CN108820221A - 起飞系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及飞行器控制技术领域，特别涉及一种起飞系统。所述起飞系统用于辅助固定翼飞行器起飞，所述起飞系统包括垂直升降飞行装置，所述垂直升降飞行装置上设有承载平台，所述承载平台用以承载所述固定翼飞行器，所述承载平台上设有一锁紧装置，用于锁紧或释放所述固定翼飞行器，以使所述固定翼飞行器固定在所述承载平台上或脱离所述承载平台。在本发明提供的起飞系统通过锁紧装置实现了固定翼飞行器与垂直升降飞行装置的自由连接和分离。有效解决了固定翼无人机需要长距离跑道才能起飞的问题。

Description

起飞系统

技术领域

本发明涉及飞行器控制技术领域，特别涉及一种起飞系统。

背景技术

固定翼飞机是一种由动力装置产生前进的推力或拉力，由固定在机身的机翼产生升力，在空气中飞行的飞行器。现有的固定翼飞机，尤其是固定翼无人机，在起飞时需要进行滑行来达到起飞速度，其中起飞速度是指无人机滑跑结束、离开地面时的瞬时速度。由于需要滑行起飞，固定翼无人机通常需要配套长距离的跑道，并在跑道上助跑达到起飞速度后，才能实现起飞。然而，长距离的跑道增大了固定翼无人机的起飞难度，也阻碍了固定翼无人机的大规模使用。

现有的复合翼无人机是一种将旋翼与固定翼组合，能够垂直起降和空中悬停，同时还可以像固定翼无人机一样高速飞行的无人飞行器。尽管复合翼无人机可以摆脱长距离跑道的限制，但是，由于结构复杂度和重量均有增加的情况下，复合翼无人机的载重和续航能力也随之下降，无法达到理想的效果。

因此，需要一款能够摆脱长距离跑道，又能够保留原有固定翼无人机的载重和续航能力的飞行器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种起飞系统，用于辅助固定翼飞行器起飞，以解决现有的固定翼飞行器需要长距离跑道才能实现起飞的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种起飞系统，用于辅助固定翼飞行器起飞，所述起飞系统包括垂直升降飞行装置，所述垂直升降飞行装置上设有承载平台，所述承载平台用以承载所述固定翼飞行器，所述承载平台上设有一锁紧装置，用于锁紧或释放所述固定翼飞行器，以使所述固定翼飞行器固定在所述承载平台上或脱离所述承载平台。

进一步，所述锁紧装置包括：

速度监测单元，用于实时获取所述垂直升降飞行装置的水平速度；

处理单元，用于将获取的所述水平速度与预设的起飞速度进行大小比较，得出比较结果，并根据所述比较结果发出锁紧或释放信号；

锁紧执行单元，用于根据所述锁紧或释放信号，对所述固定翼飞行器执行锁紧或释放的动作，以实现所述固定翼飞行器固定在所述承载平台上或脱离所述承载平台。

进一步，所述锁紧执行单元包括电磁吸盘和锁紧块；

所述电磁吸盘设置在所述承载平台上，所述锁紧块设置在所述固定翼飞行器上；

所述锁紧块能够被所述电磁吸盘吸附。

进一步，所电磁吸盘根据所述锁紧或释放信号，实现通电或断电。

进一步，所述锁紧执行单元包括一电控伸缩机构和锁紧孔；

所述电控伸缩机构设置在所述承载平台上，所述锁紧孔设置在所述固定翼飞行器上；

所述锁紧孔与所述电控伸缩机构的伸出端相匹配，所述电控伸缩机构通过伸出端的伸缩实现与所述锁紧孔的连接或脱离。

可选的，所述电控伸缩机构为电动推杆。

进一步，所电控伸缩机构根据所述锁紧或释放信号实现伸长或缩短。

可选的，所述垂直升降飞行装置包括旋翼飞行器。

可选的，所述旋翼飞行器包括四轴旋翼无人飞行器。

可选的，所述固定翼飞行器包括固定翼无人飞行器。

在本发明提供的起飞系统通过锁紧装置实现了固定翼飞行器与垂直升降飞行装置的自由连接和分离。有效解决了固定翼无人机需要长距离跑道才能起飞的问题。并且还能够在不改变所述固定翼无人机原有结构的基础上，保持所述固定翼无人机的载重和续航能力。有利于固定翼无人机的推广使用，有利于提高社会生产的效率。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的起飞系统和固定翼无人机侧面结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的垂直升降飞行装置俯视结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的锁紧装置、固定翼无人机和承载平台的模块连接示意图；

图4a-4b是本发明一实施例提供的锁紧执行单元的结构示意图。

具体实施方式

根据前述可知，现有的复合翼无人机无需进行长距离的滑行助跑，它可以利用固定在固定翼机体部分的旋翼进行辅助垂直起降，便能够实现起飞。但是由于复合翼无人机的旋翼机体和固定翼机体是连接在一起，不可分离的，这使得复合翼无人机相比于固定翼无人机在结构上更加复杂，重量也比相同级别的固定翼无人机重，因此现有的复合翼无人机的载重和续航能力均无法和单一的固定翼无人机相比。利用复合翼无人机进行空中作业时由于载重和续航的限制往往无法达到理想的作业效果。

本发明不同于传统的辅助起飞系统，不仅能够对固定翼无人机进行升降操作，还能够在达到固定翼无人机的起飞速度时，脱离固定翼无人机，使固定翼无人机能够独立的进行空中作业，极大地保留了原有固定翼无人机的载重和续航能力。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的起飞系统作进一步详细说明。根据权利要求书和下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本实施例公开了一种起飞系统，用于辅助固定翼飞行器起飞，其中本实施例以固定翼无人机为例进行举例说明。如图1所示，图1是本实施例提供的起飞系统和固定翼无人机结构示意图。所述起飞系统包括垂直升降飞行装置1，所述垂直升降飞行装置1上设有承载平台2，所述承载平台2用以承载所述固定翼无人机3，所述承载平台2上设有一锁紧装置4，用于锁紧或释放所述固定翼无人机3，以使所述固定翼无人机3固定在所述承载平台2上或脱离所述承载平台2。当固定翼无人机3需要起飞作业时，可以通过锁紧装置4将所述固定翼无人机3固定在所述承载平台2上，利用垂直升降飞行装置1将所述固定翼无人机3升高至一定高度，然后固定翼无人机3通过自身的动力实现水平加速，直至达到起飞速度。

当固定翼无人机3达到的起飞速度时，可以通过所述锁紧装置4将所述固定翼无人机3释放，使所述固定翼无人机3脱离所述垂直升降飞行装置1，实现所述固定翼无人机2的独立飞行。

具体地，所述垂直升降飞行装置1可以采用四轴旋翼无人飞行器，如图2所示，图2是本实施例提供的垂直升降飞行装置俯视结构示意图。

如图3所示，图3是本实施例提供的锁紧装置、固定翼无人机和承载平台的模块连接示意图。所述锁紧装置包括：

速度监测单元101，用于实时获取所述垂直升降飞行装置1的水平速度；

具体的，所述速度监测单元101可以采用小型的速度传感器，以降低所述锁紧装置的整体重量，减少占用空间。

所述固定翼无人机3在通过所述垂直升降飞行装置1升至空中后，所述固定翼无人机3利用自身的动力进行水平方向的加速。此时，所述固定翼无人机4和垂直升降飞行装置1还没有发生脱离，因此所述固定翼无人机3的水平速度与所述垂直升降飞行装置1的水平速度相等。

处理单元102，用于将获取的所述水平速度与预设的起飞速度进行大小比较，以得出比较结果，并用于根据所述比较结果发出锁紧或释放信号；容易理解，为了达到提高辅助起飞的效率，这里的所述预设的起飞速度可以为能够使所述固定翼无人机脱离地面飞行的最小的水平速度。

具体的，当所述水平速度小于所述预设的起飞速度时，所述处理单元102发出维持锁紧的信号(通常是以不产生任何动作信号的方式来维持锁紧状态)，以使所述固定翼无人机3继续固定在所述承载平台2上；当所述水平速度大于或等于所述预设的起飞速度时，所述处理单元102发出释放信号，以使所述固定翼无人机3可以脱离所述承载平台2。

锁紧执行单元103，用于根据所述锁紧或释放信号，对所述固定翼无人机3执行锁紧或释放的动作，以实现所述固定翼无人机3固定在所述承载平台2上或脱离所述承载平台2。

如图4a和图4b所示，图4a-4b是本实施例提供的锁紧执行单元的结构示意图。作为一种可实现的方案，所述锁紧执行单元103包括电磁吸盘110和锁紧块111；所述电磁吸盘110设置在所述承载平台2上，所述锁紧块111设置在所述固定翼无人机3上；

所述固定翼无人机3可以通过所述锁紧块111和所述电磁吸盘110的配合作用固定在所述承载平台2上。当所述水平速度小于所述预设的起飞速度时，所述电磁吸盘110在所述处理单元102的控制下持续通电，从而保持吸附所述锁紧块的状态，以保证所述固定翼无人机3固定在所述承载平台2上；当所述水平速度大于或等于所述预设的起飞速度时，所述电磁吸盘110在所述处理单元102的控制下断电，将所述锁紧块111释放。此时由于所述垂直升降飞行装置1失去水平加速度，因此所述垂直升降飞行装置1逐步与所述固定翼无人机3分离，最终实现所述固定翼无人机3的独立飞行。

尽管本实施例采用电磁吸盘110和锁紧块111来作为所述锁紧执行单元103，然而，本领域技术人员容易理解，所述起飞系统的主要目的是辅助所述固定翼无人机3的起飞，并在起飞成功后及时脱离所述固定翼无人机3。因此，为了实现所述固定翼无人机3能够在所述承载平台2上根据所述锁紧或释放信号实现锁紧或脱离，还可以采用其他具有相同功能的装置来作为锁紧执行单元103。例如以采用电控伸缩机构120和锁紧孔121来作为锁紧执行单元103；其中，将所述电控伸缩机构120设置在所述承载平台2上，将所述锁紧孔121设置在所述固定翼无人机3上；并且所述锁紧孔121与所述电控伸缩机构120的伸出端相匹配，即所述锁紧孔121对准所述电控伸缩机构120的伸出端，并且所述电控伸缩机构120的伸出端伸长时能够插入所述锁紧孔121中，从而实现所述固定翼无人机3与所述垂直升降飞行装置1的连接；当所述电控伸缩机构120的伸出端缩短时，该伸出端能够脱离所述锁紧孔121，从而实现所述固定翼无人机3与所述垂直升降飞行装置1的分离。

优选的，所述电控伸缩机构120可以为电动推杆，既方便控制，还能够降低生产投入的成本。

综上所述，本实施例通过所述起飞系统解决了所述固定翼无人机3需要长距离跑道才能起飞的问题，并且还能够在不改变所述固定翼无人机3原有结构的基础上，保持所述固定翼无人机3的载重和续航能力。有利于固定翼无人机的推广使用，有利于提高社会生产的效率。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种起飞系统，其特征在于，用于辅助固定翼飞行器起飞，所述起飞系统包括垂直升降飞行装置，所述垂直升降飞行装置上设有承载平台，所述承载平台用以承载所述固定翼飞行器，所述承载平台上设有一锁紧装置，用于锁紧或释放所述固定翼飞行器，以使所述固定翼飞行器固定在所述承载平台上或脱离所述承载平台。

2.如权利要求1所述的起飞系统，其特征在于，所述锁紧装置包括：

速度监测单元，用于实时获取所述垂直升降飞行装置的水平速度；

处理单元，用于将获取的所述水平速度与预设的起飞速度进行大小比较，得出比较结果，并根据所述比较结果发出锁紧或释放信号；

锁紧执行单元，用于根据所述锁紧或释放信号，对所述固定翼飞行器执行锁紧或释放的动作，以实现所述固定翼飞行器固定在所述承载平台上或脱离所述承载平台。

3.如权利要求2所述的起飞系统，其特征在于，所述锁紧执行单元包括电磁吸盘和锁紧块；

所述电磁吸盘设置在所述承载平台上，所述锁紧块设置在所述固定翼飞行器上；

所述锁紧块能够被所述电磁吸盘吸附。

4.如权利要求3所述的起飞系统，其特征在于，所电磁吸盘根据所述锁紧或释放信号，实现通电或断电。

5.如权利要求2所述的起飞系统，其特征在于，所述锁紧执行单元包括一电控伸缩机构和锁紧孔；

所述电控伸缩机构设置在所述承载平台上，所述锁紧孔设置在所述固定翼飞行器上；

所述锁紧孔与所述电控伸缩机构的伸出端相匹配，所述电控伸缩机构通过伸出端的伸缩实现与所述锁紧孔的连接或脱离。

6.如权利要求5所述的起飞系统，其特征在于，所述电控伸缩机构为电动推杆。

7.如权利要求5所述的起飞系统，其特征在于，所电控伸缩机构根据所述锁紧或释放信号实现伸长或缩短。

8.如权利要求1所述的起飞系统，其特征在于，所述垂直升降飞行装置包括旋翼飞行器。

9.如权利要求8所述的起飞系统，其特征在于，所述旋翼飞行器包括四轴旋翼无人飞行器。

10.如权利要求1所述的起飞系统，其特征在于，所述固定翼飞行器包括固定翼无人飞行器。