CN109110146A - 一种发射重量可自动调节的无人机发射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无人机自动发射装置领域，具体是一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，包括弹射导轨底座、与弹射导轨底座配合的支撑脚，所述的弹射导轨底座和支撑脚上设置有用于使得未知重量无人机滑动的滑动机构，所述的弹射导轨底座和滑动机构上设置有用于与滑动机构配合使得未知重量无人机发射的发射机构，利用压力传感器实现不同重量的无人机可针对性的发出弹射力度，实现无极弹射；利用高扭力弹力绳电动绞盘的自锁性和闭环控制系统控制实现对于精度性的要求；机电一体化设计，有效提高作业效率；相对于利用气缸或液压缸实现推送，本发明造价较低，可降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及无人机自动发射装置领域，具体是一种发射重量可自动调节的无人机发射装置。
背景技术
由于小型无人机具有机动性快速，使用成本低、维护使用简单等特点，因此在国内外已经广泛被运用。小型无人机的起飞技术一直是在使用中占有重要地位，目前应用最为广泛的就是通过弹射架弹射起飞，对于起飞重量如5kg、10kg、20kg等重量级无人机。传统的弹射方式应对这种不同重量级的小型无人机弹射主要有三种，1、针对不同重量级无人机配套各自对应等级弹射架2、共用一套发射架，配备弹力系数不同的弹力绳3、共用一套发射架及弹力绳，通过改变弹射小车有效滑跑行程。
以上3种不同的弹射方式均可满足不同重量级无人机弹射。但是这种弹射方式对无人机自身重量要求比较高，就必须严谨控制飞机重量，因为传统小型无人机弹射轨道及弹力绳选型优先考虑发射等级5kg、10kg、20kg等明确重量级的无人机，所以针对重量不明确的小型无人机就不在适用，过大的弹力会破坏机体结构及内部控制器件，过小的弹力则无法达到飞机正常的起飞速度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种发射重量可自动调节的无人机发射装置。
一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，包括弹射导轨底座、与弹射导轨底座配合的支撑脚，所述的弹射导轨底座和支撑脚上设置有用于使得未知重量无人机滑动的滑动机构，所述的弹射导轨底座和滑动机构上设置有用于与滑动机构配合使得未知重量无人机发射的发射机构。
所述的滑动机构包括设置在弹射导轨底座和支撑脚上的弹射导轨、设置在弹射导轨上且与弹射导轨滑动配合的弹射滑轮架、设置在弹射滑轮架上的导向机构。
所述的弹射滑轮架上设置有用于感知未知重量无人机重量的压力传感器。
所述的弹射导轨的端部上设置有缓冲挡块，所述的未知重量无人机设置在弹射滑轮架上。
所述的导向机构包括与弹射滑轮架连接的弹力绳设置在弹射导轨上用于卷绕弹力绳的带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘。
所述的发射机构包括设置在弹射导轨上的弹射释放机构、设置在弹射导轨底座上的控制器及电源、设置在弹射导轨底座上的手动绞盘、设置在地面上且与弹射释放机构配合的钢丝绳一。
所述的弹射滑轮架与手动绞盘之间设置有钢丝绳二。
所述的弹射导轨上设置有U型滑槽，所述的弹射释放机构通过U型滑槽安装在弹射导轨上。
本发明有益效果是：利用压力传感器实现不同重量的无人机可针对性的发出弹射力度，实现无极弹射；利用高扭力弹力绳电动绞盘的自锁性和闭环控制系统控制实现对于精度性的要求；机电一体化设计，有效提高作业效率；相对于利用气缸或液压缸实现推送，本发明造价较低，可降低生产成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明主视结构示意图一；
图2为本发明主视结构示意图二；
图3为本发明工作原理结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
如图1和图2所示，一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，包括弹射导轨底座13、与弹射导轨底座13配合的支撑脚15，所述的弹射导轨底座13和支撑脚15上设置有用于使得未知重量无人机9滑动的滑动机构，所述的弹射导轨底座13和滑动机构上设置有用于与滑动机构配合使得未知重量无人机9发射的发射机构。
所述的滑动机构包括设置在弹射导轨底座13和支撑脚15上的弹射导轨4、设置在弹射导轨4上且与弹射导轨4滑动配合的弹射滑轮架5、设置在弹射滑轮架5上的导向机构。
所述的弹射滑轮架5上设置有用于感知未知重量无人机9重量的压力传感器6。
所述的弹射导轨4的端部上设置有缓冲挡块1，所述的未知重量无人机9设置在弹射滑轮架5上。
将各个部件安放平稳，打开支撑脚15；搅动手动绞盘12，缓缓将弹射滑轮架5拉到弹射释放机构7上，确保连接完毕，将与弹射滑轮架5末端连接的钢丝绳10断开；将未知重量无人机9安放于弹射滑轮架5上；开启控制器及电源11控制开关。
所述的导向机构包括与弹射滑轮架5连接的弹力绳3、设置在弹射导轨4上用于卷绕弹力绳3的带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2。
所述的带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2固定安装于弹射导轨4末端下方。
所述的弹力绳3一端缠绕在带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2上，另一端与弹射滑轮架5前端连接。
所述的发射机构包括设置在弹射导轨4上的弹射释放机构7、设置在弹射导轨底座13上的控制器及电源11、设置在弹射导轨底座13上的手动绞盘12、设置在地面上且与弹射释放机构7配合的钢丝绳一16。
所述的拉力传感器8一端连接弹射释放机构7，另一端固定在弹射导轨4末端。
所述的弹射滑轮架5与手动绞盘12之间设置有钢丝绳二10。
所述的弹射导轨4上设置有U型滑槽，所述的弹射释放机构7通过U型滑槽安装在弹射导轨4上。
控制带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2正反向转动，对被控对象弹力绳3进行预紧和放松；然后再通过拉力传感器8采集弹力绳3的弹力大小并转换为数字信号反馈到控制器及电源11中，通过控制器及电源11快，准、稳的迅速控制，实现系统快速控制。
所述的脚踩发射器14连接在弹射释放机构7上，带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2与控制器及电源11用电缆线连接；所述压力传感器6、拉力传感器8分别用电缆线与控制器及电源11连接；所述支撑脚15安装于弹射导轨4底部；所述未知重量无人机9安放于弹射滑轮架5上。
通过压力传感器6检测到无人机的重量m；输入未知重量无人机9弹射初速度v，无人机弹射架倾角为定值常量α，由能量守恒原理建立能量守恒方程得到弹力绳预紧变形量x与无人机自重m的数学模型，所述的弹力绳变形量为小车与飞机重量沿弹射机架倾角的分力与弹力绳平衡后所取的变量x；由于弹力绳的预紧力F与弹力绳变形量x之间可构成数学关系最总得到数学模型从而复杂的控制机构可简化为无人机自重m与弹力绳预紧力F之间的参数关系。
所述的v为设定值。
如图3所示，压力变送器6采集未知重量无人机9质量，将采集的信号通过A/D转换器输入到控制器及电源11中，控制器及电源11根据设定的参数进行快速运算并输出相应的控制信号，控制信号通过D/A转换器输出模拟信号再经由放大电路将电流传递至执行机构——带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2；控制带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2正反向转动，对被控对象弹力绳3进行预紧和放松；然后再通过拉力传感器8采集弹力绳3的弹力大小并转换为数字信号反馈到控制器及电源11中，通过控制器及电源11快，准、稳的迅速控制，实现系统快速控制。
所述的控制器及电源11为附图3中的PID控制器。
所述的实行机构为带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2。
所述的被控对象为弹力绳3。
本发明使用方法：将各个部件安放平稳，打开支撑脚15；搅动手动绞盘12，缓缓将弹射滑轮架5拉到弹射释放机构7上，确保连接完毕，将与弹射滑轮架5末端连接的钢丝绳10断开；将未知重量无人机9安放于弹射滑轮架5上；开启控制器及电源11控制开关；接着通过压力传感器6检测到无人机的重量m；输入未知重量无人机9弹射初速度v，无人机弹射架倾角为定值常量α，由能量守恒原理建立能量守恒方程得到弹力绳预紧变形量x与无人机自重m的数学模型；由于弹力绳的预紧力F与弹力绳变形量x之间可构成数学关系最总得到数学模型从而复杂的控制机构可简化为无人机自重m与弹力绳预紧力F之间的参数关系初速度v为设定值；该控制机构的输入信号为无人机重量m、执行机构为带自锁的电动绞盘、被控对象为弹力绳的预紧力大小F.控制过程为压力变送器6采集未知重量无人机9质量m，将采集的信号通过A/D转换器输入到控制器及电源11中，控制器根据控制关系进行快速运算并输出相应的控制信号，控制信号通过D/A转换器输出模拟信号再经由放大电路将电流传递至执行机构——带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2；控制带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘2正反向转动，对被控对象弹力绳3进行预紧和放松；然后再通过拉力传感器8采集弹力绳3的弹力大小并转换为数字信号反馈到控制器及电源11中，通过控制器及电源11快，准、稳的迅速控制，实现系统快速控制。
以上显示和描述了本发明基本原理、主要特征和本发明优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，包括弹射导轨底座(13)、与弹射导轨底座(13)配合的支撑脚(15)，其特征在于：所述的弹射导轨底座(13)和支撑脚(15)上设置有用于使得未知重量无人机(9)滑动的滑动机构，所述的弹射导轨底座(13)和滑动机构上设置有用于与滑动机构配合使得未知重量无人机(9)发射的发射机构。
2.根据权利要求1所述的一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，其特征在于：所述的滑动机构包括设置在弹射导轨底座(13)和支撑脚(15)上的弹射导轨(4)、设置在弹射导轨(4)上且与弹射导轨(4)滑动配合的弹射滑轮架(5)、设置在弹射滑轮架(5)上的导向机构。
3.根据权利要求2所述的一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，其特征在于：所述的弹射滑轮架(5)上设置有用于感知未知重量无人机(9)重量的压力传感器(6)。
4.根据权利要求2所述的一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，其特征在于：所述的弹射导轨(4)的端部上设置有缓冲挡块(1)，所述的未知重量无人机(9)设置在弹射滑轮架(5)上。
5.根据权利要求2所述的一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，其特征在于：所述的导向机构包括与弹射滑轮架(5)连接的弹力绳(3)、设置在弹射导轨(4)上用于卷绕弹力绳(3)的带自锁的高扭力弹力绳电动绞盘(2)。
6.根据权利要求2所述的一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，其特征在于：所述的发射机构包括设置在弹射导轨(4)上的弹射释放机构(7)、设置在弹射导轨底座(13)上的控制器及电源(11)、设置在弹射导轨底座(13)上的手动绞盘(12)、设置在地面上且与弹射释放机构(7)配合的钢丝绳一(16)。
7.根据权利要求6所述的一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，其特征在于：所述的弹射滑轮架(5)与手动绞盘(12)之间设置有钢丝绳二(10)。
8.根据权利要求6所述的一种发射重量可自动调节的无人机发射装置，其特征在于：所述的弹射导轨(4)上设置有U型滑槽，所述的弹射释放机构(7)通过U型滑槽安装在弹射导轨(4)上。
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