CN106927048A - 一种组合式飞行器系统及其起降方式 - Google Patents
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Abstract
一种组合式飞行器系统及其起降方式，属于航空技术领域，尤其涉及组合式飞行器系统及其起降方式。该系统包括子体和母体；子体包括固定翼飞行器、连接端和网络连接平台；母体包括多旋翼飞行器、机械手、服务平台、雷达检测系统和减震轮；子体的网络连接平台与母体的服务平台之间通过无线网络进行信息通信；起飞方式：将子体吊到母体上，机械手抓牢连接端，母体托载子体升空后分离，子体继续飞行，母体返回；降落方式：母体升空飞到子体正下方，机械手定位并抓牢连接端，母体托载子体降落。本发明为固定翼飞行器的起降方式提供一种新方案，让固定翼飞行器也能在平台上起飞或降落，减少固定翼飞行器起降所需跑道的建设，有利于固定翼飞行器的普及。
Description
技术领域
一种组合式飞行器系统及其起降方式，属于航空技术领域，尤其涉及组合式飞行器系统及其起降方式。
背景技术
固定翼飞行器及多旋翼飞行器都有着各自的优缺点：固定翼飞行器飞行过程安全、飞行速度快、航程远和运载能力大，但其起降过程都需要用到跑道且无法在空中悬停；多旋翼飞行器能垂直起降、技术简单、机动灵活、操作简单及飞行震动小，但续航时间短和安全性低；虽然目前也有一些将固定翼和多旋翼飞行器组合起来的飞行器，如CW-20大鹏，但也只是强硬的将两个组合起来利用各自的优点，起降时采用多旋翼模式，高速巡航时采用固定翼模式，然而这样也增加了飞行器的负担，降低了飞行性能。
发明内容
本发明的目的是克服传统的飞行器的上述不足，本发明为固定翼飞行器的起降方式提供一种新方案，让固定翼飞行器也能在平台上起飞或降落。
一种组合式飞行器系统，包括子体和母体；所述子体包括固定翼飞行器、连接端和网络连接平台；所述固定翼飞行器包括机翼、 机身、尾翼、起落架、推动装置和操纵装置；所述连接端是为母体的连接结构提供连接点及反映连接横杆位置信息，连接端包括传感应答装置和连接横杆；传感应答装置位于连接横杆的杆上，传感应答装置反射母体机械手的红外传感器信号，实现对连接横杆的定位；所述网络连接平台放置在固定翼飞行器机身内，作用是向母体的服务平台呼叫需要起飞服务或需要降落服务。所述母体包括多旋翼飞行器、机械手、服务平台和雷达检测系统；所述多旋翼飞行器包括动力系统、控制系统、轴支架和中间平台。所述机械手与多旋翼飞行器的控制系统相连，作用是让母体抓牢子体构成组合式飞行器、降低母体和子体组合后飞行器的重心和调整子体起飞所需的攻角，同时还能减少飞行时母体与子体之间的震动；机械手包括红外传感器、手臂、手腕和手爪；红外传感器位于手爪的中间，红外传感器发出信号检测定位传感应答装置，实现对连接横杆的定位；所述服务平台的作用是接收网络连接平台服务命令，确定服务对象及服务任务。所述雷达检测系统与多旋翼飞行器的控制系统相连，作用是检测到子体的飞行方向、速度、高度和距离，同时反馈母体调整到相应的方向、高度和速度，以便母体追踪连接组合子体。所述子体的网络连接平台与母体的服务平台之间通过无线网络进行信息通信。
所述连接端有四个，分别为分别为第一连接端、第二连接端、第三连接端和第四连接端，它们左右各两个对称分布在固定翼飞行器的机身腹部。
所述机械手的数量为四条，它们分别为第一机械手、第二机械手、第三机械手和第四机械手，四条机械手分布在多旋翼飞行器的轴支架与中间平台的连接部位。
所述母体还包括减震轮，减震轮的作用是减少母体降落时的震动并能在地面上行驶，减震轮包括支撑臂、弹簧、活动臂和轮子；减震轮的数量有四个，它们分别为第一减震轮、第二减震轮、第三减震轮和第四减震轮。
一种组合式飞行器系统的起飞方式：当子体需要起飞时，子体的网络连接平台向母体的服务平台发送服务命令，母体的服务平台会确定服务任务及服务对象，将子体吊到母体上，母体的机械手上的手爪抓牢子体的连接横杆，子体和母体连接构成组合式飞行器；母体托着子体升空，待组合式飞行器爬升到相应高度后，母体开始向前飞行，母体的机械手进行抬升伸展运动，调整子体起飞所需的攻角，子体启动推动装置，当达到子体的起飞速度后，母体的机械手手爪会释放所抓牢的连接横杆，子体继续飞行，母体返回，顺利完成固定翼飞行器的起飞。
一种组合式飞行器系统的降落方式：当子体要降落时，子体的网络连接平台向母体的服务平台发送服务命令，母体的服务平台会确定服务任务及服务对象，母体立即升空，飞到子体的下方，同时母体上的雷达检测系统会检测子体的飞行方向、速度、高度和距离，同时反馈母体调整到相应的方向、高度和速度；母体和子体同向飞行，母体逐渐向上靠近子体，当子体和母体之间调整到合适距离并且速度一致时，母体的机械手通过红外传感器检测子体上的连接端的连接横杆的位置，机械手手爪会定点伸出抓牢子体的连接横杆，子体和母体连接构成组合式飞行器；子体推动装置熄火，机械手将子体下拉贴近母体多旋翼飞行器的中间平台，降低组合式飞行器的重心；母体托载着子体返回降落点，顺利完成固定翼飞行器的降落。
本发明能利用多旋翼飞行器能垂直升降和灵活机动的优点，为固定翼飞行器的起降方式提供一种新方案，让固定翼飞行器也能在平台上起飞或降落，减少了飞机起降所需跑道的建设，有利于固定翼行器的普及。
附图说明
图1是子体和母体空中组合示意图；图2是母体俯视示意图；图3是子体和母体组合俯视示意图；图4是机械手与连接端示意图；图5是减震轮结构示意图。
图中，1-子体，2-母体，11-固定翼飞行器，12-连接端，13-网络连接平台，21-多旋翼飞行器，22-机械手，23-服务平台，24-雷达检测系统，26-减震轮，221-第一机械手，222-第二机械手，223-第三机械手，224-第四机械手，261-第一减震轮，262-第二减震轮，263-第三减震轮，264-第四减震轮，121-第一连接端，122-第二连接端，123-第三连接端，124-第四连接端，1211-传感应答装置，1212-连接横杆，2211-手爪，2212-手臂，2213-手腕，2214-红外传感器，2611-支撑臂，2612-弹簧，2613-活动臂，2614-轮子。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作具体说明：一种组合式飞行器系统；子体1包括固定翼飞行器11、连接端12和网络连接平台13；固定翼飞行器包括机翼、 机身、尾翼、起落架、推动装置和操纵装置。连接端12是为母体2上的机械手22提供连接点及反映连接横杆1212位置信息，连接端12包括传感应答装置1211和连接横杆1212；所述的传感器答装置1211能够向母体2机械手22的红外传感器2214反射信号，传感应答装置1211位于连接横杆1212的杆上。连接端121有四个且对称分布在固定翼飞行器的机身腹部，分别为第一连接端121、第二连接端122、第三连接端123和第四连接端124；网络连接平台13放置在固定翼飞行器机身11内，作用是向母体2服务平台23呼叫起飞服务或降落服务。母体2包括多旋翼飞行器21、机械手22、服务平台23、雷达检测系统24和减震轮26。多旋翼飞行器21包括动力系统、控制系统、轴支架和中间平台。机械手22与多旋翼飞行器21的控制系统相连，作用是抓牢子体1构成组合式飞行器、降低组合式飞行器的重心和调整子体1起飞所需的攻角，同时还能减少组合式飞行器飞行时母体2与子体1之间的震动；机械手22还包括红外传感器2214、手臂2212、手腕2213和手爪2211，红外传感器2214位于手爪2211的中间，红外传感器2214发出信号检测定位传感应答装置1211，实现对连接横杆1212的定位。机械手22有四条，分别为第一机械手221、第二机械手222、第三机械手223和第四机械手224，四条机械手22分布在多旋翼飞行器的轴支架与中间平台的连接部位。服务平台23的作用是接收子体1网络连接平台13服务命令，确定服务对象及服务任务。雷达检测系统24包括与多旋翼飞行器21的控制系统相连，作用是检测到子体1的飞行方向、速度、高度和距离，同时反馈母体2调整到相应的方向、高度和速度，以便母体2追踪连接组合子体1。减震轮26的作用是减少母体2降落时对子体1的震动并能在地面上行驶；减震轮26包括支撑臂2611、弹簧2612、活动臂2613和轮子2614；减震轮26有四个，分别为第一减震轮261、第二减震轮262、第三减震轮263和第四减震轮264。子体1的网络连接平台13与母体2的服务平台之间23通过无线网络进行服务信息的传送。
一种组合式飞行器系统的起飞方式：当子体1需要起飞时，子体1的网络连接平台13向母体2的服务平台23发送服务命令，母体2的服务平台23会确定服务任务及服务对象，将子体1吊到母体2上，母体2的四个机械手22手爪2211抓牢子体的连接横杆1212，子体1和母体连接2构成组合式飞行器；母体2托着子体1升空，待组合式飞行器爬升到相应高度后，母体2开始向前飞行，母体2的四个机械手22进行相应的抬升伸展运动，调整子体1起飞所需的攻角，子体1启动推动装置，当达到子体1的起飞速度后，母体2的机械手22手爪2211会释放所抓牢的子体1的连接横杆1212，子体1继续飞行，母体2返回，减震轮26减少降落时的震动，顺利完成固定翼飞行器11的起飞。
一种组合式飞行器的降落方式：当子体1要降落时，子体1的网络连接平台13向母体2的服务平台23发送服务命令，母体2的服务平台23会确定服务任务及服务对象，母体2立即升空，飞到子体的下方，同时母体2上的雷达检测系统24会检测子体1的飞行方向、速度、高度和距离，同时反馈母体2调整到相应的方向、高度和速度；母体2和子体1同向飞行，母体2逐渐向上靠近子体1，当子体1和母体2之间调整到合适距离并且速度一致时，母体2的四个机械手22手爪2211通过红外传感器2214检测子体1上的连接端12连接横杆1212的位置，机械手22手爪2211会定点伸出抓牢子体1的连接横杆1212，子体1和母体2连接构成组合式飞行器；子体1推动装置熄火，母体2的四个机械手22同时将子体1下拉贴近母体2多旋翼飞行器21的中间平台，降低组合式飞行器的重心；母体2托载着子体1返回降落点，减震轮26减少降落时的震动，顺利完成固定翼飞行器11的降落。
Claims (6)
1.一种组合式飞行器系统，其特征在于：包括子体（1）和母体（2）；所述子体（1）包括固定翼飞行器（11）、连接端（12）和网络连接平台（13）；所述母体（2）包括多旋翼飞行器（21）、四个机械手（22）、服务平台（23）、雷达检测系统（24）和四个减震轮（26）；所述多旋翼飞行器（21）包括动力系统、控制系统、轴支架和中间平台；连接端（12）包括传感应答装置（1211）和连接横杆（1212）。
2.根据权利要求1所述的一种组合式飞行器，其特征在于：母体还包括四个减震轮（26），每个减震轮（26）包括支撑臂（2611）、弹簧（2612）、活动臂（2613）和轮子（2614）。
3.根据权利要求1或2所述的一种组合式飞行器，其特征在于：红外传感器（2214）位于手爪（2211）的中间。
4.根据权利要求1或2所述的一种组合式飞行器，其特征在于：子体（1）连接端（12）的传感应答装置（1211）位于连接横杆（1212）的杆上。
5.一种组合式飞行器系统的起飞方式，其特征在于：当子体1需要起飞时，子体1的网络连接平台13向母体2的服务平台23发送服务命令，母体2的服务平台23会确定服务任务及服务对象，将子体1吊到母体2上，母体2的机械手22手爪2211抓牢子体的连接横杆1212，子体1和母体连接2构成组合式飞行器；母体2托着子体1升空，待组合式飞行器爬升到相应高度后，母体2开始向前飞行，母体2的机械手22进行相应的抬升伸展运动，调整子体1起飞所需的攻角，子体1启动推动装置，当达到子体1的起飞速度后，母体2的机械手22手爪2211会释放所抓牢的子体1的连接横杆1212，子体1继续飞行，母体2返回。
6.一种组合式飞行器系统的降落方式，其特征在于：当子体1要降落时，子体1的网络连接平台13向母体2的服务平台23发送服务命令，母体2的服务平台23会确定服务任务及服务对象，母体2立即升空，飞到子体的下方，同时母体2上的雷达检测系统24会检测子体1的飞行方向、速度、高度和距离，同时反馈母体2调整到相应的方向、高度和速度；母体2和子体1同向飞行，母体2逐渐向上靠近子体1，当子体1和母体2之间调整到合适距离并且速度一致时，母体2的四个机械手22手爪2211通过红外传感器2214检测子体1上的连接端12连接横杆1212的位置，机械手22手爪2211会定点伸出抓牢子体1的连接横杆1212，子体1和母体2连接构成组合式飞行器；子体1推动装置熄火，母体2的四个机械手22同时将子体1下拉贴近母体2多旋翼飞行器21的中间平台，降低组合式飞行器的重心；母体2托载着子体1返回降落点，顺利完成固定翼飞行器11的降落。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170707 |