CN105217054A - 一种固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台 - Google Patents
一种固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，所述自动检测起降平台包括机架以及设在机架上的平台旋转单元及自动检测单元，所述机架包括底座、地钉、竖直支架、水平支架、机翼托杆、垂直状态固定装置，所述平台旋转单元包括连接圆盘以及机翼锁住和释放装置，所述自动检测单元包括控制器、差分GPS模块、无线传输模块和压力传感器。该平台能够实现固定翼垂直起降无人机飞前自动检测及飞后自动回收，不仅可以减少飞前检测时间和人力投入，提高作业效率，而且有效地降低农业环境对无人机及机载传感器的干扰，提高无人机起降的可靠性与安全程度。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械装备领域，具体涉及一种用于固定翼垂直起降无人机的飞前自动检测及飞后自动回收的起降平台。
背景技术
固定翼垂直起降无人机兼备固定翼无人机和多旋翼无人机的优点：既可以在有限的场地垂直起降；又可以快速飞抵目标上空，进行定点悬停作业；同时，还具备航程远、续航时间长、任务半径大、作业效率高的优点，非常适合大面积农业信息的采集。因此固定翼垂直起降无人机在农业上的应用逐渐成为近年来研发的热点。
为保证无人机作业的稳定性与安全性，需要对无人机进行飞前检测。目前，固定翼垂直起降无人机飞前检测主要依靠人工完成，需手持无人机对机身线路、姿态参数、机翼舵机工作状态、磁罗盘方向等进行检测，比较耗费时间和人力，检测效率较低。
固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台通过无线传输模块实现与地面控制站之间的对接，通过平台旋转单元与自动检测单元完成无人机起飞前对机身线路、姿态参数、机翼舵机工作状态、磁罗盘方向的自动检测及无人机完成作业后的自动回收，能够有效的降低农业环境对无人机及机载传感器的干扰，保证起降的安全性与可靠性，提高无人机的飞前检测效率。
发明内容
本发明的目的在于解决现有起降平台造价高、定位精确程度较低、不能与无人机地面站进行对接等问题，提供一种适用于固定翼垂直起降无人机的飞前自动检测及起降的平台。
本发明的目的通过以下的技术方案实现；
一种固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，包括机架以及设在机架上的平台旋转单元及自动检测单元，其中：
所述机架包括底座、地钉、竖直支架、水平支架、机翼托杆、垂直状态固定装置，竖直支架与水平支架通过连接圆盘连接，垂直状态固定装置设置在机翼托杆后端；
所述平台旋转单元包括连接圆盘和机翼锁住和释放装置，连接圆盘不同角度的旋转用于检测无人机的姿态参数、磁罗盘方向是否正常；机翼锁住和释放装置的开闭用于控制无人机是否起飞；
所述自动检测单元包括控制器、差分GPS模块、无线传输模块以及压力传感器，用于完成无人机飞前各项飞行参数自动检测与自动降落回收。
所述连接圆盘设置在竖直支架与水平支架连接处，通过水平和竖直方向两个舵机与竖直支架相连，其中水平舵机可使连接圆盘在水平面内360°旋转，旋转精度为3°，竖直舵机可使连接圆盘在竖直平面内-90°～+90°旋转，旋转精度为1°。
所述机翼锁住和释放装置设置在机翼托杆前端，与机翼托杆通过机翼舵机连接，机翼锁住和释放装置可以在机翼托杆所在竖直平面内180°旋转，旋转精度为2°。
所述控制器安装在连接圆盘底部，差分GPS模块安装在竖直支架上，无线传输模块安装在连接圆盘上，压力传感器安装在垂直状态固定装置上。
所述控制器通过电线与差分GPS模块、无线传输模块、压力传感器和舵机连接，并且能够通过无线传输模块与无人机地面站进行数据传输。
所述压力传感器用于检测无人机起飞前开启动力后的升力，置于垂直状态固定装置外侧。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
一种固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台实现了无人机飞前自动检测与飞后自动回收，不但能够有效提高无人机飞前检测效率，同时可以降低农业环境对无人机及机载传感器的干扰，提高无人机作业的安全性与可靠性。
附图说明
图1为一种固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台结构示意图。
图2为平台竖直状态示意图。
图3为连接圆盘与竖直支架之间的连接结构示意图。
图4为机翼锁住和释放装置的锁住状态和释放状态示意图。
图5为本发明控制系统结构示意图。
图6为本发明控制流程示意图。
附图中包括：1.底座，2.竖直支架，3.连接圆盘，4.水平支架，5.机翼托杆，6.机翼锁住和释放装置，7.垂直状态固定装置，8.安装架，9.差分GPS模块，10.无线传输模块，11.压力传感器，12.控制器，13.圆盘竖直舵机，14.圆盘水平舵机，15.机翼舵机，16.地钉。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，一种固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，包含底座1、地钉16、竖直支架2，竖直支架2与连接圆盘3通过圆盘竖直舵机13和圆盘水平舵机14连接，可使连接圆盘3在水平面内360°旋转，竖直平面内-90°～+90°旋转，连接圆盘3安装有无线传输模块10，连接圆盘3与机翼托杆5通过水平支架4连接，机翼托杆5两端为机翼锁住和释放装置6和垂直状态固定装置7，机翼锁住和释放装置6通过机翼舵机15与机翼托杆5连接，可以在机翼托杆所在竖直平面内180°旋转，垂直状态固定装置7安装有压力传感器11能够感受固定翼垂直起降无人机在垂直起飞前的压力，差分GPS模块9安装在安装架8上，控制器12置于连接圆盘3下部，控制器12通过电线连接差分GPS模块9、无线传输模块10、压力传感器11、圆盘竖直舵机13、圆盘水平舵机14、机翼舵机15。
在固定翼垂直起降无人机起飞前，无人机放置于机翼托杆5上，机翼锁住和释放装置6固定机翼前侧，垂直状态固定装置7固定机翼后侧。
在飞前检测过程中，首先，控制器12控制圆盘竖直舵机13使连接圆盘3朝机头方向向下旋转30°，再朝机头方向向上旋转30°，控制器12将检测数据通过无线传输模块10传送给地面控制站，检测无人机姿态参数是否正常；其次，控制器12控制连接圆盘3恢复原位，连接圆盘水平面内旋转360°，检测磁罗盘方向是否正常；最后，控制器控制竖直舵机13使连接圆盘3朝机头方向向上旋转90°，平台处于竖直状态，如图2所示，开启固定翼垂直起降无人机动力，压力传感器11检测无人机升力，控制器12将检测数据通过无线传输模块10传送给地面控制站。地面控制站将起飞命令通过无线传输模块10发送给控制器12，控制器12控制机翼舵机15打开机翼锁住和释放装置6，无人机起飞。
固定翼垂直起降无人机完成作业任务，准备降落时，差分GPS模块9与无人机和地面控制站数据交互，引导无人机准确降落在起降平台上。
控制器12控制机翼舵机15关闭，机翼锁住和释放装置6关闭对无人机机翼进行固定。控制器12控制圆盘竖直舵机13使连接圆盘3朝机头方向向下旋转90°，恢复初始状态。整个飞行起降过程完成。
以上为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，其特征在于，包括机架以及设在机架上的平台旋转单元及自动检测单元，其中：
所述平台旋转单元包括连接圆盘以及机翼锁住和释放装置，连接圆盘不同角度的旋转用于检测无人机的姿态参数、磁罗盘方向是否正常；机翼锁住和释放装置的开闭用于控制无人机是否起飞；
所述自动检测单元包括控制器、差分GPS模块、无线传输模块和压力传感器，用于完成无人机飞前各项飞行参数自动检测与自动降落回收。
2.根据权利要求1所述的固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，其特征在于，所述机架包括底座、地钉、竖直支架、水平支架、机翼托杆、垂直状态固定装置，竖直支架与水平支架通过连接圆盘连接，垂直状态固定装置设置在机翼托杆后端。
3.根据权利要求1所述的固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，其特征在于，所述连接圆盘设置在竖直支架与水平支架连接处，通过两个舵机与竖直支架相连，其中水平舵机可使连接圆盘在水平面内360°旋转，旋转精度为3°，竖直舵机可使连接圆盘在竖直平面内-90°～+90°旋转，旋转精度为1°。
4.根据权利要求1所述的固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，其特征在于，所述机翼锁住和释放装置设置在机翼托杆前端，与机翼托杆通过机翼舵机连接，机翼锁住和释放装置可以在机翼托杆所在竖直平面内180°旋转，旋转精度为2°。
5.根据权利要求1所述的固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，其特征在于，所述控制器安装在连接圆盘底部，差分GPS模块安装在竖直支架上，无线传输模块安装在连接圆盘上，压力传感器安装在垂直状态固定装置上。
6.根据权利要求5所述的固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，其特征在于，所述控制器通过电线与差分GPS模块、无线传输模块、压力传感器以及舵机相连，并且能够通过无线传输模块与无人机地面站进行数据传输。
7.根据权利要求6所述的固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台，其特征在于，所述压力传感器用于检测无人机起飞前开启动力后的升力，置于垂直状态固定装置外侧。
8.根据权利要求1所述的固定翼垂直起降无人机自动检测起降平台实现的固定翼垂直起降无人机自动检测起降的方法，包括以下步骤：
a.在固定翼垂直起降无人机起飞前，无人机放置于机翼托杆上，机翼锁住和释放装置对机翼前侧进行固定，垂直状态固定装置对机翼后侧进行固定；
b.飞前自动检测过程中，首先，控制器控制圆盘竖直舵机使连接圆盘朝机头方向向下旋转30°，再朝机头方向向上旋转30°，控制器将检测数据通过无线传输模块传送给地面控制站，检测无人机姿态参数是否正常；其次，控制器控制连接圆盘恢复原位，圆盘水平舵机使连接圆盘水平面内旋转360°，检测磁罗盘方向是否正常；最后，控制器控制圆盘竖直舵机使连接圆盘朝机头方向向上旋转90°，使检测平台处于竖直状态，开启固定翼垂直起降无人机动力，压力传感器检测无人机升力，控制器将检测数据通过无线传输模块传送给地面控制站，地面控制站将起飞命令通过无线传输模块发送给控制器，控制器控制机翼舵机打开机翼锁住和释放装置，无人机起飞；
c.固定翼垂直起降无人机完成作业任务，准备降落时，差分GPS模块与无人机以及地面控制站之间进行数据交互，引导无人机准确地降落在起降平台上；
d.控制器关闭机翼舵机，机翼锁住和释放装置对无人机机翼进行固定；控制器控制圆盘舵机使连接圆盘朝机头方向向下旋转90°，系统恢复初始状态，整个飞行起降过程完成。
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