CN115367139A - 一种便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，包括安装在船体的支撑台，还包括：折叠机构、横向挂索机构和水平张网机构，横向挂索机构和水平张网机构均具有位姿补偿功能，能够补偿由于船摇摆产生的回收装置与无人机之间相对位置和姿态变化，同时由于挂索随动机构和张网随动机构的驱动，配合折叠结构使回收装置具备了大幅度折叠的功能。解决了捕获窗口容差范围小、占用存贮空间大的问题。

Description

一种便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置

技术领域

本发明涉及无人机回收技术领域，更具体地说，涉及一种便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置。

背景技术

固定翼无人机回收方式主要有绳钩、撞线、拦阻着陆、部分回收、撞网回收和空中捕获等，还有其它的一些方案，如跑道回收、伞降回收、过失速回收、海面降落小艇打捞回收、以及旋翼飞行器空中捕获回收等。其中撞网回收技术相对成熟，应用比较广泛，尤其是船体上无人机回收大多采用撞网回收，撞网回收原理比较简单，就是无人机收到指令后把速度降低到一定范围后飞向阻拦网，通过阻拦网和阻拦索来吸收无人机撞击时的动能，一般在无人机上安装钩状结构，着陆时勾住阻拦索，实现无人机降，最终实现无人机的撞网回收。但是由于阻拦网和阻拦索的位置固定，无人机在降落撞时的过载都很大，无人机捕获窗口垂向及横向位置容差范围均较小，关节较多，整体刚度较差，且现有的回收装置不能折叠占用存贮空间大。

因此，如何解决现有的无人机撞网回收，由于阻拦网和阻拦索的位置固定，高度、角度等无法调节，无人机捕获窗口垂向及横向位置容差范围均较小，关节较多，整体刚度较差，且容易导致无人机，且现有的回收装置不能折叠占用存贮空间大的问题，成为本领域专业技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明提供一种便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，以解决现有的无人机撞网回收，由于阻拦网和阻拦索的位置固定，无人机捕获窗口垂向及横向位置容差范围均较小，关节较多，整体刚度较差，且容易导致无人机，且现有的回收装置不能折叠占用存贮空间大的问题。

本发明的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置采用如下技术方案：

一种便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，包括用于安装在船体上的支撑台，还包括：

折叠机构，包括两个滑台，滑动设置在所述支撑台上且可分别向所述支撑台的两侧滑动，两个所述滑台的两端均设置有安装板；

横向挂索机构，包括第一挂索机构和第二挂索机构，底端分别设置在两个所述安装板上、顶端安装有阻拦索，所述阻拦索用于与无人机腹部的腹钩配合、以将无人机水平方向的速度缓速制动至零速；所述第一挂索机构和所述第二挂索机构能够伸缩和相对于所述安装板倾斜，以调整所述阻拦索相对于所述支撑台的高度和位置；

水平张网机构，包括第一张网机构和第二张网机构，前端分别设置在两个所述安装板上、末端安装有用于接收无人机的接收网；所述第一张网机构和所述第二张网机构能够伸缩和摆动。

优选地，两个所述滑台平行设置，所述支撑台的上端面设有两个分别与所述滑台滑动配合的滑槽，所述滑台伸入所述滑槽内滑动。

优选地，所述第一挂索机构和所述第二挂索机构均包括主支撑机构和挂索随动机构，所述主支撑机构包括伺服电动缸Ⅰ，所述伺服电动缸Ⅰ的缸体底端与所述安装板通过第一球形铰座连接、活塞杆顶端设有与所述阻拦索一端连接的挂索接口；所述挂索随动机构包括伺服电动缸Ⅱ和伺服电动缸Ⅲ，所述伺服电动缸Ⅱ和所述伺服电动缸Ⅲ的上端与所述伺服电动缸Ⅰ的缸体中部铰接、下端与所述安装板通过第二球形铰座连接。

优选地，所述第一张网机构和所述第二张网机构均包括执行机构和张网随动机构，所述执行机构包括伺服电动缸Ⅳ，所述伺服电动缸Ⅳ设为长行程直线电动伺服缸，所述伺服电动缸Ⅳ的缸体前端和活塞杆末端分别设置有用于固定所述接收网的挂网环，所述伺服电动缸Ⅳ的缸体后端与所述安装板铰接；所述张网随动机构包括伺服电动缸Ⅴ，所述伺服电动缸Ⅴ的缸体后端与所述安装板铰接、活塞杆前端与所述伺服电动缸Ⅳ的缸体铰接。

优选地，所述安装板背部还设有张力控制器，所述阻拦索两端经过所述挂索接口后分别穿过所述安装板上的阻拦索过孔与安装在所述安装板背部的所述张力控制器连接，由所述张力控制器控制所述阻拦索上的拉力输出。

优选地，所述船体内开设有用于容纳该回收装置的储存舱，所述储存舱的上端面与所述船体的上端面位于同一平面内。

优选地，所述支撑台与所述储存舱滑动连接、带动该回收装置升降，所述储存舱内部两侧设有滑轨，所述支撑台上设有滑块，所述滑块伸入所述滑轨内。

优选地，所述储存舱设在所述船体的舷尾部一侧。

优选地，所述张力控制器设为卷扬机。

优选地，还包括对所述滑台限位的定位插销，所述滑台滑动到设定位置后通过所述定位插销定位锁定。

本发明的有益效果是：一种便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，通过折叠机构对该回收装置折叠存放，节省占用空间，横向挂索机构包括第一挂索机构和第二挂索机构，能够伸缩和相对于安装板倾斜，以调整阻拦索相对于支撑台的高度和位置，水平张网机构包括第一张网机构和第二张网机构，能够伸缩和摆动，横向挂索机构和水平张网机构均能够根据实际情况调整位置和角度等，均具有位姿补偿功能，无人机回收时，通过实时调整横向挂索机构以及水平张网机构的位置姿态，能够补偿由于船体摇摆产生的回收装置与无人机之间相对位置和姿态变化。且同时由于挂索随动机构和张网随动机构的驱动，配合折叠结构使回收装置具备了大幅度折叠的功能。通过在回收装置中加入位姿补偿机构、张网接收机构以及折叠机构，能够有效地改善了现有技术的捕获窗口容差范围小、占用存贮空间大的问题，有效提高了无人机回收捕捉的成功率和回收的安全性、适装性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本发明实施例便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置的折叠状态立体图；

图2为本发明实施例在无人机回收状态下的立体图；

图3为本发明实施例便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置的展开状态立体图；

图4为本发明实施例中横向挂索机构和水平张网机构的组成图。

图中：

1-回收装置；2-船体；3-无人机；4-腹钩；5-第一球形铰座；6-第二球形铰座；7-吊索；8-滑槽；9-挂索接口；11-横向挂索机构；12-阻拦索；13-水平张网机构；14-接收网；15-张力控制器；16-安装板；17-滑台；18-支撑台；111-伺服电动缸Ⅰ；112-伺服电动缸Ⅱ；113-伺服电动缸Ⅲ；131-伺服电动缸Ⅳ；132-伺服电动缸Ⅴ。

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。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

参考图1-4所示，本具体实施方式提供了一种便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，包括用于安装在船体2上的支撑台18，还包括：

折叠机构，包括两个滑台17，滑动设置在支撑台18上且可分别向支撑台18的两侧滑动，两个滑台17的两端均设置有安装板16；

横向挂索机构11，包括对称设置的第一挂索机构和第二挂索机构，底端分别设置在两个安装板16上、顶端安装有阻拦索12，阻拦索12用于与无人机3腹部的腹钩4配合、以将无人机3水平方向的速度缓速制动至零速，具体地，无人机3腹部与腹钩4之间通过吊索7连接，方便腹钩4勾住阻拦索12；第一挂索机构和第二挂索机构能够伸缩和相对于安装板16倾斜，以调整阻拦索12相对于支撑台18的高度和位置；

具体地，如图2和3所示，两个滑台17在平行设置，支撑台18的上端面设有两个分别与滑台17滑动配合的滑槽8，滑台伸入滑槽内滑动。进一步地，滑台17设为长条状，两个滑台17在外力作用下可沿滑槽8向支撑台18的两侧水平滑动、以带动该回收装置1折叠或展开，更进一步地，还包括对滑台17限位的定位插销，滑台17滑动到设定位置后通过定位插销定位锁定。

进一步地，第一挂索机构和第二挂索机构均包括主支撑机构和挂索随动机构，主支撑机构包括伺服电动缸Ⅰ111，伺服电动缸Ⅰ111的缸体底端与安装板16通过第一球形铰座5连接、活塞杆顶端设有与阻拦索12一端连接的挂索接口9，阻拦索12通过挂索接口9保持阻拦索12的横向跨度；挂索随动机构包括伺服电动缸Ⅱ112和伺服电动缸Ⅲ113，伺服电动缸Ⅱ112和伺服电动缸Ⅲ113的上端与伺服电动缸Ⅰ111的缸体中部铰接（其中的铰接结构如图4所示为现有结构，本文不再做重复赘述）、下端与安装板16通过第二球形铰座6连接。在伺服电动缸Ⅰ111、伺服电动缸Ⅱ112、伺服电动缸Ⅲ113的共同驱动作用下，无人机3回收时，通过调整横向挂索机构11末端姿态，能够补偿无人机3飞行路径控制产生的姿态偏差；无人机3回收后，横向挂索机构11能够在伺服电动缸Ⅰ111、伺服电动缸Ⅱ112、伺服电动缸Ⅲ113的驱动下，完成横向挂索机构11的聚缩和折叠，节省贮存空间。

水平张网机构13，与船面平行设置，包括对称设置的第一张网机构和第二张网机构，前端分别设置在两个安装板16上、末端安装有用于接收无人机3的接收网14；第一张网机构和第二张网机构能够伸缩和摆动。

进一步地，第一张网机构和第二张网机构均包括执行机构和张网随动机构，执行机构包括伺服电动缸Ⅳ131，伺服电动缸Ⅳ131设为长行程直线电动伺服缸，伺服电动缸Ⅳ131的缸体前端和活塞杆末端分别设置有用于固定接收网14的挂网环，接收网14通过挂网环悬挂在两侧伺服作动器Ⅳ131上，伺服电动缸Ⅳ131的缸体后端与安装板16铰接（其中的铰接结构如图4所示为现有结构，本文不再做重复赘述）；张网随动机构包括伺服电动缸Ⅴ132，伺服电动缸Ⅴ132的缸体后端与安装板16铰接（其中的铰接结构如图4所示为现有结构，本文不再做重复赘述）、活塞杆前端与伺服电动缸Ⅳ131的缸体铰接。在伺服作动器Ⅳ131和伺服作动器Ⅴ132驱动下，水平张网机构13末端能够在水平方向实现一个平动和一个摆动的自由度，以适应无人机3坠落点的位置变化，准确接收无人机3坠落入接收网。阻拦索12将无人机3水平方向的速度缓速制动至零速后，通过伺服电动缸Ⅳ131的伸缩和折叠，能够完成无人机3的自动化撤收。

综上，横向挂索机构11和水平张网机构13均能够根据实际情况调整位置和角度等，均具有位姿补偿功能，无人机3回收时，通过实时调整横向挂索机构11以及水平张网机构13的位置姿态，能够补偿由于船体2摇摆产生的回收装置与无人机3之间相对位置和姿态变化。且同时由于挂索随动机构和张网随动机构的驱动，配合折叠结构使回收装置1具备了大幅度折叠的功能。通过在回收装置1中加入横向挂索机构11、水平张网机构13以及折叠机构，能够有效地改善了现有技术的捕获窗口容差范围小、占用存贮空间大的问题，有效提高了无人机回收捕捉的成功率和回收的安全性、适装性。

如此设置，解决了现有的无人机撞网回收，由于阻拦网和阻拦索的位置固定，高度、角度等无法调节，无人机捕获窗口垂向及横向位置容差范围均较小，关节较多，整体刚度较差，且容易导致无人机，且现有的回收装置不能折叠占用存贮空间大的问题。

在本实施例的优选方案中，如图3和4所示，安装板16背部还设有张力控制器15，阻拦索12两端经过挂索接口9后分别穿过安装板16上的阻拦索过孔与安装在安装板16背部的张力控制器15连接，由张力控制器15控制阻拦索12上的拉力输出。具体地，张力控制器15可以设为卷扬机，卷扬机的具体结构和工作方式参考现有技术，本文不再做重复赘述。

优选方案中，船体2内开设有用于容纳该回收装置的储存舱，储存舱的上端面与船体2的上端面位于同一平面内，支撑台18与储存舱滑动连接、带动该回收装置1升降，储存舱内部两侧设有滑轨，支撑台上设有滑块，滑块伸入滑轨内，当该回收装置1需要贮存时，先进行折叠，然后通过滑块和滑轨配合滑动、随着支撑台18下降至储存舱内，当需要进行无人机3回收时，通过滑块和滑轨配合向上滑动、随着支撑台18升起至船面上，进行无人机3回收工作。如此，有效地解决了占用贮存空间大的问题。

具体地，储存舱可以设在船体2的舷尾部一侧。当然，也可以装载于船体2的其他适当部位，本方案不做具体限制。

综上，本实施例中的接收网14的设置可以避免无人机回收时，落入水中，有效提高了无人机回收捕捉的成功率和回收的安全性、适装性。

需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”等词语，不是对具体顺序的限制，本文所表述的“上”“下”指的是附图2、3、4中的方向，所表述的“前”“后”指的是靠近接收网一端为前，远离接收网一端为后。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，包括用于安装在船体上的支撑台，其特征在于，还包括：

折叠机构，包括两个滑台，滑动设置在所述支撑台上且可分别向所述支撑台的两侧滑动，两个所述滑台的两端均设置有安装板；

横向挂索机构，包括第一挂索机构和第二挂索机构，底端分别设置在两个所述安装板上、顶端安装有阻拦索，所述阻拦索用于与无人机腹部的腹钩配合、以将无人机水平方向的速度缓速制动至零速；所述第一挂索机构和所述第二挂索机构能够伸缩和相对于所述安装板倾斜，以调整所述阻拦索相对于所述支撑台的高度和位置；

水平张网机构，包括第一张网机构和第二张网机构，前端分别设置在两个所述安装板上、末端安装有用于接收无人机的接收网；所述第一张网机构和所述第二张网机构能够伸缩和摆动。

2.如权利要求1所述的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，其特征在于，两个所述滑台平行设置，所述支撑台的上端面设有两个分别与所述滑台滑动配合的滑槽，所述滑台伸入所述滑槽内滑动。

3.如权利要求1所述的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，其特征在于，所述第一挂索机构和所述第二挂索机构均包括主支撑机构和挂索随动机构，所述主支撑机构包括伺服电动缸Ⅰ，所述伺服电动缸Ⅰ的缸体底端与所述安装板通过第一球形铰座连接、活塞杆顶端设有与所述阻拦索一端连接的挂索接口；所述挂索随动机构包括伺服电动缸Ⅱ和伺服电动缸Ⅲ，所述伺服电动缸Ⅱ和所述伺服电动缸Ⅲ的上端与所述伺服电动缸Ⅰ的缸体中部铰接、下端与所述安装板通过第二球形铰座连接。

4.如权利要求1所述的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，其特征在于，所述第一张网机构和所述第二张网机构均包括执行机构和张网随动机构，所述执行机构包括伺服电动缸Ⅳ，所述伺服电动缸Ⅳ设为长行程直线电动伺服缸，所述伺服电动缸Ⅳ的缸体前端和活塞杆末端分别设置有用于固定所述接收网的挂网环，所述伺服电动缸Ⅳ的缸体后端与所述安装板铰接；所述张网随动机构包括伺服电动缸Ⅴ，所述伺服电动缸Ⅴ的缸体后端与所述安装板铰接、活塞杆前端与所述伺服电动缸Ⅳ的缸体铰接。

5.如权利要求3所述的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，其特征在于，所述安装板背部还设有张力控制器，所述阻拦索两端经过所述挂索接口后分别穿过所述安装板上的阻拦索过孔与安装在所述安装板背部的所述张力控制器连接，由所述张力控制器控制所述阻拦索上的拉力输出。

6.如权利要求1所述的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，其特征在于，所述船体内开设有用于容纳该回收装置的储存舱，所述储存舱的上端面与所述船体的上端面位于同一平面内。

7.如权利要求6所述的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，其特征在于，所述支撑台与所述储存舱滑动连接、带动该回收装置升降，所述储存舱内部两侧设有滑轨，所述支撑台上设有滑块，所述滑块伸入所述滑轨内。

8.如权利要求7所述的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，其特征在于，所述储存舱设在所述船体的舷尾部一侧。

9.如权利要求5所述的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，其特征在于，所述张力控制器设为卷扬机。

10.如权利要求2所述的便于在船体上布置的固定翼无人机折叠式回收装置，其特征在于，还包括对所述滑台限位的定位插销，所述滑台滑动到设定位置后通过所述定位插销定位锁定。

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