CN109850151A - 一种无人机抓捕网装置和无人机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无人机抓捕网装置，包括：机架；发射管，所述发射管设置于所述机架上，且所述发射管内装有空包弹；捕网器，所述捕网器与所述发射管连接，所述捕网器内装有与所述空包弹连结的抓捕网，用于在所述空包弹的火药燃气做功下发射所述抓捕网；反后坐机构，所述反后坐机构设置于所述机架上，且所述发射管的尾端与所述反后坐机构连接，所述反后坐机构用于吸收所述发射管发射所述空包弹时的后坐力。本申请中通过设置了反后坐机构，反后坐机构与用于发射空包弹的发射管相连接，在发射管发射空包弹时能够有效吸收发射管的后坐力，大大减小了后坐力对无人机的冲击，有利于提高无人机的飞行稳定性以及保护无人机内部的零部件。

Description

一种无人机抓捕网装置和无人机

技术领域

本申请涉及无人机技术领域，尤其涉及一种无人机抓捕网装置和无人机。

背景技术

在无人机出现以前，抓捕网防暴器是一种警用手持枪射型抓捕器，其主要结构包含装填无弹头空包弹(只有弹壳、少量发射药以及底火的子弹)的制式手枪和与其连接的捕网器头。当公安靠近犯罪分子十米左右时，扣动手枪扳机。手枪击针撞击空包弹尾部的底火，底火发火引燃空包弹里的发射药，从而产生大量高压燃气。燃气进入到捕网器内部，推动4个牵引头在呈一定斜角的管道里加速运动。牵引头牵出捕捉网。捕捉网受几个牵引头向外扩张的拉力而张开，当网碰到犯罪分子时会收网罩住，并缠住犯罪分子。

警用无人机出现以后，远距离无人动态抓捕成为现实。多旋翼警用无人机具有飞行速度快、能够悬停、携带GPS和高清摄像头或红外摄像头的特点，使其特别适合实施远程侦查和抓捕。所以，近几年出现了警用无人机载抓捕网防暴器，其具有抓捕范围大、自动化程度高、安全性好的优点。

目前的警用无人机载抓捕网防暴器结构主要包含网枪本体、云台相机和控制器。网枪本体用于发射抓捕网，云台相机负责侦察和瞄准，控制器则控制网枪本体的射角和发射。

然而，现有的网枪本体在发射时均会产生较大的后坐力，该后坐力会直接作用于无人机上，对于质量很轻、有很多精密仪器且稳定性要求很高的无人机来说，网枪本体发射时产生的后坐力容易造成无人机上云台相机、传感器等精密仪器的损坏，甚至导致无人机受冲击而翻倒炸机。

发明内容

本申请提供了一种无人机抓捕网装置和无人机，解决了现有的网枪本体在发射时均会产生较大的后坐力，容易造成无人机上云台相机、传感器等精密仪器的损坏的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种无人机抓捕网装置，包括：

机架；

发射管，所述发射管设置于所述机架上，且所述发射管内装有空包弹；

捕网器，所述捕网器与所述发射管连接，所述捕网器内装有与所述空包弹连结的抓捕网，用于在所述空包弹的火药燃气做功下发射所述抓捕网；

反后坐机构，所述反后坐机构设置于所述机架上，且所述发射管的尾端与所述反后坐机构连接，所述反后坐机构用于吸收所述发射管发射所述空包弹时的后坐力。

可选地，所述反后坐机构包括液压减震器和/或弹簧减震器。

可选地，还包括：套筒，所述套筒固定设置于所述机架上，所述发射管的后端设置于所述套筒内，且所述发射管可沿所述套筒的轴线方向运动；

所述套筒的后端连接并固定所述反后坐机构。

可选地，所述机架包括固定板、第一吊架和第二吊架；

所述第一吊架的一端固定设置于所述固定板上，所述第一吊架的另一端与所述套筒的前端连接，用于固定所述套筒；

所述第二吊架的一端固定设置于所述固定板上，所述第二吊架的另一端与所述套筒的后端连接，用于固定所述套筒。

可选地，所述第一吊架和所述第二吊架均倾斜设置于所述固定板上，且所述第一吊架与所述第二吊架相互平行，以使得所述捕网器、所述发射管、所述套筒和所述反后坐机构均向下倾斜设置。

可选地，所述第一吊架上还连接有固定支架，所述固定支架与安装有摄像头的云台连接，所述摄像头向下倾斜设置且所述摄像头的轴线与所述捕网器的轴线平行。

可选地，所述云台与所述固定支架之间通过减震球耦合连接。

可选地，所述固定板上设置有挂钩和挂锁，用于将所述固定板可拆卸地连接到无人机上；

所述固定板上还设置有缓冲垫，用于减小所述固定板对无人机的冲击作用。

可选地，所述发射管内还安装有电触发装置，所述空包弹上设有电底火，所述电触发装置用于通电点燃所述电底火，以发射所述空包弹。

本申请第二方面提供一种无人机，包括：无人机本体和第一方面所述的无人机抓捕网装置。

从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：

本申请中在无人机抓捕网装置上加入了反后坐机构，反后坐机构与用于发射空包弹的发射管相连接，在发射管发射空包弹时能够有效吸收发射管的后坐力，大大减小了后坐力对无人机的冲击，有利于提高无人机的飞行稳定性以及保护无人机内部的零部件。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本申请作进一步说明，附图中：

图1为本申请实施例提供的一种无人机抓捕网装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种无人机抓捕网装置的结构剖视图；

图3为本申请实施例提供的一种无人机抓捕网装置的挂载结构示意图。

具体实施方式

为了对本申请的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本申请的具体实施方式。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。还需要说明的是，本申请实施例中的左、右、上、下等方位用语，仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。

现有技术中，警用无人机载抓捕网防暴器(以下简称捕网器装置)主要是由警用手持枪射型抓捕器改进而来，通过在无人机上搭载枪射型抓捕网、摄像头以及控制器等来实现远程发射抓捕网。

然而，现有的捕网器装置上的网枪本体仍采用制式手枪式发射结构，笨重且撞击发火机构复杂，并且难以在无人机上实现固定。

其中，制式手枪采用由扳机、击锤、击针等组成的机械撞击发火机构，机械撞击发火机构需要外力扣动扳机，本身结构比较复杂，而提供这种外力又需要在无人机上安装舵机、支架来实现，增加了无人机整体的结构复杂性并且增大了无人机整体的重量，不利于无人机的可靠飞行。此外，由于制式手枪是按照便于人员手持的结构设计的，不容易固定于抓捕网本体，需要通过增加夹板来夹持固定，又会变相增加无人机的重量。

另外，网枪本体在发射空包弹时，会产生较大的后坐力，对于质量很轻、稳定性要求很高、有很多精密仪器的无人机来说，网枪本体的后坐力需要缓冲克服，否则容易造成无人机上云台相机、传感器等精密仪器的损坏，甚至导致无人机受冲击翻倒炸机。在现有技术中，通常采用减震球给无人机减震，然而橡胶材料的减震球只能用于质量相对较轻的云台以减轻无人机飞行时的高频震荡，难以挂载较重的捕网器装置，更不能承受捕网枪发射时强大的后坐力，采用减震球的减震结构容易在射击时造成捕网器装置脱落坠毁的问题。

除此之外，现有技术中的网枪本体主要通过一个耳轴与转动架连接，能够在伺服电机的作用下转动，其轴向没有固定，为防止网枪本体旋转，通常仅仅是依靠舵机或步进电机提供反应滞后的力矩，在发射后坐力很大的情况下，一方面容易使电机损坏，另一方面容易使网枪本体产生强烈跳动，从而影响抓捕准度。

有鉴于此，本申请旨在提供一种无人机抓捕网装置，通过增加反后坐装置，在发射管发射空包弹时能够有效吸收发射管的后坐力，大大减小了后坐力对无人机的冲击，有利于提高无人机的飞行稳定性以及保护无人机内部的零部件。另外，本申请中采用发射管来取代弹夹、击发结构、枪管，用电触发装置取代由扳机、击锤等组成的机械触发机构，减轻了整个装置的重量，并且降低了整体结构的复杂性，保证无人机远程抓捕的可靠性。

本申请还提供了一种无人机，其飞行稳定性高且其内部的零部件能够得到有效的保护。

如图1和图2所示，本申请实施例提供的一种无人机抓捕网装置，包括：机架、发射管2、捕网器3、反后坐机构4和控制器5；其中，机架用于安装固定发射管2、捕网器3、反后坐机构4和控制器5等结构，并且实现与无人机的连接；

其中，控制器5设置于机架上，并且通过电路接口51与无人机的电路连接，能够接收无人机传输的信号指令；所述发射管2设置于所述机架上，在所述发射管2内装有空包弹21和电触发装置，所述空包弹21上设有电底火，电触发装置与电底火相接，且电触发装置通过触发线52连接至控制器5处，控制器5对电触发装置供电后，电触发装置能够点燃所述电底火，电底火进而点燃空包弹21内的发射药，即击发所述空包弹21。其中，控制器5可以包括PC机(personal computer)、单片机等，控制器5通过与无人机通讯来获得发射的指令，通过在控制器5中设置对应的程序，控制器5可以在接收到发射指令之后，实现对发射管2中的空包弹21的远程发射控制，控制器5控制发射管2进行发射的具体过程为现有技术，在此不再赘述。

捕网器3的前端为发射口，捕网器3的后端可以通过螺纹连接的形式与所述发射管2连接，在所述捕网器3内装有抓捕网，捕网器3的发射口处设置有多个牵引头31，牵引头31的头部露出于捕网器3外，且多个牵引头31分别拴在捕捉网的多个角(例如捕捉网的四个角)上，牵引头31的其他部位则埋入在捕捉网器的内部并且与空包弹21相接，用于在所述空包弹21的带动下发射所述抓捕网。如图2所示，所述发射管2的前部通过药室22与捕网器3紧固对接，在药室22内装填有空包弹21，空包弹21发火产生的火药燃气为牵引头31提供动力。所述捕网器3具体可以为一喇叭形状的网筒，前端发射口的口径相对较大，通过这种结构设计，可以使抓捕网在射出捕网器3的过程中能够逐渐展开。

所述反后坐机构4设置于所述机架上，且所述发射管2的尾端与所述套筒6连接，所述反后坐机构4用于吸收所述发射管2发射所述空包弹21时的后坐力。

其中，所述反后坐机构4可以采用液压减震器(类似于活塞式结构的减震原理)、弹簧减震器或液压减震器与弹簧减震器相结合的减震结构，其结构与火炮技术中的反后坐装置相类似，用于在发射管2后坐时将后坐动能转化为热能来消耗部分的后坐动能，使得发射管2能够平稳后坐，从而降低对无人机的冲击。

在本申请实施例提供的一种示例性方案中，还可以包括：套筒6，所述套筒6固定设置于所述机架上，所述发射管2一部分设置于所述套筒6内，且所述发射管2可沿所述套筒6的轴线方向运动。其中，套筒6可以固定设置在机架上，而发射管2则可以设置活动设置于套筒6内部，在正常情况下，发射管2后半部分稳定设置于套筒6内，而在发射空包弹21情况下，发射管2则可以沿套筒6的轴线方向向后运动，为发射管2提供了活动的空间，并且实现了发射管2在未发射前的位置固定作用。

具体地，所述机架包括固定板11、第一吊架12和第二吊架13；所述第一吊架12的一端固定设置于所述固定板11上，所述第一吊架12的另一端与所述套筒6的前端连接，用于固定所述套筒6；所述第二吊架13的一端固定设置于所述固定板11上，所述第二吊架13的另一端与所述套筒6的后端连接，用于固定所述套筒6。

其中，所述第一吊架12和所述第二吊架13均可以倾斜设置于所述固定板11上，且所述第一吊架12与所述第二吊架13相互平行，以使得所述捕网器3、所述发射管2、所述套筒6和所述反后坐机构4均向下倾斜设置。通过向下倾斜设置捕网器3等机构，可以实现较远距离发射捕捉网来捕捉犯罪分子，避免垂直向下设置捕网器3时，需要控制无人机飞行至犯罪分子的头顶位置才能够实施发射捕捉，提高了捕捉成功率。值得注意的是，本申请实施例中采用倾斜设置的第一吊架12和第二吊架13固定捕网器3、发射管2、套筒6和反后坐机构4，一方面能够有效提高稳固性，另一方面还能够避免发射管2的后坐力直接作用于无人机上，提高了抗后坐冲击能力。

此外，在所述第一吊架12上还连接有固定支架121，所述固定支架121与安装有摄像头8的云台7连接，控制器5通过摄像头连接线81与摄像头8连接，以实现与摄像头8的通讯；所述摄像头8向下倾斜设置且所述摄像头8的轴线与所述捕网器3的轴线平行，以便于警员通过摄像头8来实现侦查和捕网器3的瞄准，保证捕网器3发射捕捉网的命中率。所述云台7与所述固定支架121之间通过减震球71耦合连接，能够有效减轻无人机飞行时的高频震荡，保证摄像头8摄像、拍照的稳定性。

在所述固定板11的顶部还设置有挂钩111和挂锁112，通过将挂钩111和挂锁112连接在无人机的搭载座上，能够实现将所述固定板11可拆卸地连接到无人机上，实现固定板11与无人机之间的快速安装与拆卸，有利于后续快速进行对捕网器3的装网操作以及对发射管2的装弹操作。其中，挂钩111和挂锁112等连接部件可以设置于固定板11的四个角上，在所述固定板11顶部的中部位置还设置有缓冲垫113，在固定板11受到发射管2的后坐力作用时，能够有效减小所述固定板11对无人机的冲击作用，进一步保证无人机飞行的稳定性以及保护无人机内部的零部件。

本申请实施例中所提供的无人机抓捕网装置采用结构简单的发射管2将捕网器3、空包弹21和电触发装置结合起来，来取代弹夹、击发结构、枪管以及由扳机、击锤等组成的机械触发机构，减轻了整个装置的重量，并且降低了整体结构的复杂性，其紧凑、可靠、简单的结构能够保证无人机远程抓捕的可靠性。另外，在无人机抓捕网装置中还装有反后坐装置，能够大大减小发射时的后坐力，提高了无人机的飞行稳定性并且能够有效保护无人机内部的零部件不受损坏。

可以参阅图3，本申请实施例提供的一种无人机，包括：无人机本体和上述的无人机抓捕网装置。其中，无人机抓捕网装置安装在快速拆装结构91底下，快速拆装结构91可以是例如螺纹紧固组件、卡接组件等结构组件，能够方便快捷地实现无人机本体与无人机抓捕网装置之间的拆装。快速拆装结构91则固定在通用底板92下，通用底板92与无人机的两个脚架93固定连接。整个无人机抓捕网装置可以通过通用底板92固定在不同规格的无人机上，而快速拆装结构91可以在两三秒以内将无人机抓捕网装置拆下或安装固定，以实现将无人机抓捕网装置快速更换至不同的无人机上。

为了便于理解，以下将对本申请实施例提供的无人机的工作过程进行详细的描述：无人机配合云台7上的摄像头8和/或红外探测仪，在白天或晚上探测目标(比如犯罪嫌疑人、非法越境无人机、猛兽等)。其中，摄像头8的图像通过无人机无线传输到操作者的基站或平板电脑里进行显示。操作者确定要抓捕目标后，先调整无人机姿态，让摄像头8的图像中对准目标，并远程解除电路保险，然后通过控制器5给触发线52通电，触发器给空包弹21的电底火加载直流电，空包弹21的电底火燃烧并点燃内腔的发射药。发射药燃烧产生大量高压气体，气体推动捕捉网的牵引头31加速飞出，牵引头31带出捕捉网，并使其张开。捕捉网张开飞行碰到目标后，会罩住并缠紧目标，从而实现抓捕。操作者通过云台7可以查看捕捉效果，以便采取下一步行动。在发射的同时，捕网器3头和发射管2会在后坐力的作用下，克服重力后在发射管2的轴线方向向后做冲击运动，反后坐机构4对其驻退、吸能，最后将其复进恢复到原位。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种无人机抓捕网装置，其特征在于，包括：

机架；

发射管，所述发射管设置于所述机架上，且所述发射管内装有空包弹；

捕网器，所述捕网器与所述发射管连接，所述捕网器内装有与所述空包弹连结的抓捕网，用于在所述空包弹的火药燃气做功下发射所述抓捕网；

反后坐机构，所述反后坐机构设置于所述机架上，且所述发射管的尾端与所述反后坐机构连接，所述反后坐机构用于吸收所述发射管发射所述空包弹时的后坐力。

2.根据权利要求1所述的无人机抓捕网装置，其特征在于，所述反后坐机构包括液压减震器和/或弹簧减震器。

3.根据权利要求1或2所述的无人机抓捕网装置，其特征在于，还包括：套筒，所述套筒固定设置于所述机架上，所述发射管的后端设置于所述套筒内，且所述发射管可沿所述套筒的轴线方向运动；

所述套筒的后端连接并固定所述反后坐机构。

4.根据权利要求3所述的无人机抓捕网装置，其特征在于，所述机架包括固定板、第一吊架和第二吊架；

所述第一吊架的一端固定设置于所述固定板上，所述第一吊架的另一端与所述套筒的前端连接，用于固定所述套筒；

所述第二吊架的一端固定设置于所述固定板上，所述第二吊架的另一端与所述套筒的后端连接，用于固定所述套筒。

5.根据权利要求4所述的无人机抓捕网装置，其特征在于，所述第一吊架和所述第二吊架均倾斜设置于所述固定板上，且所述第一吊架与所述第二吊架相互平行，以使得所述捕网器、所述发射管、所述套筒和所述反后坐机构均向下倾斜设置。

6.根据权利要求5所述的无人机抓捕网装置，其特征在于，所述第一吊架上还连接有固定支架，所述固定支架与安装有摄像头的云台连接，所述摄像头向下倾斜设置且所述摄像头的轴线与所述捕网器的轴线平行。

7.根据权利要求6所述的无人机抓捕网装置，其特征在于，所述云台与所述固定支架之间通过减震球耦合连接。

8.根据权利要求4所述的无人机抓捕网装置，其特征在于，所述固定板上设置有挂钩和挂锁，用于将所述固定板可拆卸地连接到无人机上；

所述固定板上还设置有缓冲垫，用于减小所述固定板对无人机的冲击作用。

9.根据权利要求1所述的无人机抓捕网装置，其特征在于，所述发射管内还安装有电触发装置，所述空包弹上设有电底火，所述电触发装置用于通电点燃所述电底火，以发射所述空包弹。

10.一种无人机，其特征在于，包括：无人机本体和权利要求1至9任意一项所述的无人机抓捕网装置。