CN107640326B - 一种具有快速装配及失控保护功能的无人机挂载吊舱 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有快速装配及失控保护功能的无人机挂载吊舱，将装配在吊舱顶部的连接件安装到装配在无人机机身下方的挂架固定槽中，且在挂架上安装有旋转电磁铁，利用旋转电磁铁的主轴装配在连接件的限位孔中，且控制该电磁铁通断电，实现主轴的旋转。当电磁铁通电后，主轴旋转90°并保持，吊舱连接件被固定，当无人机遭遇异常状况时，电磁铁自动断电，主轴回复原位并保持，吊舱连接件从吊舱挂架中脱出，并随后开启吊舱顶部的降落伞，实现吊舱平稳降落。与现有技术相比，本发明可实现无人机挂载吊舱的快速装配连接，以及在无人机遭遇异常状态时的吊舱可以自动脱落，其具有装拆快速、操作简单、增加吊舱设备安全性、减小事故损失等优点。

Description

一种具有快速装配及失控保护功能的无人机挂载吊舱

技术领域

本发明涉及无人机附件，具体涉及的是一种具有快速装配及失控保护功能的无人机挂载吊舱。

背景技术

无人机常常通过其携带的挂载吊舱实现一些特定的功能，而随着航空技术的快速发展，无人机的挂载吊舱技术也有了很大进步。通常来讲，挂载吊舱可分为:武器吊舱、侦察吊舱，火控吊舱以及后勤辅助吊舱等。

但是目前大多数无人机与挂载吊舱之间都是采用固定连接的方式进行安装，其安装拆卸非常不便，而且当无人机常遭遇突发状况时，挂载吊舱只能和无人机常一起承担各种风险，甚至坠毁。

发明内容

为此，本发明的目的在于提供一种具有快速装配及失控保护功能的无人机挂载吊舱。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

一种具有快速装配及失控保护功能的无人机挂载吊舱，包括无人机机身(100)和设置于所述无人机机身(100)下方的吊舱(200)，

所述无人机机身(100)的底部固定安装有若干挂架(300)，所述每一挂架(300)的底部均设置有一开口向下的固定槽(301)，所述固定槽(301)的一内壁设置有一第一限位孔(304)，另一对立内壁设置有一与所述第一限位孔(304)相对应的第二限位孔(306)；

所述每一挂架(300)上均固定安装有一旋转式电磁铁(400)，所述旋转式电磁铁(400)包括磁头体(401)及设置于磁头体(401)上的主轴(402)，所述主轴(402)的中间向内凹陷形成有一矩形的脱离杆(4021)；

所述吊舱(200)上固定安装有与所述挂架(300)对应的连接件(500)，所述连接件(500)的上端设置有一第三限位孔(502)，且第三限位孔(502)上方设置有一与所述固定槽(301)相向的开口状脱离槽(504)，且所述脱离槽(504)的开口距离介于所述矩形的脱离杆(4021)的宽度与长度之间；

其中，所述主轴(402)对应依次穿过第二限位孔(306)、固定槽(301)及第一限位孔(304)，且使所述脱离杆(4021)对应位于所述固定槽(301)中；当主轴(402)上的脱离杆(4021)处于垂直状态时，连接件(500)上端可对应插入固定槽(301)，垂直状态的脱离杆(4021)依次穿过脱离槽(504)进入到第三限位孔(502)中，此时对旋转式电磁铁(400)通电，使主轴(402)上的脱离杆(4021)转动到水平状态，对应卡在第三限位孔(502)中，实现吊舱(200)与无人机的固定装配；反之，当脱离杆(4021)对应卡在第三限位孔(502)中时，对旋转式电磁铁(400)断电，主轴(402)上的脱离杆(4021)转动到垂直状态，并自动从第三限位孔(502)及脱离槽(504)中脱离，此时连接件(500)与挂架(300)脱离，实现吊舱(200)与无人机的拆卸。

优选地，所述吊舱(200)上安装有一降落伞(202)，该降落伞(202)上设置有一牵引绳(203)，所述牵引绳(203)上安装有一牵引环(204)。

优选地，所述无人机机身(100)的下方设置有一开伞钩(101)，该开伞钩(101)包括一固定安装在无人机机身(100)下方的固定块(1011)和一固定在所述固定块(1011)上且与所述牵引环(204)连接的挂钩(1012)。

优选地，所述吊舱(200)上还固定安装有一控制传感器(201)，所述控制传感器(201)分别与无人机控制电路及所述旋转式电磁铁(400)连接，用于根据无人机控制电路的信号对应控制所述旋转式电磁铁(400)的通断电。

优选地，所述固定槽(301)的开口处设置有第一导向面(305)，所述连接件(500)上端设置有与所述第一导向面(305)对应的第二导向面(501)，且当连接件(500)上端通过第二导向面(501)及第一导向面(305)插入到所述固定槽(301)中。

优选地，所述固定槽(301)中与开口相对应的底部为第一限位面(302)，所述连接件(500)的上端顶面为第二限位面(503)，且在当连接件(500)上端进入所述固定槽(301)中后第二限位面(503)与第一限位面(302)对应接触限位。

本发明提供的无人机挂载吊舱在无人机的机身底部安装固定有旋转式电磁铁的吊舱挂架以及开伞钩，在挂载吊舱顶部安装吊舱连接件、降落伞及控制传感器，吊舱连接件装配在吊舱挂架中，并通过旋转式电磁铁的通断电，实现吊舱连接件的固定与解锁。另外，降落伞与开伞钩装配，可在挂载吊舱脱离无人机机身一定距离后自动打开，保护挂载吊舱安全着落。与现有技术相比，本发明可实现挂载吊舱与无人机机身的快速装配连接，其具有安装快速、操作简单、可保护挂载吊舱平稳降落等优点。

附图说明

图1为本发明无人机挂载吊舱的立体示意图；

图2为本发明无人机挂载吊舱的组装结构示意图；

图3为本发明开伞钩的立体示意图；

图4为本发明挂载吊舱的立体示意图；

图5为本发明吊舱挂架的立体示意图一；

图6为本发明吊舱挂架的立体示意图二；

图7为本发明旋转式电磁铁的立体示意图；

图8为本发明吊舱连接件的立体示意图；

图9为本发明挂载吊舱装配过程原理图；

图10为本发明挂载吊舱拆卸过程原理图。

图中标识说明：无人机机身100、开伞钩101、固定块1011、挂钩1012、吊舱200、控制传感器201、降落伞202、牵引绳203、牵引环204、挂架300、固定槽301、第一限位面302、螺丝过孔303、第一限位孔304、第一导向面305、第二限位孔306、螺丝沉孔307、旋转式电磁铁400、磁头体401、螺丝孔4011、主轴402、脱离杆4021、连接件500、第二导向面501、第三限位孔502、第二限位面503、脱离槽504。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对目前无人机及飞行器安装挂载吊舱过程中安装拆卸不便的问题，发明提供了一种结构简单、安装方便、可快速装配的无人机挂载吊舱，其通过安装在无人机机身下方的旋转式电磁铁的通断电控制，实现主轴90度转动，从而使主轴上的脱离杆能够顺利进入或脱离吊舱连接件的脱离槽和限位孔，以快速完成吊舱与机体之间的安装和拆卸。

另外，本发明还针对目前无人机失控时，挂载吊舱存在坠毁风险的问题，提出了一种失控保护功能的无人机挂载吊舱，其通过安装在机体底部的开伞钩，利用其与安装在吊舱上方的降落伞连接，当出现无人机失控时，吊舱坠落而对应通过开伞钩实现降落伞的打开，从而使得吊舱安全降落，防止其损坏。

请参阅图1所示，图1为本发明无人机挂载吊舱的立体示意图。本发明包括有无人机机身100及设置于无人机机身100下方的挂载吊舱200。

如图2所示，图2为本发明无人机挂载吊舱的组装结构示意图。无人机机身100底部固定安装有开伞钩101。

在挂载吊舱200与无人机机身100之间安装有吊舱挂架300，在吊舱挂架300的一侧通过螺钉对应安装有一个旋转式电磁铁400。

在挂载吊舱200的上表面固定安装有与所述吊舱挂架300数量相同且位置对应的吊舱连接件500。

本实施例中吊舱挂架300为三个，且呈三角形分布，而每个吊舱挂架300上都在侧面固定安装有一个旋转式电磁铁400，而吊舱连接件500所处位置也呈三角形分布，与吊舱挂架300一一对应。

在其他一些实施例中，吊舱挂架300的数量和位置可以进行适当的调整，其不应理解为本发明的限制。

如图3所示，图3为本发明开伞钩的立体示意图。本实施例开伞钩101包括一个固定块1011和一个安装在固定块1011下方的挂钩1012。

如图4所示，图4为本发明挂载吊舱的立体示意图。本实施例挂载吊舱200的上表面固定安装有一个降落伞202，该降落伞202上设置有一个牵引绳203，牵引绳203上安装有一个牵引环204。

其中开伞钩101的固定块1011固定安装在无人机机身100的下方；而挂钩1012则与牵引环204连接。

吊舱200上固定安装有一个控制传感器201，该控制传感器201分别与无人机控制电路及旋转式电磁铁400连接，用于根据无人机控制电路的信号对应控制所述旋转式电磁铁400的通断电。

当出现无人机失控时，挂载吊舱200则会坠落，而由于挂钩1012与牵引环204连接，因此挂载吊舱200坠落一段距离后，牵引绳203会拉直，而此时将降落伞202拉出，对应打开降落伞202中的伞衣，以保护挂载吊舱200，避免其损坏。

如图5、图6所示，图5为本发明吊舱挂架的立体示意图一；图6为本发明吊舱挂架的立体示意图二。

本实施例中吊舱挂架300为一个矩形块，其顶部与无人机机身100底部固定连接，其底部设置有一个开口向下的固定槽301，该固定槽301为矩形槽，其远离底部开口的一面为第一限位面302，其位于底部开口处形成有第一导向面305。

吊舱挂架300的一侧面(左侧)上设置四个螺丝过孔303，且这四个螺丝过孔303呈正方形排布，在这四个螺丝过孔303形成的正方形中心处设置有一个第二限位孔306，该第二限位孔306对应与固定槽301连通。

吊舱挂架300的另外一侧面(右侧)上设置三个螺丝沉孔307，且这三个螺丝沉孔307形成一个正三角形，且三个螺丝沉孔307分别与上述的四个螺丝过孔303中的其中三个一一对应，而且这三个螺丝沉孔307形成的三角形底边中间形成有一个第一限位孔304，该第一限位孔304与固定槽301连通，且与第二限位孔306对应，二者位于同一直线上。

如图7所示，图7为本发明旋转式电磁铁的立体示意图。本发明旋转式电磁铁400包括磁头体401及设置于磁头体401上的主轴402，磁头体401上设置有与所述四个螺丝过孔303位置对应的螺孔，而主轴402的中间向内凹陷形成有一个脱离杆4021；该脱离杆4021与主轴402为一体，只是其形成有一宽边以及一窄边，且当脱离杆4021在转动90度时，其对应的窄边或者宽边处于水平状态。本实施例中脱离杆4021对应为一矩形体或者其他具有宽边和窄边的柱状体。

旋转式电磁铁400固定安装在吊舱挂架300的一侧面(左侧)，其通过螺钉从吊舱挂架300的另外一侧面(右侧)的三个螺丝沉孔307中穿过吊舱挂架300的一侧面(左侧)上设置的螺丝过孔303，并对应穿入磁头体401上的螺孔，从而将旋转式电磁铁400固定。

而旋转式电磁铁400上的主轴402则对应从第二限位孔306穿入固定槽301，并对应穿入到第一限位孔304中，其中主轴402的中间向内凹陷形成的脱离杆4021则全部位于固定槽301中。

如图8所示，图8为本发明吊舱连接件的立体示意图。在挂载吊舱200的上表面固定安装有与吊舱挂架300数量和位置对应的吊舱连接件500。本实施例中吊舱连接件500为三个。

其中每一个吊舱连接件500的上端都设置有一个第三限位孔502，且第三限位孔502的上方设置有一个与固定槽301相向的开口状脱离槽504，所述脱离槽504的开口距离介于所述脱离杆4021的宽边长度与窄边长度之间(当脱离杆4021的窄边处于水平状态时，可以对应从脱离槽504进入到第三限位孔502中；而当脱离杆4021的宽边处于水平状态时，则不能从脱离槽504进入到第三限位孔502中或者不能从第三限位孔502中由脱离槽504中取出)。

吊舱连接件500的上端设置有与第一导向面305对应的第二导向面501，吊舱连接件500的上端可以通过第二导向面501及第一导向面305对应插入到固定槽301中。

吊舱连接件500的上端顶面为第二限位面503，且在当连接件500上端进入固定槽301中后，第二限位面503与第一限位面302对应接触限位。

如图9所示，图9为本发明挂载吊舱装配过程原理图。

当旋转式电磁铁400处于断电状态时，其主轴402上的脱离杆4021处于竖直状态，吊舱连接件500在其顶部第二导向面501的引导下，进入吊舱挂架300的固定槽301中(见图9中a所示)。

在第一导向面305的引导下，吊舱连接件500快速向上移动，其顶端的脱离槽504对应穿过脱离杆4021，直到第二导向面,501与第一限位面302接触，脱离杆4021也正好处于第三限位孔502中(见图9中b所示)。

当完成图b中所示的步骤之后，给旋转式电磁铁400通电，主轴402逆时针旋转90°，脱离杆4021变成水平状态，对应卡在第三限位孔502中，此时脱离槽504无法沿着脱离杆4021向下脱出，吊舱连接件500则被固定(见图9中c所示)。

如图10所示，图10为本发明挂载吊舱拆卸过程原理图。

当旋转式电磁铁400处于通电状态时(无人机处于正常工作状态，控制传感器与无人机控制电路连接正常)，其主轴402上的脱离杆4021处于水平状态，通过脱离杆4021卡在第三限位孔502中，实现吊舱连接件500与吊舱挂架300固定连接(见图10中a所示)。

当无人机失控时，控制传感器与无人机控制电路连接异常，此时控制传感器无电信号接入，对应与之连接的旋转式电磁铁400断电，而此时旋转式电磁铁400的主轴402对应旋转90度(见图10中b所示)。

在旋转式电磁铁400的主轴402对应旋转90度之后，对应的脱离杆4021处于垂直状态，此时脱离杆4021就可以沿着脱离槽504脱出第三限位孔502，吊舱连接件500被释放(见图10中c所示)。

当吊舱连接件500被释放后，整个挂载吊舱200与无人机机体100之间无固定连接，此时挂载吊舱200坠落，当挂载吊舱200坠落一定距离之后，开伞钩101通过牵引环204拉伸牵引绳203，当牵引绳203被拉直后，对应会将降落伞202拉出，对应打开降落伞202中的伞衣，从而达到保护挂载吊舱200，避免其损坏的目的。

本发明的工作原理为：首先让旋转式电磁铁400处于断电状态，然后将挂载吊舱200通过其顶部固定安装的吊舱连接件500，自下向上逐渐装配到安装在机身100底部的吊舱挂架300固定槽301中。

之后对旋转式电磁铁400上电，其脱离杆4021由竖直状态变为水平状态并保持，吊舱连接件500则被限制向下移动，挂载吊舱200与机身100装配在一起，然后将牵引环204装配在开伞钩101底部的挂钩1012上，此时牵引绳203处于松弛状态。

当无人机或飞行器在飞行过程中突然断电或者失去控制时，控制传感器201检测不到有效信号，便使旋转式电磁铁400断电，脱离杆4021由水平状态变为竖直状态并保持，在挂载吊舱200自身重力的作用下，吊舱连接件500从吊舱挂架300上的固定槽301中脱出，当挂载吊舱200下落到一定的安全距离后，牵引绳203被绷紧，挂钩1012向上拉扯牵引环204，并通过牵引绳203将降落伞202拉开，使挂载吊舱200缓慢下降，确保其安全着陆。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种具有快速装配及失控保护功能的无人机挂载吊舱，包括无人机机身(100)和设置于所述无人机机身(100)下方的吊舱(200)，其特征在于，所述吊舱(200)上安装有一降落伞(202)，该降落伞(202)上设置有一牵引绳(203)，所述牵引绳(203)上安装有一牵引环(204)；所述无人机机身(100)的下方设置有一开伞钩(101)，该开伞钩(101)包括一固定安装在无人机机身(100)下方的固定块(1011)和一固定在所述固定块(1011)上且与所述牵引环(204)连接的挂钩(1012)；所述无人机机身(100)的底部固定安装有若干挂架(300)，所述每一挂架(300)的底部均设置有一开口向下的固定槽(301)，所述固定槽(301)的一内壁设置有一第一限位孔(304)，另一对立内壁设置有一与所述第一限位孔(304)相对应的第二限位孔(306)；所述固定槽(301)的开口处设置有第一导向面(305)，连接件(500)上端设置有与所述第一导向面(305)对应的第二导向面(501)，且当连接件(500)上端通过第二导向面(501)及第一导向面(305)插入到所述固定槽(301)中；所述固定槽(301)中与开口相对应的底部为第一限位面(302)，所述连接件(500)的上端顶面为第二限位面(503)，且在当连接件(500)上端进入所述固定槽(301)中后第二限位面(503)与第一限位面(302)对应接触限位；所述每一挂架(300)上均固定安装有一旋转式电磁铁(400)，所述旋转式电磁铁(400)包括磁头体(401)及设置于磁头体(401)上的主轴(402)，所述主轴(402)的中间向内凹陷形成有一矩形的脱离杆(4021)；所述吊舱(200)上固定安装有一控制传感器(201)和一与所述挂架(300)对应的连接件(500)，所述连接件(500)的上端设置有一第三限位孔(502)，且第三限位孔(502)上方设置有一与所述固定槽(301)相向的开口状脱离槽(504)，且所述脱离槽(504)的开口距离介于所述矩形的脱离杆(4021)的宽度与长度之间；所述控制传感器(201)分别与无人机控制电路及所述旋转式电磁铁(400)连接，用于根据无人机控制电路的信号对应控制所述旋转式电磁铁(400)的通断电；所述主轴(402)对应依次穿过第二限位孔(306)、固定槽(301)及第一限位孔(304)，且使所述脱离杆(4021)对应位于所述固定槽(301)中；当主轴(402)上的脱离杆(4021)处于垂直状态时，连接件(500)上端可对应插入固定槽(301)，垂直状态的脱离杆(4021)依次穿过脱离槽(504)进入到第三限位孔(502)中，此时对旋转式电磁铁(400)通电，使主轴(402)上的脱离杆(4021)转动到水平状态，对应卡在第三限位孔(502)中，实现吊舱(200)与无人机的固定装配；反之，当脱离杆(4021)对应卡在第三限位孔(502)中时，对旋转式电磁铁(400)断电，主轴(402)上的脱离杆(4021)转动到垂直状态，并自动从第三限位孔(502)及脱离槽(504)中脱离，此时连接件(500)与挂架(300)脱离，实现吊舱(200)与无人机的拆卸。