【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及無人機領域，尤其涉及一種包括電永磁吸盤的無人機及載荷運載方法。
技術介紹
1、隨著國內低空空域穩步擴大開放以及無人機技術的不斷創新發展，無人機的飛行航程、載重能力等技術性能不斷提高，自主飛行技術不斷成熟，無人機在物流運輸領域得到快速應用推廣。目前，無人機裝載與運輸載荷的方式一般采用機械連接的方式，這種方式對無人機的自主識別技術以及自主控制技術要求較高，且機械連接方式裝載速度慢，效率低，操縱復雜，需要人工現場保障。
2、申請公布號為cn?112810817a的中國專利技術專利申請公開了一種空中物資掛鉤式拋投無人機，采用掛鉤式的機械結構來實現載荷的運載方式，雖然可以提高裝載載荷，但其結構復雜,運載效率低，且對飛行控制要求較高。申請公布號為cn?118850326a的中國專利技術專利申請公開了一種物流無人機，在無人機本體上設計了一種內置裝載機構，利用起降裝置來實現載荷的裝載和卸載，雖然對飛行控制要求較低，但其機械結構復雜，且裝載和卸載效率低。
3、為了提高無人機裝卸載荷的效率，授權公告號為cn?221563433u的中國技術專利公開了一種電磁吸附式無人機運載平臺，采用磁吸機構進行載荷的連接，可以在一定程度上提高載荷裝卸的效率，但仍然存在運載重量不高、磁吸結構與無人機連接機構復雜等問題，難以實現大范圍的推廣使用。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是提供一種包括電永磁吸盤的無人機及載荷運載方法，不僅可以實現載荷的便捷裝卸，還同時具有運載能力大
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供的技術方案如下：一種包括電永磁吸盤的無人機，包括機體，所述的機體上設有飛行組件；還包括電永磁吸盤，所述的電永磁吸盤固定設置在機體下方；所述的電永磁吸盤包括磁極塊、永磁體和勵磁組件，所述的磁極塊由鐵磁性材料制成的；所述磁極塊面向機體的一端與勵磁組件對應，背離機體的一面為吸附面，所述磁極塊的周向與永磁體的磁極對應；所述勵磁組件朝向磁極塊的磁極方向可調整。
3、在進行載荷裝載操作時，將機體置于載荷上方，其中電永磁吸盤的吸附面朝向載荷設置。隨后調整勵磁組件，使勵磁組件與永磁體面向磁極塊的磁極相同，勵磁組件和永磁體激發的磁場在磁極塊內部聚集。由于同極相斥原理，磁極塊內的磁場會從吸附面向外偏移，此時電永磁吸盤對位于吸附面的載荷的磁力達到極大值，可以對載荷實現磁性吸附。
4、當無人機及載荷轉運至預設位置，進行載荷投放操作時，調整勵磁組件，使勵磁組件與永磁體面向磁極塊的磁極相反，由于異極相吸原理，永磁體與勵磁組件的磁場可以在磁極塊內部構成通路，磁場向外偏移現象大大削弱，此時電永磁吸盤對位于吸附面的載荷的磁力達到極小值，對載荷的磁性吸附作用很小，載荷可以在自重下實現載荷投放。
5、與現有技術中的磁吸裝載形式相比，本申請采用電永磁吸盤可以僅通過調整勵磁組件的磁極方向實現載荷的裝載和投放操作，具有運載能力大、操作簡單和輕量化的優點。
6、作為優選，所述的電永磁吸盤還包括安裝座，所述的安裝座與機體固定連接；所述的安裝座上設有安裝槽，所述的磁極塊、永磁體和勵磁組件均設置在安裝槽內。
7、安裝槽可以對磁極塊、永磁體和勵磁組件進行約束，各個部分相對位置穩定，保證裝載和投放操作正常進行。
8、作為優選，所述的安裝座采用鐵磁性材料制成，所述磁極塊、永磁體、勵磁組件與安裝槽的內壁之間填充有由抗磁性材料制成的隔離體。
9、隔離體的設置不僅可以在安裝座和磁極塊、永磁體、勵磁組件之間形成連接過渡作用，還可以對磁場的回路分布進行引導，實現磁場的聚集，在局部形成強磁場，以增大運載能力。
10、作為優選，每一所述磁極塊至少對應有兩個永磁體，同一磁極塊對應的各個永磁體位于磁極塊的不同側，且朝向對應磁極塊的磁極相同。
11、多個永磁體的磁場在同一個磁極塊進行聚集增強，并通過勵磁組件進行引導偏移，可以有效提高電永磁吸盤的吸附能力。
12、作為優選，所述磁極塊的數量至少為兩個，各個磁極塊并行設置，所述的勵磁組件與磁極塊一一對應。
13、可以根據所針對的機體、載荷大小，合理配置磁極塊的數量。
14、作為優選，所述的勵磁組件包括可逆磁體和勵磁線圈，所述的可逆磁體采用軟磁性材料制成，所述的勵磁線圈纏繞在可逆磁體外，所述可逆磁體的一端與磁極塊對齊設置。
15、采用電磁鐵形式不僅具有磁極方向調整靈活的優點，同時由于可逆磁體具有斷電后磁極不變的特性，可以僅在吸附和投放過程中進行通電，而在載荷轉運過程中無需通電也可以保持對載荷的可靠吸附，節能效果明顯。
16、作為優選，還包括飛行控制模塊，所述的飛行控制模塊包括導航組件和飛行控制組件，所述的導航組件包括gps模塊，所述的飛行控制組件用于與飛行組件電連接，并控制飛行組件的工作狀態。
17、作為優選，還包括載荷包裝組件，所述的載荷包裝組件上設有吸附塊，所述的吸附塊采用鐵磁性材料制成。
18、載荷包裝組件可以對載荷進行標準化包裝，并通過吸附塊與電永磁吸盤配合。
19、作為優選，還包括裝載控制模塊，所述的裝載控制模塊包括吸盤控制組件和定位控制組件，所述的吸盤控制組件用于與勵磁組件電連接，并控制勵磁組件的工作狀態；所述的定位控制組件包括定位單元，所述的定位單元用于采集機體與載荷包裝組件的相對位置狀態，并根據相對位置狀態調整飛行組件的工作狀態。
20、裝載控制模塊可以實現裝載和投放操作的自動化進行，無需人工輔助，降低運行成本。
21、一種無人機載荷運載方法，采用如上所述的無人機；
22、至少包括以下步驟：
23、s1.裝載：選取可被磁性吸附的載荷，將機體置于載荷上方，其中的電永磁吸盤的吸附面朝向載荷設置；調整勵磁組件，使勵磁組件與永磁體面向磁極塊的磁極相同，此時電永磁吸盤對載荷的磁力達到極大值，實現對載荷的磁性吸附；
24、s2.轉運：飛行組件工作，機體與載荷同步轉運至預定位置；轉運過程中，勵磁組件的磁極方向保持不變；
25、s3.投放：調整勵磁組件，使勵磁組件與永磁體面向磁極塊的磁極相反，此時電永磁吸盤對載荷的磁力達到極小值，實現對載荷的投放。
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1.一種包括電永磁吸盤的無人機，包括機體，所述的機體上設有飛行組件；其特征在于：還包括電永磁吸盤，所述的電永磁吸盤固定設置在機體下方；
2.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于：所述的電永磁吸盤還包括安裝座，所述的安裝座與機體固定連接；所述的安裝座上設有安裝槽，所述的磁極塊、永磁體和勵磁組件均設置在安裝槽內。
3.根據權利要求2所述的無人機，其特征在于：所述的安裝座采用鐵磁性材料制成，所述磁極塊、永磁體、勵磁組件與安裝槽的內壁之間填充有由抗磁性材料制成的隔離體。
4.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于：每一所述磁極塊至少對應有兩個永磁體，同一磁極塊對應的各個永磁體位于磁極塊的不同側，且朝向對應磁極塊的磁極相同。
5.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于：所述磁極塊的數量至少為兩個，各個磁極塊并行設置，所述的勵磁組件與磁極塊一一對應。
6.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于：所述的勵磁組件包括可逆磁體和勵磁線圈，所述的可逆磁體采用軟磁性材料制成，所述的勵磁線圈纏繞在可逆磁體外，所述可逆磁體的一端與磁極塊對齊設置
7.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于：還包括飛行控制模塊，所述的飛行控制模塊包括導航組件和飛行控制組件，所述的導航組件包括GPS模塊，所述的飛行控制組件用于與飛行組件電連接，并控制飛行組件的工作狀態。
8.根據權利要求1-7中任一項所述的無人機，其特征在于：還包括載荷包裝組件，所述的載荷包裝組件上設有吸附塊，所述的吸附塊采用鐵磁性材料制成。
9.根據權利要求8所述的無人機，其特征在于：還包括裝載控制模塊，所述的裝載控制模塊包括吸盤控制組件和定位控制組件，所述的吸盤控制組件用于與勵磁組件電連接，并控制勵磁組件的工作狀態；所述的定位控制組件包括定位單元，所述的定位單元用于采集機體與載荷包裝組件的相對位置狀態，并根據相對位置狀態調整飛行組件的工作狀態。
10.一種無人機載荷運載方法，其特征在于：采用如權利要求1-9中任一項所述的無人機；
...【技術特征摘要】
1.一種包括電永磁吸盤的無人機，包括機體，所述的機體上設有飛行組件；其特征在于：還包括電永磁吸盤，所述的電永磁吸盤固定設置在機體下方；
2.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于：所述的電永磁吸盤還包括安裝座，所述的安裝座與機體固定連接；所述的安裝座上設有安裝槽，所述的磁極塊、永磁體和勵磁組件均設置在安裝槽內。
3.根據權利要求2所述的無人機，其特征在于：所述的安裝座采用鐵磁性材料制成，所述磁極塊、永磁體、勵磁組件與安裝槽的內壁之間填充有由抗磁性材料制成的隔離體。
4.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于：每一所述磁極塊至少對應有兩個永磁體，同一磁極塊對應的各個永磁體位于磁極塊的不同側，且朝向對應磁極塊的磁極相同。
5.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于：所述磁極塊的數量至少為兩個，各個磁極塊并行設置，所述的勵磁組件與磁極塊一一對應。
6.根據權利要求1所述的無人機，其特征在于：所述的勵磁組件包括可逆磁體和勵磁線圈，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：馮伯琦，熊俊輝，潘柏松，肖凱，
申請(專利權)人：浙江工業大學，
類型：發明
國別省市：
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