CN103318414B - 无人机与降落伞自动分离系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机与降落伞自动分离系统，包括：信号采集装置、微处理器及切伞装置，所述信号采集装置通过所述微处理器与所述切伞装置连接。本发明还公开了一种使用上述系统进行无人机与降落伞自动分离的方法。本发明提供的一种无人机与降落伞自动分离系统及方法，可确保降落伞在无人机着陆后可靠分离，避免降落伞在风中拖曳无人机在地面磕碰移动造成的飞机或机上设备的损坏与损失。

Description

无人机与降落伞自动分离系统及方法

技术领域

本发明涉及长输管道安全运营设备技术领域，特别涉及一种无人机与降落伞自动分离系统及方法。

背景技术

通过无人机对长输管道定期航拍作业实现高效率自动巡检，自动获取数据收集系统（DCS）采集的大量数据，对管道周围自然环境的变化进行动态监控、预测和报警，查找泄露点，指导编制维修计划和采取相应补救措施，消除自然环境的变化和人为因素的破坏对管道安全运行的影响。不断积累的丰富管道周边环境信息为管道环境变化态势、管道运行的管理、管道工程经验积累提供了第一手直观资料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能避免无人机在完成任务飞行后，利用降落伞开伞着陆后，由于降落伞没有和无人机分离，容易受风的影像，拖曳牵引无人机在地面磕碰移动造成的飞机或机上设备的损坏与损失的问题，提供一种无人机与降落伞自动分离系统及方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种无人机与降落伞自动分离系统包括：

信号采集装置、微处理器及切伞装置；

所述信号采集装置用于在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对无人机位置信号进行采集，并将所述无人机位置信号传输至所述微处理器；

所述微处理器用于在接收到所述信号采集装置传送的无人机位置信号后，对所述无人机位置信号进行判断，当无人机位置距离地面为1-2米时，控制切伞装置执行切伞动作，无人机与降落伞自动分离；

所述信号采集装置通过所述微处理器与所述切伞装置连接。

进一步地，所述信号采集装置包括：

驱动信号放大模块、超声波信号采集器及信号放大整形模块；

所述驱动信号放大模块用于在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对所述开伞动作指令进行放大处理，并将所述放大处理后的开伞动作指令传送至所述超声波信号采集器；

所述超声波信号采集器用于在接收到所述放大处理后的开伞动作指令后对无人机的位置进行测量，并将测量到的无人机位置信号传送至所述信号放大整形模块；

所述信号放大整形模块用于在接收到传输无人机位置信号后，将无人机位置信号进行放大整形后传输至所述微处理器。

进一步地，所述的无人机与降落伞自动分离系统，还包括：

遥控装置，在无人机接近地面1-2米时，手动将切伞装置打开，使无人机与降落伞自动分开，在无人机与降落伞自动分开后对舵机进行复位。

进一步地，所述切伞装置包括：

电机、伺服机构本体、传动杆、摇臂、固定销及活动销；

所述电机固定设置在所述伺服机构本体上，且通过所述传动杆与摇臂连接，所述电机用于在接收到所述微处理器传输的控制信号后驱动所述传动杆带着摇臂向右运动；

所述摇臂通过所述固定销与所述活动销活动连接，所述摇臂用于在切伞时带动活动销向右运动，使套接在活动销外的降落伞金属环脱离活动销，从而实现无人机与降落伞自动分离。

进一步地，所述切伞装置还包括：

复位键，所述复位键设置在所述伺服机构本体上，所述复位键用于在无人机起飞前将所述摇臂位置进行复位，使所述切伞装置固定住降落伞金属环。

根据本发明的另一个方面，提供了一种使用上述无人机与降落伞自动分离系统进行无人机与降落伞自动分离的方法，包括：根据所述切伞装置的安装位置，对切伞装置的旋转方向和角度进行设置；

将所述微处理器上电复位后，读取切伞装置的旋转方向和角度的设置参数，然后通过所述复位键对所述切伞装置开闭状态进行复位，使降落伞金属环固定在所述切伞装置上，无人机起飞；

无人机起飞后，所述信号采集装置在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对无人机位置进行采集，并将采集到的无人机位置信号传输至所述微处理器；

所述微处理器在接收到无人机位置信号后对无人机位置进行判断，当无人机位置距离地面为1-2米时，控制所述切伞装置执行切伞动作，无人机与降落伞自动分离。

进一步地，所述无人机起飞后，信号采集装置在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对无人机位置进行采集，并将采集到的无人机位置信号传输至微处理器包括：

所述驱动信号放大模块在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对所述开伞动作指令进行放大处理，并将所述放大处理后的开伞动作指令传送至所述超声波信号采集器；

所述超声波信号采集器在接收到所述放大处理后的开伞动作指令后对无人机位置信息进行采集，并将采集到的无人机位置信号传输至信号放大整形模块；

所述信号放大整形模块在接收到无人机位置信号后将无人机位置信号放大整形后传输至微处理器。

进一步地，所述的方法，还包括：

当降落伞打开后，当无人机距离地面1-2m时，通过遥控装置执行切伞操作，使切伞装置打开，无人机与降落伞自动分离。

进一步地，所述切伞装置在接收到控制信号后电机驱动所述传动杆带着所述摇臂向右运动，所述摇臂带动所述活动销向右运动，使套接在所述活动销外的降落伞金属环脱离活动销，从而实现无人机与降落伞自动分离。

本发明提供的一种无人机与降落伞自动分离系统及方法，可确保降落伞在无人机着陆后可靠分离，避免降落伞在风中拖曳无人机在地面磕碰移动造成的飞机或机上设备的损坏与损失。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无人机与降落伞自动分离系统结构框图；

图2为图1所示结构中信号采集装置的结构框图；

图3为本发明实施例提供的无人机与降落伞自动分离系统中切伞装置的结构示意图；

图4是图3所示结构的使用状态图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供一种无人机与降落伞自动分离系统，包括信号采集装置、微处理器、切伞装置及遥控装置。

其中，信号采集装置用于在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对无人机位置信号进行采集，并将无人机位置信号传输至微处理器。微处理器设置在无人机机身内的控制盒内，用于在接收到信号采集装置传送的无人机位置信号后，对无人机位置信号进行判断，当无人机位置距离地面为1-2米时，控制切伞装置执行切伞动作，同时无人机降落地面，无人机与降落伞自动分离。信号采集装置通过微处理器与切伞装置连接。切伞装置共设置有三个，一个设置在机头顶部中心位置，另两个对称设置在后机身两侧。

参见图2，信号采集装置包括：驱动信号放大模块、超声波信号采集器及信号放大整形模块；驱动信号放大模块用于在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对开伞动作指令进行放大处理，并将放大处理后的开伞动作指令传送至超声波信号采集器。本实施例中超声波信号采集器采用超声波探头，一般有2-3个，设置在无人机机翼底部，用于在接收到放大处理后的开伞动作指令后对无人机的位置进行测量，并将测量到的无人机位置信号传送至信号放大整形模块；信号放大整形模块设置在无人机机身内的控制盒内，用于在接收到传输无人机位置信号后，将无人机位置信号进行放大整形后传输至微处理器。

遥控装置用于在无人机接近地面1-2米时，手动将切伞装置打开，使无人机与降落伞自动分开，在无人机与降落伞自动分开后对将切伞装置闭合。

参见图3、图4，所述切伞装置包括：电机1、伺服机构本体2、传动杆4、摇臂3、固定销6、活动销5及复位键；所述电机1固定设置在所述伺服机构本体2上，且通过所述传动杆4与摇臂3连接，所述电机1用于在接收到所述微处理器传输的控制信号后驱动所述传动杆4带着摇臂3向右运动；所述摇臂3通过所述固定销6与所述活动销5活动连接，所述摇臂3用于在切伞时带动活动销5向右运动，使套接在活动销5外的降落伞金属环7脱离活动销，从而实现无人机与降落伞自动分离。复位键设置在伺服机构本体2上，用于在无人机起飞前将所述摇臂位置进行复位，使切伞装置固定住降落伞金属环7。

本发明还提供了一种采用上述无人机与降落伞自动分离系统进行无人机与降落伞自动分离的方法，包括：

步骤S1：系统连接完好检查无误后，根据切伞装置的安装位置对切伞装置的旋转方向和角度进行设置，以确保切伞装置顺利打开，使无人机和降落伞准确有效的自动分开，然后接通电源开始工作。

步骤S2：将微处理器上电复位后，读取切伞装置的旋转方向和角度的设置参数，然后通过复位键对切伞装置开闭状态进行复位，使降落伞金属环固定在切伞装置上，无人机起飞。

步骤S3：无人机起飞后，信号采集装置在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对无人机位置进行采集，并将采集到的无人机位置信号传输至微处理器。

步骤S4：微处理器在接收到无人机位置信号后对无人机位置进行判断当无人机位置距离地面为1-2米时，控制所述切伞装置执行切伞动作，无人机与降落伞自动分离。切伞装置在接收到控制信号后电机1驱动所述传动杆4带着所述摇臂3向右运动，所述摇臂3带动所述活动销5向右运动，使套接在所述活动销5外的降落伞金属环7脱离活动销5束缚，从而实现无人机与降落伞自动分离。

同时，切伞操作也可以通过手动处理，当无人机距离地面1-2m时，通过遥控装置执行切伞操作，使切伞装置打开，无人机与降落伞自动分离。

其中，步骤S3无人机起飞后，信号采集装置在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对无人机位置进行采集，并将采集到的无人机位置信号传输至微处理器包括：

步骤S31：驱动信号放大模块在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对开伞动作指令进行放大处理，并将放大处理后的开伞动作指令传送至超声波信号采集器。

步骤S32：超声波信号采集器在接收到放大处理后的开伞动作指令后对无人机位置信息进行采集，并将采集到的无人机位置信号传输至信号放大整形模块。

步骤S33：信号放大整形模块在接收到无人机位置信号后将无人机位置信号放大整形后传输至微处理器。

本发明提供的一种无人机与降落伞自动分离系统及方法，无人机无论在风多大的情况下，在飞机开伞降落距离地面1-2米时，微处理器控制切伞装置执行切伞动作，降落伞脱离无人机，本发明可确保降落伞在无人机着陆后可靠分离，避免降落伞在风中拖曳无人机在地面磕碰移动造成的飞机或机上设备的损坏与损失。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种无人机与降落伞自动分离系统，其特征在于，包括：

信号采集装置、微处理器及切伞装置；

所述信号采集装置用于在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对无人机位置信号进行采集，并将所述无人机位置信号传输至所述微处理器；

所述微处理器用于在接收到所述信号采集装置传送的无人机位置信号后，对所述无人机位置信号进行判断，当无人机位置距离地面为1-2米时，控制切伞装置执行切伞动作，无人机与降落伞自动分离；

所述信号采集装置通过所述微处理器与所述切伞装置连接；

所述切伞装置包括：电机、伺服机构本体、传动杆、摇臂、固定销及活动销；

所述电机固定设置在所述伺服机构本体上，且通过所述传动杆与摇臂连接，所述电机用于在接收到所述微处理器传输的控制信号后驱动所述传动杆带着摇臂向右运动；

所述摇臂通过所述固定销与所述活动销活动连接，所述摇臂用于在切伞时带动活动销向右运动，使套接在活动销外的降落伞金属环脱离活动销，从而实现无人机与降落伞自动分离。

2.如权利要求1所述的无人机与降落伞自动分离系统，其特征在于，所述信号采集装置包括：

驱动信号放大模块、超声波信号采集器及信号放大整形模块；

所述驱动信号放大模块用于在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对所述开伞动作指令进行放大处理，并将所述放大处理后的开伞动作指令传送至所述超声波信号采集器；

所述超声波信号采集器用于在接收到所述放大处理后的开伞动作指令后对无人机的位置进行测量，并将测量到的无人机位置信号传送至所述信号放大整形模块；

所述信号放大整形模块用于在接收到传输无人机位置信号后，将无人机位置信号进行放大整形后传输至所述微处理器。

3.如权利要求1所述的无人机与降落伞自动分离系统，其特征在于，还包括：

遥控装置，在无人机接近地面1-2米时，手动将切伞装置打开，使无人机与降落伞自动分开。

4.如权利要求2所述的无人机与降落伞自动分离系统，其特征在于，所述切伞装置还包括：

复位键，所述复位键设置在所述伺服机构本体上，所述复位键用于在无人机起飞前将所述摇臂位置进行复位，使所述切伞装置固定住降落伞金属环。

5.一种使用权利要求4所述的无人机与降落伞自动分离系统进行无人机与降落伞自动分离的方法，其特征在于，包括：

根据所述切伞装置的安装位置，对切伞装置的旋转方向和角度进行设置；

将所述微处理器上电复位后，读取切伞装置的旋转方向和角度的设置参数，然后通过所述复位键对所述切伞装置开闭状态进行复位，使降落伞金属环固定在所述切伞装置上，无人机起飞；

无人机起飞后，所述信号采集装置在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对无人机位置进行采集，并将采集到的无人机位置信号传输至所述微处理器；

所述微处理器在接收到无人机位置信号后对无人机位置进行判断，当无人机位置距离地面为1-2米时，控制所述切伞装置执行切伞动作，无人机与降落伞自动分离；

所述切伞装置在接收到控制信号后电机驱动所述传动杆带着所述摇臂向右运动，所述摇臂带动所述活动销向右运动，使套接在所述活动销外的降落伞金属环脱离活动销，从而实现无人机与降落伞自动分离。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无人机起飞后，信号采集装置在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对无人机位置进行采集，并将采集到的无人机位置信号传输至微处理器包括：

所述驱动信号放大模块在接到无人机自驾仪发出开伞动作指令后对所述开伞动作指令进行放大处理，并将所述放大处理后的开伞动作指令传送至所述超声波信号采集器；

所述超声波信号采集器在接收到所述放大处理后的开伞动作指令后对无人机位置信息进行采集，并将采集到的无人机位置信号传输至信号放大整形模块；

所述信号放大整形模块在接收到无人机位置信号后将无人机位置信号放大整形后传输至微处理器。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

当降落伞打开后，当无人机距离地面1-2m时，通过遥控装置执行切伞操作，使切伞装置打开，无人机与降落伞自动分离。