CN110816867A - 一种新型固定翼无人机天钩回收机构及回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种新型固定翼无人机天钩回收机构及回收方法。该固定翼无人机天钩回收机构，包括：地面支架和绳索组件，所述地面支架包括下横臂折叠机构、主臂伸缩机构、上横臂伸缩机构、上横臂折叠机构以及底盘转动机构，所述绳索组件包括多个滑轮、上缓冲绳、下缓冲绳以及回收绳。根据本发明的技术方案，可以将天钩回收机构较高自动化程度的展开，且绳索组件无需要现场安装。

Description

一种新型固定翼无人机天钩回收机构及回收方法

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种新型固定翼无人机天钩回收机构及回收方法。可固定于拖车底盘、汽车底盘、或者固定地面，用于某型固定翼无人机在陆地复杂环境中的天钩回收；也可以固定在船舶甲板上，用于某型固定翼无人机在海洋环境中的天钩回收。

背景技术

无人机是现代的高技术装备之一，广泛的应用侦察和打击等军事行动中。无人机天钩回收环境适应能力强，可以实现无损定点回收，特别适合中小型固定翼无人机回收。

天钩回收机构的主要作用是利用其地面支架将绳索组件张紧，回收绳挂入无人机机载天钩中，将无人机减速到零速，通过地面支架主伸缩臂降高，取下无人机，实现无人机的回收。目前还没有自动化程度较高的无人机天钩回收机构，因此要设计一种专用机构，满足无人机快速展开回收要求，同时操作人数限定在两人内可以完成。

目前的固定翼无人机天钩回收机构中主臂大多采用平行四边形连杆机构，无法将天钩机构支撑的足够高，对翼展较大的无人机回收比较困难；上下横臂为分体方式，采用手动安装，安装人数多，时间长，不能满足无人机快速展开回收的要求；部分天钩机构中，绳索组件需要现场安装，对操作人员的专业技能要求较高。

发明内容

为了有效解决了上述问题，本发明提供了一种新型固定翼无人机天钩回收机构及回收方法，可以将天钩回收机构较高自动化程度的展开，且绳索组件无需要现场安装。

根据本发明的第一方面，提供一种新型固定翼无人机天钩回收机构，包括：地面支架和绳索组件，

所述地面支架包括下横臂折叠机构、主臂伸缩机构、上横臂伸缩机构、上横臂折叠机构以及底盘转动机构，

所述绳索组件包括多个滑轮、上缓冲绳、下缓冲绳以及回收绳。

进一步的，所述下横臂折叠机构与底盘转动机构连接，且能实现围绕底盘转动机构在铅垂平面内进行俯仰转动；所述主臂伸缩机构与底盘转动机构连接，且能实现围绕底盘转动机构在铅垂平面内进行0-75°的俯仰转动；所述上横臂折叠机构与主臂伸缩机构连接，且能实现围绕主臂伸缩机构在铅垂平面内进行0-90°的俯仰转动。

进一步的，所述下横臂折叠机构由下横臂一段、下横臂二段、下横臂连接插销组成，下横臂一段和下横臂二段采用平面旋转二力铰链连接，下横臂连接插销用于实现下横臂折叠机构的展开插入锁定，下横臂二段与底盘转动机构铰链连接。

进一步的，所述主伸缩臂机构由主伸缩臂一段、主伸缩臂二段、主伸缩臂三段、主伸缩臂四段、主伸缩臂五段组成，主伸缩臂一段中套入主伸缩臂二段实现伸缩运动；主伸缩臂二段中套入主伸缩臂三段实现伸缩运动；主伸缩臂三段中套入主伸缩臂四段实现伸缩运动；主伸缩臂四段中套入主伸缩臂五段实现伸缩运动，主伸缩臂一段与底盘转动机构铰链连接，主伸缩臂五段与上横臂折叠机构铰链连接。

进一步的，所述上横臂伸缩机构由上横臂一段、上横臂二段组成，上横臂一段中套入上横臂二段实现伸缩运动，上横臂一段与上横臂折叠机构铰链连接。

进一步的，上横臂一段与上横臂折叠机构通过铰链连接，由此，所述上横臂折叠机构能将上横臂一段、上横臂二段整体在铅垂方向进行0-90°折叠。

进一步的，通过底盘转动机构的油缸控制上横臂折叠机构、下横臂折叠机构以及主伸缩臂机构的俯仰运动。

进一步的，通过主伸缩臂机构顶端油缸控制上横臂折叠机构的折叠运动。

进一步的，所述上缓冲绳的一端固定连接在底盘转动机构上，另一端与回收绳的第一端打结连接；所述下缓冲绳一端固定连接在底盘转动机构上，另一端与回收绳的第二端打结连接。

进一步的，所述回收绳通过滑轮实现导向运动。

进一步的，所述滑轮的数量为三个。

进一步的，三个滑轮分别安装于上横臂伸缩机构的最前端、上横臂伸缩机构的固定端以及下横臂折叠机构最前端。

进一步的，底盘转动机构底面能与拖车底盘、汽车底盘、船舶或者固定地面固连，且能实现0-90°的旋转运动。

根据本发明的第二方面，提供一种新型固定翼无人机天钩回收方法，所述方法采用根据以上任一方面所述的固定翼无人机天钩回收机构进行操作，包括以下步骤：

1)在无人机回收前，确认底盘转动机构底面与固定点固连，并确保液压系统正常后，将底盘转动机构旋转至无人机回收方向；

2)展开下横臂折叠机构并锁定；

3)将主伸缩臂机构调整至75°，主臂伸缩机构全部伸出；

4)将上横臂伸缩机构全部伸出，上横臂折叠机构展开；

5)回收绳通过滑轮滑动，上缓冲绳、下缓冲绳以及回收绳此时处于张紧状态；

6)无人机在回收绳上着钩后，在上缓冲绳、下缓冲绳上减速回收，通过控制主伸缩臂机构缩入，取下无人机，完成回收。

进一步的，所述固定点包括但不限于拖车底盘、汽车底盘、船舶或者固定地面。

本发明机构的除下横臂展开靠人工外，其它展开动力源均为液压动力，在下横臂展开，主伸缩臂展开，上横臂伸出展开后，绳索组件都能预张紧，天钩回收绳段为铅锤状态。本发明采用主要采用伸缩机构，折叠机构，回转机构，易于维护的特点。相对于其它形式的回收机构，无需人工在回收场地进行二次安装，大大缩短了展开时间，能够完成某型固定翼无人机在野外环境中的定点回收。

附图说明

图1示出下横臂折叠机构示意图；

图2示出下横臂插销结构示意图；

图3示出主伸缩机构示意图；

图4示出上横臂伸缩机构与折叠机构意图；

图5示出底盘转动机构示意图；

图6示出滑轮示意图；

图7示出绳索组件示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，一下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用于本发明，并不限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的本发明的精髓和范围上做的代替、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明还有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定结构的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完成理解本发明。

如图1和图2所示，下横臂折叠机构由下横臂一段(1)、下横臂二段(2)、下横臂连接插销(3)组成，下横臂一段(1)与下横臂二段(2)铰链连接，通过连接插销(3)可以将下横臂一段(1)、下横臂二段(2)固连起来。

如图3所示，主伸缩臂机构由主伸缩臂一段(4)、主伸缩臂二段(5)、主伸缩臂三段(6)、主伸缩臂四段(7)、主伸缩臂五段(8)组成。主伸缩臂一段(4)中套入主伸缩臂二段(5)可以伸缩运动，主伸缩臂二段(5)中套入主伸缩臂三段(6)可以伸缩运动，主伸缩臂三段(6)中套入主伸缩臂四段(7)可以伸缩运动，主伸缩臂四段(7)中套入主伸缩臂五段(8)可以伸缩运动。

如图4所示，上横臂伸缩机构由上横臂一段(9)、上横臂二段(10)组成，上横臂一段(9)中套入上横臂二段(10)可以伸缩运动，上横臂一段(9)与上横臂折叠机构(11)铰链连接。上横臂折叠机构(11)铰链连接能将上横臂一段(9)、上横臂二段(10)整体在铅垂方向0-90°折叠。

如图5所示，底盘转动机构(12)底面能与拖车底盘、汽车底盘、船舶或者固定地面固连，能实现0-90°的旋转运动。

如图6和图7所示，上缓冲皮筋(14)一端固定连接在底盘转动机构(12)上，另一端与回收绳(16)上端打结连接，下缓冲皮筋绳(15)一端固定连接在底盘转动机构(12)上，另一端与回收绳(16)下端打结连接，回收绳(16)通过滑轮(13)实现导向运动，滑轮(13)安装于上伸缩臂机构最前端，上伸缩臂机构固定端，下臂折叠机构最前端至少三处安装。

本发明的具体工作过程如下：

1)在无人机回收前，将确认底盘转动机构(12)底面能与拖车底盘、汽车底盘、船舶或者固定地面固连，并确保液压系统正常，能驱动各个执行机构，将底盘转动机构(12)旋转至无人机回收方向；

2)完成第1)步骤后，下横臂折叠一段(1)绕下横臂折叠一段(2)转动至共线状态，此时下横臂对接端处右插销孔，将下横臂连接插销(3)插入锁定。

3)完成第2)步骤后，主臂伸缩机构(4)-(8)调整至75°，主臂伸缩机构(4)-(8)全部伸出；

4)完成第3)步骤后，上横臂伸缩机构(9)、(10)全部伸出，上横臂折叠机构(11)展开；

5)完成第4)步骤后，回收绳能通过三组滑轮(13)滑动，上缓冲皮筋绳(14)、下缓冲皮筋绳(15)，回收绳(16)此时处于张紧状态，可以通过绳上标记点或者张力传感器测量绳索组件的预张紧力；

6)无人机在回收绳(16)上着钩后，能在上皮筋缓冲绳(14)，下皮筋缓冲绳(15)上减速回收，通过控制主伸缩臂(4)-(8)缩入，取下无人机，完成回收。

本发明的工作原理在于：在无人机回收阶段前，下横臂折叠机构(1)-(3)展开，主臂伸缩机构(4)-(8)调整至75°，主臂伸缩机构(4)-(8)全部伸出，上横臂伸缩机构(9)、(10)全部伸出，上横臂折叠机构(11)展开，底盘转动机构(12)旋转至利于无人机回收方向。上缓冲皮筋绳(14)、下缓冲皮筋绳(15)，回收绳(16)此时处于张紧状态，回收绳能通过三组滑轮(13)滑动。无人机在回收绳(16)上着钩后，能在上皮筋缓冲绳(14)，下皮筋缓冲绳(15)上减速回收，通过控制主伸缩臂(4)-(8)缩入，取下无人机，完成回收。

本发明能保证无人机天钩回收机构快速、高可靠的展开，能顺利完成无人机天钩回收并取下着钩无人机。无人机天钩回收机构驱动动力为液压动力，自动化程度较高，结构简单，操作方便。

Claims (10)

1.一种新型固定翼无人机天钩回收机构，其特征在于，包括：地面支架和绳索组件，

所述地面支架包括下横臂折叠机构、主臂伸缩机构、上横臂伸缩机构、上横臂折叠机构以及底盘转动机构，

所述绳索组件包括多个滑轮、上缓冲绳、下缓冲绳以及回收绳。

2.根据权利要求1所述的固定翼无人机天钩回收机构，其特征在于，所述下横臂折叠机构与底盘转动机构连接，且能实现围绕底盘转动机构在铅垂平面内进行俯仰转动；所述主臂伸缩机构与底盘转动机构连接，且能实现围绕底盘转动机构在铅垂平面内进行0-75°的俯仰转动；所述上横臂折叠机构与主臂伸缩机构连接，且能实现围绕主臂伸缩机构在铅垂平面内进行0-90°的俯仰转动。

3.根据权利要求1所述的固定翼无人机天钩回收机构，其特征在于，所述下横臂折叠机构由下横臂一段、下横臂二段、下横臂连接插销组成，下横臂一段和下横臂二段采用平面旋转二力铰链连接，下横臂连接插销用于实现下横臂折叠机构的展开插入锁定，下横臂二段与底盘转动机构铰链连接。

4.根据权利要求1所述的固定翼无人机天钩回收机构，其特征在于，所述主伸缩臂机构由主伸缩臂一段、主伸缩臂二段、主伸缩臂三段、主伸缩臂四段、主伸缩臂五段组成，主伸缩臂一段中套入主伸缩臂二段实现伸缩运动；主伸缩臂二段中套入主伸缩臂三段实现伸缩运动；主伸缩臂三段中套入主伸缩臂四段实现伸缩运动；主伸缩臂四段中套入主伸缩臂五段实现伸缩运动，主伸缩臂一段与底盘转动机构铰链连接，主伸缩臂五段与上横臂折叠机构铰链连接。

5.根据权利要求1所述的固定翼无人机天钩回收机构，其特征在于，所述上横臂伸缩机构由上横臂一段、上横臂二段组成，上横臂一段中套入上横臂二段实现伸缩运动，上横臂一段与上横臂折叠机构铰链连接。

6.根据权利要求5所述的固定翼无人机天钩回收机构，其特征在于，上横臂一段与上横臂折叠机构通过铰链连接，由此，所述上横臂折叠机构能将上横臂一段、上横臂二段整体在铅垂方向进行0-90°折叠。

7.根据权利要求1所述的固定翼无人机天钩回收机构，其特征在于，通过底盘转动机构的油缸控制上横臂折叠机构、下横臂折叠机构以及主伸缩臂机构的俯仰运动。

8.根据权利要求1所述的固定翼无人机天钩回收机构，其特征在于，通过主伸缩臂机构顶端油缸控制上横臂折叠机构的折叠运动。

9.根据权利要求1所述的固定翼无人机天钩回收机构，其特征在于，所述上缓冲绳的一端固定连接在底盘转动机构上，另一端与回收绳的第一端打结连接；所述下缓冲绳一端固定连接在底盘转动机构上，另一端与回收绳的第二端打结连接，所述回收绳通过滑轮实现导向运动。

10.一种新型固定翼无人机天钩回收方法，所述方法采用根据权利要求1至9中任一项所述的新型固定翼无人机天钩回收机构进行操作，包括以下步骤：

1)在无人机回收前，确认底盘转动机构底面与固定点固连，并确保液压系统正常后，将底盘转动机构旋转至无人机回收方向；

2)展开下横臂折叠机构并锁定；

3)将主伸缩臂机构调整至75°，主臂伸缩机构全部伸出；

4)将上横臂伸缩机构全部伸出，上横臂折叠机构展开；

5)回收绳通过滑轮滑动，上缓冲绳、下缓冲绳以及回收绳此时处于张紧状态；

6)无人机在回收绳上着钩后，在上缓冲绳、下缓冲绳上减速回收，通过控制主伸缩臂机构缩入，取下无人机，完成回收。

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