CN110316398A - 一种无人机起飞和回收一体化作业车 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机起飞和回收一体化作业车，包括安装在作业车上的弹射装置和回收装置。本发明提供一种适用于无人机弹射起飞和挂绳回收的高度集成的一体化作业车，创造性地设计了移动底座、伸缩滚轮机构等多个机构收纳与展开装置，大幅提升了作业的效率性、经济性与便捷性，具备快捷展开和方便储运的功能。具体地：(1)储运过程中，所有设备都处于折叠/收缩的收纳锁止状态，完全位于汽车车厢内，无外露伸出结构，保证储运的安全性。(2)展开过程中，可快速展开弹射及回收装置，且操作维护便捷，提高了无人机作业的部署准备效率。
Description
技术领域
本发明涉及无人机装备领域，尤其涉及一种无人机起飞和回收一体化作业车。
背景技术
弹射起飞已成为近年来无人机的主要起飞方式之一，该起飞方式的优势在于无需跑道，极大的放宽了无人机的使用限制，并且可在情况复杂的山林地区进行起飞作业。与此同时，挂绳回收作为一种精准可靠的定点无损回收方式，近年来也在军/民用无人机领域得到了广泛应用。传统的弹射装置和回收装置为两个独立的大型设备组，均为拖车式运输，在飞行试验时需分别使用工具车辆拖运至户外作业场地，这一运输方式不便且操作繁琐，将极大程度地降低飞行作业效率，并增加作业成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无人机起飞和回收一体化作业车，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
一种无人机起飞和回收一体化作业车，包括安装在作业车上的弹射装置和回收装置；
所述弹射装置包括安装在作业车车厢上的底座导轨，所述底座导轨沿长度方向滑动连接有移动底座，所述移动底座一端通过旋转销与弹射器主体连接，所述移动底座另一端通过调节油缸与弹射器主体连接，所述弹射器主体沿长度方向滑动安装有弹射滑车；
所述回收装置包括安装在作业车底盘大梁上的旋转底座，所述旋转底座与回收臂通过液压油缸和螺栓连接，所述回收臂顶端转动连接有上杆，所述作业车车厢侧面安装有作业车支撑柱，所述作业车支撑柱上通过固定角片沿水平方向转动连接有下杆，所述上杆底端、上杆顶端、下杆顶端分别安装有第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮，依次沿所述第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮绕挂有回收绳，所述回收绳的活动端固定在汽车底盘上。
优选的，所述移动底座内部安装有设备箱。
优选的，所述底座导轨上沿长度方向安装有伸缩油缸，所述伸缩油缸前端通过螺栓与移动底座连接，所述伸缩油缸后端与伸缩油缸限位器通过螺栓连接，所述伸缩油缸限位器安装在移动底座上。
优选的，所述伸缩油缸为多级油缸。
优选的，所述移动底座底部两侧安装有滚轮，所述滚轮置于底座导轨内部。
优选的，所述弹射器主体前端与弹射器折叠段通过旋转耳片连接，所述弹射器主体与液压撑杆一端转动连接，所述液压撑杆另一端与弹射器折叠段转动连接。
优选的，所述回收臂顶端通过螺栓与上杆加强臂连接，所述上杆加强臂顶端和上杆顶端通过上拉钢丝连接，所述上拉钢丝两端分别通过锁扣固定在上杆加强臂顶端和上杆顶端。
优选的，所述上杆和下杆皆为三段式吊臂，所述上杆、下杆的前段部分与中段部分通过伸缩滚轮机构连接，所述伸缩滚轮机构包括分别安装在前段部分、中段部分的内滚轮机构、外滚轮机构，内滚轮机构滑动安装在外滚轮机构内，所述内滚轮机构、外滚轮机构上开设有多个固定销孔，所述内滚轮机构、外滚轮机构之间通过固定销插入固定销孔固定。
优选的，所述作业车支撑柱上固设有下杆定位臂，所述下杆定位臂端部开设有销孔，所述下杆与下杆加强臂一端转动连接，所述下杆加强臂沿长度方向开设有多个回收角度销孔，所述下杆加强臂和下杆定位臂之间通过折叠销依次插入销孔、回收角度销孔固定。
优选的，所述下杆上固设有下杆定位片，所述作业车车厢上固设有与下杆定位片匹配的下杆收纳底座，所述下杆定位片和下杆收纳底座上皆开设有固定孔，所述下杆定位片和下杆收纳底座之间通过折叠销插入固定孔固定。
本发明的有益效果是：
(1)本发明提供了一种适用于无人机弹射起飞和挂绳回收的高度集成的一体化作业车，相比于常规作业所需弹射装置、回收装置及各自的拖运车辆总计4台大型设备，本发明大幅提升了作业的效率性、经济性与便捷性；
(2)本发明的一体化作业车在收纳储运时，回收装置的上下杆均无需拆除取下，所有设备都处于折叠/收缩的收纳锁止状态，完全位于汽车车厢内，无外露伸出结构，保证储运的安全性；
(3)本发明的一体化作业车在展开作业状态下，可快速展开弹射及回收装置，且操作维护便捷，提高了无人机作业的部署准备效率；
(4)本发明的一体化作业车实现了车载空间的最优化利用，在确保操作人员安全站位操作的前提下，对设备搭载空间进行了最大化地设计利用。
附图说明
图1为作业车储运状态示意图；
图2为作业车展开状态示意图；
图3为弹射装置收纳状态示意图；
图4为弹射装置展开状态示意图；
图5为移动底座后视图；
图6为移动底座与底座导轨连接结构示意图；
图7为弹射器主体前端的局部放大图；
图8为回收装置展开状态示意图；
图9为伸缩滚轮机构结构示意图；
图10为回收装置下杆展开状态示意图；
图11为回收装置下杆收纳状态示意图；
图12为回收装置下杆与汽车支撑柱连接结构示意图；
图13为回收装置下杆收纳锁止状态示意图；
附图标记：1：弹射装置，1-1：弹射器主体，1-2：弹射滑车，1-3：移动底座，1-4：旋转销，1-5：设备箱，1-6：伸缩油缸限位器,1-7：伸缩油缸，1-8：滚轮，1-9：底座导轨，1-10：弹射器折叠段，1-11：液压撑杆，1-12：调节油缸，2：回收装置，2-1：旋转底座，2-2：液压油缸，2-3：回收臂，2-4：上杆加强臂，2-5：上杆，2-6：上拉钢丝，2-7：回收绳，2-8：第一定滑轮，2-9：第二定滑轮，2-10：第三定滑轮，2-11：内滚轮机构，2-12：外滚轮机构，2-13：下杆，2-14：作业车支撑柱，2-15：下杆加强臂，2-16：固定角片，2-17：回收角度销孔，2-18：下杆定位臂，2-19：下杆定位片，2-20：下杆收纳底座。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图描述本发明的具体实施例。
如图1-2所示，一种无人机起飞和回收一体化作业车，包括安装在作业车上的弹射装置1和回收装置2；
如图3-4所示，弹射装置1包括安装在作业车车厢上的底座导轨1-9，底座导轨1-9沿长度方向滑动连接有移动底座1-3，移动底座1-3一端通过旋转销1-4与弹射器主体1-1连接，移动底座1-3另一端通过调节油缸1-12与弹射器主体1-1连接，弹射器主体1-1可绕旋转销1-4转动，并由调节油缸1-12控制弹射装置的弹射角度；弹射器主体1-1沿长度方向滑动安装有弹射滑车1-2；弹射滑车1-2作为弹射无人机的弹射载体，弹射时，将带动无人机向弹射方向加速运动。
如图8、图10、图11所示，回收装置2包括安装在作业车底盘大梁上的旋转底座2-1，旋转底座2-1与回收臂2-3通过液压油缸2-2和螺栓连接，回收臂2-3为多级伸缩回收臂，旋转底座2-1通过液压油缸2-2控制回收臂2-3的俯仰角度；回收臂2-3顶端转动连接有上杆2-5，上杆2-5沿水平方向布置，作业车车厢侧面安装有作业车支撑柱2-14，作业车支撑柱2-14上通过固定角片2-16沿水平方向转动连接有下杆2-13，下杆2-13安装在作业车支撑柱2-14上可以合理利用车体承力部件，使结构更牢固；上杆2-5底端、上杆2-5顶端、下杆2-13顶端分别安装有第一定滑轮2-8、第二定滑轮2-9、第三定滑轮2-10，依次沿第一定滑轮2-8、第二定滑轮2-9、第三定滑轮2-10绕挂有回收绳2-7，回收绳2-7的活动端固定在作业车底盘上。回收装置2是整个一体化作业车实现挂绳回收功能的重要组件，可实现无人机回收降落的功能。回收装置2同样采取折叠结构设计，在收纳状态下，回收装置各部分收纳于车厢内，在展开状态下，各部分可靠、牢固的形成一套回收装置。
如图3-4所示，移动底座1-3内部安装有设备箱1-5。设备箱1-5可存放空压机、发电机等弹射装置所需设备。
如图5-6所示，底座导轨1-9上沿长度方向安装有伸缩油缸1-7，伸缩油缸1-7前端通过螺栓与移动底座1-3连接，伸缩油缸1-7后端与伸缩油缸限位器1-6通过螺栓连接，伸缩油缸限位器1-6安装在移动底座1-3上。通过伸缩油缸1-7的伸缩运动来控制移动底座1-3位置。
伸缩油缸1-7为多级油缸。
如图5所示，移动底座1-3底部两侧安装有滚轮1-8，滚轮1-8置于底座导轨1-9内部。使移动底座1-3可沿底座导轨1-9前后运动，以此改变弹射器主体1-1的前后位置，进而实现车载弹射装置的快速部署与收纳。
如图7所示，弹射器主体1-1前端与弹射器折叠段1-10通过旋转耳片连接，弹射器主体1-1与液压撑杆1-11一端转动连接，液压撑杆1-11另一端与弹射器折叠段1-10转动连接。液压撑杆1-11在弹射器主体1-1展开上翻时起一定助力作用，当翻过90°时，又起到一定的阻尼作用使弹射器折叠段1-10缓慢落下。同理，当折回上翻时起一定助力作用，当翻过90°时，又起到一定的阻尼作用使弹射器折叠段1-10缓慢落下。弹射器折叠段1-10的设计提高了设备集成性，在收纳状态下，减少弹射器主体1-1的占用空间，在展开状态下，形成一条完整、平直的弹射轨道。
如图8所示，回收臂2-3顶端通过螺栓与上杆加强臂2-4连接，上杆加强臂2-4顶端和上杆2-5顶端通过上拉钢丝2-6连接，上拉钢丝2-6两端分别通过锁扣固定在上杆加强臂2-4顶端和上杆2-5顶端。以此加强上杆2-5的结构强度。
如图9所示，上杆2-5和下杆2-13皆为三段式吊臂，上杆2-5、下杆2-13的前段部分与中段部分通过伸缩滚轮机构连接，伸缩滚轮机构包括分别安装在前段部分、中段部分的内滚轮机构2-11、外滚轮机构2-12，内滚轮机构2-11滑动安装在外滚轮机构2-12内，内滚轮机构2-11、外滚轮机构2-12上开设有多个固定销孔，内滚轮机构2-11、外滚轮机构2-12之间通过固定销插入固定销孔固定。伸缩滚轮机构是实现上杆2-5、下杆2-13收纳/展开的关键机构，为使杆件便于收纳/展开，杆件设计为伸缩结构，收纳状态下空间占用小，收纳/展开过程无需拆装，使得伸缩过程操作更便捷，该机构实现了快速收纳/展开的功能。
如图12所示，作业车支撑柱2-14上固设有下杆定位臂2-18，下杆定位臂2-18端部开设有销孔，下杆2-13与下杆加强臂2-15一端转动连接，下杆加强臂2-15沿长度方向开设有多个回收角度销孔2-17，下杆加强臂2-15和下杆定位臂2-18之间通过折叠销依次插入销孔、回收角度销孔2-17固定。调节折叠销安装位置即可调节下杆2-13展开角度。
如图13所示，下杆2-13上固设有下杆定位片2-19，作业车车厢上固设有与下杆定位片2-19匹配的下杆收纳底座2-20，下杆定位片2-19和下杆收纳底座2-20上皆开设有固定孔，下杆定位片2-19和下杆收纳底座2-20之间通过折叠销插入固定孔固定。
各部分的动作机理如下：
车载弹射装置的部署：
(1)在液压撑杆1-11的助力下，完全展开(展开角度约180°)弹射器折叠段1-10直至与弹射器主体1-1的上表面相合，使弹射器轨道合并为一条完整、平直的轨道；
(2)根据弹射要求，控制调节油缸1-12，使其顶起弹射器主体1-12前端，调节弹射角度，直至达到弹射要求角度；
(3)控制伸缩油缸1-7，通过调节伸缩油缸1-7长度来进行相应的位置调整，伸缩油缸1-7推动移动底座1-3沿底座导轨1-9向前端运动，达到工作位置后，锁紧伸缩油缸1-7；
(4)锁紧弹射器和移动底座各连接锁扣，将各设备固定牢靠后，即完成了弹射器的部署工作。
车载弹射装置的收纳：
(1)控制调节油缸1-12，降低弹射器主体1-1角度至弹射器收纳角度；
(2)打开弹射器折叠段1-10锁扣，在液压撑杆1-11的助力下，将弹射器折叠段1-10回折(回折角度约180°)，使其还原回收纳状态；
(3)控制伸缩油缸1-7，通过调节伸缩油缸1-7长度来进行相应的位置调整，伸缩油缸1-7回拉移动底座1-3沿底座导轨1-9向后端运动，达到收纳位置后，锁紧伸缩油缸1-7；
(4)锁紧弹射器主体1-1和移动底座1-3各连接锁扣，将各设备固定牢靠后，即完成了弹射器的收纳工作。
车载回收装置的部署：
(1)取出连接下杆定位片2-19和下杆收纳底座2-20的折叠销，将下杆2-13在水平方向上向车身外旋转。根据回收作业的角度要求，调整下杆加强臂位置，并将折叠销插入所对应的回收角度销孔，进行锁止固定；
(2)从下杆2-13前段的固定销孔中拔出固定销，然后在伸缩滚轮机构作用从下杆2-13的中段里抽出下杆2-13前段，并重新将固定销插入下杆2-13前段部分的固定销孔中，进行锁止固定。然后在下杆2-13的最前端锁扣处安装第三定滑轮2-10；
(3)操作汽车液压系统，将回收臂2-3俯仰角升起至10°到20°，然后将上杆2-5旋转至车外的操作工位处，再将回收臂2-3落下至近似水平状态；
(4)给上杆挂上拉钢丝2-6，一端挂在上杆加强臂2-4顶端锁扣处，另一端挂在上杆2-5顶端锁扣处；
(5)从上杆2-5前段的固定销孔中拔出固定销，然后经伸缩滚轮机构作用从上杆2-5的中段里抽出上杆前段，并重新将固定销插入上杆2-5前段部分的固定销孔中，进行锁止固定。然后在上杆2-5顶端锁扣处安装第二定滑轮2-9；
(6)在上杆2-5的根部锁扣处安装第一定滑轮2-8，再将回收绳2-7依次绕过第一定滑轮2-8、第二定滑轮2-9悬挂；
(7)将回收臂2-3的俯仰角升起至70°到80°，同时将回收臂2-3的伸缩段向外伸出，直至达到机械限位。此时回收臂2-3应达到最大高度，上杆2-5近似水平状态；
(8)将旋转底座2-1向车外侧方向旋转90°，上杆2-5与车身轴线方向近似为垂直状态；
(9)将从上杆2-5顶端垂下的回收绳2-7绕过下杆2-13端部的定滑轮2-10。回收绳2-7两端分别为上拉缓冲皮筋和下拉缓冲皮筋，将上拉缓冲皮筋固定在汽车底盘上，将下拉缓冲皮筋固定在汽车支撑柱上；
(10)工作人员检查各杆、机构、锁扣及回收绳状态，检查合格后即完成了车载回收装置的部署展开工作。
车载回收装置的收纳：
(1)操作液压系统将回收臂2-3伸缩段全部缩回，再将俯仰角落下。
(2)解开上杆2-5回收绳2-7和第二定滑轮2-9，从上杆2-5前段部分的固定销孔中拔出固定销，然后经伸缩滚轮机构将上杆2-5前段推进上杆中段里，并重新将固定销插入上杆2-5前段部分的固定销孔中。
(3)解开下杆2-13回收绳2-7和第三定滑轮2-10，从下杆2-13前段部分的固定销孔中拔出固定销，然后经伸缩滚轮机构将下杆2-13前段推进下杆2-13中段里，并重新将固定销插入下杆2-13前段部分的固定销孔中。
(4)将旋转底座2-1向车内侧方向旋转90°，将上杆2-5折回至车身内。
(5)取下连接上杆加强臂2-4和上杆2-5的上拉钢丝2-6。
(6)取下回收角度销孔2-17的折叠销，将下杆2-13向车厢方向旋转90°至收纳位置，将折叠销插入下杆定位片2-19和下杆收纳底座2-20的固定孔，进行锁止固定。
(7)工作人员检查各杆、机构及锁扣状态，检查合格后即完成了车载回收装置的收纳工作。
本发明创造性地提出了一种适用于无人机弹射起飞和挂绳回收的一体化作业车，将无人机作业所需设备进行了高度集成化，可实现弹射起飞与挂绳回收的快速作业，提高无人机飞行作业效率、相关设备储运性，加强了操作便捷性。综上所述，该型适用于无人机弹射起飞和挂绳回收的一体化作业车，将对无人机作业方式的变革、效率的提升起到巨大推动作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：包括安装在作业车上的弹射装置(1)和回收装置(2)；
所述弹射装置(1)包括安装在作业车车厢上的底座导轨(1-9)，所述底座导轨(1-9)沿长度方向滑动连接有移动底座(1-3)，所述移动底座(1-3)一端通过旋转销(1-4)与弹射器主体(1-1)连接，所述移动底座(1-3)另一端通过调节油缸(1-12)与弹射器主体(1-1)连接，所述弹射器主体(1-1)沿长度方向滑动安装有弹射滑车(1-2)；
所述回收装置(2)包括安装在作业车底盘大梁上的旋转底座(2-1)，所述旋转底座(2-1)与回收臂(2-3)通过液压油缸(2-2)和螺栓连接，所述回收臂(2-3)顶端转动连接有上杆(2-5)，所述作业车车厢侧面安装有作业车支撑柱(2-14)，所述作业车支撑柱(2-14)上通过固定角片(2-16)沿水平方向转动连接有下杆(2-13)，所述上杆(2-5)底端、上杆(2-5)顶端、下杆(2-13)顶端分别安装有第一定滑轮(2-8)、第二定滑轮(2-9)、第三定滑轮(2-10)，依次沿所述第一定滑轮(2-8)、第二定滑轮(2-9)、第三定滑轮(2-10)绕挂有回收绳(2-7)，所述回收绳(2-7)的活动端固定在作业车底盘上。
2.根据权利要求1所述的一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：所述移动底座(1-3)内部安装有设备箱(1-5)。
3.根据权利要求1所述的一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：所述底座导轨(1-9)上沿长度方向安装有伸缩油缸(1-7)，所述伸缩油缸(1-7)前端通过螺栓与移动底座(1-3)连接，所述伸缩油缸(1-7)后端与伸缩油缸限位器(1-6)通过螺栓连接，所述伸缩油缸限位器(1-6)安装在移动底座(1-3)上。
4.根据权利要求3所述的一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：所述伸缩油缸(1-7)为多级油缸。
5.根据权利要求1所述的一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：所述移动底座(1-3)底部两侧安装有滚轮(1-8)，所述滚轮(1-8)置于底座导轨(1-9)内部。
6.根据权利要求1所述的一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：所述弹射器主体(1-1)前端与弹射器折叠段(1-10)通过旋转耳片连接，所述弹射器主体(1-1)与液压撑杆(1-11)一端转动连接，所述液压撑杆(1-11)另一端与弹射器折叠段(1-10)转动连接。
7.根据权利要求1所述的一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：所述回收臂(2-3)顶端通过螺栓与上杆加强臂(2-4)连接，所述上杆加强臂(2-4)顶端和上杆(2-5)顶端通过上拉钢丝(2-6)连接，所述上拉钢丝(2-6)两端分别通过锁扣固定在上杆加强臂(2-4)顶端和上杆(2-5)顶端。
8.根据权利要求1所述的一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：所述上杆(2-5)和下杆(2-13)皆为三段式吊臂，所述上杆(2-5)、下杆(2-13)的前段部分与中段部分通过伸缩滚轮机构连接，所述伸缩滚轮机构包括分别安装在前段部分、中段部分的内滚轮机构(2-11)、外滚轮机构(2-12)，所述内滚轮机构(2-11)、外滚轮机构(2-12)上开设有多个固定销孔，所述内滚轮机构(2-11)、外滚轮机构(2-12)之间通过固定销插入固定销孔固定。
9.根据权利要求1所述的一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：所述作业车支撑柱(2-14)上固设有下杆定位臂(2-18)，所述下杆定位臂(2-18)端部开设有销孔，所述下杆(2-13)与下杆加强臂(2-15)一端转动连接，所述下杆加强臂(2-15)沿长度方向开设有多个回收角度销孔(2-17)，所述下杆加强臂(2-15)和下杆定位臂(2-18)之间通过折叠销依次插入销孔、回收角度销孔(2-17)固定。
10.根据权利要求1所述的一种无人机起飞和回收一体化作业车，其特征在于：所述下杆(2-13)上固设有下杆定位片(2-19)，所述作业车车厢上固设有与下杆定位片(2-19)匹配的下杆收纳底座(2-20)，所述下杆定位片(2-19)和下杆收纳底座(2-20)上皆开设有固定孔，所述下杆定位片(2-19)和下杆收纳底座(2-20)之间通过折叠销插入固定孔固定。。
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