CN109747842B - 一种无人机空中回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人机空中回收装置，包括第一连杆机构、第二连杆机构，第一连杆机构包括固定边、滑轨以及两组摆动杆，固定边固定在母机(1)尾部，两组摆动杆一端与固定边连接，另一端与滑轨连接，第二连杆机构(2)包括滑块、子机对接装置以及两组阻尼杆，所述的滑块设置在滑轨上并可沿滑轨滑动，两组阻尼杆一端与滑块连接，另一端与子机对接装置连接，本发明通过对货运型运输机适应性改装，本发明依托滑轨，利用挂钩机械装置，实现被回收无人机的减速和再定位，与后续存储结合，可以凭借母机平台大航速的优点实现比现有回收方式更快速的固定翼无人机回收工作，且由于母机平台的活动半径较大，不会对无人机使用产生活动半径方面的负面限制。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器空基回收技术领域，尤其涉及一种无人机空中回收装置。
背景技术
目前固定翼无人机的按具体回收方式有：伞降、绳钩、撞网等。按回收动作实施平台有：陆基、海基和空基。其中陆基和海基回收方式涵盖伞降、绳钩、撞网等。空基则主要通直升机平台凭借伞降方式回收。现有各种平台、各种回收方式均无法实现快速回收，并对于无人机的活动半径都有较大的不利影响。
发明内容
本发明的目的：提出一种无人机空中回收装置，可以快速实现无人机的回收。
本发明的技术方案：
一种无人机空中回收装置，包括第一连杆机构(2)、第二连杆机构(3)，所述的第一连杆机构(2)包括固定边(5)、滑轨(6)以及两组摆动杆(7)，固定边(5)固定在母机(1)尾部，两组摆动杆(7)一端与固定边(5)连接，另一端与滑轨(6)连接，所述的第二连杆机构(2)包括滑块(8)、子机对接装置(9)以及两组阻尼杆(10)，所述的滑块(8)设置在滑轨上(6)并可沿滑轨(6)滑动，所述的两组阻尼杆(10)一端与滑块(8)连接，另一端与子机对接装置(9)连接。
所述的滑轨两端均设置有阻尼装置(11)。
所述的两组摆动杆(7)与固定边(5)及滑轨(6)均通过转动副连接，所述的两组阻尼杆(10)与滑块(8)及子机对接装置(9)也均通过转动副连接。
所述的摆动杆(7)与固定边(5)连接处分别设置有两组驱动电机(12)、两个角度测量传感器(13)以及两个止动装置(14)，所述的两组驱动电机(12)分别与两组摆动杆(7)连接。
所述的滑块(8)与两组阻尼杆(10)连接处分别设置有两个驱动电机(12)、两个角度测量传感器(13)以及两个止动装置(14)，所述的两个驱动电机(12)分别与两组阻尼杆(10)连接。
所述的滑轨包括主体结构(15)和滑槽(16)，所述的滑槽(16)固定在主体结构(15)内部，所述的滑槽(16)上设置有滑块驱动模块(17)、位置传感器(18)、减速模块(19)和止动装置(14)，所述的主体结构由碳纤维复合材料制成。
所述的两组阻尼杆(10)上也设置有阻尼装置(11)，所述的滑块(8)内设置有GPS模块(20)。
子机对接装置(9)底部设置有两组对称的光学摄像机(21)。
子机对接装置(9)底部设置有两组对称的机械限位装置(22)。
本发明的有益效果：提出一种无人机空中回收装置，通过对货运型运输机适应性改装，本发明依托滑轨，利用挂钩机械装置，实现被回收无人机的减速和再定位，与后续存储结合，可以凭借母机平台大航速的优点实现比现有回收方式更快速的固定翼无人机回收工作。且由于母机平台的活动半径较大，不会对无人机使用产生活动半径方面的负面限制。
附图说明
图1为本发明的装置示意图；
图2为第一连杆机构示意图；
图3为第二连杆机构示意图；
图4为子机示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的阐述，一种无人机空中回收装置，包括第一连杆机构2、第二连杆机构3，所述的第一连杆机构2包括固定边5、滑轨6以及两组摆动杆7，固定边5固定在母机1尾部，两组摆动杆7一端与固定边5连接，另一端与滑轨6连接，所述的第二连杆机构2包括滑块8、子机对接装置9以及两组阻尼杆10，所述的滑块8设置在滑轨上6并可沿滑轨6滑动，所述的两组阻尼杆10一端与滑块8连接，另一端与子机对接装置9连接。
所述的滑轨两端均设置有阻尼装置11，优选为弹簧或液体，提供阻尼力。。
所述的两组摆动杆7与固定边5及滑轨6均通过转动副连接，所述的转动副优选为调心轴承，所述的两组摆动杆为等长、平行布置，所述的两组阻尼杆10与滑块8及子机对接装置9也均通过转动副连接，所述的转动副优选为调心轴承。
所述的摆动杆7与固定边5连接处分别设置有两组驱动电机12、两个角度测量传感器13以及两个止动装置14，所述的两组驱动电机12分别与两组摆动杆7连接。
所述的滑块8与两组阻尼杆10连接处分别设置有两个驱动电机12、两个角度测量传感器13以及两个止动装置14，所述的两个驱动电机12分别与两组阻尼杆10连接。
所述的滑轨包括主体结构15和滑槽16，所述的滑槽16固定在主体结构15内部，所述的滑槽16上设置有滑块驱动模块17、位置传感器18、减速模块19和止动装置14，所述的主体结构由碳纤维复合材料制成，优选为碳纤维增强树脂基复合材料。
所述的两组阻尼杆10上也设置有阻尼装置11，优选为弹簧或液体，提供阻尼力，所述的滑块8内设置有GPS模块20。
子机对接装置9底部设置有两组对称的光学摄像机21。
子机对接装置9底部设置有两组对称的机械限位装置22，采用机械限位方式固定子机，机械限位方式能耗小、固定可靠。
本发明的工作过程：
步骤1，母机1在指定区域飞行，通过GPS模块20将其位置、速度、航向等信息传递至待回收子机4；
步骤2，待回收子机4接收到母机1信息后，自动规划自身的航线，向母机1靠近；
步骤3，子机4到达母机1后回收区域，向母机1发送到位信息和速度、航向信息，子机速度应大于母机速度；
步骤4，母机1通过设置在摆动杆7与固定边5连接处的两组驱动电机12分别驱动第一连杆机构2及第二连杆机构3至指定角度，根据两个角度测量传感器13反馈信息调整第一连杆机构2及第二连杆机构3，最终通过止动装置14使得两组摆动杆7保持在指定角度；
步骤5，根据子机4速度和母机1速度差值，通过滑槽16的滑块驱动模块17驱动丝杠旋转，使得带有螺纹的滑块沿丝杠移动，满足回收速度要求；
步骤6，根据设置于子机对接装置9底部两端的光学摄像机21分别读取子机上光学标记23后获得的子机对接装置9和子机4垂向之间距离，驱动滑块8与两组阻尼杆10连接处的两个驱动电机12，使得第二连杆机构3的两组阻尼杆10发生摆动，直到垂向距离满足对接要求，并通滑块8与两组阻尼杆10连接处的两个止动装置14使得阻尼杆10保持位置，并向子4机发出到位信息；
步骤7，子机4根据母机1到位信息，通过子机上的驱动电机12驱动锁钩24、锁钩24和连杆24组成的锁钩机构弹出，并由子机4上的止动装置14保持位置，并向母机1发出子机锁钩到位信息；
步骤8，母机1根据子机锁钩到位信息，驱动两组机械限位装置(22)，有效固定子机4，子机对接装置9内还设置有传感器，传感器向控制系统反馈子机有效固定信息；
步骤10，根据子机4有效固定信息，控制系统向子机4发出指令，子机4熄灭发动机，与此同时，摆动杆7与固定边5连接处的两个止动装置14释放摆动杆7，并由摆动杆7与固定边5连接处的两组驱动电机12驱动第一连杆机构2及第二连杆机构3向母机4机头方向摆动，并根据摆动杆7与固定边5连接处的两个角度测量传感器13反馈信息调整，最终通过所述的摆动杆7与固定边5连接处的两个止动装置14，使得摆动杆7保持在指定角度，完成本发明所述空中回收装置对子机回收工作。
Claims (5)
1.一种无人机空中回收装置，其特征在于：包括第一连杆机构（2）、第二连杆机构（3），所述的第一连杆机构（2）包括固定边（5）、滑轨（6）以及两组摆动杆（7），固定边（5）固定在母机（1）尾部，两组摆动杆（7）一端与固定边（5）连接，另一端与滑轨（6）连接，所述的第二连杆机构（3）包括滑块（8）、子机对接装置（9）以及两组阻尼杆（10），所述的滑块（8）设置在滑轨（6）上并可沿滑轨（6）滑动，所述的两组阻尼杆（10）一端与滑块（8）连接，另一端与子机对接装置（9）连接；
所述的摆动杆（7）与固定边（5）连接处分别设置有两组驱动电机（12）、两个角度测量传感器（13）以及两个止动装置（14），所述的两组驱动电机（12）分别与两组摆动杆（7）连接；
所述的滑块（8）与两组阻尼杆（10）连接处分别设置有两个驱动电机（12）、两个角度测量传感器（13）以及两个止动装置（14），所述的两个驱动电机（12）分别与两组阻尼杆（10）连接；
所述的滑轨包括主体结构（15）和滑槽（16），所述的滑槽（16）固定在主体结构（15）内部，所述的滑槽（16）上设置有滑块驱动模块（17）、位置传感器（18）、减速模块（19）和止动装置（14）；
所述的两组阻尼杆（10）上也设置有阻尼装置（11），所述的滑块（8）内设置有GPS模块（20）；
子机对接装置（9）底部设置有两组对称的机械限位装置（22）；
无人机空中回收装置工作过程：
步骤1，母机（1）在指定区域飞行，通过GPS模块（20）将其位置、速度、航向信息传递至待回收子机（4）；
步骤2，待回收子机（4）接收到母机（1）信息后，自动规划自身的航线，向母机（1）靠近；
步骤3，子机（4）到达母机（1）后回收区域，向母机（1）发送到位信息和速度、航向信息，子机速度应大于母机速度；
步骤4，母机（1）通过设置在摆动杆（7）与固定边（5）连接处的两组驱动电机（12）分别驱动第一连杆机构（2）及第二连杆机构（3）至指定角度，根据两个角度测量传感器（13）反馈信息调整第一连杆机构（2）及第二连杆机构（3），最终通过止动装置（14）使得两组摆动杆（7）保持在指定角度；
步骤5，根据子机（4）速度和母机（1）速度差值，通过滑槽（16）的滑块驱动模块（17）驱动丝杠旋转，使得带有螺纹的滑块沿丝杠移动，满足回收速度要求；
步骤6，根据设置于子机对接装置（9）底部两端的光学摄像机（21）分别读取子机上光学标记（23）后获得子机对接装置（9）和子机（4）垂向之间距离，驱动滑块（8）与两组阻尼杆（10）连接处的两个驱动电机（12），使得第二连杆机构（3）的两组阻尼杆（10）发生摆动，直到垂向距离满足对接要求，并通过滑块（8）与两组阻尼杆（10）连接处的两个止动装置（14）使得阻尼杆（10）保持位置，并向子机（4）发出到位信息；
步骤7，子机（4）根据母机（1）到位信息，通过子机（4）上的驱动电机（12）驱动锁钩（24），锁钩（24）和连杆（25）组成的锁钩机构弹出，并由子机（4）上的止动装置（14）保持位置，并向母机（1）发出子机锁钩到位信息；
步骤8，母机（1）根据子机锁钩到位信息，驱动两组机械限位装置（22），有效固定子机（4），子机对接装置（9）内还设置有传感器，传感器向控制系统反馈子机有效固定信息；
步骤9，根据子机（4）有效固定信息，控制系统向子机（4）发出指令，子机（4）熄灭发动机，与此同时，摆动杆（7）与固定边（5）连接处的两个止动装置（14）释放摆动杆（7），并由摆动杆（7）与固定边（5）连接处的两组驱动电机（12）驱动第一连杆机构（2）及第二连杆机构（3）向母机（1）机头方向摆动，并根据摆动杆（7）与固定边（5）连接处的两个角度测量传感器（13）反馈信息调整，最终通过所述的摆动杆（7）与固定边（5）连接处的两个止动装置（14），使得摆动杆（7）保持在指定角度，完成空中回收装置对子机（4）回收工作。
2.根据权利要求1所述的一种无人机空中回收装置，其特征在于：所述的滑轨两端均设置有阻尼装置（11）。
3.根据权利要求1所述的一种无人机空中回收装置，其特征在于：所述的两组摆动杆（7）与固定边（5）及滑轨（6）均通过转动副连接，所述的两组阻尼杆（10）与滑块（8）及子机对接装置（9）也均通过转动副连接。
4.根据权利要求1所述的一种无人机空中回收装置，其特征在于：所述的主体结构由碳纤维复合材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种无人机空中回收装置，其特征在于：子机对接装置（9）底部的两组光学摄像机（21）是对称设置。
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