一種固定翼無人機的車載收放裝置的制作方法

本發(fā)明涉及固定翼無人機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固定翼無人機的車載收放裝置。

背景技術(shù)：

無人機是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機，市面上較常見的有固定翼無人機和多旋翼無人機兩種類型，固定翼無人機相對多旋翼無人機具備速度快、航程遠及載重量大等優(yōu)點。

但目前固定翼無人機回收一般采用撞網(wǎng)、繩鉤或者場地降落等方式，例如公告號為CN204713432U的實用新型專利，其公開了一種無人機撞網(wǎng)回收系統(tǒng)，包括：兩個站立架和連接在兩個站立架之間的攔阻網(wǎng)等，利用攔阻網(wǎng)定點回收無人機，比較適合小型固定翼無人機在狹窄回收場上使用，降落場地的限制減小了撞網(wǎng)回收系統(tǒng)的應用范圍。同時，現(xiàn)有的撞網(wǎng)、繩鉤等降落方式易對無人機造成損害，回收系統(tǒng)的搭建也比較不方便。

因此，如何設計一種適用于固定翼無人機、起降方便且不受場地限制的車載收放裝置是業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種固定翼無人機的車載收放裝置，該車載收放裝置能實現(xiàn)固定翼無人機回收與起飛的功能，結(jié)構(gòu)簡單且不會對無人機的機身造成損害。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，設計一種固定翼無人機的車載收放裝置，包括：回收單元和放飛單元。

回收單元包括：安裝在車輛上的底座、設于底座上的兩條叉狀導軌、與兩條叉狀導軌配合的鎖鉤，鎖鉤安裝在無人機的底面，鎖鉤的兩側(cè)分別設有鎖緊槽。每條叉狀導軌均由上下兩個引導條和設于兩個引導條之間的緩沖彈簧構(gòu)成，兩個引導條的首端合并在一起，兩個引導條的尾端上下并列設置，緩沖彈簧連接在兩個引導條的尾端之間，兩個引導條尾端之間的間距可由緩沖彈簧調(diào)節(jié)。

兩條叉狀導軌水平對稱安裝在底座上，兩條叉狀導軌的首端分別向外折彎形成滑入口，兩條叉狀導軌的尾端相互平行且設有滑動間隙，夾板從滑入口滑入滑動間隙內(nèi)，夾板兩側(cè)的鎖緊槽分別卡在兩條叉狀導軌上。

放飛單元包括：固定在車輛上的絞盤、一端纏繞在絞盤上的纜繩、固定在纜繩另一端的電子掛鉤、控制電子掛鉤打開或關(guān)閉的遙控器，電子掛鉤可鉤在鎖鉤上。

優(yōu)選的，底座的底部連接有云臺，云臺內(nèi)裝有可驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的伺服電機，伺服電機連接有控制器，控制器連接有用于檢測無人機位置的定位模塊，控制器接收定位模塊的檢測信號，并向伺服電機發(fā)送控制指令，調(diào)整兩條叉狀導軌的滑入口對準鎖鉤。

定位模塊可采用以下幾種方式中的一種，也可以同時采用幾種方式。第一種方式是定位模塊采用雷達模塊；第二種方式是定位模塊包括：與所述控制器連接的信號接收裝置、向信號接收裝置發(fā)送信號的信號發(fā)射裝置，信號發(fā)射裝置安裝在無人機上，其中信號發(fā)射裝置可發(fā)射電信號或激光信號；第三種方式是定位模塊包括：向外發(fā)送回收單元位置信號的GPS芯片、接收回收單元位置信號的GPS接收裝置，GPS接收裝置安裝在無人機上。

優(yōu)選的，伺服電機內(nèi)設有與控制器連接的制動器，控制器還連接有電容傳感器，電容傳感器設于滑動間隙內(nèi)。當夾板滑入滑動間隙內(nèi)時，電容傳感器被觸發(fā)向控制器發(fā)出信號，控制器啟動制動器鎖定云臺。

優(yōu)選的，每條叉狀導軌的底部均設有直線導軌組件，直線導軌組件包括：安裝在叉狀導軌底面外側(cè)的上直線導軌、設于底座上且頂部與上直線導軌連接的滑塊、安裝在滑塊與所述上直線導軌之間的上電阻尼器、推動上直線導軌運動的上驅(qū)動電機，夾板滑入所述滑動間隙內(nèi)時，上電阻尼器產(chǎn)生阻尼。

優(yōu)選的，直線導軌組件還包括：安裝在底座上且與滑塊底部連接的下直線導軌、安裝在滑塊與上直線導軌之間的下電阻尼器、推動下直線導軌運動的下驅(qū)動電機，夾板滑入滑動間隙內(nèi)時，下電阻尼器產(chǎn)生阻尼。

優(yōu)選的，鎖鉤由夾板和固定在夾板上下兩端的兩個銷栓構(gòu)成，兩個銷栓對稱伸出夾板的兩側(cè)，兩個銷栓之間的空間形成鎖緊槽。

優(yōu)選的，纜繩上設置電子掛鉤的該端上還安裝有滑翔傘，滑翔傘連接有電子開關(guān)，電子開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)由遙控器控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用鎖鉤卡入兩條叉狀導軌中，通過阻尼技術(shù)進行緩沖，實現(xiàn)無人機捕獲回收的功能，再利用繩索拖曳的方式，通過車輛運行的速度使實現(xiàn)無人機起飛升空的功能，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單且不受場地限制。

附圖說明

下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細說明，其中：

圖1是本發(fā)明中回收單元的側(cè)視示意圖；

圖2是本發(fā)明中回收單元的立體示意圖；

圖3是本發(fā)明中兩條叉狀導軌的俯視示意圖；

圖4是本發(fā)明中鎖鉤的正視示意圖；

圖5是本發(fā)明中鎖鉤的側(cè)視示意圖；

圖6是本發(fā)明中鎖鉤滑入兩條叉狀導軌內(nèi)的側(cè)視示意圖；

圖7 是本發(fā)明中無人機降落在回收單元上的側(cè)視示意圖；

圖8是本發(fā)明中無人機停穩(wěn)在回收單元上的側(cè)視示意圖；

圖9是本發(fā)明中電子掛鉤的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提出的車載收放裝置，包括：回收單元和放飛單元。

如圖1、2所示，回收單元包括：底座1、兩條叉狀導軌2以及鎖鉤3，底座1安裝在車輛上，兩條叉狀導軌2安裝在底座1上，且左右水平對稱，兩條叉狀導軌2的底面外側(cè)分別設有向外傾斜的若干個支撐桿4，兩條叉狀導軌2通過支撐桿4懸空安裝在底座1上。每條叉狀導軌2均由上引導條21、下引導條22、及設于上引導條21和下引導條22之間的緩沖彈簧23構(gòu)成，上引導條21和下引導條22的首端合并在一起，上引導條21和下引導條22的尾端上下并列設置，緩沖彈簧23連接在上引導條21和下引導條22的尾端之間，上引導條21和下引導條22尾端之間的間距可由緩沖彈簧23調(diào)節(jié)。

如圖3所示，兩條叉狀導軌2的首端分別向外折彎形成滑入口24，兩條叉狀導軌2的尾端相互平行且設有滑動間隙25，鎖鉤3安裝在無人機5的底面，如圖4、5所示，鎖鉤3由夾板31和固定在夾板31上下兩端的兩個銷栓32構(gòu)成，兩個銷栓32對稱伸出夾板31的兩側(cè)，兩個銷栓32之間的空間形成鎖緊槽，無人機5的底面可前后并排安裝兩個鎖鉤3或更多。如圖6至8所示，無人機5降落時，夾板31從兩條叉狀導軌2的滑入口24滑入，鎖緊槽分別卡在兩個叉狀導軌2上，同一側(cè)的兩個銷栓32分別位于該側(cè)叉狀導軌2的上下方，無人機5繼續(xù)向后運動時，兩個銷栓32擠壓該側(cè)叉狀導軌的上引導條21和下引導條22，緩沖彈簧23在上引導條21和下引導條22之間產(chǎn)生張力，將鎖鉤3和叉狀導軌2鎖緊，加大無人機5滑動的摩擦力，使無人機5的滑行速度不斷降低，實現(xiàn)回收捕獲的功能。

較優(yōu)的，如圖2、7、8所示，每條叉狀導軌2的底部均設有直線導軌組件，直線導軌組件包括：上直線導軌6、滑塊7、上電阻尼器8及上驅(qū)動電機，上直線導軌6安裝在支撐桿4的底部，滑塊7的底部設于底座1上、頂部連接在上直線導軌6上，上電阻尼器8安裝在滑塊與上直線導軌6之間，上驅(qū)動電機可推動上直線導軌6運動，當夾板31滑入滑動間隙25內(nèi)時，上電阻尼器8產(chǎn)生阻尼，無人機5滑行時帶動上直線導軌6向后運動，增加無人機5降落時滑行的距離，當無人機5停穩(wěn)后，上電子阻尼8關(guān)閉，上驅(qū)動電機推動上直線導軌6回到原位。

更優(yōu)的，為了進一步增加無人機的滑行距離，如圖2、7、8所示，直線導軌組件還包括：下直線導軌9、下電阻尼器10及下驅(qū)動電機，下直線導軌9安裝在底座1上，滑塊7的底部與下直線導軌9連接，夾持在上直線導軌6和下直線導軌9之間，下電阻尼器10安裝在滑塊7與下直線導軌9之間，下驅(qū)動電機可推動下直線導軌9運動，當夾板31滑入滑動間隙25內(nèi)時，下電阻尼器10產(chǎn)生阻尼，無人機5滑行時帶動滑塊7和下直線導軌6向后運動，進一步增加無人機5降落時滑行的距離，當無人機5停穩(wěn)后，上電子阻尼8和下電子阻尼10均關(guān)閉，上驅(qū)動電機和下驅(qū)動電機推動兩個直線導軌回位到原始位置，進一步優(yōu)化的，上直線導軌6和下直線導軌9的兩端均設有擋板，防止滑塊7脫出導軌，上電子阻尼8和下電子阻尼10均可根據(jù)機身重量計算阻尼參數(shù)，工作時輸出不同阻尼，控制無人機5快速滑動的速度，減緩沖擊力，使無人機5滑動到上直線導軌6和下直線導軌9完全展開的最大行程，并在整個滑動過程中勻速減速。

如圖1、7、8所示，底座1的底部連接有云臺11，云臺11內(nèi)裝有伺服電機，伺服電機可驅(qū)動云臺11上下左右轉(zhuǎn)動，伺服電機連接有控制器，控制器連接有用于檢測無人機5位置的定位模塊?？刂破鹘邮斩ㄎ荒K的檢測信號，并向伺服電機發(fā)送控制指令，使云臺11轉(zhuǎn)動調(diào)整兩條叉狀導軌2位置，以保證滑入口24正對鎖鉤3。伺服電機內(nèi)設有與控制器連接的制動器，控制器還連接有電容傳感器，電容傳感器設于滑動間隙25內(nèi)，當夾板31滑入滑動間隙25內(nèi)時，電容傳感器被觸發(fā)向控制器發(fā)出信號，控制器啟動制動器鎖定云臺11。在本實施例中，上電子阻尼8、下電子阻尼10、上驅(qū)動電機和下驅(qū)動電機的運行也由控制器控制，兩個直線導軌的原始位置位于云臺11的正上方。

定位模塊可采用以下幾種方式中的一種，也可以同時采用幾種方式。第一種方式是定位模塊采用雷達模塊，通過雷達感應無人機5飛來方向，將信號傳輸給控制器，控制器向伺服電機發(fā)出信號，使滑入口24對準無人機5位置。第二種方式是定位模塊包括：與控制器連接的信號接收裝置、向信號接收裝置發(fā)送信號的信號發(fā)射裝置，信號發(fā)射裝置安裝在無人機5上，其中信號發(fā)射裝置可發(fā)射電信號或激光信號。當信號發(fā)射裝置為電信號時，無人機5的信號發(fā)射裝置發(fā)出電信號，回收單元的信號接收裝置感應電信號的方向，將滑入口24指向信號源的下方某一設定位置。當信號發(fā)射裝置發(fā)射激光信號時，無人機5的信號發(fā)射裝置發(fā)射激光，激光照射回收單元接近無人機端的A點，穿過A點中間在另一端的B點產(chǎn)生投影，控制器發(fā)出信號，修正云臺11角度，使B點投影進入設定范圍，滑入口24則對準無人機5的指定位置。第三種方式是定位模塊包括：向外發(fā)送回收單元位置信號的GPS芯片、接收回收單元位置信號的GPS接收裝置，GPS接收裝置安裝在無人機5上，無人機5根據(jù)接收到的回收單元位置信號找到回收單元。

在本實施例中定位模塊具有雷達模塊及GPS芯片，無人機5在空中完成任務后，根據(jù)回收單元發(fā)出的GPS位置信號，向回收單元靠近，當進入一定距離內(nèi)時，回收單元的雷達模塊檢測無人機5方向，控制器通過伺服電機轉(zhuǎn)動云臺11，云臺11轉(zhuǎn)動使滑入口24對準無人機5的鎖鉤3。通常情況下，如果車輛行使中，無人機5從車輛后方飛近回收單元降落為最佳，靜止狀態(tài)下任意方向降落都可，無人機5通過人工或自動駕駛狀態(tài)降低速度并接近回收單元。

放飛單元包括：絞盤、纜繩、電子掛鉤12及遙控器，絞盤安裝在車輛上，纜繩的一端有序纏繞在絞盤上、另一端設有電子掛鉤12，電子掛鉤12可鉤在鎖鉤3上，遙控器可控制電子掛鉤12打開或關(guān)閉。如圖9所示，電子掛鉤12包括：靜鉤爪121、與靜鉤爪121對接形成掛環(huán)的動鉤爪122、使動鉤爪122保持與靜鉤爪121對接的復位彈簧、與動鉤爪122連接的連桿組件123、拉動連桿組件123的電動推拉件，遙控器控制電動推拉件的伸縮運動，將拉動力通過連桿組件123傳遞至動鉤爪122上，使動鉤爪122與靜鉤爪121打開，電動推拉件松開后，復位彈簧推動動鉤爪122與靜鉤爪121對接。

無人機5成功降落后，手動將電子掛鉤12掛在無人機5的鎖鉤3上，啟動車輛開始運行并不斷提速，當車速達到無人機5的起飛速度時，機翼上產(chǎn)生升力大于飛機重量，無人機5開始升空，升空后繼續(xù)由車輛牽引上升到一定高度時，利用遙控器脫鉤，飛機進入飛行狀態(tài)，這種牽引放飛的方式可節(jié)省升空所需的燃料和能源，延長無人機5的飛行距離。較優(yōu)的，纜繩末端裝有滑翔傘，當無人機脫鉤后，纜繩借助滑翔傘的升力不會落地，然后由絞盤將纜繩收回。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。