CN107628259A - 一种无人机断电降落装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无人机断电降落装置。含有：机械释放部、弹射充气部和电子控制部，其中，机械释放部，含有：底座、电磁铁、弹簧、支撑座、转轴、摇臂、吸盘和释放钩；弹射充气部，含有：挂环、高压气瓶、电子气阀、弹射筒、气囊、滑动套筒、筒帽和弹性拉索；电子控制部，含有：飞行控制计算机、继电器和电源；在无人机伞降过程中，气囊会随着弹射筒向机尾方向弹射并充气，并产生偏航力矩；当有侧风来流时，机身在偏航力矩的作用下始终对准侧风来流的方向，从而避免在侧风着陆时出现侧翻及倾覆情况。通过上述设置，结构简单，可靠性高，重量轻，安装方便。

Description

一种无人机断电降落装置

技术领域

本发明涉及一种无人机断电降落装置。

背景技术

无人机的由于电池的续航力低，容易中途停电，而且其对着陆的要求极高。然而无人机在伞降过程中由于动压低，垂尾不能提供足够的航向稳定力矩使机头对准来流方向。因此无人机常因侧风着陆而在触地时发生侧翻及倾覆，甚至损坏无人机机体。

因此，根据上述提成的缺陷，市面上急需一种结构简单，可靠性高，重量轻，安装方便的无人机断电降落装置。

发明内容

基于此，有必要针对上述提成的缺点和欠缺的技术问题，提供一种结构简单，可靠性高，重量轻，安装方便的无人机断电降落装置。

一种无人机断电降落装置，其包括断电检测部、机械释放部、弹射充气部和电子控制部。

机械释放部，含有：底座、电磁铁、弹簧、支撑座、转轴、摇臂、吸盘和释放钩。

底座和支撑座连成一体，用螺栓固定连接在无人机底面；弹簧一端与底座相连，另一端 连接有一个和所述支撑座转动连接的摇臂，所述摇臂的另一端有一个与所述摇臂构成一体的释放钩，在所述摇臂具有释放钩一端的底面固定连接有一个吸盘。

电磁铁，装有一个电磁铁线圈，该电磁铁固定在所述底座上，正对着所述吸盘的底面。

弹射充气部，含有：挂环、高压气瓶、电子气阀、弹射筒、气囊、滑动套筒、筒帽和弹性拉索。

弹射筒，是底部封闭且头部开口的空心筒，沿所述弹射筒的底部外侧面固定连接有一个供所述释放钩插入的挂环，所述弹射钩的头部套接有一个筒帽。

高压气瓶，装在弹射筒内，该高压气瓶的底部与所述弹射筒的内底面固定连接，而头部安装有一个电子气阀，朝向所述弹射筒的头部，以控制所述高压气瓶内的高压气体的释放。

气囊，装在所述弹射筒头部内侧。

滑动套筒，用螺栓固定连接在无人机底面，所述弹射筒滑动地套接在所述滑动套筒的内侧面上。

弹性拉索，共计两根，沿着所述滑动套筒的轴向对称排布，一端固定连接在所述滑动套筒上，另一端固定连接在所述挂环上。

电子控制部，含有：飞行控制计算机、一个用CMOS电子开关控制触点闭合的继电器和电源。

所述继电器线圈的一端与所述电源的正极相连，另一端与所述CMOS开关的源极相连，所 述CMOS开关的漏极与所述电源的负极相连，而栅极与所述飞行控制计算机的D/A输出端相连， 在输出为高电平时所述继电器的线圈接通电源，常开触点闭合；在输出为低电平时所述继电器的线圈断电，常开触点复位，所述继电器常开触点的一端连接电源正极，另一端与所述电 源的负极之间并联连接所述电磁铁的线圈和所述电气阀门的控制线圈。

在无人机起飞前，向机头方向拉动弹射筒，并使所述挂环挂在所述释放钩上锁定，同时 弹性拉索被拉紧；在无人机进入伞降状态时，飞行控制计算机的所述D/A端口输出高电平， 所述继电器常开触点闭合，使所述电磁铁和电子气阀同时通电：所述电磁铁通电吸引所述摇 臂和所述释放钩向下运动，所述弹射筒在所述弹性拉索的牵引下，迅速向机尾方向运动，直到所述挂环受到滑动套筒阻止为止；同时所述电子气阀打开，所述气囊在所述高压气瓶内的 高压气体的推动下顶开筒帽，并冲出所述弹射筒开始充气，直至完全膨胀。

由于气囊充满压缩空气后具有很大的表面积，在侧风来流的作用下会产生侧力F；侧力乘以尾力臂l，指气囊气动中心到无人机重心的距离，会产生偏航力矩N＝fl；因此在整个着陆过程中，无人机在偏航力矩N的作用下始终对准侧风来流的方向，从而避免在侧风着陆时出现侧翻及倾覆情况。

作为上述技术方案的进一步优化，还包括有降落伞，所述降落伞与弹射筒连接，所述降落伞包括伞包以及连接所述伞包的伞绳，所述伞绳与所述无人机相互固定连接。

本发明的一种无人机断电降落装置，通过上述设置，结构简单，可靠性高，重量轻，安装方便。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种无人机断电降落装置的结构示意图一。

图2为本发明一实施例提供的一种无人机断电降落装置的结构示意图二。

图3为本发明一实施例提供的一种无人机断电降落装置的结构示意图三。

图4为本发明一实施例提供的一种无人机断电降落装置的结构示意图四。

图5为本发明一实施例提供的一种无人机断电降落装置的结构示意图五。

图中：1.飞行控制计算机，2.继电器，3.电源，4.底座，5.电磁铁，6.弹簧，7.支 撑座，8.转轴，9.摇臂，10.吸盘，11.释放钩，12.挂环，13.高压气瓶，14.电子气阀，15. 弹射筒，16.气囊，17.滑动套筒，18.筒帽，19.弹性拉索，201.螺栓，202.螺栓，21.无人机，22. 伞包，23. 伞绳。

具体实施方式

如图1-5中所示，本发明一实施例提供的一种无人机断电降落装置，其包括：断电检测部、机械释放部、弹射充气部和电子控制部。

机械释放部，含有：底座4、电磁铁5、弹簧6、支撑座7、转轴8、摇臂9、吸盘10和 释放钩11。

底座4和支撑座7连成一体，用螺201栓固定连接在无人机底面；弹簧6一端与底座4相连，另一端连接有一个和所述支撑座7转动连接的摇臂9，所述摇臂9的另一端有一个与所述摇臂9构成一体的释放钩11，在所述摇臂9具有释放钩11一端的底面固定连接有一个 吸盘10。

电磁铁5，装有一个电磁铁线圈，该电磁铁5固定在所述底座4上，正对着所述吸盘10 的底面。

弹射充气部，含有：挂环12、高压气瓶13、电子气阀14、弹射筒15、气囊16、滑动套筒17、筒帽18和弹性拉索19。

弹射筒15，是底部封闭且头部开口的空心筒，沿所述弹射筒15的底部外侧面固定连接 有一个供所述释放钩11插入的挂环12，所述弹射筒15的头部套接有一个筒帽18。

高压气瓶13，装在弹射筒15内，该高压气瓶13的底部与所述弹射筒15的内底面固定连接，而头部安装有一个电子气阀14，朝向所述弹射筒15的头部，以控制所述高压气瓶13内的高压气体的释放。

气囊16，装在所述弹射筒15头部内侧。

滑动套筒17，用螺栓202固定连接在无人机底面，所述弹射筒15滑动地套接在所述滑动套筒17的内侧面上。

弹性拉索，共计两根，沿着所述滑动套筒17的轴向对称排布，一端固定连接在所述滑动套筒17上，另一端固定连接在所述挂环12上。

电子控制部，含有：飞行控制计算机1、一个用CMOS开关控制触点闭合的继电器2和电 源3。

所述继电器2线圈的一端与所述电源3的正极相连，另一端与所述CMOS开关的源极相连，所述CMOS开关的漏极与所述电源3的负极相连，而栅极与所述飞行控制计算机1的D/A输出端相连，在输出为高电平时所述继电器2的线圈接通电源，常开触点闭合；在输出为低电平时所述继电器2的线圈断电，常开触点复位，所述继电器2常开触点的一端连接电源3正极，另一端与所述电源3负极之间并联连接所述电磁铁5的线圈和所述电子气阀14的控制线圈。

在无人机起飞前，向机头方向拉动弹射筒15，并使所述挂环12挂在所述释放钩11上锁定，同时弹性拉索19被拉紧；在无人机进入伞降状态时，飞行控制计算机1的所述D/A输出端输出高电平，所述继电器2常开触点闭合，使所述电磁铁5和电子气阀14同时通电。所述电磁铁5通电吸引所述摇臂9和所述释放钩11向下运动，所述弹射筒15在所述弹性拉索19的牵引下，迅速向机尾方向运动，直到所述挂环12受到滑动套筒17阻止为止；同时所述电子气阀14打开，所述气囊16在所述高压气瓶13内的高压气体的推动下顶开筒帽18，并冲出所述弹射筒15开始充气，直至完全膨胀。

由于气囊16充满压缩空气后具有很大的表面积，在侧风来流的作用下会产生侧力F；侧力乘以尾力臂l，指气囊气动中心到无人机重心的距离，会产生偏航力矩N＝Fl；因此在整 个着陆过程中，无人机在偏航力矩N的作用下始终对准侧风来流的方向，从而避免在侧风着 陆时出现侧翻及倾覆情况。

一种实施例中，还包括有降落伞，所述降落伞与弹射筒连接，所述降落伞包括伞包22以及连接所述伞包22的伞绳23，所述伞绳23与所述无人机21相互固定连接。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (2)

1.一种无人机断电降落装置，其包括断电检测部、机械释放部、弹射充气部和电子控制部，其特征在于：

机械释放部，含有：底座、电磁铁、弹簧、支撑座、转轴、摇臂、吸盘和释放钩，其中：

底座和支撑座连成一体，用螺栓固定连接在无人机底面；弹簧一端与底座相连，另一端连接有一个和所述支撑座转动连接的摇臂，所述摇臂的另一端有一个与所述摇臂构成一体的释放钩，在所述摇臂具有释放钩一端的底面固定连接有一个吸盘；

电磁铁，装有一个电磁铁线圈，该电磁铁固定在所述底座上，正对着所述吸盘的底面；

弹射充气部，含有：挂环、高压气瓶、电子气阀、弹射筒、气囊、滑动套筒、筒帽和弹 性拉索，其中：

弹射筒，是底部封闭且头部开口的空心筒，沿所述弹射筒的底部外侧面固定连接有一个供所述释放钩插入的挂环，所述弹射钩的头部套接有一个筒帽；

高压气瓶，装在弹射筒内，该高压气瓶的底部与所述弹射筒的内底面固定连接，而头部安装有一个电子气阀，朝向所述弹射筒的头部，以控制所述高压气瓶内的高压气体的释放；

气囊，装在所述弹射筒头部内侧；

滑动套筒，用螺栓固定连接在无人机底面，所述弹射筒滑动地套接在所述滑动套筒的内 侧面上；

弹性拉索，共计两根，沿着所述滑动套筒的轴向对称排布，一端固定连接在所述滑动套筒上，另一端固定连接在所述挂环上；

电子控制部，含有：飞行控制计算机、一个用CMOS电子开关控制触点闭合的继电器和电源，其中：

所述继电器线圈的一端与所述电源的正极相连，另一端与所述CMOS开关的源极相连，所 述CMOS开关的漏极与所述电源的负极相连，而栅极与所述飞行控制计算机的D/A输出端相连， 在输出为高电平时所述继电器的线圈接通电源，常开触点闭合；在输出为低电平时所述继电 器的线圈断电，常开触点复位，所述继电器常开触点的一端连接电源正极，另一端与所述电 源的负极之间并联连接所述电磁铁的线圈和所述电气阀门的控制线圈；

在无人机起飞前，向机头方向拉动弹射筒，并使所述挂环挂在所述释放钩上锁定，同时弹性拉索被拉紧；在无人机进入伞降状态时，飞行控制计算机的所述D/A端口输出高电平，所述继电器常开触点闭合，使所述电磁铁和电子气阀同时通电：所述电磁铁通电吸引所述摇 臂和所述释放钩向下运动，所述弹射筒在所述弹性拉索的牵引下，迅速向机尾方向运动，直到所述挂环受到滑动套筒阻止为止；同时所述电子气阀打开，所述气囊在所述高压气瓶内的 高压气体的推动下顶开筒帽，并冲出所述弹射筒开始充气，直至完全膨胀；

由于气囊充满压缩空气后具有很大的表面积，在侧风来流的作用下会产生侧力F；侧力乘以尾力臂l，指气囊气动中心到无人机重心的距离，会产生偏航力矩N＝fl；因此在整个着陆过程中，无人机在偏航力矩N的作用下始终对准侧风来流的方向，从而避免在侧风着陆时出现侧翻及倾覆情况。

2.根据权利要求1所述的一种无人机断电降落装置，其特征在于，还包括有降落伞，所述降落伞与弹射筒连接，所述降落伞包括伞包以及连接所述伞包的伞绳，所述伞绳与所述无人机相互固定连接。