移动式多无人机自动化智能出入库系统及出入库方法

摘要

本发明是移动式多无人机自动化智能出入库系统及出入库方法，该系统包括升降井框架和立体机库框架，升降井框架内设置有升降式捕捉放飞平台，升降式捕捉放飞平台上表面固定安装有出入库机械手系统，升降式捕捉放飞平台两侧均分别与升降系统传动连接；立体机库框架内由上至下依次固定安装有若干层无人机停机板，所述的无人机停机板上表面设置有无人机固定装置；该系统能够安放在移动平台上，为多无人机提供存储机库，能够自动化管理多无人机的放飞以及多无人机的回收，进一步的，该种无人机自动化出入库系统还能够为无人机回收和放飞过程中提供处于水平状态的停机平台，保证了即使移动平台处于倾斜状态，无人机也能够在水平的停机平台上安全起降。

说明书

技术领域

本发明涉及无人机自动化管理技术领域，具体的说是移动式多无人机自动化智能出入库系统及出入库方法。

背景技术

近年来，国家电网110kV及以上架空输电线路长度将达129万公里，传统人工自动化管理存在自动化管理效率低、自动化管理质量不稳定、危险性高、劳动强度大等缺点。国网公司输电线路运检队伍持续存在总量缺员和结构性缺员并存的严峻局面，目前架空线路运检人员缺员率达47%，输电运检人员储备严重不足，“断档”问题突出，设备规模持续增长与自动化管理人员相对不足之间的矛盾日益突出。另外传统人工巡视作业难以满足电网运维需求，受地形条件、环境因素、人员素质等多方面因素制约，存在自动化管理困难、巡视范围不全面、自动化管理效率低等问题，难以适应设备精益化管理和电网高质量发展需求。

随着大数据、云计算、物联网、移动互联、人工智能等先进技术快速发展，亟需探索与实践输电线路无人机协同智能自动化管理模式，推进运检管理模式变革，实现设备状态管控力与运检管理穿透力的全面提升。国网公司积极响应国务院印发的《新一代人工智能发展规划》，提出了《国家电网公司人工智能专项规划》，在公司系统各单位构建架空输电线路协同立体化智能运检模式，全面提高自动化管理效益、效率和质量，大幅度降低运维成本，推进运检模式转变和产业升级，实现智能化运检，是建设和发展智慧电网的必由之路。

无人机自动化管理在电力系统领域属于业界技术前沿，涵盖无人机、人工智能、机器人、自动化、信息通信等技术，是一种多学科交叉融合的高新技术。近年来，无人机自动化管理已成为输电线路的重要自动化管理手段，自动化管理效益和质量较传统人工自动化管理有显著提高。

无人机自动化管理已成为输电线路的重要自动化管理手段，自动化管理效益和质量较传统人工自动化管理有显著提高。但现阶段无人机自动化管理仍主要依靠人工手动操作无人机完成，存在着一些突出问题：一是自动化管理效果受操作人员技能水平、操作经验、人员精力、环境突变等因素制约，自动化管理资源未得到最优配置，应用效益未充分发挥；二是未掌握绕塔自动化管理作业最小安全距离要求，对不同环境下任务设备的作业技术条件、自动化管理系统操控响应性能等要求不明确，影响了自动化管理安全策略的制定，限制了自动化管理路径规划；三是目前包括可见光视觉、毫米波雷达、超声测距等原理的各类技术尚不适用于小型旋翼无人机，无人机在塔线附近自动化管理时缺乏有效的避障技术，容易造成撞塔、碰线、坠机等安全事故，存在一定作业安全风险；四是缺乏高精度自主定位及视觉导航跟踪技术，加上无人机镜头视场焦距问题，手动驱动吊舱进行杆塔及设备目标搜索效率低。五是巡线无人机自主水平低、故障识别精度低、续航里程短等问题严重制约了无人机的推广应用。另外无人机操作专业门槛高，飞行操作资质和技能要求高，很难保证充足的飞手。

在无人机输电线路自动化管理实际应用中，国内一些电网公司进行了相关试点研究工作。2015年福建电网开展了基于物联网技术的大型无人机系统在电网巡视和防灾减灾中的应用，初步实现了超视距测控、高精度三维程控飞行、超低空自主避障和动态高清拍照等多项技术。2018年山东电网研发了无人机全自主精细化自动化管理技术，该技术包括规划飞行轨迹、任务载荷拍照控制、图像自主命名归档、缺陷自主智能识别等功能，实现了单无人机自动化管理由“人工”控制到“自主”飞行的转变。2018年，冀北电网研发了“龙巢”无人机全自主智能自动化管理系统，实现了单无人机的自主智能自动化管理与智能自维护。与国内相比，国外在无人机输电线路自动化管理方面的应用尚不多见。2018年，欧洲公用事业公司开始探索远程控制无人机搜寻电网损坏情况的可能性，欧洲多个公司都对无人机进行了测试，但现阶段大多数欧洲电力公司仍使用直升机巡视方式来检查电网设备运行状态。美国、日本等发达国家在无人机输电线路自动化管理中报道较少。由上述情况可知，无人机自动化管理在国外电网中应用处于起步阶段，而在国内取得了一些应用成果，但在多无人机群协同、移动式无人机自动化管理系统、完整信息交互系统（与电网公司相关管理系统对接）等方面研发与应用仍处于空白状态，亟需开展相应技术攻关。

在无人机的自动回收与放飞领域，现有技术包括中国实用新型201821403919.5一种无人机出入库管理系统公开了一种无人机出入库管理系统,包括无人机、RFID电子标签、RFID读写器、仓库和服务器，RFID电子标签设置在无人机上，RFID读写器设置在仓库的门框上，并在仓库区域通过波束成型形成天线阵列，RFID读写器与服务器通过信号连接，RFID读写器用于对经过监控区域的无人机上的RFID标签进行识别，用于将信息传递给服务器进行登记，服务器系统判定无人机是入库或出库。然而该技术仅限于自动记录无人机出入库信息，并未解决无人机出入库实际机械问题。

现有的无人机回收入库存在诸多弊端和缺陷，往往需要对无人机进行定位遥控，人工调整无人机至合适的姿势后，再进行固定和入库，耗时耗力，效率低下，尤其是在崎岖路面或者快速移动的载具上就更加增加了回收入库以及出库放飞的难度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供移动式多无人机自动化智能出入库系统及出入库方法，该种无人机自动化出入库系统能够安放在移动平台上，为多无人机提供存储机库，同时能够自动化管理多无人机的放飞以及多无人机的回收，进一步的，该种无人机自动化出入库系统还能够为无人机回收和放飞过程中提供处于水平状态的停机平台，保证了即使移动平台处于倾斜状态，无人机也能够在水平的停机平台上安全起降。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

移动式多无人机自动化智能出入库系统，其特征在于：包括多机位立体机库，所述的多机位立体机库包括升降井框架和立体机库框架，所述的升降井框架内设置有升降式捕捉放飞平台，所述的升降式捕捉放飞平台上表面固定安装有出入库机械手系统，所述的升降式捕捉放飞平台两侧均分别与升降系统传动连接；

所述的立体机库框架内由上至下依次固定安装有若干层无人机停机板，所述的无人机停机板上表面设置有无人机固定装置；

所述的升降式捕捉放飞平台用于停放入库或出库的无人机；所述的无人机固定装置用于对停放在无人机停机板上表面的无人机进行固定；所述的升降系统用于带动升降式捕捉放飞平台在竖直方向往复运动，所述的升降系统还用于在升降井框架倾斜时带动升降式捕捉放飞平台倾斜至水平状态；所述的出入库机械手系统用于调整入库无人机姿态并将调整好姿态的无人机由升降式捕捉放飞平台送至无人机停机板上表面，所述的出入库机械手系统还用于将无人机停机板上表面的无人机送至升降式捕捉放飞平台。

所述的升降式捕捉放飞平台为水平板状结构，所述的出入库机械手系统包括伸缩装置和姿态调整系统，所述的姿态调整系统包括对中系统和倾角调整系统，所述的对中系统用于将位于升降式捕捉放飞平台表面的无人机置于升降式捕捉放飞平台表面的预设位置，所述的倾角调整系统用于调升降式捕捉放飞平台的倾斜方向和倾斜角度，所述的倾角调整系统与升降系统传动连接。

所述的伸缩装置包括设置在升降式捕捉放飞平台上表面两侧的左纵向平移支架和右纵向平移支架，所述的左纵向平移支架和右纵向平移支架内均设置有前后平移丝杆、前后平移线性导轨和前后平移丝杆螺母座，所述的前后平移丝杆螺母座与前后平移丝杆螺纹连接，机械臂横向平移支架的两端分别与两组前后平移丝杆螺母座固定连接，所述的机械臂横向平移支架的两端还与分别与两组前后平移线性导轨滑动连接，所述的前后平移丝杆的一端固定安装有对中同步带轮，相邻两前后平移丝杆的中同步带轮之间通过对中同步带传动连接，所述的对中同步带还与前后平移电机传动连接。

所述的对中系统包括多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂，所述的多自由度抓取左机械臂尾端与上齿条安装板通过连接板固定连接，所述的上齿条安装板下表面固定安装有上齿条，所述的上齿条安装板两端通过多自由度抓取左机械臂滑块与对中导轨滑动连接；所述的多自由度抓取右机械臂尾端与下齿条安装板通过连接板固定连接，所述的下齿条安装板上表面固定安装有下齿条，所述的下齿条安装板两端通过多自由度抓取右机械臂滑块与对中导轨滑动连接；所述的对中导轨与机械臂横向平移支架固定连接；所述的上齿条和下齿条相互平行，所述的上齿条和下齿条均与对中齿轮啮合传动，所述的上齿条和下齿条分别设置在对中齿轮中心轴的上下两侧，所述的对中齿轮与对中电机的输出轴传动连接。

所述的多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂结构相同且对称设置，均包括抓手同步主动轮和抓手同步从动轮，所述的抓手同步主动轮和抓手同步从动轮分别设置在多自由度抓取机械臂两端，所述的抓手同步主动轮与抓手运动电机输出轴传动连接，所述的抓手同步主动轮和抓手同步从动轮之间通过抓手同步带传动连接，所述的抓手同步主动轮和抓手同步从动轮中心轴所在平面将抓手同步带分为抓手同步带上段和抓手同步带下段，所述的抓手同步带上段通过后抓手同步带固定块与后抓手固定连接，所述的抓手同步带下段通过前抓手同步带固定块与前抓手固定连接。

所述的倾角调整系统包括分别固定安装在升降式捕捉放飞平台底面两侧的活动支撑座和固定支撑座，所述的活动支撑座顶端面固定安装有第一固定座，所述的第一固定座顶端通过第一转轴与第一连接块可转动连接，所述的第一连接块顶面通过线性导轨滑块与线性导轨滑动连接，所述的线性导轨固定安装在升降式捕捉放飞平台底面，所述的固定支撑座顶端面固定安装有第二固定座，所述的第二固定座顶端通过第二转轴与第二连接块可转动连接，所述的第二连接块固定安装在升降式捕捉放飞平台底面；所述的线性导轨的延伸方向与第一转轴的中心轴延伸方向垂直，所述的第一转轴的中心轴和第二转轴的中心轴平行；所述的活动支撑座和固定支撑座均与升降系统传动连接，所述的升降系统用于分别独立带动活动支撑座和固定支撑座在竖直方向运动。

所述的升降系统包括第一升降装置和第二升降装置，每组升降装置均包括竖直设置的升降丝杆、升降同步带和升降电机，所述的升降丝杆固定安装在升降井框架侧壁，所述的升降丝杆一端通过升降同步带与升降电机的输出轴传动连接，升降丝杆与升降螺栓座螺纹连接，与第一升降装置中升降丝杆螺纹连接的升降螺栓座与活动支撑座固定连接，与第二升降装置中升降丝杆螺纹连接的升降螺栓座与固定支撑座固定连接。

所述的无人机停机板上表面设置有固定限位器和无人机锁定装置，所述的固定限位器位于远离升降井框架一侧，所述的固定限位器用于对无人机停入无人机停机板的行程提供行程终点并对无人机一侧进行限位固定，所述的无人机锁定装置用于对被固定限位器限位固定的无人机另一侧进行限位固定。

所述的固定限位器包括固定安装在无人机停机板上表面的限位推板，所述的限位推板朝向升降井框架一侧开有机架限位槽，所述的机架限位槽的槽底固定安装有触碰传感器；所述的无人机锁定装置包括锁舌，所述的锁舌设置在无人机停机板表面的凹槽内，所述的锁舌通过转动轴与凹槽侧壁可转动连接，所述的转动轴与转动电机传动连接。

无人机出入库方法，其特征在于：所述的升降式捕捉放飞平台上表面设置有对中标识，每层无人机停机板同一平面内设置有限位传感器，无人机停机板上固定安装有倾角传感器，所述的多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂与无人机的接触面上均设置有第一压力传感器，所述的前抓手和后抓手与无人机的接触面上均设置有第二压力传感器，所述的升降式捕捉放飞平台固定安装有倾角传感器；所述的无人机出入库方法包括无人机入库方法和无人机出库方法，所述的无人机入库方法具体步骤如下：

步骤1.1，发起无人机入库指令，第一升降装置和第二升降装置同步升降，带动升降式捕捉放飞平台至预设高度；

步骤1.2，位于升降式捕捉放飞平台上的倾角传感器采集得到升降式捕捉放飞平台的倾斜角度数据；

步骤1.3，第一升降装置和第二升降装置分别独立升降，调整升降式捕捉放飞平台至水平状态，此时升降式捕捉放飞平台上的倾角传感器采集到的升降式捕捉放飞平台倾斜角度为0；

步骤1.4，待入库无人机以对中标识为目标点进行降落，无人机降落至升降式捕捉放飞平台上表面并断电停机；

步骤1.5，无人机姿态调整；

步骤1.5.1，对中电机开机，对中电机通过对中齿轮带动上齿条和下齿条相对运动，进而带动多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂相对运动，当多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂上的第一压力传感器采集到的压力值均超过预设值时，对中电机停机，此时无人机在升降式捕捉放飞平台上表面X轴方向实现对中；

步骤1.5.2，两组抓手运动电机开机，抓手运动电机通过抓手同步带带动前抓手和后抓手相对运动，当前抓手和后抓手上的第二压力传感器均采集到压力值时，两组抓手运动电机停机，此时无人机在升降式捕捉放飞平台上表面Y轴方向实现对中；

步骤1.6，第一升降装置和第二升降装置分别独立升降，控制调整升降式捕捉放飞平台倾斜角度与无人机停机板上倾角传感器所测倾斜角度数据相同；

步骤1.7，第一升降装置和第二升降装置同步升降，带动升降式捕捉放飞平台与空位无人机停机板对齐，并通过空位无人机停机板同一平面内的限位传感器实现对齐信号的反馈；

步骤1.8，前后平移电机开机启动，带动多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂同步伸出，同时带动无人机移动至空位无人机停机板内；

步骤1.9，无人机一侧边缘运动至并嵌入机架限位槽内，触碰机架限位槽槽底的触碰传感器时，前后平移电机停机；

步骤1.10，转动电机通过转动轴带动锁舌向上翻转，锁舌压紧无人机另一侧边缘，转动电机停机；

步骤1.11，复位；两组抓手运动电机开机反向转动、对中电机开机反向转动，使两组前抓手和后抓手复位同时多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂复位在X轴方向上复位；前后平移电机开机反向转动带动多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂复位在Y轴方向上复位；

步骤1.12，升降式捕捉放飞平台在第一升降装置和第二升降装置的同步控制下移动到起点位置。

所述的无人机出库方法具体步骤如下：

步骤2.1，发起无人机出库指令，第一升降装置和第二升降装置分别独立升降，控制调整升降式捕捉放飞平台倾斜角度与无人机停机板上倾角传感器所测倾斜角度数据相同，此时升降式捕捉放飞平台与无人机停机板平行；

步骤2.2，第一升降装置和第二升降装置同步升降，带动升降式捕捉放飞平台与目标无人机停机板对齐，并通过目标无人机停机板同一平面内的限位传感器实现对齐信号的反馈；

步骤2.3，前后平移电机开机启动，带动多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂同步伸出至目标无人机两侧后，前后平移电机停机；

步骤2.4，对中电机开机，对中电机通过对中齿轮带动上齿条和下齿条相对运动，进而带动多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂相对运动，当多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂上的第一压力传感器采集到的压力值均超过预设值时，对中电机停机，此时无人机被多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂在X轴方向固定；

步骤2.5，两组抓手运动电机开机，抓手运动电机通过抓手同步带带动前抓手和后抓手相对运动，当前抓手和后抓手上的第二压力传感器均采集到压力值时，两组抓手运动电机停机，此时无人机在Y轴方向被固定；

步骤2.6，转动电机通过转动轴带动锁舌向下翻转，锁舌脱离无人机另一侧边缘，转动电机停机；

步骤2.7，前后平移电机开机启动并反向转动，带动无人机脱离无人机停机板，当无人机移动至对中标识点处，前后平移电机停机；

步骤2.8，第一升降装置和第二升降装置同步升降，带动升降式捕捉放飞平台至预设高度；

步骤2.9，位于升降式捕捉放飞平台上的倾角传感器采集得到升降式捕捉放飞平台的倾斜角度数据；

步骤2.10，第一升降装置和第二升降装置分别独立升降，调整升降式捕捉放飞平台至水平状态，此时升降式捕捉放飞平台上的倾角传感器采集到的升降式捕捉放飞平台倾斜角度为0；

步骤2.11，两组抓手运动电机开机反向转动、对中电机开机反向转动，使两组前抓手和后抓手复位同时多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂复位在X轴方向上复位；前后平移电机开机反向转动带动多自由度抓取左机械臂和多自由度抓取右机械臂复位在Y轴方向上复位；

步骤2.12，无人机在处于水平状态的升降式捕捉放飞平台上表面起飞。

该种移动式多无人机自动化智能出入库系统及出入库方法能够产生的有益效果为：

第一，该种多无人机自动化智能出入库系统及出入库方法解决了多无人机库在车或其他载具中的高效自动化自助出入库的技术问题，通过姿态调整系统、出入库机械手系统、无人机锁定装置、升降式捕捉放飞平台、多机位立体机库的相互配合，很好地实现了无人机自动捕捉、姿态调整、送入机库、立体存储等操作，不受地形和气候条件的限制，无人机可以以任意姿态停落到升降式捕捉放飞平台上，通过出入库机械手系统和姿态调整系统实现无人机出入库预定位置的精确调整，可以实现任意姿态降落的无人机也可以自动规整到预定位置，完全实现无人化作业，大大提升使用效率。进一步的，该系统和方法满足了各种载具在崎岖地形或任何不平整工况下，确保升降式捕捉放飞平台实现无人机在垂直起降时始终保持水平。

第二，解决了目前存在的无法实现多台无人机高效快速出入库的技术难题。可以很小的空间内完成无人机取放和位置调整，通过多组传感器来自动实现无人机的智能出入库作业。

第三，该种移动式多无人机自动化智能出入库系统极大提高了自动化管理作业自主性、自动化和智能化水平，使无人机自动化管理作业安全性更高、效率更高、推广性更强，减轻运检人员劳动强度，大幅度降低运维成本。

第四，移动式多无人机自动化智能出入库系统极大提高了自动化管理作业自主性、自动化和智能化水平，使无人机自动化管理作业安全性更高、效率更高、推广性更强，减轻运检人员劳动强度，大幅度降低运维成本。

第五，无人机在降落时电机断电的一瞬间会依然会在惯性的驱动下产生位置上的偏差，导致无人机虽然以对中标识为目标点进行降落，但是在降落断电的瞬间会产生不可预料的偏差，此时需要对中系统对无人机进行姿态调整实现对中固定，为后续的入库操作提供基础。

第六，对中系统不仅能够在回收无人机时调整无人机姿态，还能够在无人机入库和出库过程中对无人机进行固定，防止其在运动过程中脱离对中位置造成无人机损伤。

附图说明

图1为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统的结构原理图。

图2为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中多机位立体机库的结构原理图。

图3为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中无人机入库示意图。

图4为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中无人机出库示意图。

图5为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中固定限位器的结构原理图。

图6为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中无人机锁定装置的结构原理图。

图7为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中升降式捕捉放飞平台水平状态示意图。

图8为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中升降式捕捉放飞平台非水平状态示意图。

图9为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中活动支撑座的结构原理图。

图10为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中固定支撑座的结构原理图。

图11为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中出入库机械手系统的结构原理图。

图12为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中出入库机械手系统的局部结构原理图。

图13为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中多自由度抓取左机械臂的结构原理图。

图14为本发明移动式多无人机自动化智能出入库系统中出入库机械手系统与升降式捕捉放飞平台的连接结构示意图。

说明书附图标记：6、多机位立体机库；60、无人机锁定装置；61、固定限位器；62、无人机停机板；63、升降丝杆；64、升降同步带；65、升降电机；66、升降井框架；67、立体机库框架；68、限位传感器；601、防滑垫；602、锁舌；603、转动轴；604、推杆；605、滑动块；610、触碰传感器；611、机架限位槽；612、限位推板；7、升降式捕捉放飞平台；8、出入库机械手系统、80、机械臂横向平移支架；81、左纵向平移支架；82、右纵向平移支架；83、多自由度抓取左机械臂；84、多自由度抓取右机械臂；802、对中导轨；803、对中齿轮；804、对中电机；805、前后平移电机；806、前后平移电机支架；807、多自由度抓取右机械臂滑块；808、多自由度抓取左机械臂滑块；809、上齿条安装板；810、上齿条；811、下齿条安装板；812、下齿条；813、前后平移丝杆螺母座；814、前后平移线性导轨；815、前后平移丝杆；816、对中同步带轮；817、对中同步带；830、连接板；831、增强板； 832、抓手导轨；833、抓手运动电机；834、抓手同步主动轮；835、抓手同步带；836、后抓手；837、前抓手；838、前抓手同步带固定块；839、后抓手同步带固定块；8340、抓手同步从动轮；8341、抓手运动电机固定板；8342、抓手同步从动轮固定板；9、姿态调整系统、90、线性导轨；91、线性导轨滑块；92、第一连接块；93、活动支撑座；94、固定支撑座；95、第一转轴；96、第一固定座；97、第二连接块；98、第二转轴；99、第二固定座。

具体实施方式

由于无人机的重复使用属性，无人机在工作结束后需要会收入无人机库中，在无人机的使用过程中，无人机回收姿态由于断电瞬间的受力不同，落入停机坪时的姿态也均不相同，无人机不同的回收姿态加大了无人机回收至无人机机库中的难度。以下结合说明书附图和具体优选的实施例对多无人机立体机库作进一步描述。

如图1所示，移动式多无人机自动化智能出入库系统，其特征在于：包括多机位立体机库6，所述的多机位立体机库6包括升降井框架66和立体机库框架67，所述的升降井框架66内设置有升降式捕捉放飞平台7，所述的升降式捕捉放飞平台7上表面固定安装有出入库机械手系统8，所述的升降式捕捉放飞平台7两侧均分别与升降系统传动连接；

如图2所示，立体机库框架67内由上至下依次固定安装有若干层无人机停机板62，所述的无人机停机板62上表面设置有无人机固定装置；

所述的升降式捕捉放飞平台7用于停放入库或出库的无人机；所述的无人机固定装置用于对停放在无人机停机板62上表面的无人机进行固定；所述的升降系统用于带动升降式捕捉放飞平台7在竖直方向往复运动，所述的升降系统还用于在升降井框架66倾斜时带动升降式捕捉放飞平台7倾斜至水平状态；所述的出入库机械手系统8用于调整入库无人机姿态并将调整好姿态的无人机由升降式捕捉放飞平台7送至无人机停机板62上表面，所述的出入库机械手系统8还用于将无人机停机板62上表面的无人机送至升降式捕捉放飞平台7。

本实施例中，升降式捕捉放飞平台7为水平板状结构，所述的出入库机械手系统8包括伸缩装置和姿态调整系统9，所述的姿态调整系统9包括对中系统和倾角调整系统，所述的对中系统用于将位于升降式捕捉放飞平台7表面的无人机置于升降式捕捉放飞平台7表面的预设位置，所述的倾角调整系统用于调升降式捕捉放飞平台7的倾斜方向和倾斜角度，所述的倾角调整系统与升降系统传动连接。

进一步的，如图11和图14所示，伸缩装置包括设置在升降式捕捉放飞平台7上表面两侧的左纵向平移支架81和右纵向平移支架82，所述的左纵向平移支架81和右纵向平移支架82内均设置有前后平移丝杆815、前后平移线性导轨814和前后平移丝杆螺母座813，所述的前后平移丝杆螺母座813与前后平移丝杆815螺纹连接，机械臂横向平移支架80的两端分别与两组前后平移丝杆螺母座813固定连接，所述的机械臂横向平移支架80的两端还与分别与两组前后平移线性导轨814滑动连接，所述的前后平移丝杆815的一端固定安装有对中同步带轮816，相邻两前后平移丝杆815的中同步带轮816之间通过对中同步带817传动连接，所述的对中同步带817还与前后平移电机805传动连接。

左纵向平移支架81内的前后平移丝杆815、前后平移线性导轨814与右纵向平移支架82内的前后平移丝杆815、前后平移线性导轨814相互平行，此时两组前后平移线性导轨814能够为机械臂横向平移支架80的移动起到支撑和导向的作用，前后平移电机805通过对中同步带817带动两组前后平移丝杆815同步转动，进而保持机械臂横向平移支架80两端同速运动，保持机械臂横向平移支架80运行稳定；前后平移电机805通过前后平移电机支架806规定安装在机械臂横向平移支架80内，前后平移电机805作为动力源与机械臂横向平移支架80同步运行。

如图11和图12所示，对中系统包括多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84，所述的多自由度抓取左机械臂83尾端与上齿条安装板809通过连接板830固定连接，所述的上齿条安装板809下表面固定安装有上齿条810，所述的上齿条安装板809两端通过多自由度抓取左机械臂滑块808与对中导轨802滑动连接；所述的多自由度抓取右机械臂84尾端与下齿条安装板811通过连接板830固定连接，所述的下齿条安装板811上表面固定安装有下齿条812，所述的下齿条安装板811两端通过多自由度抓取右机械臂滑块807与对中导轨802滑动连接；所述的对中导轨802与机械臂横向平移支架80固定连接；所述的上齿条810和下齿条812相互平行，所述的上齿条810和下齿条812均与对中齿轮803啮合传动，所述的上齿条810和下齿条812分别设置在对中齿轮803中心轴的上下两侧，所述的对中齿轮803与对中电机804的输出轴传动连接。

对中系统中上齿条安装板809、上齿条810、下齿条安装板811和下齿条812相互平行，由于上齿条810和下齿条812分别分布在对中齿轮803的两侧，所以通过控制对中齿轮803正转或反转即可控制上齿条810和下齿条812相对运动或相向运动，对中导轨802设置两条，分别与上齿条安装板809和下齿条安装板811平行，对中导轨802能够为上齿条安装板809和下齿条安装板811提供支撑和导向。上齿条810和下齿条812的运动方向分别与上齿条810和下齿条812的延伸方向平行，上齿条810和下齿条812均与前后平移丝杆815垂直。

如图11和图13所示，多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84结构相同且对称设置，均包括抓手同步主动轮834和抓手同步从动轮8340，所述的抓手同步主动轮834和抓手同步从动轮8340分别设置在多自由度抓取机械臂两端，所述的抓手同步主动轮834与抓手运动电机833输出轴传动连接，所述的抓手同步主动轮834和抓手同步从动轮8340之间通过抓手同步带835传动连接，所述的抓手同步主动轮834和抓手同步从动轮8340中心轴所在平面将抓手同步带835分为抓手同步带上段和抓手同步带下段，所述的抓手同步带上段通过后抓手同步带固定块839与后抓手836固定连接，所述的抓手同步带下段通过前抓手同步带固定块838与前抓手837固定连接。

连接板830通过增强板831提高机械臂与齿条安装板连接处的强度，抓手运动电机833通过抓手运动电机固定板8341与机械臂固定连接，抓手同步主动轮834则固定安装在抓手运动电机固定板8341一侧并以抓手运动电机固定板8341为支撑装置，同理，抓手同步从动轮8340通过抓手同步从动轮固定板8342固定安装在机械臂的另一端。后抓手同步带固定块839和前抓手同步带固定块838的底端均与抓手导轨832滑动连接，抓手导轨832为后抓手同步带固定块839和前抓手同步带固定块838的位移提供了导向和支撑的功能，此时，抓手同步带835进传输水平方向的动力，解决了同步带传动支撑力有限的缺陷。由于抓手同步带上段和抓手同步带下段的高度不同，因此，后抓手同步带固定块839和前抓手同步带固定块838需要适应性高度，保证前抓手837和后抓手836底端面与升降式捕捉放飞平台7上表面有较小狭缝即可。该种结构也能够在抓手运动电机833正转或反转时控制同一抓手同步带上的前抓手837和后抓手836相向运动或相对运动。前抓手837和后抓手836的运动方向与前后平移丝杆螺母座813的运动方向平行，与上齿条810和下齿条812的运动方向相反，因此，前抓手837和后抓手836能够实现无人机Y轴方向的对中，上齿条810和下齿条812的运动能够带动多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84实现无人机X轴方向的对中。

如图7、图8、图9和图10所示，倾角调整系统包括分别固定安装在升降式捕捉放飞平台7底面两侧的活动支撑座93和固定支撑座94，所述的活动支撑座93顶端面固定安装有第一固定座96，所述的第一固定座96顶端通过第一转轴95与第一连接块92可转动连接，所述的第一连接块92顶面通过线性导轨滑块91与线性导轨90滑动连接，所述的线性导轨90固定安装在升降式捕捉放飞平台7底面，所述的固定支撑座94顶端面固定安装有第二固定座99，所述的第二固定座99顶端通过第二转轴98与第二连接块97可转动连接，所述的第二连接块97固定安装在升降式捕捉放飞平台7底面；所述的线性导轨90的延伸方向与第一转轴95的中心轴延伸方向垂直，所述的第一转轴95的中心轴和第二转轴98的中心轴平行；所述的活动支撑座93和固定支撑座94均与升降系统传动连接，所述的升降系统用于分别独立带动活动支撑座93和固定支撑座94在竖直方向运动。

活动支撑座93和固定支撑座94在升降式捕捉放飞平台7两侧的独立升降运动能够分别控制升降式捕捉放飞平台7两侧的高度，进而控制升降式捕捉放飞平台7的倾斜角度，一般情况下，活动支撑座93和固定支撑座94的连线方向与载具的前进方向平行，此时，如果载具停在斜坡上导致倾斜，可通过分别调整活动支撑座93和固定支撑座94高度，实现升降式捕捉放飞平台7的调平。进一步的，当升降式捕捉放飞平台7倾斜时，由于活动支撑座93和固定支撑座94水平方向的距离不变，所以活动支撑座93与升降式捕捉放飞平台7连接点的位置与固定支撑座94与升降式捕捉放飞平台7连接点的位置会边长，因此，需要设置线性导轨90用于调整活动支撑座93与升降式捕捉放飞平台7连接点位置。

图1中还公开了升降系统结构，升降系统包括第一升降装置和第二升降装置，每组升降装置均包括竖直设置的升降丝杆63、升降同步带64和升降电机65，所述的升降丝杆63固定安装在升降井框架66侧壁，所述的升降丝杆63一端通过升降同步带64与升降电机65的输出轴传动连接，升降丝杆63与升降螺栓座螺纹连接，与第一升降装置中升降丝杆63螺纹连接的升降螺栓座与活动支撑座93固定连接，与第二升降装置中升降丝杆63螺纹连接的升降螺栓座与固定支撑座94固定连接。

如图2所示，无人机停机板62上表面设置有固定限位器61和无人机锁定装置60，所述的固定限位器61位于远离升降井框架66一侧，所述的固定限位器61用于对无人机停入无人机停机板62的行程提供行程终点并对无人机一侧进行限位固定，所述的无人机锁定装置60用于对被固定限位器61限位固定的无人机另一侧进行限位固定。

如图5和图6所示，固定限位器61包括固定安装在无人机停机板62上表面的限位推板612，所述的限位推板612朝向升降井框架66一侧开有机架限位槽611，所述的机架限位槽611的槽底固定安装有触碰传感器610；所述的无人机锁定装置60包括锁舌602，所述的锁舌602设置在无人机停机板62表面的凹槽内，所述的锁舌602通过转动轴603与凹槽侧壁可转动连接，所述的转动轴603与转动电机传动连接。

锁舌602与无人机的接触面表面还贴覆有防滑垫601，锁舌602远离无人机的背面与推杆604一端转动连接，推杆604另一端与滑动块605转动连接，所述的滑动块605镶嵌在无人机停机板62凹槽内的滑槽里，滑动块605与滑槽滑动连接，滑槽的延伸方向与锁舌602的反转方向平行，滑槽的两端确定了滑动块605的行程终端，也确定了锁舌602翻转的运动范围。

无人机出入库方法，其特征在于：所述的升降式捕捉放飞平台7上表面设置有对中标识，每层无人机停机板62同一平面内设置有限位传感器68，无人机停机板62上固定安装有倾角传感器，所述的多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84与无人机的接触面上均设置有第一压力传感器，所述的前抓手837和后抓手836与无人机的接触面上均设置有第二压力传感器，所述的升降式捕捉放飞平台7固定安装有倾角传感器；所述的无人机出入库方法包括无人机入库方法和无人机出库方法，所述的无人机入库方法具体步骤如下：

步骤1.1，发起无人机入库指令，第一升降装置和第二升降装置同步升降，带动升降式捕捉放飞平台7至预设高度；

步骤1.2，位于升降式捕捉放飞平台7上的倾角传感器采集得到升降式捕捉放飞平台7的倾斜角度数据；

步骤1.3，第一升降装置和第二升降装置分别独立升降，调整升降式捕捉放飞平台7至水平状态，此时升降式捕捉放飞平台7上的倾角传感器采集到的升降式捕捉放飞平台7倾斜角度为0；

步骤1.4，待入库无人机以对中标识为目标点进行降落，无人机降落至升降式捕捉放飞平台7上表面并断电停机；

步骤1.5，无人机姿态调整；

步骤1.5.1，对中电机804开机，对中电机804通过对中齿轮803带动上齿条810和下齿条812相对运动，进而带动多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84相对运动，当多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84上的第一压力传感器采集到的压力值均超过预设值时，对中电机804停机，此时无人机在升降式捕捉放飞平台7上表面X轴方向实现对中；

步骤1.5.2，两组抓手运动电机833开机，抓手运动电机833通过抓手同步带835带动前抓手837和后抓手836相对运动，当前抓手837和后抓手836上的第二压力传感器均采集到压力值时，两组抓手运动电机833停机，此时无人机在升降式捕捉放飞平台7上表面Y轴方向实现对中；

步骤1.6，第一升降装置和第二升降装置分别独立升降，控制调整升降式捕捉放飞平台7倾斜角度与无人机停机板62上倾角传感器所测倾斜角度数据相同；

步骤1.7，第一升降装置和第二升降装置同步升降，带动升降式捕捉放飞平台7与空位无人机停机板62对齐，并通过空位无人机停机板62同一平面内的限位传感器68实现对齐信号的反馈；

步骤1.8，前后平移电机805开机启动，带动多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84同步伸出，同时带动无人机移动至空位无人机停机板62内；

步骤1.9，无人机一侧边缘运动至并嵌入机架限位槽611内，触碰机架限位槽611槽底的触碰传感器610时，前后平移电机805停机；

步骤1.10，转动电机通过转动轴603带动锁舌602向上翻转，锁舌602压紧无人机另一侧边缘，转动电机停机；

步骤1.11，复位；两组抓手运动电机833开机反向转动、对中电机804开机反向转动，使两组前抓手837和后抓手836复位同时多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84复位在X轴方向上复位；前后平移电机805开机反向转动带动多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84复位在Y轴方向上复位；

步骤1.12，升降式捕捉放飞平台7在第一升降装置和第二升降装置的同步控制下移动到起点位置。

所述的无人机出库方法具体步骤如下：

步骤2.1，发起无人机出库指令，第一升降装置和第二升降装置分别独立升降，控制调整升降式捕捉放飞平台7倾斜角度与无人机停机板62上倾角传感器所测倾斜角度数据相同，此时升降式捕捉放飞平台7与无人机停机板62平行；

步骤2.2，第一升降装置和第二升降装置同步升降，带动升降式捕捉放飞平台7与目标无人机停机板62对齐，并通过目标无人机停机板62同一平面内的限位传感器68实现对齐信号的反馈；

步骤2.3，前后平移电机805开机启动，带动多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84同步伸出至目标无人机两侧后，前后平移电机805停机；

步骤2.4，对中电机804开机，对中电机804通过对中齿轮803带动上齿条810和下齿条812相对运动，进而带动多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84相对运动，当多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84上的第一压力传感器采集到的压力值均超过预设值时，对中电机804停机，此时无人机被多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84在X轴方向固定；

步骤2.5，两组抓手运动电机833开机，抓手运动电机833通过抓手同步带835带动前抓手837和后抓手836相对运动，当前抓手837和后抓手836上的第二压力传感器均采集到压力值时，两组抓手运动电机833停机，此时无人机在Y轴方向被固定；

步骤2.6，转动电机通过转动轴603带动锁舌602向下翻转，锁舌602脱离无人机另一侧边缘，转动电机停机；

步骤2.7，前后平移电机805开机启动并反向转动，带动无人机脱离无人机停机板62，当无人机移动至对中标识点处，前后平移电机805停机；

步骤2.8，第一升降装置和第二升降装置同步升降，带动升降式捕捉放飞平台7至预设高度；

步骤2.9，位于升降式捕捉放飞平台7上的倾角传感器采集得到升降式捕捉放飞平台7的倾斜角度数据；

步骤2.10，第一升降装置和第二升降装置分别独立升降，调整升降式捕捉放飞平台7至水平状态，此时升降式捕捉放飞平台7上的倾角传感器采集到的升降式捕捉放飞平台7倾斜角度为0；

步骤2.11，两组抓手运动电机833开机反向转动、对中电机804开机反向转动，使两组前抓手837和后抓手836复位同时多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84复位在X轴方向上复位；前后平移电机805开机反向转动带动多自由度抓取左机械臂83和多自由度抓取右机械臂84复位在Y轴方向上复位；

步骤2.12，无人机在处于水平状态的升降式捕捉放飞平台7上表面起飞。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。