一种特种装备及自动开合装置
1.本发明涉及特种装备技术领域，尤其涉及一种特种装备及自动开合装置。
背景技术：
2.无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。随着无人机的广泛应用，无人机机库的应用也越来越广泛，但由于周围环境和空间的变化，对无人机机库以及无人机机库开合装置的要求也越来越高。
3.现有技术的无人机机场通常是露天的，无人机容易受到风雨侵蚀、阳光暴晒、长久不用会积灰，户外环境比较恶劣时，还会遭到风沙侵蚀，大大影响了无人机的使用寿命。
4.无人机在偏远地方进行作业时，需要将无人机机库搬运至偏远地方，其过程较麻烦，耗费大量的人力与时间。现有技术的无人机机库通常没有将无人机机库与移动设备和控制设备结合起来，无人机在作业过程中需要人工进行干预。
5.无人机在进行某些情况下的作业时会受空间大小的限制，需要无人机机库开启过程和开合前后占用的空间尽可能小。现有无人机机库的库门开合方式无法满足空间受限的场地。如何提出一种在开合时占用空间小的库门开合装置也是现在需要解决的技术问题。
6.无人机在野外进行作业时，当所处环境比较复杂，无人机机库上方有树枝、树叶等障碍物时，无人机无法正常飞出。现有无人机机库没有考虑到野外作业的相应情况。
7.专利cn207829569u提供了一种无人机智能机库，该无人机智能机库能够在无人机完成巡检之后，在无需人工干预的情况下完成对无人机的回收和存放，但是没有将无人机机库与移动设备结合起来，没有涉及到无人机开合装置。
8.专利cn110485868a提供了一种无人机存放仓翻转式舱门，能够大幅度减小无人机作业时舱门开合所需的空间，同时降低驱动所用动力，但是没有将无人机机库与移动设备结合起来，没有涉及智能控制，在无人机开始作业前以及完成作业后需要人工进行干预，没有考虑到野外工作的复杂情况。
技术实现要素：
9.在本发明的目的在于提供一种特种装备及自动开合装置，该特种装备用于存放无人机，提供一种翻转式库门，在库门进行开合的过程中能大幅度减小其所占空间，将无人机机库与特种车辆结合，方便无人机进行户外和偏远地区作业，并且特种装备车厢上设置有车顶除障装置，当进行野外作业时，遇到特种装备上方有障碍物的情况时，可以增加特种装备上方空间，确保无人机能顺利飞出，同时将特种装备与控制设备结合，在无人机进行户外作业以及偏远地区作业时，可以在无操作人员在场的情况下通过远程控制方便地完成对无人机的回收和存放，同时，在车顶与库门连接处设置有卡扣和密封条，保证了整个设备的密封性。
10.为达成此目的，本发明采用以下技术方案：
一种特种装备及自动开合装置，其特征在于：包括车厢（1）、挡板（2）、库门（3）、库门翻转装置（4）、车顶除障装置（5）、角度传感器（6）、第一距离传感器（7）、第二距离传感器（8）、控制装置（9）、通讯箱（10）、车顶（11）、卡扣（12)、密封条（13）。
11.作为优选，所述库门（3）设置在所述车厢（1）顶部，所述库门（3）两侧均开有四个螺纹孔，用于与所述摆动臂（42）固定连接，使用螺纹连接便于拆卸，便于所述摆动臂（42）的维护与保养，同时增加螺纹连接的数量能减小每个螺钉的受力，增加螺钉的使用寿命。
12.作为优选，所述车厢（1）外表面向车厢内侧一侧凹陷，使所述库门翻转装置（4）能嵌入其中，减小外部使用空间。
13.作为优选，所述挡板（2）数量为两块，包括右挡板（21）和左挡板（22），设置在所述车厢（1）外侧，对所述库门翻转装置（4）起到一定的保护作用。
14.作为优选，所述库门翻转装置（4）数量为两个，分别设置在两侧所述车厢（1）和所述挡板（2）之间，所述库门翻转装置（4）包括驱动缸（41）、摆动臂（42）、第一支撑座（43）和第二支撑座（44），其中，所述第一支撑座（43）和所述第二支撑座（44）水平固定在所述车厢（1）的侧壁上，其上均开有圆形通孔，所述摆动臂（42）为“y”字形，其上端开有四个螺纹孔，所述摆动臂（42）通过螺纹连接与所述库门（3）固定连接，所述摆动臂（42）下端转折处设有铰制孔，所述摆动臂（42）通过销轴与所述第一支撑座（43）铰接，销轴上设置有角度传感器（6），所述摆动臂（42）左端延伸部分设有螺纹孔，所述摆动臂（42）通过螺纹连接与所述驱动缸（41）输出端连接，所述驱动缸（41）的刚体端通过螺纹连接与所述第二支撑座（44）连接，通过所述驱动缸（41）进行驱动，从而带动所述摆动臂（42）转动，从而实现所述库门（3）的开合。
15.作为优选，所述驱动缸（41）初始状态水平。
16.作为优选，所述驱动缸（41）为电动缸，且其刚体端与所述第二支撑座（44）连接。
17.作为优选，所述库门（3）内侧的宽度略大于所述车厢（1）外侧的宽度，从而在所述库门（3）进行翻转时，所述库门（3）内侧可以避开可能会被所述车厢（1）阻挡的位置。
18.作为优选，所述车顶除障装置（5）包括车顶除障网（51）、四个电动缸（52）、四个固定座（53），所述车顶除障网（51）通过螺钉与所述四个电动缸（52）的输出端连接，所述四个电动缸（52）和所述四个固定座（53）对称设置在所述车厢（1）外侧两侧，所述四个固定座（53）固定在所述车厢（1）外壁上，所述四个电动缸（52）的刚体端通过螺纹连接分别与所述四个固定座（53）连接，所述车顶除障网（51）为网状结构，设置在所述车厢（1）顶部，当无人机进行野外作业，机库上方有树枝、树叶等障碍物时，使用所述车顶除障装置（5）可以增加机库上方空间。
19.作为优选，所述控制装置（9）设置在所述车厢（1）内侧，所述控制装置（9）与所述驱动缸（41）电连接，所述控制装置（9）连接有终端操作单元，其中，所述终端操作单元用于输入控制命令，所述控制装置（9）根据控制命令，通过控制所述库门翻转装置（4）来控制所述库门（3）的打开或关闭。
20.作为优选，所述通讯箱（10）设置在所述车厢（1）内侧，所述通讯箱（10）与所述控制装置（9）、无人机、指挥中心通讯连接，用于与所述控制装置（9）、无人机以及指挥中心通讯，以根据控制命令控制无人机。
21.作为优选，所述四个电动缸（52）与所述控制装置（9）电连接，所述控制装置（9）根
据控制命令，通过控制所述四个电动缸（52）使所述车顶除障网（51）上升或下降。
22.作为优选，所述第一距离传感器（7）设置在所述库门（3）上方，用于检测机库上方在一定距离内是否有障碍物。
23.作为优选，所述第一距离传感器（7）与所述控制装置（9）电连接，所述第一距离传感器（7）用于向所述控制装置（9）反馈机库上方是否有障碍物的信息，所述控制装置（9）用于接收信息，根据所述第一距离传感器（7）反馈的障碍物信息，所述控制装置（9）通过控制所述四个电动缸（52）使所述车顶除障网（51）上升或下降。
24.作为优选，所述第二距离传感器（8）设置在所述车厢（1）内侧底部、停机平台下方，用于检测停机平台与所述车厢（1）内侧底部的距离。
25.作为优选，所述第二距离传感器（8）与所述控制装置（9）电连接，所述第二距离传感器（8）用于向所述控制装置（9）反馈停机平台的位置信息，所述控制装置（9）用于接收停机平台的位置信息，根据所述第二距离传感器（8）反馈的停机平台的位置信息，所述控制装置（9）通过控制所述驱动缸（41）动作，从而关闭所述库门（3）。
26.作为优选，所述角度传感器（6）与所述控制装置（9）电连接，用于检测所述摆动臂（42）转过的角度，即检测所述库门（3）的位置，所述角度传感器（6）用于向所述控制装置（9）反馈所述库门（3）的位置信息，所述控制装置（9）用于接收所述库门（3）的位置信息，根据所述角度传感器（6）反馈的所述库门（3）的位置信息，所述控制装置（9）控制所述驱动缸（41）继续动作或停止动作。
27.作为优选，所述通讯箱（10）与指挥中心通讯连接，用于接收指挥中心提供的信息与控制命令，实现指挥中心对特种装备以及无人机的远程控制。
28.作为优选，所述控制装置（9）与驾驶室终端操作单元和指挥中心终端操作单元连接，且所述通讯箱（10）与所述控制装置（9）、指挥中心均通讯连接，既可以在驾驶室对特种装备进行控制，又可以在无操作人员在场的情况下，在指挥中心对特种装备进行远程控制。
29.作为优选，所述车顶（11）和所述库门（3）连接处安装有所述卡扣（12）和所述密封条（13），在库门关闭时，保证了机库良好的密封性。
30.作为优选，一种特种装备及自动开合装置的工作过程如下：当放飞特种装备内无人机时：操作人员通过终端操作单元下达放飞无人机的控制指令，所述控制装置（9）收到放飞无人机的控制命令后，与所述通讯箱（10）通讯，所述通讯箱（10）与无人机通讯，做好无人机起飞的准备。
31.所述第一距离传感器（7）工作，所述第一传感器（7）检测到机库上方是否有障碍物，并将信息反馈给所述控制装置（9）。
32.所述第一距离传感器（7）检测到车顶有障碍物时，所述第一传感器（7）将信息反馈给所述控制装置（9），所述控制装置（9）控制所述四个电动缸（52）动作使所述车顶除障网（51）上升。
33.所述控制装置（9）控制所述库门翻转装置（4）工作，通过控制所述驱动缸（41）带动所述摆动臂（42）翻转，使所述库门（3）逐渐打开，当所述库门（3）到达指定打开位置时，所述角度传感器（6）将所述库门（3）的位置信息反馈给所述控制装置（9），所述控制装置（9）控制
所述驱动缸（41）停止动作。
34.当无人机飞离机库后，停机平台下降，当所述第二距离传感器（8）检测到停机平台回到初始位置时，所述第二距离传感器（8）将停机平台的位置信息反馈给所述控制装置（9）。
35.所述控制装置（9）控制所述库门翻转装置（4）工作，通过控制所述驱动缸（41）带动所述摆动臂（42）翻转，使所述库门（3）逐渐关闭，当所述库门（3）达到关闭位置时，所述角度传感器（6）将所述库门（3）的位置信息反馈给所述控制装置（9），所述控制装置（9）控制所述驱动缸（41）停止动作。
36.需要说明的是，在放飞无人机后关闭所述库门（3）可避免雨水或其他杂物进入特种装备内，以起到保护特种装备内部件的作用。
37.将无人机回收至特种装备内时：操作人员通过终端操作单元下达回收无人机的控制指令，所述控制装置（9）收到回收无人机的指令后，与所述通讯箱（10）通讯，所述通讯箱（10）与无人机通讯，做好无人机返航的准备。
38.所述控制装置（9）控制所述库门翻转装置（4）工作，通过控制所述驱动缸（41）带动所述摆动臂（42）翻转，使所述库门（3）逐渐打开，当所述库门（3）到达指定打开位置时，所述角度传感器（6）将所述库门（3）的位置信息反馈给所述控制装置（9），所述控制装置（9）控制所述驱动缸（41）停止动作。
39.当无人机降落至停机平台后，停机平台下降，当所述第二距离传感器（8）检测到停机平台回到初始位置时，所述第二距离传感器（8）将停机平台位置信息反馈给所述控制装置（9）。
40.所述控制装置（9）控制所述库门翻转装置（4）工作，通过控制所述驱动缸（41）带动所述摆动臂（42）翻转，使所述库门（3）逐渐关闭，当所述库门（3）达到关闭位置时，所述角度传感器（6）将所述库门（3）的位置信息反馈给所述控制装置（9），所述控制装置（9）控制所述驱动缸（41）停止动作。
41.所述控制装置（9）控制所述四个电动缸（52）工作，所述车顶除障网（51）下降。
42.与现有装置相比，本发明的有益效果：将特种车辆与无人机机库结合，在无人机进行户外或者偏远地区作业时，方便特种装备的移动，便于无人机的存放和充电，将车厢作为无人机机库的外壳，增加了车厢内部空间的利用率。
43.通过在特种装备车厢顶部设置车顶除障装置，在无人机进行野外作业且特种装备上方有障碍物时，可以增加特种装备上方空间，确保无人机正常飞出。
44.通过在与摆动臂连接的销轴上安装角度传感器，在车厢内侧底部、停机平台下方安装距离传感器，借助各传感器向控制装置反馈信号，实现库门的自动化开合，以及在开合过程中能及时停止动作。
45.控制装置、箱、指挥中心通讯连接，使操作人员既能在驾驶室实现对特种装备的控制，在操作人员不在现场时也能在指挥中心对特种装备实现远程控制。
46.车顶和库门连接处安装有卡扣和密封条，在库门关闭时，保证了特种装备良好的密封性。
附图说明
47.图1为本发明的整体外观结构示意图。
48.图2为本发明库门关闭时状态示意图。
49.图3为本发明库门半开时状态示意图。
50.图4为本发明库门完全打开时状态示意图。
51.图5为本发明库门翻转装置局部放大示意图。
52.图6为本发明车厢内部结构俯视图。
53.图7为本发明车厢内部结构图。
54.图8为本发明驱动缸行程函数推导示意图。
55.图9为车顶和库门连接处细节图。
56.图10为本发明放飞无人机时特种装备库门开合过程流程图。
57.其中，1、车厢；21、右挡板；22、左挡板；3、库门；41、驱动缸；42、摆动臂；43、第一支撑座；44、第二支撑座；51、车顶除障网；52、电动缸；53、固定座；6、角度传感器；7、第一距离传感器；8、第二距离传感器；9、控制装置；10、通讯箱；11、车顶；12、卡扣；13、密封条。
具体实施方式
58.下面结合附图和具体实施例对本发明进一步作详细说明，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定，另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
59.需要说明的是，库门翻转装置成对的安装在车厢外侧。
60.需要说明的是，本技术权利要求及说明书所说的上、下、左、右方位，以说明书附图1-3所示作为参考。
61.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触；而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征；第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
62.如附图8所示，图中ab表示所述驱动缸（41）初始时的位置，ab
′
表示所述驱动缸（41）伸缩后的位置，a点表示所述第二支撑座（44）与所述驱动缸（41）刚体端连接处的位置，c点表示所述第一支撑座（43）与所述摆动臂（42）铰接处的位置，b点表示所述驱动缸（41）的输出端和摆动臂左侧延伸段的连接处的位置，ab的长度为所述驱动缸（41）的初始长度，记为a（已知量），ac为所述第一支撑座（43）到所述第二支撑座（44）的距离，记为b（已知量），bc、b
′
c表示摆动臂延伸段的长度，记为d（已知量），摆动臂运动过程中，转过的角度为x，故可得驱动缸的行程满足函数。
63.如附图1~7所示，本实施例中的特种装备及自动开合装置，包括车厢（1）、挡板（2）、库门（3）、库门翻转装置（4）、车顶除障装置（5）、角度传感器（6）、第一距离传感器（7）、第二距离传感器（8）、控制装置（9）、通讯箱（10）、车顶（11）、卡扣（12）、密封条（13）；其中，所述库门（3）设置在所述车厢（1）顶部，所述库门（3）两侧均开有四个螺纹孔；所述第一距离传
感器（7）设置在所述库门（3）顶部，所述第一距离传感器（7）与所述控制装置（9）电连接，用于检测机库上方是否有障碍物；所述车顶除障装置（5）包括车顶除障网（51）、四个电动缸（52）、四个固定座（53），所述车顶除障网（51）通过螺钉与所述四个电动缸（52）的输出端连接，所述四个电动缸（52）和所述四个固定座（53）对称设置在所述车厢（1）外侧两侧，所述四个固定座（53）固定在所述车厢（1）外壁上，所述四个电动缸（52）的刚体端通过螺纹连接分别与所述四个固定座（53）连接，所述车顶除障网（51）为网状结构，设置在所述车厢（1）顶部，所述控制装置（9）与所述四个电动缸（52）电连接，所述控制装置（9）连接有终端操作单元，所述终端操作单元用于输入控制命令，所述控制装置（9）根据控制命令，通过控制所述四个电动缸（52）使所述车顶除障网（51）上升或下降；所述挡板（2）设置在所述车厢（1）外侧；所述库门翻转装置（4）设置在所述车厢（1）和所述挡板（2）中间，包括驱动缸（41）、摆动臂（42）、第一支撑座（43）、第二支撑座（44）；所述第一支撑座(43)和所述第二支撑座(44)固定在所述车厢(1)的侧壁上，其上均开有通孔；所述摆动臂(42)为“y”字形，其上端开有四个螺纹孔，所述摆动臂（42）通过螺纹连接与所述库门（3）固定连接，所述摆动臂（42）下端转折处设有铰制孔，所述摆动臂（42）通过销轴与所述第一支撑座（43）铰接，销轴上设置有角度传感器(6)，所述角度传感器（6）与所述控制装置（9）电连接，用于检测所述摆动臂（42）转过的角度，即检测所述库门（3）的位置，所述角度传感器（6）用于向所述控制装置（9）反馈所述库门（3）的位置信息，所述控制装置（9）用于接收所述库门（3）的位置信息；所述摆动臂(42)左端延伸部分设有螺纹孔，所述摆动臂(42)通过螺纹连接与所述驱动缸(41)输出端连接；所述驱动缸(41)的刚体端通过螺纹连接与所述第二支撑座（44）连接；所述驱动缸（41）初始状态水平；所述控制装置（9）设置在所述车厢（1）内侧，所述控制装置（9）与所述驱动缸(41)电连接，所述控制装置（9）根据终端操作单元输入的控制命令，控制所述库门翻转装置（4）来实现所述库门（3）的打开或关闭；所述通讯箱（10）设置在所述车厢（1）内侧，所述通讯箱（10）与所述控制装置（9）、无人机以及指挥中心均通讯连接，用于与所述控制装置（9）、无人机以及指挥中心通讯；所述第二距离传感器（8）设置在所述车厢（1）内侧停机平台下方，用于检测停机平台与所述车厢（1）内侧底部的距离，所述第二距离传感器（8）与所述控制装置（9）电连接，所述第二距离传感器（8）用于向所述控制装置（9）反馈停机平台的位置信息，所述控制装置（9）用于接收停机平台的位置信息；所述卡扣（12）和所述密封条（13）设置在所述车顶（11）和所述库门（3）连接处，用于保证机库的密封性。
64.如附图1所示，在本实施例中，所述挡板（2）数量为2块，分为右挡板（21）和左挡板（22）分别设置在所述车厢（1）外侧两侧；所述库门翻转装置（4）数量为2个，对称安装在所述车厢（1）的两侧壁上，且位于所述车厢（1）与所述挡板（2）中间。
65.如附图2所示，在本实施例中，在所述库门（3)关闭时，所述驱动缸（41）处于水平位置。
66.如附图3所示，在本实施例中，所述库门（3）内侧的宽度略大于所述车厢（1）外侧的宽度，从而在所述库门（3）进行翻转时，所述库门（3）内侧可以避开可能会被所述车厢（1）阻挡的位置。
67.如附图5所示，在本实施例中，所述库门翻转装置（4）包括驱动缸（41）、摆动臂（42）、第一支撑座（43）、第二支撑座（44）；所述第一支撑座(43)和所述第二支撑座(44)固定在所述车厢(1)的侧壁上，其上均开有通孔；所述摆动臂(42)为“y”字形，其上端开有四个螺
纹孔，所述摆动臂（42）通过螺纹连接与所述库门（3）固定连接，所述摆动臂（42）下端转折处设有铰制孔，所述摆动臂（42）通过销轴与所述第一支撑座（43）铰接，销轴上设置有角度传感器(6)，所述角度传感器（6）与所述控制装置（9）电连接，用于检测所述摆动臂（42）转过的角度，即检测所述库门（3）的位置。
68.如附图６所示，在本实施例中，所述控制装置（9）、所述通讯箱（10）设置在所述车厢（1）内侧，所述控制装置（9）与所述驱动缸（41）、所述四个电动缸（52）、所述角度传感器（6）、所述第一距离传感器（7）、所述第二距离传感器（8）均电连接。所述通讯箱（10）与所述控制装置（9）、指挥中心通讯连接，通过所述通讯箱（10）与指挥中心通讯连接，可实现指挥中心对特种装备开合装置的远程控制。
69.如附图10所示，在本实施例中，如果需要实现特种装备开合装置的远程控制，可以通过指挥中心终端操作单元下达控制命令，所述控制装置（9）收到控制命令后，与所述通讯箱（10）通讯，所述通讯箱（10）与无人机通讯，做好无人机起飞的准备工作。所述通讯箱（10）与指挥中心通讯，向指挥中心反映相应情况，再完成如附图10所示的一系列控制过程。
70.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定；对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
