CN107416224A - 机动式无人机回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了机动式无人机回收装置，属于无人机回收技术领域，包括拦阻组件、U型件、升降液压缸、支架、回转底座、上支撑液压缸、下支撑液压缸以及载体，当无人机以一定的回收速度，高速冲向起竖展开的拦阻组件后，无人机推动拦阻滑车一起向前移动，由连接在拦阻滑车下端的牵引绳绕过滑轮组，拉动阻尼器缸体内的阻尼器活塞杆，快速吸收无人机和拦阻滑车的动能，从而实现无人机和拦阻滑车在非常短的时间内减速至停止，最后无人机落下被机腹缓冲件缓冲托住回收在拦阻组件的框架内。本发明无须无人机加装起落架或者回收伞或者钩绳装置，能够增加无人机的载油量和降低无人机的飞行阻力，从而增长无人机的巡航时间和提高无人机的飞行速度。

Description

机动式无人机回收装置
技术领域
本发明涉及无人机回收技术领域，尤其涉及机动式无人机回收装置。
背景技术
目前固定翼无人机的回收方式主要包括起落架着陆滑跑回收、伞降回收、撞绳回收。利用起落架着陆滑跑、伞降或者撞绳回收无人机，要求无人机安装起落架，或者在机身内安装回收伞，或者无人机安装钩绳装置，导致减小了无人机的有效载荷，并且机身上附加的突出物增加了无人机的飞行阻力。
发明内容
本发明提供的机动式无人机回收装置，通过安装结构简单的拦阻组件，通过和其他部件的配合，实现无人机高速下的拦阻功能，不需要无人机安装相应的配套设备。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
机动式无人机回收装置，包括：拦阻组件、U型件（22）、升降液压缸（23）、支架（24）、回转底座（25）、上支撑液压缸（26）、下支撑液压缸（27）以及载体（28）。
其中，U型件（22）和所述拦阻组件铰接，U型件（22）固定在升降液压缸(23)的顶部；升降液压缸(23)包括伸缩缸(23a)和外缸体(23b)，伸缩缸（23a）的上端侧面设置支架（24），支架（24）上安装上支撑液压缸（26），上支撑液压缸（26）连接并支撑所述拦阻组件，通过调节上支撑液压缸（27）活塞杆的伸出或收缩，控制拦阻组件绕U型件（22）旋转的角度；外缸体（23b）的底部和回转底座（25）铰接，升降液压缸（23）能够绕着铰轴旋转；下支撑液压缸（27）安装在回转底座（25）上，连接并支撑外缸体（23b），通过调节下支撑液压缸（27）活塞杆的伸出或收缩，控制升降液压缸（23）的俯仰角度，回转底座（25）安装在载体（28）上，回转底座（25）带动所述拦阻组件旋转，其中，U型件（22）上有铰轴孔，U型件（22）与拦阻组件的框架前段铰接，所述拦阻组件能够绕着U型件（22）上的铰轴旋转。
进一步的，所述的拦阻组件包括：框架、拦阻滑车以及缓冲机构。
进一步的，所述框架包括：上横梁（1）、下横梁（2）、上横梁连接件（3）、下横梁连接件（4）、上下横梁支撑件（5）、机腹缓冲件（6）、长滑轨（7）以及短滑轨（8）构成，上横梁（1）和下横梁（2）分别有两根，上横梁（1）和下横梁（2）通过上下横梁支撑件（5）连接，上横梁（1）之间安装上横梁连接件（3），下横梁（2）之间安装下横梁连接件（4），下横梁（2）之间还安装机腹缓冲件（6），上横梁（1）和下横梁（2）内部装有长滑轨（7），上横梁（1）的底部和下横梁（2）的顶部设有开口槽，下横梁（2）的中段底部还安装短滑轨（8）。
进一步的，所述拦阻滑车数量为两个，包括拦阻滑块（9）、侧面缓冲件（10）、机翼缓冲件安装块（11）、机翼缓冲件（12）以及撑杆（13）构成，拦阻滑块（9）上安装侧面缓冲件（10）和机翼缓冲件安装块（11），机翼缓冲件（12）安装在机翼缓冲件安装块（11）上，撑杆（13）分别连接拦阻滑块（9）和机翼缓冲件安装块（11），实现机翼缓冲件安装块（11）的展开固定；拦阻滑块（9）的上下面设置滑槽，拦阻滑块（9）的上滑槽分别与上横梁（1）内的长滑轨（7）对接，拦阻滑块（9）的下滑槽分别与下横梁（2）内的长滑轨（7）对接。
进一步的，所述缓冲机构包括阻尼器（14）、导向滑块（15）、滑轮组以及牵引绳（16），阻尼器（14）固定在下横梁（2）的前段底部，阻尼器（14）包括阻尼器活塞杆（14a）和阻尼器缸体（14b），导向滑块（15）安装在阻尼器活塞杆（14a）的前端，导向滑块（15）的上端有滑槽，所述滑槽与下横梁（2）底部的短滑轨（8）对接。
进一步的，所述滑轮组包括中段定滑轮安装架（17）、中段定滑轮（18）、动滑轮（19）、后端定滑轮安装架（20）、后端定滑轮（21），中段定滑轮安装架（17）安装在下横梁（2）的中段底部，中段定滑轮（18）安装在中段定滑轮安装架（17）内，动滑轮（19）安装在阻尼器活塞杆（14a）前端的凹槽内，后端定滑轮安装架（20）安装在下横梁（2）的尾端，后端定滑轮（21）有两个，分别安装在后端定滑轮安装架（20）内；拦阻滑块（9）与长滑轨（7）对接后，在后端定滑轮安装架（20）与下横梁（2）之间通过螺栓固定，所述螺栓挡住拦阻滑块（9）下部，阻止拦阻滑块（9）后移滑出长滑轨（7）；牵引绳（16）的一端连接阻尼器活塞杆（14a）的前端，牵引绳（16）的另一端分别绕过中段定滑轮（17）、动滑轮（19）、后端定滑轮（21），与拦阻滑块（9）的最下端连接。
进一步的，升降液压缸（23）采用一级或多级伸缩缸（23a），升降液压缸（23）内部的伸缩缸（23a）能够沿着外缸体（23b）伸出一段距离。
进一步的，机腹缓冲件（6）和侧面缓冲件（10）由柔性网或柔性布或气垫制成。
进一步的，载体（28）是舰船或者车辆。
本发明提供的机动式无人机回收装置的工作原理是：
通过调节上支撑液压缸（26）和下支撑液压缸（27）活塞杆的伸出或收缩，使得拦阻组件能够水平折叠或者起竖展开；当拦阻组件处于水平折叠状态时，载体（28）行驶至无人机（29）的回收区域，再将拦阻组件起竖展开，通过调节升降液压缸（23）伸缩缸（23a）的伸出长度，实现拦阻组件与无人机（29）回收高度一致，通过调节回转底座（25）的回转角度，实现拦阻组件与无人机（29）的回收航线方向一致；当无人机（29）以一定的回收速度, 高速冲向起竖展开的拦阻组件，其部分段左右机翼撞上拦阻滑车的机翼缓冲件（12）时，无人机（29）推动拦阻滑车一起沿着长滑轨（7）移动,同时连接在拦阻滑车下端的牵引绳（16）绕过滑轮组,拉动阻尼器缸体（14b）内的阻尼器活塞杆（14a）,使得阻尼器（14）产生阻尼缓冲作用,将反向阻尼力通过牵引绳（16）再传递到拦阻滑车上, 快速吸收无人机（29）和拦阻滑车的动能,从而实现无人机（29）和拦阻滑车在非常短的时间内减速至停止，最后无人机（29）被机腹缓冲件（6）缓冲托住回收在拦阻框架内。
本发明的有益效果在于：本装置配套的无人机回收方法，无须无人机加装起落架或者回收伞或者钩绳装置，能够增加无人机的载油量和降低无人机的飞行阻力，从而增长无人机的巡航时间和提高无人机的飞行速度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为拦阻组件的装配示意图；
图2为框架的装配示意图；
图3为框架的局部示意图（上横梁和下横梁都部分剖开显示）；
图4为拦阻滑车的装配示意图；
图5为机翼缓冲件安装块与拦阻滑块分离示意图；
图6为缓冲机构的装配示意图；
图7为缓冲机构的分解状态示意图；
图8为短滑轨与导向滑块对接状态的缓冲机构前端局部示意图；
图9为拦阻组件后端的局部装配示意图；
图10为U型件示意图；
图11为U型件与拦阻组件铰接装配示意图（不显示上下横梁支撑件）；
图12（a）为升降液压缸收缩状态示意图；
图12（b）为升降液压缸的伸缩缸伸出示意图；
图13为支架示意图；
图14为回转底座示意图；
图15为机动式无人机回收装置起竖展开示意图；
图16为机动式无人机回收装置水平折叠示意图；
图17为无人机准备回收状态示意图；
图18为无人机沿航向缓冲减速至停状态侧向示意图；
图19为无人机沿航向缓冲减速至停状态正向示意图；
图20为无人机被机腹缓冲件托住回收在拦阻框架内示意图。
其中，1-上横梁，2-下横梁，3-上横梁连接件，4-下横梁连接件，5-上下横梁支撑件，6-机腹缓冲件，7-长滑轨，8-短滑轨，9-拦阻滑块，10-侧面缓冲件，11-机翼缓冲件安装块，12-机翼缓冲件，13-撑杆，14-阻尼器，14a-阻尼器活塞杆, 14b-阻尼器缸体, 15-导向滑块，16-牵引绳，17-中段定滑轮安装架，18-中段定滑轮，19-动滑轮，20-后端定滑轮安装架，21-后端定滑轮, 22-U型件, 23-升降液压缸, 23a-伸缩缸, 23b-外缸体, 24-支架,25-回转底座, 26-上支撑液压缸, 27-下支撑液压缸，28-载体，29-无人机。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供机动式无人机回收装置，包括：拦阻组件、U型件22、升降液压缸23、支架24、回转底座25、上支撑液压缸26、下支撑液压缸27以及载体28。
U型件22和所述拦阻组件铰接，U型件22固定在升降液压缸23的顶部；升降液压缸23包括伸缩缸23a和外缸体23b，伸缩缸23a的上端侧面设置支架24，支架24如图13所示，支架24上安装上支撑液压缸26，上支撑液压缸26连接并支撑所述拦阻组件，通过调节上支撑液压缸27活塞杆的伸出或收缩，控制拦阻组件绕U型件22旋转的角度；升降液压缸23采用一级或多级伸缩缸23a，其收缩和伸出状态如图12所示，升降液压缸23内部的伸缩缸23a能够沿着外缸体23b伸出一段距离，外缸体23b的底部和回转底座25铰接，回转底座25如图14所示，升降液压缸23能够绕着铰轴旋转；下支撑液压缸27安装在回转底座25上，连接并支撑外缸体23b，通过调节下支撑液压缸27活塞杆的伸出或收缩，控制升降液压缸23的俯仰角度，回转底座25安装在载体28上，载体28是舰船或者车辆，回转底座25带动所述拦阻组件旋转，其中，U型件22上有铰轴孔，如图10所示，U型件22与拦阻组件的框架前段铰接，如图11所示，所述拦阻组件能够绕着U型件22上的铰轴旋转。
拦阻组件包括：框架、拦阻滑车以及缓冲机构，如图1所示。
所述框架如图2所示，包括：上横梁1、下横梁2、上横梁连接件3、下横梁连接件4、上下横梁支撑件5、机腹缓冲件6、长滑轨7以及短滑轨8构成，上横梁1和下横梁2分别有两根，上横梁1和下横梁2通过上下横梁支撑件5连接，上横梁1之间安装上横梁连接件3，下横梁2之间安装下横梁连接件4，下横梁2之间还安装机腹缓冲件6，机腹缓冲件6采用柔性网或柔性布或气垫制成，上横梁1和下横梁2内部装有长滑轨7，上横梁1的底部和下横梁2的顶部设有开口槽，下横梁2的中段底部还安装短滑轨8，如图3所示。
拦阻滑车数量为两个，包括拦阻滑块9、侧面缓冲件10、机翼缓冲件安装块11、机翼缓冲件12以及撑杆13构成，如图4和图5所示，拦阻滑块9上安装侧面缓冲件10和机翼缓冲件安装块11，侧面缓冲件10采用柔性网或柔性布或气垫制成，机翼缓冲件12安装在机翼缓冲件安装块11上，撑杆13分别连接拦阻滑块9和机翼缓冲件安装块11，实现机翼缓冲件安装块11的展开固定；拦阻滑块9的上下面设置滑槽，拦阻滑块9的上滑槽分别与上横梁1内的长滑轨7对接，拦阻滑块9的下滑槽分别与下横梁2内的长滑轨7对接，如图9所示。
缓冲机构包括阻尼器14、导向滑块15、滑轮组以及牵引绳16，如图7所示，阻尼器14固定在下横梁2的前段底部，阻尼器14包括阻尼器活塞杆14a和阻尼器缸体14b，导向滑块15安装在阻尼器活塞杆14a的前端，导向滑块15的上端有滑槽，所述滑槽与下横梁2底部的短滑轨8对接，如图8所示。
滑轮组包括中段定滑轮安装架17、中段定滑轮18、动滑轮19、后端定滑轮安装架20、后端定滑轮21，中段定滑轮安装架17安装在下横梁2的中段底部，中段定滑轮18安装在中段定滑轮安装架17内，动滑轮19安装在阻尼器活塞杆14a前端的凹槽内，后端定滑轮安装架20安装在下横梁2的尾端，后端定滑轮21有两个，分别安装在后端定滑轮安装架20内；拦阻滑块9与长滑轨7对接后，在后端定滑轮安装架20与下横梁2之间通过螺栓固定，所述螺栓挡住拦阻滑块9下部，阻止拦阻滑块9后移滑出长滑轨7；牵引绳16的一端连接阻尼器活塞杆14a的前端，牵引绳16的另一端分别绕过中段定滑轮17、动滑轮19、后端定滑轮21，与拦阻滑块9的最下端连接。
通过调节上支撑液压缸26和下支撑液压缸27活塞杆的伸出或收缩，使得拦阻组件能够水平折叠或者起竖展开；当拦阻组件处于水平折叠状态时，如图16所示，载体28行驶至无人机29的回收区域，再将拦阻组件起竖展开，如图17所示，通过调节升降液压缸23伸缩缸23a的伸出长度，实现拦阻组件与无人机29回收高度一致，通过调节回转底座25的回转角度，实现拦阻组件与无人机29的回收航线方向一致，如图17所示；当无人机29以一定的回收速度, 高速冲向起竖展开的拦阻组件，其部分段左右机翼撞上拦阻滑车的机翼缓冲件12时，无人机29推动拦阻滑车一起沿着长滑轨7移动,同时连接在拦阻滑车下端的牵引绳16绕过滑轮组, 拉动阻尼器缸体（14b）内的阻尼器活塞杆（14a）,使得阻尼器14产生阻尼缓冲作用,将反向阻尼力通过牵引绳16再传递到拦阻滑车上, 快速吸收无人机29和拦阻滑车的动能,从而实现无人机29和拦阻滑车在非常短的时间内减速至停止，如图18、图19所示，最后无人机29被机腹缓冲件6缓冲托住回收在拦阻框架内，如图20所示。
综上，本发明的有效效果包括：
（1）本发明无须无人机加装起落架或者回收伞或者钩绳装置，能够增加无人机的载油量和降低无人机的飞行阻力，从而增长无人机的巡航时间和提高无人机的飞行速度;
（2）本发明通过液压方式实现回收装置的快速折叠和展开，操作使用便捷；
（3）本发明对回收场地要求不高，作为载体的舰船或者车辆能够机动灵活地行驶至野外较小的回收区域，当载体前方一定高度范围内有障碍物时，通过升高拦阻组件，能够机动灵活地避开障碍物高度。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.机动式无人机回收装置，其特征在于，包括：拦阻组件、U型件（22）、升降液压缸（23）、支架（24）、回转底座（25）、上支撑液压缸（26）、下支撑液压缸（27）以及载体（28）；U型件（22）和所述拦阻组件铰接，U型件（22）固定在升降液压缸(23)的顶部；升降液压缸(23)包括伸缩缸(23a)和外缸体(23b)，伸缩缸（23a）的上端侧面设置支架（24），支架（24）上安装上支撑液压缸（26），上支撑液压缸（26）连接并支撑所述拦阻组件；外缸体（23b）的底部和回转底座（25）连接；下支撑液压缸（27）安装在回转底座（25）上，连接并支撑外缸体（23b），回转底座（25）安装在载体（28）上。
2.根据权利要求1所述的机动式无人机回收装置，其特征在于，所述的拦阻组件包括：框架、拦阻滑车以及缓冲机构。
3.根据权利要求2所述的机动式无人机回收装置，其特征在于，所述框架包括：上横梁（1）、下横梁（2）、上横梁连接件（3）、下横梁连接件（4）、上下横梁支撑件（5）、机腹缓冲件（6）、长滑轨（7）以及短滑轨（8）构成，上横梁（1）和下横梁（2）分别有两根，上横梁（1）和下横梁（2）通过上下横梁支撑件（5）连接，上横梁（1）之间安装上横梁连接件（3），下横梁（2）之间安装下横梁连接件（4），下横梁（2）之间还安装机腹缓冲件（6），上横梁（1）和下横梁（2）内部装有长滑轨（7），上横梁（1）的底部和下横梁（2）的顶部设有开口槽，下横梁（2）的中段底部还安装短滑轨（8）。
4.根据权利要求2所述的机动式无人机回收装置，其特征在于，所述拦阻滑车数量为两个，包括拦阻滑块（9）、侧面缓冲件（10）、机翼缓冲件安装块（11）、机翼缓冲件（12）以及撑杆（13）构成，拦阻滑块（9）的上下面上设置滑槽，拦阻滑块（9）上安装侧面缓冲件（10）和机翼缓冲件安装块（11），机翼缓冲件（12）安装在机翼缓冲件安装块（11）上，撑杆（13）分别连接拦阻滑块（9）和机翼缓冲件安装块（11）；拦阻滑块（9）的上滑槽分别与上横梁（1）内的长滑轨（7）对接，拦阻滑块（9）的下滑槽分别与下横梁（2）内的长滑轨（7）对接。
5.根据权利要求2所述的机动式无人机回收装置，其特征在于，所述缓冲机构包括阻尼器（14）、导向滑块（15）、滑轮组以及牵引绳（16），阻尼器（14）固定在下横梁（2）的前段底部，阻尼器（14）包括阻尼器活塞杆（14a）和阻尼器缸体（14b），导向滑块（15）安装在阻尼器活塞杆（14a）的前端，导向滑块（15）的上端有滑槽，所述滑槽与下横梁（2）底部的短滑轨（8）对接。
6.根据权利要求5所述的机动式无人机回收装置，其特征在于，所述滑轮组包括中段定滑轮安装架（17）、中段定滑轮（18）、动滑轮（19）、后端定滑轮安装架（20）、后端定滑轮（21），中段定滑轮安装架（17）安装在下横梁（2）的中段底部，中段定滑轮（18）安装在中段定滑轮安装架（17）内，动滑轮（19）安装在阻尼器活塞杆（14a）前端的凹槽内，后端定滑轮安装架（20）安装在下横梁（2）的尾端，后端定滑轮（21）有两个，分别安装在后端定滑轮安装架（20）内；拦阻滑块（9）与长滑轨（7）对接后，在后端定滑轮安装架（20）与下横梁（2）之间通过螺栓固定，所述螺栓挡住拦阻滑块（9）下部，阻止拦阻滑块（9）后移滑出长滑轨（7）；牵引绳（16）的一端连接阻尼器活塞杆（14a）的前端，牵引绳（16）的另一端分别绕过中段定滑轮（17）、动滑轮（19）、后端定滑轮（21），与拦阻滑块（9）的最下端连接。
7.根据权利要求1所述的机动式无人机回收装置，其特征在于，升降液压缸（23）采用一级或多级伸缩缸（23a）。
8.根据权利要求1所述的机动式无人机回收装置，其特征在于，机腹缓冲件（6）和侧面缓冲件（10）由柔性网或柔性布或气垫制成。
9.根据权利要求1所述的机动式无人机回收装置，其特征在于，载体（28）是舰船或者车辆。
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