CN110641706B - 基于折叠组合形式的子母无人机组及其组合方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无人机技术领域内的一种基于折叠组合形式的子母无人机组，包括母无人机与子无人机；两架所述子无人机分别连接并坐落于所述母无人机的两侧侧翼之上。本发明还提供了一种基于折叠组合形式的子母无人机组及其组合方法。本发明通过本折叠变形组合技术的设计，能够有效解决集群无人机投放数量与载机空间有限之间的矛盾。

Description

基于折叠组合形式的子母无人机组及其组合方法

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体地，涉及一种基于折叠组合形式的子母无人机组及其组合方法。

背景技术

单架无人机或有人机执行任务时，面临着传感器性能、侦察范围、探测角度、载弹量等诸多限制。因此，组织多架无人机，甚至是多架不同类型的无人或有人/无人机机协同作战是未来战场上的一种重要应用模式，因此无人机集群的概念应运而生。集群无人机具有自行分解、协同、分段作业无缝完成任务等优势，但是集群无人机的优势是需要集群无人机的规模来保障的。因此集群无人机的投放技术是集群无人机投放的主要问题之一。

目前集群无人机的投放方式主要有通过发射管发射，通过布撒器发射以及直接在载机平台上进行发射等形式。但是由于无人机的体积不规则以及载机空间的有限，因此集群无人机的投放数量比较有限，无法形成规模优势。

经现有技术检索发现，中国发明专利公开号为CN106005386A，发明公开了一种面向可组合集群的涵道无人机，包括涵道壳体，涵道壳体的中部空腔内装设有飞行驱动组件、方向控制组件、飞行控制组件及能源组件；本发明还包括组合控制组件，用于控制两台以上涵道无人机之间的相互组合；组合控制组件包括一个以上的衔接插头和一个以上的衔接插孔，衔接插头和衔接插孔均开设于涵道壳体上，衔接插头内设置有电源与通信缆线，衔接插头的端部设置有插接头，衔接插孔内与插接头对应的位置处设置有插接孔；当插接头与插接孔接触配合之后，即完成电连接和信号连接。该发明主要用于多个无人机之间信号的连接以及能源的补给，未涉及到集群无人机的投放等环节的改进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于折叠组合形式的子母无人机组及其组合方法。

根据本发明提供的一种基于折叠组合形式的子母无人机组，包括母无人机与子无人机；

两架所述子无人机分别连接并坐落于所述母无人机的两侧侧翼之上。

一些实施方式中，所述母无人机的侧翼有作动机构，所述子无人机的机腹部设有插槽机构，所述作动机构与所述插槽机构相适配连接。

一些实施方式中，所述作动机构包括电机控制模块与插销，所述插槽机构包括插槽和电动控制模块，所述插销与所述插槽相适配连接。

一些实施方式中，所述插销设有插孔，所述插槽设有固定销，所述固定销与所述插孔适配连接。

一些实施方式中，所述作动机构设置于所述母无人机的侧翼翼尖位置。

一些实施方式中，所述子无人机的侧翼还设有折叠机构，所述折叠机构能够使侧翼朝其机身方向上下翻转。

一些实施方式中，所述折叠机构包括伺服电机、主动曲柄、固铰以及三角绞盘，两个所述主动曲柄一端与所述伺服电机连接，另一端通过连杆与所述三角绞盘组成类四连杆机构，两个所述类四连杆机构共用一个三角绞盘构成复合机构，所述主动曲柄还连接并可绕所述固铰相对所述子无人机机身转动。

一些实施方式中，两架所述子无人机侧翼的翼尖位置分别设有所述作动机构与所述插槽机构，所述作动机构与所述插槽机构能够使得两架所述子无人机的侧翼连接。

一些实施方式中，所述子无人机的尾翼设有折叠机构，所述折叠机构使所述尾翼相对于所述子无人机的轴线方向左右转动。

本发明还提供了一种基于折叠组合形式的子母无人机的组合方法，采用所述的折叠组合形式的子母体无人机组，包括如下步骤：

子母无人机连接步骤：将两架所述子无人机分别通过所述作动机构与所述插槽机构连接于所述母无人机两侧翼上，使得两架所述子无人机坐落于所述母无人机的两侧翼上；

子无人机侧翼连接步骤：两架所述子无人机相邻的两个侧翼通过所述折叠机构进行折叠，通过位于翼尖部位的所述作动机构与所述插槽机构进行连接；

子无人机收翼步骤：两架所述子无人机相远离的两个外侧机翼通过所述折叠机构同时朝机身上侧翻转，两架所述子无人机的尾翼分别通过所述折叠机构以相向或相同的方向转动；

子母无人机存储步骤：将经过折叠变形的子母体无人机组置于子母体无人机存储舱进行存储。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过本折叠变形组合技术的设计，能够有效解决集群无人机投放数量与载机空间有限之间的矛盾。

2、本发明通过将一主两辅三架无人机组合成子母体无人机的形式，可以在执行任务的不同阶段，根据任务需要分别采取组合飞行与独自飞行的不同策略，同时可以缩小无人机所占空间，增加无人机投放数量。

3、本发明通过折叠变形的形式可以增加无人机之间的紧凑程度，减小个体无人机所占空间，增加无人机的装载量。

4、本发明通过将组合无人机装载进规整存储舱的形式，可以通过标准化存储舱的形式可以使得装载时无人机之间更加紧凑，最大效率地利用载机的空间。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明组合子母体无人机折叠安装形式示意图；

图2为本发明作动机构中的插销结构示意图；

图3为本发明插槽机构中的插槽结构示意图；

图4为本发明折叠机构结构示意图；

图5为本发明单个子无人机未折叠状态俯视图；

图6为本发明单个母无人机未组合状态俯视图；

图7为本发明组合子母体无人机未折叠变形状态俯视图；

图8为本发明组合子母体无人机未折叠变形状态正视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本发明公开了一种基于折叠组合形式的子母无人机组，包括母无人机1与子无人机2；两架所述子无人机2分别连接并坐落于所述母无人机1的两侧侧翼之上。

本发明通过将一主两辅三架无人机组合成子母体无人机的形式，可以在执行任务的不同阶段，根据任务需要分别采取组合飞行与独自飞行的不同策略，同时可以缩小无人机所占空间，增加无人机投放数量。

具体的，如图1-3所示：

所述母无人机1的侧翼设有作动机构11，所述子无人机2的腹部设有插槽机构21，所述作动机构11与所述插槽机构21相适配连接，进一步的，

所述作动机构11包括电机控制模块与插销110，所述插槽机构21包括插槽210和电动控制模块，所述插销110与所述插槽210相适配连接，优选的，

所述插销110设有插孔1101，所述插槽210设有固定销2101，所述固定销2101与所述插孔1101适配连接，即：

在子母无人机连接时，位于母无人机1上的电机控制模块工作，将带有插孔1101的插销110顶入子无人机2机腹位置的插槽210处，插槽210底部的传感器在感受到插销110顶入后，位于子无人机2上的电动控制模块工作，将固定销2101横向伸出，与插孔1101进行配合，达到全向固定的效果。

优选的，所述作动机构11设置于所述母无人机1的侧翼翼尖位置。将作动机构11设置在母无人机1的侧翼翼尖，可最大程度的降低母无人机1的侧翼的结构长度的设置要求。

进一步的，两架所述子无人机2侧翼的翼尖位置分别设有所述作动机构11与所述插槽机构21，所述作动机构11与所述插槽机构21能够使得两架所述子无人机2的侧翼连接。即位于母无人机1上的两架子无人机2，其中一架上的侧翼翼尖设置有作动机构11，另一架的侧翼翼尖相应的设置有插槽机构21，通过作动机构11与插槽机构21相连接后，可大幅提高位于母无人机1上的两架子无人机2牢固度。当然，也可在同一架子无人机2的两个侧翼上分别设置作动机构11和插槽机构21，只要保证两架子无人机2放置于母无人机1上后，两架子无人机2相邻的内侧侧翼上分别为作动机构11与插槽机构21即可。

优选的，所述子无人机2的侧翼还设有折叠机构22，所述折叠机构22能够使侧翼朝其机身方向上下翻转。优选的，折叠机构22设置于子无人机2侧翼的翼根位置。当子无人机2置于母无人机1上后，通过折叠机构22使得侧翼进行折叠翻转，即通过折叠变形的形式，可增加无人机之间的紧凑程度，减小个体无人机所占空间，增加无人机的装载量。优选的，其折叠机构22的结构简图如图4所示，为：

所述折叠机构22包括伺服电机、主动曲柄220、固铰221以及三角绞盘222，两个所述主动曲柄220一端与所述伺服电机连接，另一端通过连杆与所述三角绞盘222组成类四连杆机构，两个所述类四连杆机构共用一个三角绞盘222构成复合机构，所述主动曲柄220还连接并可绕所述固铰221相对所述子无人机2机身转动。即折叠机构采用连杆结构形式，其具体由两个主动曲柄220、三个固铰221、一个三角绞盘222组成，主动曲柄220由伺服电机驱动，每个主动曲柄220通过连杆与三角绞盘222组成类四连杆机构，两个类四连杆机构共用三角绞盘222组成复合机构，其中两个主动曲柄220提供的力矩大小相等，方向相反，外翼在连杆反作用力作用下，绕固铰221相对机身进行转动，实现折叠。

子无人机2侧翼的翻转角度理论上可以做到无极变化(不考虑机身干扰情况下)，在实际操作中，翻转角受制于子母组合无人机存储仓，机翼翻转角度只要保证组合子母体无人机能够安装于存储仓即可。

进一步的，所述子无人机2的尾翼设有折叠机构22，所述折叠机构22使所述尾翼沿远离其轴线的方向转动。当子无人机2的尾翼上也设置有折叠机构22后，可通过折叠机构22将尾翼进行折叠，其折叠是通过沿着远离尾翼的轴线方向转动实现，即尾翼通过折叠机构22以其轴线为芯轴进行转动折叠，原理上可进行360°的转动，并根据要求转动到指定角度，其尾翼通过折叠机构22转动的角度可达到与尾翼的轴线成90°的程度。其折叠的方向与折叠角度根据实际情况而定，实际操作中，只要满足组合后的子母无人机组能够安装于存储仓、不与存储仓发生干涉即可。

综上所述，本发明通过本折叠变形组合技术的设计，能够有效解决集群无人机投放数量与载机空间有限之间的矛盾。

实施例2

本发明还提供了一种基于折叠组合形式的子母体无人机的组合方法，采用实施例1中所述的基于折叠组合形式的子母体无人机组，包括如下步骤：

子母无人机连接步骤：将两架所述子无人机2分别通过所述作动机构11与所述插槽机构21连接于所述母无人机1两侧翼上，使得两架所述子无人机2坐落于所述母无人机1的两侧翼上；

子无人机侧翼连接步骤：两架所述子无人机2相邻的两个侧翼通过所述折叠机构22进行折叠，通过位于翼尖部位的所述作动机构11与所述插槽机构21进行连接；

子无人机收翼步骤：两架所述子无人机2相远离的两个外侧机翼通过所述折叠机构22同时朝机身上侧翻转，两架所述子无人机2的尾翼分别通过所述折叠机构22以相向或相同的方向进行转动，使两尾翼以相对的方式相互靠近或相背的方式相互远离，也可以朝同一个方向转动；

子母无人机存储步骤：将经过折叠变形的子母体无人机组置于子母体无人机存储舱3内进行存储。

本实施例2中的基于折叠组合形式的子母体无人机组的结构及其它方面均已在上述的实施例1中进行了详细阐述，在此不再赘述。

本发明通过将组合无人机装载进规整存储舱的形式，可以通过标准化存储舱的形式可以使得装载时无人机之间更加紧凑，最大效率地利用载机的空间。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (8)

1.一种基于折叠组合形式的子母无人机组，其特征在于，包括母无人机（1）与子无人机（2）；

两架所述子无人机（2）分别连接并坐落于所述母无人机（1）的两侧侧翼之上；

所述母无人机（1）的侧翼有作动机构（11），所述子无人机（2）的机腹部设有插槽机构（21），所述作动机构（11）与所述插槽机构（21）相适配连接；

两架所述子无人机（2）侧翼的翼尖位置分别设有所述作动机构（11）与所述插槽机构（21），所述作动机构（11）与所述插槽机构（21）能够使得两架所述子无人机（2）的侧翼连接；

将两架所述子无人机（2）分别通过所述作动机构（11）与所述插槽机构（21）连接于所述母无人机（1）两侧翼上，使得两架所述子无人机（2）坐落于所述母无人机（1）的两侧翼上。

2.根据权利要求1所述的基于折叠组合形式的子母无人机组，其特征在于，所述作动机构（11）包括电机控制模块与插销（110），所述插槽机构（21）包括插槽（210）和电动控制模块，所述插销（110）与所述插槽（210）相适配连接。

3.根据权利要求2所述的基于折叠组合形式的子母无人机组，其特征在于，所述插销（110）设有插孔（1101），所述插槽（210）设有固定销（2101），所述固定销（2101）与所述插孔（1101）适配连接。

4.根据权利要求3所述的基于折叠组合形式的子母无人机组，其特征在于，所述作动机构（11）设置于所述母无人机（1）的侧翼翼尖位置。

5.根据权利要求1所述的基于折叠组合形式的子母无人机组，其特征在于，所述子无人机（2）的侧翼还设有折叠机构（22），所述折叠机构（22）能够使侧翼朝其机身方向上下翻转。

6.根据权利要求5所述的基于折叠组合形式的子母无人机组，其特征在于，所述折叠机构（22）包括伺服电机、主动曲柄（220）、固铰（221）以及三角绞盘（222），两个所述主动曲柄（220）一端与所述伺服电机连接，另一端通过连杆与所述三角绞盘（222）组成类四连杆机构，两个所述类四连杆机构共用一个三角绞盘构成复合机构，所述主动曲柄（220）还连接并可绕所述固铰（221）相对所述子无人机（2）机身转动。

7.根据权利要求6所述的基于折叠组合形式的子母无人机组，其特征在于，所述子无人机（2）的尾翼设有所述折叠机构（22），所述折叠机构（22）使所述尾翼相对于所述子无人机（2）的轴线方向左右转动。

8.一种基于折叠组合形式的子母无人机组的组合方法，其特征在于，采用如权利要求1-7任一所述的折叠组合形式的子母无人机组，包括如下步骤：

子母无人机连接步骤：将两架所述子无人机（2）分别通过所述作动机构（11）与所述插槽机构（21）连接于所述母无人机（1）两侧翼上，使得两架所述子无人机（2）坐落于所述母无人机（1）的两侧翼上；

子无人机侧翼连接步骤：两架所述子无人机（2）相邻的两个侧翼通过所述折叠机构（22）进行折叠，通过位于翼尖部位的所述作动机构（11）与所述插槽机构（21）进行连接；

子无人机收翼步骤：两架所述子无人机（2）相远离的两个外侧机翼通过所述折叠机构（22）同时朝机身上侧翻转，两架所述子无人机（2）的尾翼分别通过所述折叠机构（22）以相向或相同的方向转动；

子母无人机存储步骤：将经过折叠变形的子母体无人机组置于子母体无人机存储舱进行存储。

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