CN110001989A - 固定翼无人机的返回着陆网装置及其控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固定翼无人机的返回着陆网装置，涉及无人机回收相关技术领域，包括两个并排设置的安装板，安装板的两端均固定连接有固定片，固定片通过固定销与地面固定连接，安装板的上端设置有滑杆，两个滑杆之间通过连接板固定连接，连接板的上方设置有拦截网。本发明还公开了一种固定翼无人机的返回着陆网装置的控制系统，包括：天空单元，包括传感器单元、机载处理单元、导航定位模块、探测模块、无线收发模块以及红外接收模块；地面单元，包括地面控制单元和红外发射器。本发明通过在安装板内设置有压缩弹簧和弹性阻尼凸起，着陆网具有有弹性，有比较大的收缩性。
Description
技术领域
本发明涉及无人机回收相关技术领域，特别涉及一种固定翼无人机的返回着陆网装置及其控制系统。
背景技术
固定翼无人机航测范围广，速度快，效率高，在地形等测绘方面的应用越来越广，但是由于无人机的飞行速度较快，遇到突发情况需要紧急降落时或者地面条件达不到降落要求时，无人机在落地时会与地面发生强烈撞击，降落时的稳定性非常差，现有的在无人机内设置减震气囊的方法，虽然可以在无人机降落过程中起到缓冲的作用，但是由于气囊在降落过程中没有规定的形状，在降落过程中，容易受空气阻力使机身倾翻，不仅降低了减震的效果，降落时的稳定性依然很差，严重的情况下，还会对无人机自身造成损坏。
传统无人机采用GPS、可见光视觉、气压计、惯导等方式进行着陆控制，很多环境及场景无法应用或者应用效果不理想。因此，提出一种固定翼无人机的返回着陆网装置及其控制系统来解决上述问题很有必要。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种固定翼无人机的返回着陆网装置及其控制系统，解决了现有的无人机在落地时会与地面发生强烈撞击，降落时的稳定性非常差的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种固定翼无人机的返回着陆网装置，包括两个并排设置的安装板，所述安装板的两端均固定连接有固定片，所述固定片通过固定销与地面固定连接，所述安装板的上端设置有滑杆，两个所述滑杆之间通过连接板固定连接，所述连接板的上方设置有拦截网，所述拦截网的两端均与滑杆固定连接，所述滑杆的一侧固定连接有红外发射器，所述红外发射器的下方设置有连接装置，所述连接装置的一端固定安装在滑杆上，所述连接装置的另一端连接有连接绳，所述连接绳远离连接装置的一端固定连接有固定板，所述固定板通过固定桩固定安装在地面上，所述连接绳的中部设置有缓冲弹簧；
安装板的内部开设有限位滑槽，所述限位滑槽内设置有限位滑板，所述滑杆的底端与限位滑板固定连接，且滑杆的下端两侧均通过加强杆与限位滑板的上表面左右两侧固定连接，所述限位滑板的上表面前后两侧均开设有滚珠槽，所述滚珠槽内设置有滚珠，所述滚珠与限位滑槽的内顶壁贴合连接，所述限位滑槽的内部设置有连接块，所述连接块的一端通过压缩弹簧与限位滑槽的内壁连接，所述限位滑槽的内底壁上粘接连接有弹性阻尼凸起。
可选的，所述连接装置包括插杆和固定环，所述滑杆的中部开设有通孔，所述插杆位于通孔内，所述插杆的一端与固定环的一端固定连接，所述插杆的另一端开设有螺纹槽，所述螺纹槽内设置有锁紧螺丝。
可选的，所述锁紧螺丝的一端通过螺纹与螺纹槽固定连接，所述锁紧螺丝的另一端固定连接有挡板，所述挡板位于插杆的外侧。
可选的，所述连接绳的一端固定连接有活动环，所述活动环通过连接环与固定环连接。
可选的，所述弹性阻尼凸起设置有多个，多个弹性阻尼凸起呈等间距水平分布，且多个弹性阻尼凸起的高度从左到右依次增大。
一种固定翼无人机的返回着陆网装置的控制系统，包括：
天空单元，作为无人机的着陆识别控制单元，包括传感器单元、机载处理单元、导航定位模块、探测模块、无线收发模块以及红外接收模块；
地面单元，作为无人机的控制和导向单元，包括地面控制单元和红外发射器；
其中，机载处理单元内设置有数据处理模块和压缩与储存单元，将传感器单元、导航定位模块和探测模块的数据进行融合，再通过无线收发模块与地面控制单元进行交互。
可选的，所述传感器单元包括加速度计、三轴陀螺仪以及高度传感器。
可选的，所述导航定位模块的定位方式为GPS定位或者北斗定位。
可选的，所述探测模块包括雷达模块和摄像模块，所述雷达模块包括信号发射模块和信号接收模块，所述摄像模块包括普通摄像头、红外摄像头以及图像处理模块。
可选的，所述传感器单元的输出端与机载处理单元的输入端电连接，所述机载处理单元的连接端分别与导航定位模块的连接端双向电连接，探测模块的连接端双向电连接，无线收发模块的连接端双向电连接，所述无线收发模块的连接端与地面控制单元的连接端信号连接，所述红外发射器的输出端与红外接收模块的输入端信号连接，所述红外接收模块的输出端与机载处理单元的输入端电连接。
(三)有益效果
本发明提供了一种固定翼无人机的返回着陆网装置及其控制系统，具备以下有益效果：
(1)、本发明通过在安装板内开设有限位滑槽，限位滑槽内设置有限位滑板、压缩弹簧和弹性阻尼凸起，压缩弹簧和弹性阻尼凸起对限位滑板起到缓冲的作用，在滑杆上设置有连接绳，连接绳上的缓冲弹簧对滑杆起到缓冲的作用，抵消无人机的撞击力，使得无人机能够安全着陆，着陆网具有有弹性，有比较大的收缩性。
(2)、本发明通过设置有传感器单元、导航定位模块、探测模块和红外接收模块，使得地面控制单元能够精确的控制无人机撞击在拦截网上，达到了安全着陆的目的。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明结构侧视剖面示意图。
图3为本发明安装板结构剖面示意图。
图4为本发明连接装置结构示意图。
图5为本发明系统连接示意图。
图6为本发明机载处理单元示意图。
图7为本发明探测模块示意图。
图中：1、安装板；101、固定片；2、滑杆；201、通孔；3、连接板；4、拦截网；5、红外发射器；6、连接装置；7、连接绳；71、活动环；8、缓冲弹簧；9、固定板；10、限位滑槽；11、限位滑板；12、加强杆；13、滚珠槽；14、滚珠；15、连接块；16、压缩弹簧；17、弹性阻尼凸起；18、插杆；19、固定环；20、螺纹槽；21、锁紧螺丝；22、挡板；23、连接环；24、传感器单元；25、机载处理单元；26、导航定位模块；27、探测模块；28、无线收发模块；29、红外接收模块；30、地面控制单元；31、数据处理模块；32、压缩与储存单元；33、雷达模块；34、摄像模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本发明提供了如图1-4所示的一种固定翼无人机的返回着陆网装置，包括两个并排设置的安装板1，安装板1的两端均固定连接有固定片101，固定片101通过固定销与地面固定连接，安装板1的上端设置有滑杆2，两个滑杆2之间通过连接板3固定连接，连接板3的上方设置有拦截网4，拦截网4的两端均与滑杆2固定连接，滑杆2的一侧固定连接有红外发射器5，红外发射器5的下方设置有连接装置6，连接装置6的一端固定安装在滑杆2上，连接装置6的另一端连接有连接绳7，连接绳7远离连接装置6的一端固定连接有固定板9，固定板9通过固定桩固定安装在地面上，连接绳7的中部设置有缓冲弹簧8，缓冲弹簧8对滑杆2起到缓冲的作用，抵消无人机的冲撞力，使无人机安全着陆；
安装板1的内部开设有限位滑槽10，限位滑槽10内设置有限位滑板11，滑杆2的底端与限位滑板11固定连接，且滑杆2的下端两侧均通过加强杆12与限位滑板11的上表面左右两侧固定连接，限位滑板11的上表面前后两侧均开设有滚珠槽13，滚珠槽13内设置有滚珠14，滚珠14与限位滑槽10的内顶壁贴合连接，滚珠14起到了减小摩擦的作用，同时降低了限位滑槽10与限位滑板11之间的刚性作用力，限位滑槽10的内部设置有连接块15，连接块15的一端通过压缩弹簧16与限位滑槽10的内壁连接，压缩弹簧16对限位滑板11起到缓冲的作用，限位滑槽10的内底壁上粘接连接有弹性阻尼凸起17。
作为本发明的一种可选技术方案：
连接装置6包括插杆18和固定环19，滑杆2的中部开设有通孔201，插杆18位于通孔201内，插杆18的一端与固定环19的一端固定连接，插杆18的另一端开设有螺纹槽20，螺纹槽20内设置有锁紧螺丝21，通过这样的设置，使得连接装置6可拆卸。
作为本发明的一种可选技术方案：
锁紧螺丝21的一端通过螺纹与螺纹槽20固定连接，锁紧螺丝21的另一端固定连接有挡板22，挡板22位于插杆18的外侧，挡板22的设置，为插杆18提供了阻挡力，使得插杆18轻易脱落。
作为本发明的一种可选技术方案：
连接绳7的一端固定连接有活动环71，活动环71通过连接环23与固定环19连接。
作为本发明的一种可选技术方案：
弹性阻尼凸起17设置有多个，多个弹性阻尼凸起17呈等间距水平分布，且多个弹性阻尼凸起17的高度从左到右依次增大，弹性阻尼凸起17起到了阻尼缓冲的作用。
当无人机撞击拦截网4时，滑杆2受力移动，从而带动限位滑板11在限位滑槽10内移动，在此过程中，限位滑板11与连接块15接触并带动连接块15移动，使得压缩弹簧16受力变形，产生反作用力，对限位滑板11起到缓冲的作用，滑杆2移动的时候，连接绳7受力，此时缓冲弹簧8受到拉力而变形，产生反作用力，对滑杆2起到缓冲的作用，抵消无人机的冲撞力，使无人机安全着陆。
本发明还提供了如图5-7所示的一种固定翼无人机的返回着陆网装置的控制系统，包括：
天空单元，作为无人机的着陆识别控制单元，包括传感器单元24、机载处理单元25、导航定位模块26、探测模块27、无线收发模块28以及红外接收模块29；
地面单元，作为无人机的控制和导向单元，包括地面控制单元30和红外发射器5；
其中，机载处理单元25内设置有数据处理模块31和压缩与储存单元32，将传感器单元24、导航定位模块26和探测模块27的数据进行融合，再通过无线收发模块28与地面控制单元30进行交互。
作为本发明的一种可选技术方案：
传感器单元24包括加速度计、三轴陀螺仪以及高度传感器。
作为本发明的一种可选技术方案：
导航定位模块26的定位方式为GPS定位或者北斗定位。
作为本发明的一种可选技术方案：
探测模块27包括雷达模块33和摄像模块34，雷达模块33包括信号发射模块和信号接收模块，摄像模块34包括普通摄像头、红外摄像头以及图像处理模块。
作为本发明的一种可选技术方案：
传感器单元24的输出端与机载处理单元25的输入端电连接，机载处理单元25的连接端分别与导航定位模块26的连接端双向电连接，探测模块27的连接端双向电连接，无线收发模块28的连接端双向电连接，无线收发模块28的连接端与地面控制单元30的连接端信号连接，红外发射器5的输出端与红外接收模块29的输入端信号连接，红外接收模块29的输出端与机载处理单元25的输入端电连接。
当无人机需要着陆时，红外发射器5发出信号，无人机上的红外接收模块29接收信号，并将信号传输给机载处理单元25，雷达模块33将反馈传输给机载处理单元25，摄像模块34将拍摄到的图像信息经过处理后传输给机载处理单元25，导航定位模块26通过GPS/北斗定位将无人机的方位信息传输给机载处理单元25，传感器单元24将方向、高度等信息传输给机载处理单元25，通过机载处理单元25上的数据处理模块31处理后，将信息通过无线收发模块28传输给地面控制单元30，地面控制单元30、控制无人机变向移动，使得无人机准确无误的撞击拦截网4，达到安全着陆的目的。
需要说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种固定翼无人机的返回着陆网装置，包括两个并排设置的安装板(1)，其特征在于：所述安装板(1)的两端均固定连接有固定片(101)，所述固定片(101)通过固定销与地面固定连接，所述安装板(1)的上端设置有滑杆(2)，两个所述滑杆(2)之间通过连接板(3)固定连接，所述连接板(3)的上方设置有拦截网(4)，所述拦截网(4)的两端均与滑杆(2)固定连接，所述滑杆(2)的一侧固定连接有红外发射器(5)，所述红外发射器(5)的下方设置有连接装置(6)，所述连接装置(6)的一端固定安装在滑杆(2)上，所述连接装置(6)的另一端连接有连接绳(7)，所述连接绳(7)远离连接装置(6)的一端固定连接有固定板(9)，所述固定板(9)通过固定桩固定安装在地面上，所述连接绳(7)的中部设置有缓冲弹簧(8)；
安装板(1)的内部开设有限位滑槽(10)，所述限位滑槽(10)内设置有限位滑板(11)，所述滑杆(2)的底端与限位滑板(11)固定连接，且滑杆(2)的下端两侧均通过加强杆(12)与限位滑板(11)的上表面左右两侧固定连接，所述限位滑板(11)的上表面前后两侧均开设有滚珠槽(13)，所述滚珠槽(13)内设置有滚珠(14)，所述滚珠(14)与限位滑槽(10)的内顶壁贴合连接，所述限位滑槽(10)的内部设置有连接块(15)，所述连接块(15)的一端通过压缩弹簧(16)与限位滑槽(10)的内壁连接，所述限位滑槽(10)的内底壁上粘接连接有弹性阻尼凸起(17)。
2.根据权利要求1所述的固定翼无人机的返回着陆网装置，其特征在于：所述连接装置(6)包括插杆(18)和固定环(19)，所述滑杆(2)的中部开设有通孔(201)，所述插杆(18)位于通孔(201)内，所述插杆(18)的一端与固定环(19)的一端固定连接，所述插杆(18)的另一端开设有螺纹槽(20)，所述螺纹槽(20)内设置有锁紧螺丝(21)。
3.根据权利要求2所述的固定翼无人机的返回着陆网装置，其特征在于：所述锁紧螺丝(21)的一端通过螺纹与螺纹槽(20)固定连接，所述锁紧螺丝(21)的另一端固定连接有挡板(22)，所述挡板(22)位于插杆(18)的外侧。
4.根据权利要求1所述的固定翼无人机的返回着陆网装置，其特征在于：所述连接绳(7)的一端固定连接有活动环(71)，所述活动环(71)通过连接环(23)与固定环(19)连接。
5.根据权利要求1所述的固定翼无人机的返回着陆网装置，其特征在于：所述弹性阻尼凸起(17)设置有多个，多个弹性阻尼凸起(17)呈等间距水平分布，且多个弹性阻尼凸起(17)的高度从左到右依次增大。
6.一种固定翼无人机的返回着陆网装置的控制系统，其特征在于，包括：
天空单元，作为无人机的着陆识别控制单元，包括传感器单元(24)、机载处理单元(25)、导航定位模块(26)、探测模块(27)、无线收发模块(28)以及红外接收模块(29)；
地面单元，作为无人机的控制和导向单元，包括地面控制单元(30)和红外发射器(5)；
其中，机载处理单元(25)内设置有数据处理模块(31)和压缩与储存单元(32)，将传感器单元(24)、导航定位模块(26)和探测模块(27)的数据进行融合，再通过无线收发模块(28)与地面控制单元(30)进行交互。
7.根据权利要求6所述的固定翼无人机的返回着陆网装置的控制系统，其特征在于：所述传感器单元(24)包括加速度计、三轴陀螺仪以及高度传感器。
8.根据权利要求6所述的固定翼无人机的返回着陆网装置的控制系统，其特征在于：所述导航定位模块(26)的定位方式为GPS定位或者北斗定位。
9.根据权利要求6所述的固定翼无人机的返回着陆网装置的控制系统，其特征在于：所述探测模块(27)包括雷达模块(33)和摄像模块(34)，所述雷达模块(33)包括信号发射模块和信号接收模块，所述摄像模块(34)包括普通摄像头、红外摄像头以及图像处理模块。
10.根据权利要求6所述的固定翼无人机的返回着陆网装置的控制系统，其特征在于：所述传感器单元(24)的输出端与机载处理单元(25)的输入端电连接，所述机载处理单元(25)的连接端分别与导航定位模块(26)的连接端双向电连接，探测模块(27)的连接端双向电连接，无线收发模块(28)的连接端双向电连接，所述无线收发模块(28)的连接端与地面控制单元(30)的连接端信号连接，所述红外发射器(5)的输出端与红外接收模块(29)的输入端信号连接，所述红外接收模块(29)的输出端与机载处理单元(25)的输入端电连接。
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