CN111409834A - 一种民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，通过以下步骤实现：主控盒通过姿态传感器和加速度计判断当前无人机的飞行姿态及加速度状态，当无人机姿态/加速度达到了触发判定条件或者接收到PWM触发信号时候，电子点火器点燃推进剂，推进剂燃烧并将降落伞包弹出伞舱，降落伞在下降过程中受到空气阻力，有效减缓无人机下降速度，进而保障无人机不会直接坠落损坏。还公开了民用无人机安全应急缓降智能备降伞系统。
Description
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法及系统。
背景技术
随着无人机技术的逐步完善，应用市场的逐步成熟，无人机在民用领域的应用得到了蓬勃的发展，围绕无人机，各种新的技术，新的应用模式层出不穷，在遥感测绘、安防监控、应急救灾、电力巡检等行业领域得到了广泛应用。
针对行业级轻小型无人机而言，由于成本、体积和重量等因素的限制，导致飞控设计较简单、传感器成本较低、整系统可靠性较低，在飞行出现故障时没有有效手段来控制无人机，以降低坠机造成的财产损失。
目前民用无人机所采用的备降伞有：机械式弹射备降伞和固体燃料推进式弹射备降伞两种。这两种备降伞系统的原理是由外部信号触发弹射控制盒将伞包弹出伞舱，降落伞在无人机坠落的时候打开，起到缓降的作用；其共同点是触发逻辑单一，需要外部发送触发信号(比如人工发送触发信号等)；其不同点是机械式弹射备降伞弹射系统采用了弹簧等机械的弹射方式将伞包弹出伞舱，固体燃料推进式弹射备降伞系统是通过固体燃料推进剂燃烧反冲将伞包弹出伞舱。
现有技术中存在的缺陷或不足：1、弹射触发判定逻辑单一，没法满足无人机飞行过程中遇到的多种应急情况；2、当环境限制没法发出触发信号的时候备降伞系统无法启动(比如链路系统受到干扰或者链路系统超出了距离限制等，工作人员没法发送触发信号)；3、没有与无人机控制系统相互通信协作，备降伞系统弹射后无人机继续开车情况下会出现伞绳缠绕桨叶的风险；4、当外界不提供弹射触发信号的时候，无法智能自主开伞。
因此，提供一种在无人机出现故障时能防坠毁的方案，就成了现有技术的需求。
发明内容
为了克服背景技术存在的缺陷，本发明的目的在于，提供民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法及系统，通过备降伞系统主控盒集成的传感器、判定条件自主判断触发开伞。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，所述的方法通过以下步骤实现：
主控盒通过姿态传感器和加速度计判断当前无人机的飞行姿态及加速度状态，当无人机姿态/加速度达到了触发判定条件或者接收到PWM触发信号时候，电子点火器点燃推进剂，推进剂燃烧并将降落伞包弹出伞舱，降落伞在下降过程中受到空气阻力，有效减缓无人机下降速度，进而保障无人机不会直接坠落损坏。
所述民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，还通过以下步骤实现：
无人机飞控系统分析判断无人机飞行姿态及加速度状态，飞行状态异常达到触发开伞判定条件时触向备降伞系统主控盒发送开伞指令PWM信号触发开伞，保护无人机缓降。
所述民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，还通过以下步骤实现：
地面操作人员分析判断飞行姿态、飞行路径、飞行安全异常或者存在飞行安全问题时，手动发送开伞指令，并通过无人机数据链路发送开伞指令给无人机飞控系统，无人机飞控系统发送开伞指令给备降伞系统主控盒触发开伞，保护无人机缓降。
上述民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，主控盒自主触发开伞情况下，触发开伞的同时，向无人机飞控系统发送触发开伞回馈信号，无人机飞控系统将关闭无人机动力系统，防止无人机旋翼系统缠绕伞绳，导致伞功能失效起不到缓降作用。
上述民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，所述无人机的飞行姿态角大于60°即为判断为开伞条件。
上述民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，所述无人机以0.5g加速度下降持续1.6s即为判断为开伞条件。
一种民用无人机安全应急缓降智能备降伞系统，所述降伞系统包括：
安装在无人机上的伞舱，伞舱内安装有主控盒、推进剂、降落伞包、安全开关；
主控盒集成有供电系统、电池、三轴陀螺仪、加速度计、电子推进剂点火器、光感应器、数据记录模块；
安全开关为防止误触发而设置，当安全开关处于关闭状态时候任何条件下主控盒都不会触发开伞。
所述主控盒、降落伞包、推进剂安装在伞舱舱槽内，其中，主控盒安装在舱槽内底部，推进剂安装在降落伞包与主控盒之间。所述伞舱顶部为受力分离伞舱本体的伞舱盖。
本发明有益效果：
提供民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法及系统，通过备降伞系统主控盒集成的传感器、判定条件自主判断触发开伞。
无人机飞行控制系统、备降伞系统自主触发开伞系统、人工判定触发开伞条件三大部分相互协调的安全保护逻辑，能够防止误触发开伞、无人机动力系统/飞控系统故障或者操作人员对飞行环境/飞行状态/飞行安全没法做出判断的时候可自主开伞，多重保护无人机系统的应急安全。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
附图说明
图1所示为本发明备降伞系统流程示意图；
图2所示为本发明备降伞系统伞舱结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅附图1至2，本实施例提供民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，所述的方法通过以下步骤实现：
主控盒通过姿态传感器和加速度计判断当前无人机的飞行姿态及加速度状态，当无人机姿态/加速度达到了触发判定条件或者接收到PWM触发信号时候，电子点火器点燃推进剂，推进剂燃烧并将降落伞包弹出伞舱，降落伞在下降过程中受到空气阻力，有效减缓无人机下降速度，进而保障无人机不会直接坠落损坏。
民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，还通过以下步骤实现：
无人机飞控系统分析判断无人机飞行姿态及加速度状态，飞行状态异常达到触发开伞判定条件时触向备降伞系统主控盒发送开伞指令PWM信号触发开伞，保护无人机缓降。
民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，还通过以下步骤实现：
地面操作人员分析判断飞行姿态、飞行路径、飞行安全异常或者存在飞行安全问题时，手动发送开伞指令，并通过无人机数据链路发送开伞指令给无人机飞控系统，无人机飞控系统发送开伞指令给备降伞系统主控盒触发开伞，保护无人机缓降。
上述民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，主控盒自主触发开伞情况下，触发开伞的同时，向无人机飞控系统发送触发开伞回馈信号，无人机飞控系统将关闭无人机动力系统，防止无人机旋翼系统缠绕伞绳，导致伞功能失效起不到缓降作用。
上述民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，所述无人机的飞行姿态角大于60°即为判断为开伞条件。
上述民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，所述无人机以0.5g加速度下降持续1.6s即为判断为开伞条件。
提供民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法及系统，通过备降伞系统主控盒集成的传感器、判定条件自主判断触发开伞。
无人机飞行控制系统、备降伞系统自主触发开伞系统、人工判定触发开伞条件三大部分相互协调的安全保护逻辑，能够防止误触发开伞、无人机动力系统/飞控系统故障或者操作人员对飞行环境/飞行状态/飞行安全没法做出判断的时候可自主开伞，多重保护无人机系统的应急安全。
一种民用无人机安全应急缓降智能备降伞系统，降伞系统包括：
安装在无人机上的伞舱1，伞舱1上面安装有伞舱盖2，伞舱1内安装有主控盒5、推进剂4、降落伞包3、安全开关；
主控盒5集成有供电系统、电池、三轴陀螺仪、加速度计、电子推进剂点火器、光感应器、数据记录模块；
安全开关为防止误触发而设置，当安全开关处于关闭状态时候任何条件下主控盒都不会触发开伞。
主控盒5、降落伞包3、推进剂4安装在伞舱1舱槽内，伞舱盖2安装在伞舱1外，其中，主控盒5安装在舱槽内底部，推进剂4安装在降落伞包3与主控盒5之间。伞舱顶部为受力分离伞舱本体的伞舱盖2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，其特征在于，所述的方法通过以下步骤实现：
主控盒通过姿态传感器和加速度计判断当前无人机的飞行姿态及加速度状态，当无人机姿态/加速度达到了触发判定条件或者接收到PWM触发信号时候，电子点火器点燃推进剂，推进剂燃烧并将降落伞包弹出伞舱，降落伞在下降过程中受到空气阻力，有效减缓无人机下降速度，进而保障无人机不会直接坠落损坏。
2.根据权利要求1所述的民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，其特征在于，所述的方法还通过以下步骤实现：
无人机飞控系统分析判断无人机飞行姿态及加速度状态，飞行状态异常达到触发开伞判定条件时触向备降伞系统主控盒发送开伞指令PWM信号触发开伞，保护无人机缓降。
3.根据权利要求2所述的民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，其特征在于，所述的方法还通过以下步骤实现：
地面操作人员分析判断飞行姿态、飞行路径、飞行安全异常或者存在飞行安全问题时，手动发送开伞指令，并通过无人机数据链路发送开伞指令给无人机飞控系统，无人机飞控系统发送开伞指令给备降伞系统主控盒触发开伞，保护无人机缓降。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，其特征在于，主控盒自主触发开伞情况下，触发开伞的同时，向无人机飞控系统发送触发开伞回馈信号，无人机飞控系统将关闭无人机动力系统，防止无人机旋翼系统缠绕伞绳，导致伞功能失效起不到缓降作用。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，其特征在于，所述无人机的飞行姿态角大于60°即为判断为开伞条件。
6.根据权利要求1至3任意一项所述的民用无人机安全应急缓降智能备降伞的方法，其特征在于，所述无人机以0.5g加速度下降持续1.6s即为判断为开伞条件。
7.一种民用无人机安全应急缓降智能备降伞系统，其特征在于，所述降伞系统包括：
安装在无人机上的伞舱，伞舱内安装有主控盒、推进剂、降落伞包、安全开关；
主控盒集成有三轴陀螺仪、加速度计、电子推进剂点火器、光感应器、数据记录模块；
安全开关为防止误触发而设置，当安全开关处于关闭状态时候任何条件下主控盒都不会触发开伞。
8.根据权利要求7所述民用无人机安全应急缓降智能备降伞系统，其特征在于，所述主控盒、降落伞包、推进剂安装在伞舱舱槽内，其中，主控盒安装在舱槽内底部，推进剂安装在降落伞包与主控盒之间。
9.根据权利要求7所述民用无人机安全应急缓降智能备降伞系统，其特征在于，所述伞舱顶部为受力分离伞舱本体的伞舱盖。
10.根据权利要求7所述民用无人机安全应急缓降智能备降伞系统，其特征在于，所述主控盒内还集成有供电系统，及能够为该供电系统提供电源的电池。
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| CN (1) | CN111409834A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113204186A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-03 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种无人机阻力伞抛放安全供电方法 |
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2020
- 2020-04-27 CN CN202010344130.2A patent/CN111409834A/zh active Pending
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| CN113204186A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-08-03 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种无人机阻力伞抛放安全供电方法 |
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