CN109204860A - 一种舰载无人机弹射/回收一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明一种舰载无人机弹射/回收一体化装置，包括底座、增稳装置，基座、弹射装置和回收装置；所述基座通过轴承安装于所述底座上，使其能够沿周向旋转，所述基座底部安装有缓冲装置，用于降低冲击力；将无人机的弹射装置和回收装置集成为一体，减小了占地空间，提高了装置的迁移性，扩大了无人机起降辅助装置的应用范围；采用能够旋转的基座结构，将无人机弹射起飞时的滑轨作为摇臂，通过滑轨与基座的整体旋转运动将飞机撞网时的冲击载荷转化为扭矩并传递至基座中的缓冲装置，降低了撞网回收系统对无人机结构强度的要求；同时减轻无人机自重。通过自稳装置和末端引导装置，提高了无人机的回收精度，降低了使用环境对其的影响和操纵人员压力。
Description
技术领域
本发明属于无人机系统技术领域，具体涉及一种舰载无人机弹射/回收一体化装置。
背景技术
固定翼无人机的起降需要依赖跑道，无法在军舰、岛礁等地方使用。目前，用于辅助无人机起降的舰载弹射和撞网回收装置多为独立装置，集成度低、占用空间较大且机动性差，对固定翼无人机的广泛应用仍有所限制。为了解决上述问题，现有专利技术如申请号201410258717.6的中国发明专利公开了“折叠式无人机弹射回收装置”，其通过将无人机的气压弹射器与撞网回收装置集成于一个装置上，提高了弹射/回收装置的集成度，便于在军舰上使用，提高了固定翼无人机部署的灵活性和起降辅助装置的机动性。该专利虽然将无人机的弹射起飞和撞网回收装置集成在一套装置上，但没有对回收装置进行缓冲设计，在撞网回收时无人机的机身结构所受冲击载荷较大，需要对无人机的机身进行结构加强，限制了该装置的应用范围；其没有考虑增稳设计，在军舰晃动幅度较大的状态下无人机难以准确撞入回收网；其回收装置只有伸缩杆，在回收时需要人工将回收网挂在伸缩杆上，自动化和智能化程度较低。
发明内容
要解决的技术问题
为了克服现有技术的不足，本发明提出一种舰载无人机弹射/回收一体化装置，将无人机的弹射起飞装置与可折叠式撞网回收装置集成于同一套装置上。无人机回收网安装于弹射滑轨顶端，在无人机撞网回收时滑轨作为摇臂与底座整体进行旋转，将无人机撞网的冲击载荷转化为扭矩传递至安装在基座与底座之间的缓冲装置，减小撞网过程中对无人机结构的冲击载荷，使现有的无人机不需要结构加强既可使用此装置。并且针对移动平台本发明引入基座自稳设计，在晃动平台上使用时，利用基座自稳消除回收网处的晃动，使回收精准有效。并在回收末端采用视觉导航技术，通过自动控制修正飞机航线，使飞机自主精确地飞入回收网。
技术方案
本发明提出技术方案：一种舰载无人机弹射/回收一体化装置，其特征在于：包括底座、基座、弹射装置和回收装置；所述基座通过轴承安装于所述底座上，使其能够沿周向旋转，所述基座底部安装有缓冲装置，用于降低冲击力；
所述弹射装置包括滑轨、滑车、缓冲机构和驱动系统；所述滑轨铰接于基座上，并倾斜向上伸出；所述滑车与所述滑轨配合安装；所述驱动系统安装在所述基座上，包括电机及锁紧与释放装置，所述电机用于给所述滑车提供加速动力，所述锁紧与释放装置用于所述滑车在所述滑轨底端的固定与释放；所述缓冲机构安装于所述滑轨顶端，用于对所述滑车减速；
所述回收装置包括回收网、折叠支架和电推杆；所述支架一端固定于所述滑轨一侧，另一端为折叠结构，所述回收网固定安装于所述支架的折叠端，能够实现所述回收网的折叠收回和展开；所述电推杆一端铰接安装于所述基座上和所述滑轨倾斜面的下方，另一端安装于所述滑轨上与所述支架配合，用于调整所述支架的纵向位置姿态。
本发明的进一步技术方案是：所述回收装置还包括末端引导装置，所述末端引导装置包括摄像机、回收网处GPS模块、地面数据链发射接收端、高亮单色光LED信号灯、机载传感器和数据链；一对所述摄像机安装于所述支架折叠端的对角端头上，所述高亮单色光LED信号灯、机载传感器和数据链安装与无人机上，通过所述末端引导装置修正无人机降落回收航线，引导无人机精确落入所述回收网。
本发明的进一步技术方案是：所述舰载无人机弹射/回收一体化装置还包括增稳装置，所述增稳装置包括安装在所述回收网上的传感器，和安装于所述底座上的控制板；所述增稳装置配合所述电推杆和调整水平姿态的底座转向电机消除所述回收网的晃动。
有益效果
本发明一种舰载无人机弹射/回收一体化装置，将无人机的弹射起飞装置和撞网回收装置集成为一套装置，精简了无人机起降辅助装置的结构，减小了占地空间，提高了装置的迁移性，扩大了无人机起降辅助装置的应用范围；采用能够旋转的基座结构，将无人机弹射起飞时的滑轨作为摇臂，通过滑轨与基座的整体旋转运动将飞机撞网时的冲击载荷转化为扭矩并传递至基座中的缓冲装置，降低了撞网回收系统对无人机结构强度的要求，使固定翼无人机不需要额外的结构加强措施便可使用此装置进行起降作业；同时减轻无人机自重。通过自稳装置和末端引导装置，提高了无人机的回收精度，降低了使用环境对其的影响和操纵人员压力。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明无人机弹射/回收一体化装置结构示意图；
图2为图1撞网回收无人机状态结构示意图。
图3为图1回收网展开过程示意图。
图中：1-底座，2-基座，3-滑轨，4-滑车，5-缓冲机构，6-电推杆，7-驱动系统，8-支架，9-回收网，10-底座转向电机，11-摄像机。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1和图2，本实施例一种舰载无人机弹射/回收一体化装置，由底座1，基座2，滑轨3，滑车4，缓冲机构5，电推杆6，驱动系统7，支架8，回收网9，底座转向电机10和摄像机11组成。基座2通过轴承安装于底座1上使其能够旋转；在基座2与底座1的之间安装扭矩缓冲装置以减小无人机撞网的冲击载荷；滑轨3铰接安装于基座2上并倾斜向上伸出；滑车4安装于滑轨3上并可沿滑轨3上下滑动；缓冲机构5安装于滑轨3的末端；驱动系统7安装于基座2上；回收网9通过支架8铰接安装于滑轨3左侧并可绕滑轨3末端进行转动和收放。
当不执行发射或回收任务时，无人机弹射/回收一体化装置通过支架8将回收网9折叠并绕铰接转轴旋转回收于滑轨3左侧，此时整套装置的占用空间小，有利于此装置的运输和移动。
当执行无人机弹射起飞任务时，将无人机放置在滑车4上，驱动系统7的锁紧与释放装置通过插销装置将滑车固定,通过驱动系统7的电机组带动绞盘储能,然后通过锁紧与释放装置将插销解除,储有能量的绞盘驱动滑车4沿滑轨3斜向上加速弹出，通过滑轨3末端的缓冲机构5将滑车4减速停下，此时无人机受惯性弹出完成起飞。
当载体平台为舰船时，无人机回收架会随舰船受海浪影响而摇摆和晃动，这会严重影响无人机回收时的安全性。本实施例一种舰载无人机弹射/回收一体化装置通过电推杆6调整回收网9的纵向位置,电推杆6接收到控制信号后控制其内的电动机带动丝杠旋转,将电动机的旋转运动变为电推杆6的丝杠推杆的直线往复运动,从而控制滑轨3以其和基座2的铰接处为轴转动调整回收网的纵向位置，配合用于调整回收网水平位置的底座转向电机10控制基座2绕其与底座1之间的转轴旋转调整回收网9的水平位置，以减小回收网处的晃动幅度，提高无人机撞网回收的精度和安全性。
当执行无人机撞网回收任务时，将支架8从滑轨3左侧旋转伸出，通过支架8的左右撑杆将回收网9展开，通过安装于回收网9对角线处的两台摄像机11形成双目视觉观测飞机高亮单色LED灯在视场中的位置，通过几何关系解算出回收网9与飞机之间的相对位置，通过数据链通信将视觉得到的位置信息和机载传感器得到的位置信息进行数据融合，修正飞机降落回收航线，引导飞机精确入网，无人机撞入回收网9后滑轨3和底座2整体进行旋转，将无人机撞网的冲击载荷转化为扭矩传递至安装在基座2与底座1之间的缓冲装置，较大的转动运动空间辅以缓冲装置能够大幅降低无人机撞网过程的过载，降低对无人机结构强度的要求，扩大此装置的应用范围。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (3)
1.一种舰载无人机弹射/回收一体化装置，其特征在于：包括底座、基座、弹射装置和回收装置；所述基座通过轴承安装于所述底座上，使其能够沿周向旋转，所述基座底部安装有缓冲装置，用于降低冲击力；
所述弹射装置包括滑轨、滑车、缓冲机构和驱动系统；所述滑轨铰接于基座上，并倾斜向上伸出；所述滑车与所述滑轨配合安装；所述驱动系统安装在所述基座上，包括电机及锁紧与释放装置，所述电机用于给所述滑车提供加速动力，所述锁紧与释放装置用于所述滑车在所述滑轨底端的固定与释放；所述缓冲机构安装于所述滑轨顶端，用于对所述滑车减速；
所述回收装置包括回收网、折叠支架和电推杆；所述支架一端固定于所述滑轨一侧，另一端为折叠结构，所述回收网固定安装于所述支架的折叠端，能够实现所述回收网的折叠收回和展开；所述电推杆一端铰接安装于所述基座上和所述滑轨倾斜面的下方，另一端安装于所述滑轨上与所述支架配合，用于调整所述支架的纵向位置姿态。
2.根据权利要求1所述舰载无人机弹射/回收一体化装置，其特征在于：所述回收装置还包括末端引导装置，所述末端引导装置包括摄像机、回收网处GPS模块、地面数据链发射接收端、高亮单色光LED信号灯、机载传感器和数据链；一对所述摄像机安装于所述支架折叠端的对角端头上，所述高亮单色光LED信号灯、机载传感器和数据链安装与无人机上，通过所述末端引导装置修正无人机降落回收航线，引导无人机精确落入所述回收网。
3.根据权利要求1所述舰载无人机弹射/回收一体化装置，其特征在于：所述舰载无人机弹射/回收一体化装置还包括增稳装置，所述增稳装置包括安装在所述回收网上的传感器，和安装于所述底座上的控制板；所述增稳装置配合所述电推杆和调整水平姿态的底座转向电机消除所述回收网的晃动。
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