CN110667874A - 可拆卸的无人机支撑结构、放飞装置及放飞回收系统 - Google Patents

Abstract

一种可拆卸的无人机支撑结构、放飞装置及放飞回收系统，该放飞回收系统包括无人机放飞装置和回收装置。其中放飞装置包括放飞牵引车、放飞拖车和可拆卸的无人机支撑结构；回收装置包括回收牵引车、回收拖车和减震件。本发明解决了临近空间太阳能无人机的地面放飞回收问题，该系统具有结构简单可靠、便于拆卸和更换，局部损坏能很快修复，各部件之间互换性良好等特点。

Description

可拆卸的无人机支撑结构、放飞装置及放飞回收系统

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，尤其涉及一种可拆卸的无人机支撑结构、放飞装置及放飞回收系统。

背景技术

随着无人机技术的不断发展，无人机在我们的生活中发挥的作用越来越大。临近空间太阳能无人机是一种运行在距离地球表面20km高度的一种太阳能无人机，依靠太阳能供电，理论上能够实现永久续航。由于临近空间太阳能无人机的尺寸大，飞行速度低，其对重量的要求非常高。常规的太阳能无人机都带有起落架结构，该起落架结构对于无人机来说只有在起飞和降落阶段有用，在整个的飞行阶段属于“死重”。对于跨月甚至是跨年飞行的太阳能无人机，取消其起落架结构对于系统的综合性能具有非常积极的影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种可拆卸的无人机支撑结构、放飞装置及放飞回收系统，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种可拆卸的无人机支撑结构，包括主支撑杆、压片、副支撑杆和驱动机构，其中：

主支撑杆，所述主支撑杆的一端转动连接于一支撑支座上，所述主支撑杆的另一端设置有开口向上的U型凹槽，用于对置于所述U型凹槽内的一无人机对接件进行水平限位；

压片，所述压片包括上限位部和连接部，所述上限位部设置于所述U型凹槽上方，与所述U型凹槽配合对无人机对接件进行竖直限位；

副支撑杆，所述副支撑杆的一端通过所述压片的连接部与所述主支撑杆活动连接，形成连动；

驱动机构，所述驱动机构的施力端与主支撑杆连接，对所述主支撑杆提供转动驱动力；

其中，通过所述主支撑杆的转动使压片和副支撑杆产生连动，且使所述压片的上限位部从U型凹槽上方移除，实现对无人机对接件的水平限位和竖直限位的解除。

作为本发明的另一个方面，还提供了一种可拆卸的无人机支撑结构，包括主支撑杆、压片、副支撑杆和固定机构，其中：

主支撑杆，所述主支撑杆的一端转动连接于一支撑支座上，所述主支撑杆另一端设置开口向上的L型凹槽，用于对置于所述L型凹槽内的一无人机对接件进行单向水平限位；

压片，所述压片包括上限位部和连接部，所述上限位部设置于L型凹槽上方，与所述L型凹槽配合对所述无人机对接件进行竖直限位；

副支撑杆，所述副支撑杆的一端通过所述压片的连接部与所述主支撑杆活动连接，形成连动；

固定机构，所述固定机构的施力端与主支撑杆连接，向所述形成连动的主支撑杆、压片的连接部和副支撑杆提供固定作用力；

其中，通过所述无人机对接件沿单向水平限位的反向移动，实现对无人机对接件的水平限位和竖直限位的解除。

作为本发明的再一个方面，还提供了一种无人机放飞装置，包括放飞牵引车、放飞拖车和若干支撑单元，其中：

放飞牵引车，与所述放飞拖车相连，用于对放飞拖车提供牵引力；

放飞拖车，能够在所述放飞牵引车的牵引下，达到无人机的离地速度；

若干支撑单元，分别包括如上述的可拆卸的无人机支撑结构，沿无人机的平衡受力位置设置于所述放飞拖车和无人机之间，在所述放飞拖车达到无人机的离地速度后，所述无人机支撑结构通过对无人机对接件的限位解除，完成对所述无人机进行放飞。

作为本发明的再一个方面，还提供了一种无人机放飞回收系统，包括回收装置和如上述的无人机放飞装置；

所述回收装置包括回收牵引车、回收拖车和减震件，其中：

回收牵引车，与所述回收拖车相连，用于对回收拖车提供牵引力；

回收拖车，用于在所述回收牵引车的牵引下保持与无人机的水平速度一致、航向一致的运动，而使滑行的无人机降落；

减震件，设置于回收拖车上，用于对降落的所述无人机进行减震。

从上述技术方案可以看出，本发明至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

本发明通过设计可拆卸的无人机支撑结构、放飞装置及放飞回收系统替代传统技术上的起落架结构，实现起飞和降落阶段的辅助作用，取消起落架结构，有效的降低了太阳能无人机的结构死重，提高了其系统的综合的性能；

本发明通过采用地面的无人机放飞回收系统实现对无人机的放飞和回收任务，同时对无人机的起降跑道要求较低，能够在较窄的跑道上实现无人机的放飞和回收；

本发明具有维护简单，系统简单可靠、便于观察、拆卸和更换，局部损坏应能很快修复，各部件之间互换性良好等优点。

附图说明

图1是本发明实施例的无人机放飞装置示意图；

图2是本发明实施例的无人机回收装置示意图；

图3是本发明实施例的第一形式的可拆卸的无人机支撑结构示意图；

图4是本发明实施例的第一形式的可拆卸的无人机支撑结构切割完成状态示意图；

图5是本发明实施例的第一形式的可拆卸的无人机支撑结构切割完成状态侧视图；

图6是本发明实施例的前主支撑杆结构示意图；

图7是本发明实施例的第二形式的可拆卸的无人机支撑结构示意图；

图8是本发明实施例的第二形式的可拆卸的无人机支撑结构侧视图；

图9是本发明实施例的后主支撑杆结构示意图；

图10是本发明实施例的副支撑杆结构示意图；

图11是本发明实施例的斜拉杆结构示意图；

图12是本发明实施例的压片结构侧视图；

图13是本发明实施例的无人机预留接口结构示意图。

上述附图中，附图标记如下所示：

1、牵引车；2、前支撑单元；3、三角拖车；4、无人机；5、后支撑单元；7、平板拖车；6、升降平台；8、减震气囊；11、对接接口；12、前主支撑杆；13、弹簧；14、弹簧支座；15、压片；151、限位部；152、连接部；16、爆炸螺栓；17、副支撑杆；18、斜拉杆；19、支撑支座；20、斜拉杆支座；21、后主支撑杆。

具体实施方式

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本发明实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

作为本发明的一个方面，本发明的实施例提供一种无人机放飞回收系统，包括回收装置和无人机放飞装置；

回收装置包括回收牵引车、回收拖车和减震件，其中：

回收牵引车，与回收拖车相连，用于对回收拖车提供牵引力；

回收拖车，用于在回收牵引车的牵引下保持与无人机的水平速度一致、航向一致的运动，而使滑行的无人机降落；

减震件，设置于回收拖车上，用于对降落的无人机进行减震。

作为本发明的另一个方面，本发明的实施例提供一种上述的无人机放飞装置，包括放飞牵引车、放飞拖车和若干支撑单元，其中：

放飞牵引车，与放飞拖车相连，用于对放飞拖车提供牵引力；

放飞拖车，能够在放飞牵引车的牵引下，达到无人机的离地速度；

若干支撑单元，分别包括可拆卸的无人机支撑结构，沿无人机的平衡受力位置设置于放飞拖车和无人机之间，在放飞拖车达到无人机的离地速度后，无人机支撑结构通过对无人机的限位解除，完成对无人机进行放飞。

在本发明的一些实施例中，无人机放飞装置还包括若干升降平台，一一对应地设置于支撑单元与放飞拖车之间，用于调节无人机的高度。

在本发明的实施例中，支撑单元的数量和设置位置可根据实际情况添加和组合，可以但不局限于，支撑单元的数量为3个，分别为1个前支撑单元和两个对称的后支撑单元，呈等腰三角形分布，只要能起到稳定的支撑作用即可。

其中，在本发明的一些实施例中，前支撑单元包括第一形式的可拆卸的无人机支撑结构，第一形式的可拆卸的无人机支撑结构包括主支撑杆、压片、副支撑杆和驱动机构，其中：

主支撑杆，主支撑杆的一端转动连接于一支撑支座上，主支撑杆的另一端设置有开口向上的U型凹槽，用于对置于U型凹槽内的一无人机对接件进行水平限位；

压片，压片包括上限位部和连接部，上限位部设置于U型凹槽上方，与U型凹槽配合对无人机对接件进行竖直限位；

副支撑杆，副支撑杆的一端通过压片的连接部与主支撑杆活动连接，形成连动；

驱动机构，驱动机构的施力端与主支撑杆连接，对主支撑杆提供转动驱动力；

其中，通过主支撑杆的转动使压片和副支撑杆产生连动，且使所述压片的上限位部从U型凹槽上方移除，实现对无人机对接件的水平限位和竖直限位的解除。

可以理解，无人机对接件即为无人机支撑结构与无人机之间的对接部件，其能够固定于无人机上，通过无人机对接件将无人机进行固定和限位于无人机支撑结构之上。

在本发明的一些实施例中，驱动机构包括分别设置于主支撑杆两侧的弹簧和斜拉杆，其中：

弹簧，弹簧的一端与弹簧支座相连，弹簧的另一端与主支撑杆相连；

斜拉杆，斜拉杆的一端与斜拉杆支座相连，斜拉杆的另一端通过爆炸螺栓与主支撑杆相连；

其中，通过控制爆炸螺栓切断斜拉杆与主支撑杆的连接，在弹簧的作用力下驱动主支撑杆转动。

本发明的一些实施例中，后支撑单元包括第二形式的可拆卸的无人机支撑结构，第二形式的可拆卸的无人机支撑结构包括主支撑杆、压片、副支撑杆和固定机构，其中：

主支撑杆，主支撑杆的一端转动连接于一支撑支座上，主支撑杆另一端设置开口向上的L型凹槽，用于对置于L型凹槽内的一无人机对接件进行单向水平限位；

压片，压片包括上限位部和连接部，上限位部设置于L型凹槽上方，与L型凹槽配合对无人机对接件进行竖直限位；

副支撑杆，副支撑杆的一端通过压片的连接部与主支撑杆活动连接，形成连动；

固定机构，固定机构的施力端与主支撑杆连接，向形成连动的主支撑杆、压片的连接部和副支撑杆提供固定作用力；

其中，通过无人机对接件沿单向水平限位的反向移动，实现对无人机对接件的水平限位和竖直限位的解除。

在本发明的一些实施例中，固定机构包括斜拉杆；斜拉杆的一端与斜拉杆支座相连，斜拉杆的另一端与主支撑杆连接。

在本发明的一些实施例中，副支撑杆的另一端与支撑支座转动连接；副支撑杆、压片的连接部、主支撑杆和支撑支座形成四连杆连动；

在本发明的一些实施例中，压片设置为Z型，上横杆为上限位部，下横杆为连接部，连接部的两端分别与主支撑杆和副支撑杆活动连接。

在本发明的实施例中，第一形式的可拆卸的无人机支撑结构与第二形式的可拆卸的无人机支撑结构，结构类似，便于拆卸和更换，各部件之间互换性良好。

当然，在本发明的其他实施例中，支撑单元还可选用第二形式的无人机支撑结构，后支撑单元也可选用第一形式的无人机支撑结构，并无特别限制。只是在第一形式的可拆卸的无人机支撑结构的数量在两个以上时，需控制爆炸螺栓在切断时同时发生即可；并且优选至少包含一第一形式的无人机支撑结构，以确保无人机能够可靠地固定于无人机放飞装置上。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

实施例

本发明的实施例提供一种临近空间太阳能无人机的放飞回收系统，该系统由无人机放飞装置和回收装置两部分组成；

其中，图1为本发明实施例的无人机放飞装置示意图，如图1所示，无人机放飞装置由牵引车1、三角拖车3、升降平台6、前支撑单元2、后支撑单元5等部分组成；其中，三角拖车3作为放飞拖车；

更具体的，三角拖车3与牵引车1之间进行机械连接，通过牵引车1来牵引三角拖车3进行运动，在三角拖车3上布置有三个升降平台6来调整无人机4的高度，防止因为无人机4的高度过低，在放飞时与前面的牵引车1发生碰撞；

前支撑单元2及后支撑单元5与升降平台6之间进行机械固定连接，无人机4通过预留的对接接口11(即无人机对接件)与前支撑单元2、后支撑单元5进行连接。

图3是本发明实施例的第一形式的可拆卸的无人机支撑结构示意图；图4是本发明实施例的第一形式的可拆卸的无人机支撑结构切割完成状态示意图；图5是本发明实施例的第一形式的可拆卸的无人机支撑结构切割完成状态侧视图；图6是本发明实施例的前主支撑杆结构示意图；图10是本发明实施例的副支撑杆结构示意图；图11是本发明实施例的斜拉杆结构示意图；图12是本发明实施例的压片结构侧视图；图13是本发明实施例的无人机预留接口结构示意图。

如图3-6以及图10-13所示，在本发明实施例中前支撑单元2由前主支撑杆12、压片15、副支撑杆17、斜拉杆18、爆炸螺栓16、弹簧13、弹簧支座14、支撑支座19和斜拉杆支座20组成；

前支撑单元2的前主支撑杆12为主要支撑结构，与支撑支座19之间通过销钉进行连接；副支撑杆17与支撑支座19之间也通过销钉进行连接；

前主支撑杆12与副支撑杆17之间通过压片15进行连接，连接形式为销钉连接，三者之间可以相互转动；

压片15包括上限位部151和连接部152，上限位部151设置于U型凹槽上方，与U型凹槽配合对无人机对接件进行竖直限位；

即无人机4的对接接口11通过压片15压在前主支撑杆12上预留的“C”型凹槽(即U型凹槽)内，该“C”型凹槽结构能够对无人机4的前后运动进行限位，其中竖直方向通过压片15进行限位；

其中，前主支撑杆12上预留有两个接口，后侧接口通过爆炸螺栓16与斜拉杆18进行连接，斜拉杆18的另一侧与斜拉杆支座20进行销钉连接；前主支撑杆12的前侧接口通过弹簧13与弹簧支座14进行连接；当切割指令发送后，爆炸螺栓16完成切割，将斜拉杆18与前主支撑杆12进行分离，此时在弹簧13的作用下，前支撑单元2前倾，压片15与无人机4的对接接口11之间分离，完成无人机的放飞。

更为具体的，在本发明的实施例中，图7是本发明实施例的第二形式的可拆卸的无人机支撑结构示意图；图8是本发明实施例的第二形式的可拆卸的无人机支撑结构侧视图；图9是本发明实施例的后主支撑杆结构示意图。

如图7-9以及图10-13所示，后端支撑单元5由后主支撑杆21、压片15、副支撑杆17、斜拉杆18、支撑支座19和斜拉杆支座20等组成；

其中，后端支撑单元的后主支撑杆21为主要支撑结构，副支撑杆17与后主支撑杆21之间通过压片15进行连接，连接形式为销钉连接；

后主支撑杆21、副支撑杆17与支撑支座19之间通过销钉进行连接；

后主支撑杆21上预留有一个接口，该接口通过销钉与斜拉杆18进行连接，斜拉杆18的另一侧与斜拉杆支座20进行销钉连接，从而使后端支撑系统固定，不可以前后倾斜转动；

无人机4的对接接口11通过压片15压在后主支撑杆21上预留的“L”型凹槽内，该“L”凹槽结构只对无人机4的后向移动进行限位，前向移动不进行限位，其中竖直方向通过压片15进行限位。

其中，图2为本发明实施例的无人机回收装置示意图，如图2所示，回收装置由牵引车1、平板拖车7、减震气囊8等部分组成；其中，平板拖车7作为回收拖车、减震气囊8作为减震件；

在无人机4完成预定任务返航并接近地面时，通过牵引车1牵引无人机回收装置进行运动，并使无人机4对准减震气囊8的中线，保持牵引车1与无人机4的水平速度一致、航向一致，使无人机4缓慢降落在减震气囊8上，完成无人机4的安全回收。

其中，在本发明实施例中，无人机放飞与回收的具体实施说明如下：

无人机放飞装置搭载无人机4高速滑跑时，无人机4的动力系统开始工作，当达到无人机4的离地速度以后，通过远程控制切断前支撑单元2的爆炸螺栓，使前支撑单元2前倾，完成前端释放，同时无人机4的后端接口也完成与后支撑单元5的分离，完成无人机4的放飞；

在无人机4完成预定任务返航并接近地面时，通过牵引车1牵引回收装置进行运动，并使无人机4对准减震气囊8的中线，保持牵引车1与无人机4的水平速度一致、航向一致，使无人机缓慢降落在减震气囊8上，完成无人机4的安全回收。

由上述实施例可知，本发明解决了临近空间太阳能无人机的地面放飞回收问题，该系统具有维护简单，系统简单可靠、便于观察、拆卸和更换，局部损坏应能很快修复，各部件之间互换性良好等特点。

临近空间太阳能无人机的放飞回收系统不仅限于应用在太阳能无人机上，也可以同时应用于其他各种类型的无人机、靶机等。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面发明的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可拆卸的无人机支撑结构，其特征在于，包括主支撑杆、压片、副支撑杆和驱动机构，其中：

主支撑杆，所述主支撑杆的一端转动连接于一支撑支座上，所述主支撑杆的另一端设置有开口向上的U型凹槽，用于对置于所述U型凹槽内的一无人机对接件进行水平限位；

压片，所述压片包括上限位部和连接部，所述上限位部设置于所述U型凹槽上方，与所述U型凹槽配合对无人机对接件进行竖直限位；

副支撑杆，所述副支撑杆的一端通过所述压片的连接部与所述主支撑杆活动连接，形成连动；

驱动机构，所述驱动机构的施力端与主支撑杆连接，对所述主支撑杆提供转动驱动力；

其中，通过所述主支撑杆的转动使压片和副支撑杆产生连动，且使所述压片的上限位部从U型凹槽上方移除，实现对无人机对接件的水平限位和竖直限位的解除。

2.根据权利要求1所述的可拆卸的无人机支撑结构，其特征在于，所述驱动机构包括分别设置于所述主支撑杆两侧的弹簧和斜拉杆，其中：

所述弹簧，所述弹簧的一端与弹簧支座相连，所述弹簧的另一端与主支撑杆相连；

所述斜拉杆，所述斜拉杆的一端与斜拉杆支座相连，所述斜拉杆的另一端通过爆炸螺栓与主支撑杆相连；

其中，通过控制爆炸螺栓切断所述斜拉杆与主支撑杆的连接，在弹簧的作用力下驱动所述主支撑杆转动。

3.一种可拆卸的无人机支撑结构，其特征在于，包括主支撑杆、压片、副支撑杆和固定机构，其中：

主支撑杆，所述主支撑杆的一端转动连接于一支撑支座上，所述主支撑杆另一端设置开口向上的L型凹槽，用于对置于所述L型凹槽内的一无人机对接件进行单向水平限位；

压片，所述压片包括上限位部和连接部，所述上限位部设置于L型凹槽上方，与所述L型凹槽配合对所述无人机对接件进行竖直限位；

副支撑杆，所述副支撑杆的一端通过所述压片的连接部与所述主支撑杆活动连接，形成连动；

固定机构，所述固定机构的施力端与主支撑杆连接，向所述形成连动的主支撑杆、压片的连接部和副支撑杆提供固定作用力；

其中，通过所述无人机对接件沿单向水平限位的反向移动，实现对无人机对接件的水平限位和竖直限位的解除。

4.根据权利要求3所述的可拆卸的无人机支撑结构，其特征在于，所述固定机构包括斜拉杆；所述斜拉杆的一端与斜拉杆支座相连，所述斜拉杆的另一端与主支撑杆连接。

5.根据权利要求1或3所述的可拆卸的无人机支撑结构，其特征在于，所述副支撑杆的另一端与支撑支座转动连接；所述副支撑杆、压片的连接部、主支撑杆和支撑支座形成四连杆连动；

其中，所述压片设置为Z型，上横杆为上限位部，下横杆为连接部，所述连接部的两端分别与所述主支撑杆和副支撑杆活动连接。

6.一种无人机放飞装置，其特征在于，包括放飞牵引车、放飞拖车和若干支撑单元，其中：

放飞牵引车，与所述放飞拖车相连，用于对放飞拖车提供牵引力；

放飞拖车，能够在所述放飞牵引车的牵引下，达到无人机的离地速度；

若干支撑单元，分别包括如权利要求1或3所述的可拆卸的无人机支撑结构，沿无人机的平衡受力位置设置于所述放飞拖车和无人机之间，在所述放飞拖车达到无人机的离地速度后，所述无人机支撑结构通过对无人机对接件的限位解除，完成对所述无人机进行放飞。

7.根据权利要求6所述的无人机放飞装置，其特征在于，所述支撑单元的数量为3个，分别为1个前支撑单元和两个对称的后支撑单元，呈等腰三角形分布；

其中，所述前支撑单元包括如权利要求1所述的无人机支撑结构，且所述后支撑单元包括如权利要求3所述的无人机支撑结构；

其中，所述无人机放飞装置还包括若干升降平台，一一对应地设置于所述支撑单元与放飞拖车之间，用于调节无人机的高度。

8.一种无人机放飞回收系统，其特征在于，包括回收装置和如权利要求6或7所述的无人机放飞装置；

所述回收装置包括回收牵引车、回收拖车和减震件，其中：

回收牵引车，与所述回收拖车相连，用于对回收拖车提供牵引力；

回收拖车，用于在所述回收牵引车的牵引下保持与无人机的水平速度一致、航向一致的运动，而使滑行的无人机降落；

减震件，设置于回收拖车上，用于对降落的所述无人机进行减震。

9.根据权利要求7所述的无人机放飞回收系统，其特征在于，所述放飞拖车为三角拖车；所述回收拖车为平板拖车。

10.根据权利要求7所述的无人机放飞回收系统，其特征在于，所述减震件为减震气囊。

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