CN110888461A - 一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置 - Google Patents

一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110888461A
CN110888461A CN201911235289.4A CN201911235289A CN110888461A CN 110888461 A CN110888461 A CN 110888461A CN 201911235289 A CN201911235289 A CN 201911235289A CN 110888461 A CN110888461 A CN 110888461A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unmanned aerial
aerial vehicle
adjusting device
sensor
controller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201911235289.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110888461B (zh
Inventor
岑宇辉
周梦娇
周浩君
孙天韵
张海云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xi'an Millimeter Wave Photon Technology Co Ltd
Original Assignee
Xi'an Millimeter Wave Photon Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xi'an Millimeter Wave Photon Technology Co Ltd filed Critical Xi'an Millimeter Wave Photon Technology Co Ltd
Priority to CN201911235289.4A priority Critical patent/CN110888461B/zh
Publication of CN110888461A publication Critical patent/CN110888461A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110888461B publication Critical patent/CN110888461B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D3/00Control of position or direction
    • G05D3/12Control of position or direction using feedback
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/04Ground or aircraft-carrier-deck installations for launching aircraft
    • B64F1/06Ground or aircraft-carrier-deck installations for launching aircraft using catapults
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • G05D13/62Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover characterised by the use of electric means, e.g. use of a tachometric dynamo, use of a transducer converting an electric value into a displacement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,包括传感器A、传感器B、横滚姿态调整装置、能源供给装置和控制器,通过传感器A、传感器B测量的角度及角速度信息传送给控制器,控制器与横滚姿态调整装置能够将小型固定翼无人机在舰载环境下起飞时横滚角度和角速度控制在一定范围内,减小起控后小型固定翼无人机控制难度,提高小型固定翼无人机在舰载环境下起飞的安全性,避免坠机事故发生。

Description

一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置
技术领域
本发明涉及无人机技术领域,特别是一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置。
背景技术
舰载环境下起飞小型固定翼无人机,需要适应波浪给舰载起飞平台带来的摆动。遇到严苛海况,会因为小型固定翼无人机跟随舰载起飞平台摆动,导致出现横滚角度和角速度。在小型固定翼无人机起飞后无控段,可能会出现小型固定翼无人机横滚角过大,在接到起控指令后无法修正,导致坠机事故发生。
而现有的舰载小型固定翼无人机采用高抛射角使其起飞,使小型固定翼无人机起飞后有较大的离海面高度,增加小型固定翼无人机的调整时间。但由于小型固定翼无人机舰载发射速度不高,舵面效率有限,在复杂海况下产生较大的横滚角度和角速度,仍会出现接到起控指令后无法修正而导致坠机事故现象发生。
因此,当下亟需一种安全、可靠的舰载小型固定翼无人机姿态调整装置,以保证无人机安全起风,防止坠机。
发明内容
本发明目的是提供一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,包括传感器A、传感器B、横滚姿态调整装置、能源供给装置和控制器,所述传感器A、传感器B、横滚姿态调整装置、能源供给装置均与控制器连接。
所述传感器A固定在无人机弹射起飞装置前上端,用于测量无人机弹射装置相对于海平面的横滚角度和角速度信息;所述传感器B固定设置在发射平台上用于测量发射平台4相对于海平面的横滚角度和角速度信息。
所述控制器包括信号输入模块、信号处理模块、信号输出模块和通讯模块,所述信号输入模块用于采集传感器A、传感器B的信号;所述信号处理模块用于根据传感器A、传感器B测量的信息计算得到调整指令和调整量,所述信号输出模块用于将调整指令和调整量发送给横滚姿态调整装置,且控制器通过通讯模块与无人机弹射起飞装置连接。
所述横滚姿态调整装置外侧与发射平台固定连接,内侧与无人机弹射装置通过铰链连接,向无人机弹射装置提供沿自身轴线顺时针或逆时针的扭矩,使无人机弹射装置沿自身轴线旋转,并能将无人机弹射装置锁定在沿自身轴线任意角度。
所述铰链连接为以横滚姿态调整装置轴线为中心均匀布置的三个运动支链,且每个所述运动支链,可以实现无人机弹射起飞装置X和Y方向的平动及绕轴的转动,其中驱动端优选为压电陶瓷驱动器。
进一步的,各个运动支链的运动关节为柔性铰链,优选为正圆柔性铰链、椭圆柔性铰链、直角柔性铰链和三角柔性铰链。
所述一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置的具体工作过程为:
无人机弹射装置接收到无人机弹射准备指令,向控制器发送指令。控制器接通能源供给装置向传感器A、横滚姿态调整装置、传感器B提供能源。传感器A将采集到的无人机弹射装置相对于海平面的横滚角度和角速度信息传递给控制器。传感器B将探测到发射平台相对于海平面的横滚角度和角速度信息传递给控制器。控制器根据内置算法,给出横滚姿态调整装置的调整指令和调整量,横滚姿态调整装置根据调整指令和调整量作动,当将无人机弹射装置的相对于海平面的角度调整至阈值后,控制器向无人机弹射装置发出弹射指令,同时控制器向横滚姿态调整装置发出锁定指令,无人机弹射装置将无人机弹射起飞。
本发明能将小型固定翼无人机在舰载环境下起飞时横滚角度和角速度控制在一定范围内,减小起控后小型固定翼无人机控制难度,提高小型固定翼无人机在舰载环境下起飞的安全性,避免坠机事故发生。可在已有或在研的舰载或车载无人机起飞装置上加装,结构简单,有一定经济效益。
附图说明
图1是本发明所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置结构示意图;
图2是图1的A俯视图;
图3时铰链连接结构。
1-无人机弹射装置,2-A陀螺仪,3-横滚姿态调整装置,4-发射平台,5-能源供给装置,6-控制器,7-B陀螺仪,8-无人机图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明的舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置作进一步的详细描述。
如图1-图2所示,一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,包括A陀螺仪2、横滚姿态调整装置3、能源供给装置5、控制器6、B陀螺仪7。横滚姿态调整装置3外侧与发射平台4固定连接,内侧与无人机弹射装置1通过铰链连接,可以向无人机弹射装置1提供沿自身轴线顺时针或逆时针的扭矩,使无人机弹射装置1沿自身轴线旋转,并能将无人机弹射装置1锁定在沿自身轴线任意角度。A陀螺仪2固定在无人机弹射装置1上,能够探测无人机弹射装置1相对于海平面的横滚角度和角速度,并能将横滚角度、角速度信息传递给控制器6。B陀螺仪7固定在发射平台4上,能够探测发射平台4相对于海平面的横滚角度和角速度,并能将横滚角度、角速度信息传递给控制器6。
如图3所述,所述铰链连接为以横滚姿态调整装置轴线为中心均匀布置的三个运动支链,且每个所述运动支链,可以实现无人机弹射起飞装置X和Y方向的平动及绕轴的转动,其中驱动端优选为压电陶瓷驱动器。
进一步的,各个运动支链的运动关节为柔性铰链,优选为正圆柔性铰链、椭圆柔性铰链、直角柔性铰链和三角柔性铰链。
控制器6根据A陀螺仪2、B陀螺仪7反馈的横滚角度和角速度信息,根据内置算法,给出横滚姿态调整装置3的调整指令和调整量,控制器6还可向横滚姿态调整装置3发出锁定指令,控制器6和无人机弹射装置1连接。能源供给装置5向控制器6供电,并通过控制器6向A陀螺仪2、横滚姿态调整装置3、B陀螺仪7供电。
所述一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置的具体工作过程为:
无人机弹射装置1接收到无人机弹射准备指令,向控制器6发送指令。控制器6接通能源供给装置5向A陀螺仪2、横滚姿态调整装置3、B陀螺仪7提供能源。A陀螺仪2将采集到的无人机弹射装置1相对于海平面的横滚角度和角速度信息传递给控制器6。B陀螺仪7将探测到发射平台相对于海平面的横滚角度和角速度信息传递给控制器6。控制器根据内置算法,给出横滚姿态调整装置的调整指令和调整量,横滚姿态调整装置3根据调整指令和调整量作动,当将无人机弹射装置1的相对于海平面的角度调整至阈值后,控制器6向无人机弹射装置1发出弹射指令,同时控制器向横滚姿态调整装置3发出锁定指令,无人机弹射装置1将无人机弹射起飞。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式,然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本本发明的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,包括传感器A、传感器B、横滚姿态调整装置、能源供给装置和控制器,其特征在于:所述传感器A、传感器B、横滚姿态调整装置、能源供给装置均与控制器连接,所述传感器A固定在无人机弹射起飞装置前上端,所述传感器B固定设置在发射平台上,所述横滚姿态调整装置外侧与发射平台固定连接,内侧与无人机弹射装置通过铰链连接。
2.根据权利要求1所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,其特征在于:所述铰链连接为以横滚姿态调整装置轴线为中心均匀布置的三个运动支链。
3.根据权利要求2所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,其特征在于:且每个所述运动支链能够实现无人机弹射起飞装置X和Y方向的平动及绕轴的转动。
4.根据权利要求3所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,其特征在于:其中驱动端优选为压电陶瓷驱动器。
5.根据权利要求4所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,其特征在于:各个运动支链的运动关节为柔性铰链,具体为正圆柔性铰链、椭圆柔性铰链、直角柔性铰链或三角柔性铰链。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,其特征在于:所述横滚姿态调整装置向无人机弹射装置提供沿自身轴线顺时针或逆时针的扭矩,使无人机弹射装置沿自身轴线旋转,并能将无人机弹射装置锁定在沿自身轴线任意角度。
7.根据权利要求6任一项所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,其特征在于:所述控制器包括信号输入模块、信号处理模块、信号输出模块和通讯模块,所述信号输入模块用于采集传感器A、传感器B的信号;所述信号处理模块用于根据传感器A、传感器B测量的信息计算得到调整指令和调整量,所述信号输出模块用于将调整指令和调整量发送给横滚姿态调整装置,且控制器通过通讯模块与无人机弹射起飞装置连接。
8.根据权利要求7所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,其特征在于:所述传感器A用于测量无人机弹射装置相对于海平面的横滚角度和角速度信息;所述传感器B用于测量发射平台4相对于海平面的横滚角度和角速度信息。
9.根据权利要求8所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置,其特征在于:所述传感器A、传感器B均为陀螺仪。
10.根据权利要求1-9所述的一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置的工作方法,其特征在于:包括以下步骤
(1)无人机弹射装置接收到无人机弹射准备指令,向控制器发送指令;
(2)控制器接通能源供给装置向传感器A、横滚姿态调整装置、传感器B提供能源;
(3)传感器A将采集到的无人机弹射装置相对于海平面的横滚角度和角速度信息传递给控制器;传感器B将探测到发射平台相对于海平面的横滚角度和角速度信息传递给控制器;
(4)控制器根据内置算法,给出横滚姿态调整装置的调整指令和调整量;
(5)横滚姿态调整装置根据调整指令和调整量作动,当将无人机弹射装置的相对于海平面的角度调整至阈值后,控制器向无人机弹射装置发出弹射指令,同时控制器向横滚姿态调整装置发出锁定指令,无人机弹射装置将无人机弹射起飞。
CN201911235289.4A 2019-12-05 2019-12-05 一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置 Active CN110888461B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911235289.4A CN110888461B (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911235289.4A CN110888461B (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110888461A true CN110888461A (zh) 2020-03-17
CN110888461B CN110888461B (zh) 2022-11-22

Family

ID=69750600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911235289.4A Active CN110888461B (zh) 2019-12-05 2019-12-05 一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110888461B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113772113A (zh) * 2020-06-10 2021-12-10 北京机械设备研究所 一种舰载垂直发射载荷的投放方法
CN114084366A (zh) * 2021-12-07 2022-02-25 中国科学院沈阳自动化研究所 自动化无人机连续发射系统及控制方法
CN115657713A (zh) * 2022-10-12 2023-01-31 西北工业大学 一种考虑发射平台沉浮和晃动条件下发射决策控制方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2119998A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-18 BAE Systems plc Launch system
US8091461B1 (en) * 2008-03-05 2012-01-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System for water-based launch of an unmanned aerial vehicle
DE102014111488A1 (de) * 2014-08-12 2016-02-18 Atlas Elektronik Gmbh Startvorrichtung und Fahrzeug
CN105383706A (zh) * 2015-12-12 2016-03-09 王自治 弹射器
CN107380402A (zh) * 2017-02-24 2017-11-24 南京柯尔航空科技有限公司 一种折叠翼无人机
CN107600451A (zh) * 2017-10-13 2018-01-19 南京涵曦月自动化科技有限公司 一种无人机弹射一体化无人机控制装置
CN108177791A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 陕西中科博亿电子科技有限公司 发射筒
CN108829139A (zh) * 2018-07-25 2018-11-16 哈尔滨工业大学 一种无人机海上着陆的船载控制方法
CN108873923A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 中国人民解放军陆军工程大学 应急指挥控制固定翼无人机舰面紧急起飞控制方法
CN109018417A (zh) * 2018-08-10 2018-12-18 江阴航源航空科技有限公司 一种由高速旋转电机瞬时驱动的无人机弹射架
GB201904355D0 (en) * 2019-03-28 2019-05-15 Iss Group Ltd Tube-launched unmanned aerial vehicle
WO2019150206A1 (en) * 2018-01-30 2019-08-08 Ideaforge Technology Pvt. Ltd. Fixed-wing vertical take-off and landing hybrid uav
CN110160399A (zh) * 2019-04-04 2019-08-23 河北汉光重工有限责任公司 一种车载式靶弹发射装置
CN110209195A (zh) * 2019-06-13 2019-09-06 浙江海洋大学 海上无人机的远程控制系统及控制方法
CN110525675A (zh) * 2019-09-26 2019-12-03 中国人民解放军国防科技大学 舰载无人机存储、运送与释放回收平台

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8091461B1 (en) * 2008-03-05 2012-01-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System for water-based launch of an unmanned aerial vehicle
EP2119998A1 (en) * 2008-05-13 2009-11-18 BAE Systems plc Launch system
DE102014111488A1 (de) * 2014-08-12 2016-02-18 Atlas Elektronik Gmbh Startvorrichtung und Fahrzeug
CN105383706A (zh) * 2015-12-12 2016-03-09 王自治 弹射器
CN107380402A (zh) * 2017-02-24 2017-11-24 南京柯尔航空科技有限公司 一种折叠翼无人机
CN107600451A (zh) * 2017-10-13 2018-01-19 南京涵曦月自动化科技有限公司 一种无人机弹射一体化无人机控制装置
CN108177791A (zh) * 2017-12-28 2018-06-19 陕西中科博亿电子科技有限公司 发射筒
WO2019150206A1 (en) * 2018-01-30 2019-08-08 Ideaforge Technology Pvt. Ltd. Fixed-wing vertical take-off and landing hybrid uav
CN108873923A (zh) * 2018-07-11 2018-11-23 中国人民解放军陆军工程大学 应急指挥控制固定翼无人机舰面紧急起飞控制方法
CN108829139A (zh) * 2018-07-25 2018-11-16 哈尔滨工业大学 一种无人机海上着陆的船载控制方法
CN109018417A (zh) * 2018-08-10 2018-12-18 江阴航源航空科技有限公司 一种由高速旋转电机瞬时驱动的无人机弹射架
GB201904355D0 (en) * 2019-03-28 2019-05-15 Iss Group Ltd Tube-launched unmanned aerial vehicle
CN110160399A (zh) * 2019-04-04 2019-08-23 河北汉光重工有限责任公司 一种车载式靶弹发射装置
CN110209195A (zh) * 2019-06-13 2019-09-06 浙江海洋大学 海上无人机的远程控制系统及控制方法
CN110525675A (zh) * 2019-09-26 2019-12-03 中国人民解放军国防科技大学 舰载无人机存储、运送与释放回收平台

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
任刚,等: "舰载无人机起飞动力学研究与仿真", 《计算机仿真》 *
张世辉,等: "舰载无人机发射初始状态研究", 《飞行力学》 *
邓军,等: "基于舰船运动预报的舰载无人机起飞辅助决策", 《指挥控制与仿真》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113772113A (zh) * 2020-06-10 2021-12-10 北京机械设备研究所 一种舰载垂直发射载荷的投放方法
CN113772113B (zh) * 2020-06-10 2023-09-05 北京机械设备研究所 一种舰载垂直发射载荷的投放方法
CN114084366A (zh) * 2021-12-07 2022-02-25 中国科学院沈阳自动化研究所 自动化无人机连续发射系统及控制方法
CN115657713A (zh) * 2022-10-12 2023-01-31 西北工业大学 一种考虑发射平台沉浮和晃动条件下发射决策控制方法
CN115657713B (zh) * 2022-10-12 2023-03-31 西北工业大学 一种考虑发射平台沉浮和晃动条件下发射决策控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110888461B (zh) 2022-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110888461B (zh) 一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置
US11837102B2 (en) Deep stall aircraft landing
US20200182613A1 (en) Inverted-Landing Aircraft
EP0629164B1 (en) Thrust vectoring free wing aircraft
US11603196B2 (en) Methods and systems for energy-efficient take-offs and landings for vertical take-off and landing (VTOL) aerial vehicles
CN107703972A (zh) 具有辅助手动驾驶和自动驾驶的尤为飞翼型固定翼无人机
CN201362362Y (zh) 复合动力多用途无人机
WO2013055265A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR LAUNCHING AND LANDING UAVs
CN109204860B (zh) 一种舰载无人机弹射/回收一体化装置
CN104898698A (zh) 一种旋翼型无人机自动避障装置
KR101769281B1 (ko) 무인 항공기 자율비행 제어 검증 방법 및 장치
US11964756B2 (en) Aeronautical apparatus
RU181026U1 (ru) Многоцелевой беспилотный летательный аппарат
CN106926655A (zh) 一种四旋翼智能汽车
CN109720557A (zh) 一种无人飞行器及其飞行控制方法
TWI688519B (zh) 定翼機起飛系統及其方法
CN115916644A (zh) 用于降落在竖直结构上的混合动力无人机
CN218537097U (zh) 小型舰载固定翼无人机
CN217259449U (zh) 一种机体自调节爬坡角度的四旋翼无人机履带配合装置
CN209784833U (zh) 一种手抛式无人机系统
RU2820276C1 (ru) Малоразмерный беспилотный вертолет без автомата перекоса
WO2022238995A1 (en) Latching system and method for vtol vehicles
CN109250112A (zh) 一种新型飞行器
CN115892457A (zh) 一种小型舰载固定翼无人机
RU60914U1 (ru) Трансформирующийся летательный аппарат

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant