CN110888461B - 一种舰载小型固定翼无人机起飞姿态调整装置 - Google Patents

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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 (8)

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；
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用于测量发射平台相对于海平面的横滚角度和角速度信息。
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：所述传感器A、传感器B均为陀螺仪。
8.根据权利要求1-7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。
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