CN108001705B - 自动保护装置及系留式电动无人机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自动保护装置及系留式电动无人机，其中，自动保护装置包括连接板、固定框、电机、电缆接头、触发器、固定座和载荷杆，固定框连接于连接板的下方，电机用于驱动丝杠转动，可实现固定框与连接板的脱离，载荷杆转动连接于固定座上，一端与系留电缆A连接，另一端与触发器对应设置，当载荷杆受到系留电缆A向下的拉力时，触发器被触发并向电机发送启动信号，系留式电动无人机包括地面供电系统、机身、电流转换器、机载电源、飞行控制系统和自动保护装置。该系留式电动无人机通过自动保护装置可使无人机在出现意外的情况下，摆脱与地面连接的系留电缆A的牵制，从而保证无人机的安全。

Description

自动保护装置及系留式电动无人机
技术领域
本发明涉及系留式电动无人机领域，特别提供了一种自动保护装置及系留式电动无人机。
背景技术
与载人飞机相比，无人机具有体积小、造价低、使用方便、对作战环境要求低、战场生存能力较强等优点。由于无人驾驶飞机对未来空战有着重要的意义，世界各主要军事国家都在加紧进行无人驾驶飞机的研制工作。
为了提高电动无人机的续航时间、载重量，目前已研发出系留电动无人机，由地面电源和连接电缆为无人机持续供电，但是由于电缆将无人机与地面连接，无法保证电动无人机在突风、设备故障等意外情况下的飞行安全。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种自动保护装置及系留式电动无人机，以解决电动无人机在出现意外的情况下，不能摆脱系留电缆的牵制，从而无法保证电动无人机的安全的问题。
本发明一方面提供了一种自动保护装置，固定设置于系留式电动无人机的下方，包括：连接板、固定框、电机、电缆接头、触发器、固定座和载荷杆，其中，固定框通过丝杠和与丝杠配合的夹板连接于连接板的下方，电机固定设置于连接板的上方，用于驱动丝杠转动，转动的丝杠可带动夹板下移，以使固定框脱离连接板，电缆接头固定设置于固定框的顶板上，用于接通与地面供电系统连接的系留电缆A和无人机上的系留电缆B，触发器固定设置于固定框的侧壁上，固定座固定于固定框的底板上，载荷杆转动连接于固定座上，载荷杆的一端与系留电缆A连接，另一端与触发器对应设置，载荷杆与系留电缆A连接的一侧还连接有弹簧，当弹簧处于自由状态时，触发器不会被与触发器对应设置的载荷杆的一端触发，当载荷杆受到系留电缆A向下的拉力时，弹簧发生形变，与触发器对应设置的载荷杆的一端接近触发器，当载荷杆的该端与触发器相抵或达到预设距离时，触发器被触发并向电机发送启动信号。
优选，所述丝杠为两个，所述两个丝杠通过同步带在电机的驱动下联动，所述夹板设置于固定框的顶板的下方，夹板上对称设置有与丝杠配合的螺纹孔，所述两个丝杠分别穿过夹板上对称设置的螺纹孔，实现连接板与固定框的固定。
进一步优选，所述弹簧套设在限位杆上，限位杆的两端分别穿过载荷杆和固定框的底板，露出于载荷杆顶端及底板底端的限位杆上均设置有挡块。
进一步优选，所述触发器为距离传感器，当与触发器对应设置的载荷杆的一端与距离传感器达到预设距离时，距离传感器向电机发送启动信号。
本发明还提供了一种系留式电动无人机，包括：地面供电系统、机身、电流转换器、机载电源、飞行控制系统和上述自动保护装置，其中，电流转换器、机载电源和自动保护装置均固定在机身的下方，地面供电系统通过系留电缆A与自动保护装置的电缆接头连接，电流转换器通过系留电缆B与自动保护装置的电缆接头连接，电流转换器和机载电源均与飞行控制系统连接。
优选，机载电源与电流转换器连接。
进一步优选，飞行控制系统固定设置于机身的上方。
本发明提供的自动保护装置通过丝杠及夹板可实现连接板与固定框的连接，进而实现系留电缆A与系留电缆B的接通，当无人机飞行过程中遇到紧急情况，如突风等恶劣天气、人为因素或其他原因，载荷杆会受到系留电缆A向下的拉力，当拉力大于弹簧的初张力时，弹簧将发生形变，与触发器对应设置的载荷杆的一端将接近触发器，当两者的距离达到预设的距离时，触发器将被触发并向电机发送启动信号，电机接收到所述启动信号后立即启动，电机的输出轴将带动丝杠转动，进而推动夹板下移，当夹板脱离丝杠后，固定框将在重力作用下脱离连接板，进而断开系留电缆A和系留电缆B的连接，从而保证无人机在突发情况下的安全。
本发明提供的系留式电动无人机通过自动保护装置可使无人机在出现意外的情况下，摆脱与地面连接的系留电缆A的牵制，从而保证无人机的安全。
附图说明
下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明提供的自动保护装置的结构示意图；
图2为本发明提供的系留式电动无人机的主视图；
图3为本发明提供的系留式电动无人机的侧视图；
图4为本发明提供的系留式电动无人机的俯视图。
具体实施方式
下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明。
如图1所示，本发明提供了一种自动保护装置，固定设置于系留式电动无人机的下方，包括：连接板1、固定框2、电机3、电缆接头4、触发器5、固定座6和载荷杆7，其中，固定框2由顶板、侧壁和底板组成，固定框2通过丝杠8和与丝杠8配合的夹板9连接于连接板1的下方，电机3固定设置于连接板1的上方，用于驱动丝杠8转动，转动的丝杠8可带动夹板9下移，以使固定框2在重力作用下脱离连接板1，电缆接头4固定设置于固定框2的顶板上，用于接通与地面供电系统连接的系留电缆A10和无人机上的系留电缆B11，触发器5固定设置于固定框的侧壁上，固定座6固定于固定框2的底板上，载荷杆7转动连接于固定座6上，载荷杆7的一端与系留电缆A10连接，另一端与触发器5对应设置，载荷杆7与系留电缆A10连接的一侧还连接有弹簧12，当弹簧12处于自由状态时，触发器5不会被与触发器5对应设置的载荷杆7的一端触发，当载荷杆7受到系留电缆A10向下的拉力时，弹簧12发生形变，与触发器5对应设置的载荷杆7的一端接近触发器5，当载荷杆7的该端与触发器5相抵或达到预设距离时，触发器5被触发并向电机3发送启动信号，优选，所述触发器5为距离传感器，当与触发器5对应设置的载荷杆7的一端与距离传感器达到预设距离时，距离传感器向电机3发送启动信号。
该自动保护装置通过丝杠及夹板可实现连接板与固定框的连接，进而实现系留电缆A与系留电缆B的接通，当无人机飞行过程中遇到紧急情况，如突风等恶劣天气、人为因素或其他原因，载荷杆会受到系留电缆A向下的拉力，当拉力大于弹簧的初张力时，弹簧将发生形变，与触发器对应设置的载荷杆的一端将接近触发器，当两者的距离达到预设的距离时，触发器将被触发并向电机发送启动信号，电机接收到所述启动信号后立即启动，电机的输出轴将带动丝杠转动，进而推动夹板下移，当夹板脱离丝杠后，固定框将在重力作用下脱离连接板，进而断开系留电缆A和系留电缆B的连接，从而保证无人机在突发情况下的安全。
作为技术方案的改进，如图1所示，所述丝杠8为两个，所述两个丝杠8通过同步带13在电机3的驱动下联动，所述夹板9设置于固定框2的顶板的下方，夹板9上对称设置有与丝杠8配合的螺纹孔，所述两个丝杠8分别穿过夹板9上对称设置的螺纹孔，实现连接板1与固定框2的固定。
为了对载荷杆的活动位置进行限制，作为技术方案的改进，如图1所示，所述弹簧12套设在限位杆14上，限位杆14的两端分别穿过载荷杆7和固定框2的底板，露出于载荷杆7顶端及底板底端的限位杆上均设置有挡块，优选，与触发器5对应设置的载荷杆7的一端。
如图2至4所示，本发明还提供了一种系留式电动无人机，包括：地面供电系统15、机身16、电流转换器17、机载电源18、飞行控制系统19、摇臂20、电动机21、旋翼22、起落架23和上述的自动保护装置，其中，电流转换器17、机载电源18和自动保护装置均固定在机身的下方，地面供电系统15通过系留电缆A10与自动保护装置的电缆接头4连接，电流转换器17通过系留电缆B11与自动保护装置的电缆接头4连接，电流转换器17和机载电源18均与飞行控制系统19连接，优选，飞行控制系统19固定设置于机身16的上方。
该系留式电动无人机通过自动保护装置可使无人机在出现意外的情况下，摆脱与地面连接的系留电缆A的牵制，从而保证无人机的安全，具体地：自动保护装置通过丝杠及夹板可实现连接板与固定框的连接，进而实现系留电缆A与系留电缆B的接通，当无人机飞行过程中遇到紧急情况，如突风等恶劣天气、人为因素或其他原因，载荷杆会受到系留电缆A向下的拉力，当拉力大于弹簧的初张力时，弹簧将发生形变，与触发器对应设置的载荷杆的一端将接近触发器，当两者的距离达到预设的距离时，触发器将被触发并向电机发送启动信号，电机接收到所述启动信号后立即启动，电机的输出轴将带动丝杠转动，进而推动夹板下移，当夹板脱离丝杠后，固定框将在重力作用下脱离连接板，进而断开系留电缆A和系留电缆B的连接，从而保证无人机在突发情况下的安全，机载电源可以在地面供电系统出现故障或其他原因导致系留电缆A和系留电缆B脱离时为无人机提供电能，电流转换器用于进行电流转换，飞行控制系统用于调整飞机的飞行状态。该具有自动保护装置的系留式电动无人机还可以根据任务需要，使系留电缆A与无人机上的系留电缆B断开。
作为技术方案的改进，机载电源18与电流转换器17连接，在系留电缆A与系留电缆B接通的情况下，地面供电系统可以为机载电源充电。
本发明的具体实施方式是按照递进的方式进行撰写的，着重强调各个实施方案的不同之处，其相似部分可以相互参见。
上面结合附图对本发明的实施方式做了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (7)

1.自动保护装置，固定设置于系留式电动无人机的下方，其特征在于，包括：连接板(1)、固定框(2)、电机(3)、电缆接头(4)、触发器(5)、固定座(6)和载荷杆(7)，其中，固定框(2)通过丝杠(8)和与丝杠(8)配合的夹板(9)连接于连接板(1)的下方，电机(3)固定设置于连接板(1)的上方，用于驱动丝杠(8)转动，转动的丝杠(8)可带动夹板(9)下移，以使固定框(2)脱离连接板(1)，电缆接头(4)固定设置于固定框(2)的顶板上，用于接通与地面供电系统连接的系留电缆A(10)和无人机上的系留电缆B(11)，触发器(5)固定设置于固定框(2)的侧壁上，固定座(6)固定于固定框(2)的底板上，载荷杆(7)转动连接于固定座(6)上，载荷杆(7)的一端与系留电缆A(10)连接，另一端与触发器(5)对应设置，载荷杆(7)与系留电缆A(10)连接的一侧还连接有弹簧(12)，当弹簧(12)处于自由状态时，触发器(5)不会被与触发器(5)对应设置的载荷杆(7)的一端触发，当载荷杆(7)受到系留电缆A(10)向下的拉力时，弹簧(12)发生形变，与触发器(5)对应设置的载荷杆(7)的一端接近触发器(5)，当载荷杆(7)的该端与触发器(5)相抵或达到预设距离时，触发器(5)被触发并向电机(3)发送启动信号。
2.按照权利要求1所述的自动保护装置，其特征在于：所述丝杠(8)为两个，所述两个丝杠(8)通过同步带(13)在电机(3)的驱动下联动，所述夹板(9)设置于固定框(2)的顶板的下方，夹板(9)上对称设置有与丝杠(8)配合的螺纹孔，所述两个丝杠(8)分别穿过夹板(9)上对称设置的螺纹孔，实现连接板(1)与固定框(2)的固定。
3.按照权利要求1所述的自动保护装置，其特征在于：所述弹簧(12)套设在限位杆(14)上，限位杆(14)的两端分别穿过载荷杆(7)和固定框(2)的底板，露出于载荷杆(7)顶端及底板底端的限位杆(14)上均设置有挡块。
4.按照权利要求1所述的自动保护装置，其特征在于：所述触发器(5)为距离传感器，当与触发器(5)对应设置的载荷杆(7)的一端与距离传感器达到预设距离时，距离传感器向电机(3)发送启动信号。
5.系留式电动无人机，其特征在于，包括：地面供电系统(15)、机身(16)、电流转换器(17)、机载电源(18)、飞行控制系统(19)和权利要求1至4中任一项所述的自动保护装置，其中，电流转换器(17)、机载电源(18)和自动保护装置均固定在机身的下方，地面供电系统(15)通过系留电缆A(10)与自动保护装置的电缆接头(4)连接，电流转换器(17)通过系留电缆B(11)与自动保护装置的电缆接头(4)连接，电流转换器(17)和机载电源(18)均与飞行控制系统(19)连接。
6.按照权利要求5所述的系留式电动无人机，其特征在于：机载电源(18)与电流转换器(17)连接。
7.按照权利要求5所述的系留式电动无人机，其特征在于：飞行控制系统(19)固定设置于机身(16)的上方。
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