CN111392057A - 一种用于无人机的车载机械放飞装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于无人机发射放飞技术领域，涉及一种能够实现无人机车载机械放飞的用于无人机的车载机械放飞装置，该装置将无人机放置到转运小车后，通过向外侧方向扳动滑撬锁定/释放装置，可将无人机滑撬锁定，当车速达到无人机放飞速度且收到操作手发出的放飞指令后，直线电机运动，通过特殊材料的绳索，将两侧的滑撬锁定/释放装置打开，解除对无人机滑撬的锁定，无人机在升力的作用下离架放飞。本发明可有效应用于中小型无人机的车载发射放飞，避免了传统火箭助推起飞方式对火工品的依赖，提高了放飞过程的安全性。避免了轮式起飞对跑道的依赖，可有效应用于中小型固定翼无人机的放飞操作，具有使用方便、节省人力、安全可靠、经济性高的特点。

Description

一种用于无人机的车载机械放飞装置

技术领域

本发明属于无人机发射放飞技术领域，涉及一种能够实现无人机车载机械放飞的用于无人机的车载机械放飞装置。

背景技术

年，无人机技术得到了不断的发展和应用。对无人机的安全性提出了越来越高的要求，中小型无人机常见的放飞技术有垂直起飞、手抛起飞、轮式起飞、火箭助推发射放飞、机械弹射放飞、车载放飞等，都存在一些技术上的缺陷和安全性的问题。

发明内容

本发明公开了一种用于无人机的车载机械放飞装置，以解决现有技术的上述以及其他潜在问题中任一问题。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是：一种用于无人机的车载机械放飞装置，所述放飞装置包括：

所述运输底盘，用于为待放飞无人机提供起飞初始动力；

所述车载放飞架，用于为待放飞无人机提供初始放飞角度；

所述无人机运载装置，用于转运无人机和锁定无人机；

所述电气单元，用于控制无人机的放飞和所述车载放飞架的收起和展开。

其中，所述车载放飞架固定安装在所述运输底盘上，所述无人机运载装置与所述车载放飞架的末端活动连接；

所述电气单元安装在所述车载放飞架上。

进一步，所述车载放飞架包括底架、牵引支架、牵引绞盘、机构绞盘、第一撞击自锁装置、前支撑杆、后支撑杆、运载车导轨、导轨延长组件、前锁定卡槽、第二撞击自锁装置、第三撞击自锁装置、钢丝绳滑轮和钢丝；

其中，所述牵引支架固定在所述底架的前端的端部，所述前支撑杆和后支撑杆的一端均通过销轴设置在所述底架的上端面的前端和后端，所述牵引支架通过第一撞击自锁装置与所述前支撑杆活动连接；

所述前支撑杆和后支撑杆的另一端通过销轴与所述运载车导轨的下端面连接，2个所述前锁定卡槽对称设置在所述运载车导轨的上端面的前端，所述钢丝绳滑轮固定设置在2个所述前锁定卡槽之间的所述运载车导轨上，所述导轨延长组件通过连接件与所述运载车导轨的末端连接，2个所述第二撞击自锁装置对称设置在所述运载车导轨的左右两侧，2个所述第三撞击自锁装置对称设置在所述运载车导轨尾部左右两侧。

进一步，所述无人机运载装置包括车架、车轮、运载小车凸块、滑撬放置导轨、滑撬锁定/释放机构、钢丝绳定向滑轮、钢丝绳固定栓和前锁定凸台；

其中，所述车轮设置在所述车架的底部，所述滑撬放置导轨设置在所述车架的上端面，所述滑撬锁定/释放机构设置在所述滑撬放置导轨的前端；

所述钢丝绳定向滑轮和钢丝绳固定栓固定在所述车架的前端，2个所述运载小车凸块对称设置在所述车架的后端的两侧，两个前锁定凸台左右对称设置在车载前端最外侧。

进一步，所述电气单元包括控制面板、供电单元、牵引绞盘、机构绞盘、直线电机、位置传感器；

其中，所述控制面板设置在所述运输底盘驾驶舱内，所述供电单元、牵引绞盘、机构绞盘、直线电机和位置传感器均设置在所述车载放飞架上，所述控制面板分别与所述供电单元、和位置传感器连接，所述供电单元为所述控制面板、牵引绞盘、机构绞盘和位置传感器供电。

进一步，所述撞击自锁装置包括自锁装置固定座、自锁装置底座、撞击自锁手柄、弹簧、侧盖板、顶盖板和锁紧柱；

其中，所述自锁装置底座设置在所述自锁装置固定座上，所述销轴活动设置在所述自锁装置固定座上，且所述销轴的一端设有弹簧，另一端与所述撞击自锁手柄一端活动连接，所述撞击自锁手柄上设有自锁挂钩，所述侧盖板和顶盖板设置在所述自锁装置底座上。

进一步，所述导轨延组件包括第一延长导轨、第二延长导轨、第三延长导轨、第一延长导轨支撑杆和第二延长导轨支撑杆；

其中，所述第一延长导轨的一端通过连接件与所述第二延长导轨的一端连接，所述第二延长导轨的另一端通过连接件与所述第三延长导轨的一端连接，所述第一延长导轨支撑杆与所述第一延长导轨活动连接，所述第二延长导轨支撑杆与所述第二延长导轨活动连接。

进一步，所述滑撬锁定/释放机构包括直线电机、拉绳、左弹簧、右弹簧、左滑撬锁定手柄、右滑撬锁定手柄、左固定座和右固定座；

其中，所述左滑撬锁定手柄的一端通过销轴设置在所述左固定座上，所述右滑撬锁定手柄的一端通过销轴设置在所述右固定座上，所述左弹簧和右弹簧分别设置在2个销轴上，所述直线电机设置在所述左固定座和右固定座之间，并通过拉绳分别与所述左滑撬锁定手柄和右滑撬锁定手柄连接。

进一步，所述第二延长导轨的长度大于所述第一延长导轨和第三延长导轨长度，所述第一延长导轨支撑杆的长度大于第二延长导轨支撑杆长度。

一种无人机，所述无人机的通过上述用于无人机的车载机械放飞装置放飞。

其中底盘选用成熟商用皮卡车，负责承载整个放飞装置，并可携带放飞装置及无人机到达一定的前进速度。。无人机运载小车由。及相关的线缆等附件组成。

本装置能够实现无人机的电动上架，减少对于人员的数量要求。

本装置能够按照控制指令收拢或展开车载放飞架，并可在车载放飞架收拢至指定位置后自动锁定车载放飞架。

本装置能够按照指令沿导轨牵引或释放无人机运载小车，并在无人机运载小车牵引至指定位置后自动锁定无人机运载小车。

本装置能够按照控制指令实现无人机的放飞操作。

本装置在关键位置设置了位置传感器，能够监测车载放飞架、无人机运载小车是否锁定到位。

本装置配有图像监控模块，可监控并记录放飞全过程无人机状态，并可辅助操作者判断无人机是否成功放飞。

该发明的关键技术包括：（1）机械到位自动锁定技术，制作了一种到位撞击自锁装置，如图5所示。当无人机运载小车向上运动至指定位置后，运载小车被撞击自锁装置10锁定。当放飞架收拢至收起位置后，撞击自锁装置25将车载放飞架锁定。当导轨延长段折叠至收起位置后，撞击自锁装置26将导轨延长段锁定。（2）高可靠滑撬锁定/释放技术，制作了一种滑撬锁定/释放装置，如图7所示，当无人机放置到转运小车后，通过向外侧方向扳动滑撬锁定/释放装置35，可将无人机滑撬锁定，当车速达到无人机放飞速度且收到操作手发出的放飞指令后，直线电机运动，通过特殊材料的绳索，将两侧的滑撬锁定/释放装置打开，解除对无人机滑撬的锁定，无人机在升力的作用下离架放飞。

本发明可有效应用于中小型无人机的车载发射放飞，避免了传统火箭助推起飞方式对火工品的依赖，提高了放飞过程的安全性。避免了轮式起飞对跑道的依赖，可有效应用于中小型固定翼无人机的放飞操作，具有使用方便、节省人力、安全可靠、经济性高的特点。

附图说明

图1为一种用于无人机的车载机械放飞装置组成示意图。

图2为车载放飞架外形示意图（收拢状态）。

图3为无人机车载放飞架构成示意图。

图4为无人机运载小车构成示意图。

图5为撞击自锁装置构成示意图。

图6为撞击自锁装置锁定过程示意图。

图7为滑撬锁定/释放装置构成示意图。

图8为滑撬锁定/释放装置锁定状态示意图。

图9为滑撬锁定/释放装置释放状态示意图。

图10为无人机车载机械放飞装置展开状态示意图。

图11为电气单元连接示意图。

图12为放飞控制面板示意图。

图中：

1运输底盘、2车辆放飞架、3无人机运载小车、4底架、5前支撑杆、6后支撑杆、7运载车导轨、8导轨延长段、9前锁定卡槽、10第一撞击自锁装置 ,34撞击自锁装置、11蓄电池及电池存放箱、12牵引绞盘、13机构绞盘、14钢丝绳滑轮（牵引绞盘用）、15钢丝绳滑轮（机构绞盘用）、16前支撑杆、17后支撑杆、18车架、19车轮、20运载小车凸块、21滑撬放置导轨、22滑撬锁定/释放手柄、23直线电机、24钢丝绳导向滑轮、25钢丝绳固定栓、26自锁装置固定座、27自锁装置底座、28撞击自锁手柄、29弹簧、30销轴、31侧盖板、32顶盖板、33锁紧柱、34第三撞击自锁装置、35撞击自锁装置、第二36前锁定凸台、38拉绳。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步介绍。

具体实施方法如下：

如图1所示，本发明一种用于无人机的车载机械放飞装置，选定作为适当的运输底盘1，该底盘应具有良好的承重能力和加速性能，承重能力满足放飞装置2/3和无人机的重量要求，承重后可在规定的加速距离内加速至无人机放飞最低速度要求。

如图2和图3所示，按照本发明结构制造无人机车载放飞架，该放飞架由底架4、前支撑杆5、后支撑杆6、运载车导轨7、导轨延长段8、前锁定卡槽9、撞击自锁装置10/25/26、钢丝绳滑轮15组成。在图3中10/25/26位置分别安装3套撞击自锁装置，每套撞击自锁装置由2个相同的实物分别安装在放飞架左右两侧。在车载放飞架前支撑杆和前锁定卡槽位置安装接近开关，车载放飞架前支撑杆处接近开关用于监测放飞架收拢是否到位，前锁定卡槽位置接近开关用于监测无人机装载小车是否锁定到位。

在图3中12和13为牵引绞盘和机构绞盘，牵引绞盘的钢丝绳通过钢丝绳滑轮14通过和无人机运载小车上的钢丝绳导向滑轮24，连接至无人机运载小车钢丝绳固定栓25。控制牵引绞盘正向转动，可将无人机运载小车由地面牵引至放飞架顶端，控制牵引绞盘反向转动，可将无人机运载小车由放飞架顶端放回地面。机构绞盘的钢丝绳通过钢丝绳滑轮15连接至放飞架前支撑杆，控制机构绞盘正向转动，可将车载放飞架由展开状态调整至收拢状态，控制机构绞盘反向向转动，可将车载放飞架由收拢状态调整至展开状态。

如图4所示，按照本发明所示的结构制造无人运载运小车，无人机运载小车由车架18、车轮19、运载小车凸块20、滑撬放置导轨21、滑撬锁定/释放机构22、钢丝绳定向滑轮24、钢丝绳固定栓25和前锁定凸台36组成。无人机运载小车能够满足无人机的装载要求，滑撬锁定/释放机构受驾驶舱内的控制面板控制，无人机运载小车有电气连接接口，可与驾驶舱内的放飞控制器连接。

撞击自锁装置由自锁装置固定座26、自锁装置底座27、撞击自锁手柄28、弹簧29、销轴30、侧盖板31、顶盖板32、锁紧柱22组成，如图5所示。锁紧柱安装在被锁定装置上，被锁定装置向预定位置移动过程中，锁紧柱会撞击自锁手柄28，此时自锁手柄受力向下运动，锁紧柱继续向前运动，到达预定位置后，自锁手柄28在弹簧29的弹力作用下恢复为被撞击前状态，将锁紧柱锁紧。撞击自锁过程如图6所示。

滑撬锁定释放装置由滑撬锁定手柄22、直线电机23（该直线电机也可归入电气单元）、弹簧36、拉绳38等组成。无人机车载放飞装置使用前，先操作机构绞盘，将车载放飞架释放为展开状态，操作牵引绞盘，将无人机运载小车放置于地面位置，如图10所示。将无人机放置到无人机运载小车导轨后，手动向外侧扳动滑撬锁定手柄22，滑撬锁定/释放装置内部的弹簧和卡销会将滑撬锁定手柄保持至锁紧位置，将无人机滑撬锁定。之后通过操作牵引绞盘和机构绞盘将无人机由地面牵引至车载放飞架顶端，并将放飞架由展开状态收起至收拢状态，如图1所示。驾驶员驾驶运输底盘加速，当车速达到无人机放飞速度且收到操作手发出的放飞指令后，直线电机23运动，通过拉绳38将两侧的滑撬锁定/释放手柄22打开，解除对无人机滑撬的锁定，无人机在升力的作用下离架放飞。滑撬锁紧/释放装置的锁定和释放状态分别如图8和图9所示。

电气单元由蓄电池及电池存放箱11、控制面板、牵引绞盘12、机构绞盘13、直线电机23、位置传感器及相关的线缆等附件组成。在图3中11位置，安装有蓄电池及蓄电池存放箱，蓄电池为牵引绞盘、机构绞盘以及相关的电气控制设备进行供电。控制面板安装于运输底盘驾驶舱内，包含必要的状态指示灯和控制按钮，操作面板示意图如图12所示。放飞控制面板通过线缆与后舱的蓄电池及电池存放箱、无人机运载小车上的直线电机、位置传感器相连接，完成供电、测量及控制功能。电气单元连接示意图如图11所示，所述控制面板由电源开关、放飞开关、放飞允许开关、电源指示灯，放飞架到位指示灯，运载小车锁紧指示灯、放飞指示灯组成，按图12要求安装在控制面板上。所述供电单元由供电蓄电池、直流接触器、急停开关、空气开关组成，安装在11所示的蓄电池及电池存放箱内；所述牵引绞盘由牵引绞盘和牵引控制手柄组成；所述机构绞盘由机构绞盘和机构控制手柄组成。所述传感器由载车到位行程开关、延长导轨到位行程开关、左锁紧行程开关、右锁紧行程开关组成。

在图1所示的皮卡车驾驶舱顶部，设置视频监控模块。驾驶舱内部设置能够接收并显示视频监控信号的显示装置。视频监控模块和显示装置可根据需要选择有线连接或无线连接的方式，实际使用中，使用无线连接更方便便捷。

通过采用本发明方案，能够实现中小型无人机的车载发射放飞、该装置可大量减少无人机装卸及放飞过程对人员数量的要求，并且可重复使用，具有低成本的优点，经过了实际的使用验证，方案切实有效，具有较高的使用价值和经济效益。

以上对本申请实施例所提供的一种用于无人机的车载机械放飞装置，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于无人机的车载机械放飞装置，其特征在于，所述放飞装置包括：

所述运输底盘，用于为待放飞无人机提供起飞初始动力；

所述车载放飞架，用于为待放飞无人机提供初始放飞角度；

所述无人机运载装置，用于转运无人机和锁定无人机；

所述电气单元，用于控制无人机的放飞和所述车载放飞架的收起和展开。

其中，所述车载放飞架固定安装在所述运输底盘上，所述无人机运载装置与所述车载放飞架的末端活动连接；

所述电气单元安装在所述车载放飞架上。

2.根据权利要求1所述的用于无人机的车载机械放飞装置，其特征在于，所述车载放飞架包括底架、牵引支架、牵引绞盘、机构绞盘、第一撞击自锁装置、前支撑杆、后支撑杆、运载车导轨、导轨延长组件、前锁定卡槽、第二撞击自锁装置、第三撞击自锁装置、钢丝绳滑轮和钢丝；

其中，所述牵引支架固定在所述底架的前端的端部，所述前支撑杆和后支撑杆的一端均通过销轴设置在所述底架的上端面的前端和后端，所述牵引支架通过第一撞击自锁装置与所述前支撑杆活动连接；

所述前支撑杆和后支撑杆的另一端通过销轴与所述运载车导轨的下端面连接，2个所述前锁定卡槽对称设置在所述运载车导轨的上端面的前端，所述钢丝绳滑轮固定设置在2个所述前锁定卡槽之间的所述运载车导轨上，所述导轨延长组件通过连接件与所述运载车导轨的末端连接，2个所述第二撞击自锁装置对称设置在所述运载车导轨的左右两侧，2个所述第三撞击自锁装置对称设置在所述运载车导轨尾部左右两侧。

3.根据权利要求2所述的用于无人机的车载机械放飞装置，其特征在于，所述无人机运载装置包括车架、车轮、运载小车凸块、滑撬放置导轨、滑撬锁定/释放机构、钢丝绳定向滑轮、钢丝绳固定栓和前锁定凸台；

其中，所述车轮设置在所述车架的底部，所述滑撬放置导轨设置在所述车架的上端面，所述滑撬锁定/释放机构设置在所述滑撬放置导轨的前端；

所述钢丝绳定向滑轮和钢丝绳固定栓固定在所述车架的前端，2个所述运载小车凸块对称设置在所述车架的后端的两侧，两个前锁定凸台左右对称设置在车载前端最外侧。

4.根据权利要求3所述的用于无人机的车载机械放飞装置，其特征在于，所述电气单元包括控制面板、供电单元、牵引绞盘、机构绞盘、直线电机、位置传感器；

其中，所述控制面板设置在所述运输底盘驾驶舱内，所述供电单元、牵引绞盘、机构绞盘、直线电机和位置传感器均设置在所述车载放飞架上，所述控制面板分别与所述供电单元、和位置传感器连接，所述供电单元为所述控制面板、牵引绞盘、机构绞盘和位置传感器供电。

5.根据权利要求1所述的用于无人机的车载机械放飞装置，其特征在于，所述撞击自锁装置包括自锁装置固定座、自锁装置底座、撞击自锁手柄、弹簧、侧盖板、顶盖板和锁紧柱；

其中，所述自锁装置底座设置在所述自锁装置固定座上，所述销轴活动设置在所述自锁装置固定座上，且所述销轴的一端设有弹簧，另一端与所述撞击自锁手柄一端活动连接，所述撞击自锁手柄上设有自锁挂钩，所述侧盖板和顶盖板设置在所述自锁装置底座上。

6.根据权利要求2所述的用于无人机的车载机械放飞装置，其特征在于，所述导轨延组件包括第一延长导轨、第二延长导轨、第三延长导轨、第一延长导轨支撑杆和第二延长导轨支撑杆；

其中，所述第一延长导轨的一端通过连接件与所述第二延长导轨的一端连接，所述第二延长导轨的另一端通过连接件与所述第三延长导轨的一端连接，所述第一延长导轨支撑杆与所述第一延长导轨活动连接，所述第二延长导轨支撑杆与所述第二延长导轨活动连接。

7.根据权利要求3所述的用于无人机的车载机械放飞装置，其特征在于，所述滑撬锁定/释放机构包括直线电机、拉绳、左弹簧、右弹簧、左滑撬锁定手柄、右滑撬锁定手柄、左固定座和右固定座；

其中，所述左滑撬锁定手柄的一端通过销轴设置在所述左固定座上，所述右滑撬锁定手柄的一端通过销轴设置在所述右固定座上，所述左弹簧和右弹簧分别设置在2个销轴上，所述直线电机设置在所述左固定座和右固定座之间，并通过拉绳分别与所述左滑撬锁定手柄和右滑撬锁定手柄连接。

8.根据权利要求6所述的用于无人机的车载机械放飞装置，其特征在于，所述第二延长导轨的长度大于所述第一延长导轨和第三延长导轨长度，所述第一延长导轨支撑杆的长度大于第二延长导轨支撑杆长度。

9.一种无人机，其特征在于，所述无人机的通过如权利要求1-8任意一项所述用于无人机的车载机械放飞装置放飞。

Images