CN109747838A - 一种机腹网兜式空基无人机回收装置及回收方法 - Google Patents

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高怡宁
胡志勇
李毅
付强
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Abstract

本发明公开了一种机腹网兜式空基无人机回收装置及回收方法，包括回收网兜、网架、伸缩式机械臂、支撑杆、回转支承装置、母机机腹壁板，回收网兜开口的边缘与网架连接，回收网兜及网架安装在所述伸缩式机械臂下端，伸缩式机械臂的上端与回转支撑装置相连并能绕其转动，回转支承装置安装在母机机腹壁板下表面，支撑杆下端与所述伸缩式机械臂相连，上端固定在所述母机机腹壁板下表面，支撑杆带动所述伸缩式机械臂转动，实现所述回收网兜和网架的释放和收回，可降低回收过程中无人机与母机间的相互定位精度要求，对无人机回收控制精度要求低，易于实现；可避免网架与无人机的碰撞，造成无人机损伤；对回收无人机的机型没有特殊要求，应用范围广泛。

Description

一种机腹网兜式空基无人机回收装置及回收方法
技术领域
本发明涉及飞行器空基回收技术领域，尤其涉及一种机腹网兜式空基无人机回收装置及回收方法。
背景技术
无人机空中精确回收是实现无人机集群规模回收和再次执行任务的关键环节，是直接影响到整个系统持续作战能力和整体效费比的关键因素。该项关键技术的难点在于，如何综合考虑运输平台和无人机的飞行速度区间、以及两者近距流场干扰情况，选择一种最为合适的回收方式，以及回收装置如何设计以确保实现无人机高效率和高安全、高可靠回收。该项关键技术主要涉及到无人机回收方式、回收时气动干扰分析、回收装置结构设计以及无人机回收控制方案设计等方面。
现有技术中，涉及无人机空基撞网回收方法较少，如专利CN106516144A、CN107792381A。这些方式均在母机尾部设置回收装置，但是机尾部的气流较为紊乱，并且没有设置防撞措施，可能造成无人机机体结构以及回收装置的损坏；其次，母机与被回收无人机运动方向相反，相对速度较大，对无人机及回收装置的冲击较大；最后，对所回收的无人机种类限制较大，应用范围有限。
发明内容
本发明的目的：提出一种机腹网兜式空基无人机回收装置及回收方法，用以解决现有技术中无人机回收装置受到的冲击较大、易损坏且应用范围有限的问题。
本发明的技术方案：
一种机腹网兜式空基无人机回收装置，包括回收网兜、网架、伸缩式机械臂、支撑杆、回转支承装置、母机机腹壁板，所述的回收网兜开口的边缘与网架连接，所述回收网兜及网架安装在所述伸缩式机械臂下端，所述伸缩式机械臂的上端与回转支撑装置相连并能绕其转动，所述回转支承装置安装在母机机腹壁板下表面，所述支撑杆下端与所述伸缩式机械臂相连，上端固定在所述母机机腹壁板下表面，所述支撑杆带动所述伸缩式机械臂转动，实现所述回收网兜和网架的释放和收回。
在所述网架上设置有机器视觉系统，所述的机器视觉系统与后台监测机通讯连接。
所述伸缩式机械臂最大伸缩长度为10m。
所述回收网兜是由弹性材料编织而成的拦阻网。
所述支撑杆为液压支撑杆，其上部固定安装在所述母机机腹壁板下表面，下部与所述伸缩式机械臂固定相连。
一种机腹网兜式空基无人机回收装置，所述的回收方法为：在进行无人机回收任务时，母机机腹下舱门打开，释放回收网兜到竖直位置并伸长伸缩式机械臂直至回收网兜位于气流稳定位置；母机从后面接近无人机，飞行员控制待回收无人机与母机的相对速度和位置，使其相对速度差小于3m/s，当无人机位于回收网兜区域范围内，通过支撑杆带动伸缩式机械臂转动，使回收网兜由下至上兜住无人机，完成捕捉，伸缩式机械臂转动将回收网兜回收至母机舱内，由母机上的工作人员将所述的回收网兜上的无人机摘下，放置在母机内存储，实现无人机的空基回收。
本发明的有益效果：
提出一种机腹网兜式空基无人机回收装置及回收方法，可降低回收过程中无人机与母机间的相互定位精度要求，对无人机回收控制精度要求低，易于实现；收放位置使回收网及无人机远离紊流区域，母机对无人机的气动干扰较小，气流稳定，并且无需专用对接装置控制对接过程，只需控制号无人机与母机的相对速度和位置；结构简单，并且安装在机腹壁板下方，不占用机舱存储空间，易于存放；可避免网架与无人机的碰撞，造成无人机损伤；对回收无人机的机型没有特殊要求，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为准备进行回收无人机时回收网兜的位置示意图；
图3为回收网兜将无人机收起到机舱内水平位置示意图；
图4为将无人机收起后回收网兜在母机机腹壁板下的放置位置示意图；
图5为防止无人机碰撞网架的回收网兜位置示意图。
具体实施方式
一种机腹网兜式空基无人机回收装置，包括回收网兜1、网架2、伸缩式机械臂3、支撑杆4、回转支承装置5、母机机腹壁板6，所述的回收网兜1开口的边缘与网架2连接，对其起支撑及稳定姿态作用，所述回收网兜1及网架2安装在所述伸缩式机械臂3下端，所述伸缩式机械臂3的上端与回转支撑装置5相连并能绕其转动，所述回转支承装置5安装在母机机腹壁板6下表面，所述支撑杆4下端与所述伸缩式机械臂3相连，上端固定在所述母机机腹壁板6下表面，所述支撑杆4带动所述伸缩式机械臂3转动，实现所述回收网兜1和网架2的释放和收回。
在所述网架1上设置有机器视觉系统，所述的机器视觉系统与后台监测机通讯连接，若机器视觉系统监测到无人机有撞到网架的风险，机器视觉系统将信号发送至支撑杆4的控制系统，所述支撑杆4带动所述机械臂3向后旋转，避免无人机碰撞网架造成无人机及回收装置损伤及破坏；所述回收网兜1网体及网架2形状为正方形、长方形、圆形、椭圆形等任意结构。
所述伸缩式机械臂3最大伸缩长度为10m，在进行回收时可伸长至10m，回收结束后收缩至最小长度并水平放置在所述机腹壁板6下表面；
所述回收网兜1是由弹性材料编织而成的拦阻网，使得无人机撞入网中后，无人机与母机的相对速度很快降为零，其尺寸取决于回收无人机的数量及尺寸。
所述支撑杆4为液压支撑杆，其上部固定安装在所述母机机腹壁板6下表面，下部与所述伸缩式机械臂3固定相连。
一种机腹网兜式空基无人机回收装置，所述的回收方法为：在进行无人机回收任务时，母机机腹下舱门打开，释放回收网兜1到竖直位置，并伸长伸缩式机械臂3直至回收网兜1位于气流稳定位置如图2所示；母机从后面接近无人机，飞行员控制待回收无人机与母机的相对速度和位置，使其相对速度差小于3m/s，当无人机位于回收网兜1区域范围内，通过支撑杆4带动伸缩式机械臂3转动，使回收网兜1由下至上兜住无人机，完成捕捉，伸缩式机械臂3转动将回收网兜1回收至母机舱内，如图3所示，由母机上的工作人员将所述的回收网兜1上的无人机摘下，放置在母机内存储，实现无人机的空基回收，如图4所示，如无人机有碰撞到网架2的风险，伸缩式机械臂3带动回收网兜1向后旋转，如图5所示，在母机起飞、降落和运输过程中本发明收入并存放在母体机体内，不影响母机气动外形。

Claims (6)

1.一种机腹网兜式空基无人机回收装置，其特征在于，包括回收网兜(1)、网架(2)、伸缩式机械臂(3)、支撑杆(4)、回转支承装置(5)、母机机腹壁板(6)，所述的回收网兜(1)开口的边缘与网架(2)连接，所述回收网兜(1)及网架(2)安装在所述伸缩式机械臂(3)下端，所述伸缩式机械臂(3)的上端与回转支撑装置(5)相连并能绕其转动，所述回转支承装置(5)安装在母机机腹壁板(6)下表面，所述支撑杆(4)下端与所述伸缩式机械臂(3)相连，上端固定在所述母机机腹壁板(6)下表面，所述支撑杆(4)带动所述伸缩式机械臂(3)转动，实现所述回收网兜(1)和网架(2)的释放和收回。
2.根据权利要求1所述一种机腹网兜式空基无人机回收装置，其特征在于，在所述网架(2)上设置有机器视觉系统，所述的机器视觉系统与后台监测机通讯连接。
3.根据权利要求1所述一种机腹网兜式空基无人机回收装置，其特征在于，所述伸缩式机械臂(3)最大伸缩长度为10m。
4.根据权利要求1所述一种机腹网兜式空基无人机回收装置，其特征在于，所述回收网兜(1)是由弹性材料编织而成的拦阻网。
5.根据权利要求1所述一种机腹网兜式空基无人机回收装置，其特征在于，所述支撑杆(4)为液压支撑杆，其上部固定安装在所述母机机腹壁板(6)下表面，下部与所述伸缩式机械臂(3)固定相连。
6.一种机腹网兜式空基无人机回收装置，其特征在于，所述的回收方法为：在进行无人机回收任务时，母机机腹下舱门打开，释放回收网兜(1)到竖直位置并伸长伸缩式机械臂(3)直至回收网兜(1)位于气流稳定位置；母机从后面接近无人机，飞行员控制待回收无人机与母机的相对速度和位置，使其相对速度差小于3m/s，当无人机位于回收网兜(1)区域范围内，通过支撑杆(4)带动伸缩式机械臂(3)转动，使回收网兜(1)由下至上兜住无人机，完成捕捉，伸缩式机械臂(3)转动将回收网兜(1)回收至母机舱内，由母机上的工作人员将所述的回收网兜(1)上的无人机摘下，放置在母机内存储，实现无人机的空基回收。
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