机架的前后方向两端，并穿在下层滑动轴上；第一连杆两端分别转动连接一根第二连杆，处于同一侧的两根第二连杆通过转轴转动配合；当同一侧的两根第二连杆处于弯角状态时，两根第一连杆处于靠近状态，且此时两个滑块处于分离状态；当同一侧的两根第二连杆受压从弯角状态变为直线状态后，两根第一连杆相互远离，此时两个滑块相互靠近；

所述舵机内装有舵臂；通过舵臂能够将同一侧的两根第二连杆从直线状态转变为弯角状态。

2.根据权利要求1所述一种基于对向爪刺单元的旋翼无人机顶面双稳态栖息机构，其特征在于：机架主体为“日”字形框架结构，前后两个空间为爪刺单元中两个滑块的运动空间，在机架主体一侧安装舵机；在机架前后两端具有爪刺单元中四根滑动轴的安装孔。

3.根据权利要求1或2所述一种基于对向爪刺单元的旋翼无人机顶面双稳态栖息机构，其特征在于：在机架主体两侧还有外伸支臂，支臂上具有竖直向上的爪刺足。

4.根据权利要求1所述一种基于对向爪刺单元的旋翼无人机顶面双稳态栖息机构，其特征在于：所述柔性连接机构将安装座和机架的四角相连接，柔性连接机构使用硅胶材料制成。

5.根据权利要求1所述一种基于对向爪刺单元的旋翼无人机顶面双稳态栖息机构，其特征在于：所述舵机型号为AFRC-D1302，重1.9g，扭矩0.15kg-cm，电气接口为JR插头，供电电压3.7V，控制信号为PWM波，周期20ms，常态为脉宽900us，脉宽1700us时双稳态机构解锁。

6.根据权利要求5所述一种基于对向爪刺单元的旋翼无人机顶面双稳态栖息机构，其特征在于：所述栖息机构为60mm×48mm×24mm，质量为13g。

7.根据权利要求1所述一种基于对向爪刺单元的旋翼无人机顶面双稳态栖息机构，其特征在于：栖息过程中，在四旋翼无人机向上驱动力的作用下，柔性连接机构变形，将无人机对栖息机构施加的向上的压力转化为爪刺单元的法向预压力和相向运动的切向对抓力，在为爪刺单元提高向上预压力的同时带动爪刺单元中的滑块相向对抓，爪刺足刺入矿棉板中，进而为四旋翼无人机提供附着力；在复飞状态时，双稳态机构通过舵臂旋转驱动解锁，两个滑块由向内对抓的状态变为向外运动的状态，爪刺单元与吊顶的附着状态解除，四旋翼无人机携带栖息组件脱离吊顶。