CN115384800B - 一种撞网式无人机回收装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种撞网式无人机回收装置及方法，装置包括捕捉单元及拉网单元，所述捕捉单元包括回收网、靶标及张网气球，所述回收网具有一回收腔，所述回收网上设置有一与所述回收腔连通的进机口，所述靶标固定于所述回收网上，供待回收的无人机瞄准定位并沿着所述进机口进入所述回收腔内，所述张网气球设置于所述回收腔内，并与所述回收网可拆卸连接，所述张网气球具有第一气孔，所述第一气孔内设置有第一气阀；所述拉网单元包括第一飞行器。本发明的有益效果是：使得无人机在被回收网捕获后不会轻易的从回收网上脱落，保护了无人机在回收时不容易被折损，提高了无人机的复用率。

Description

一种撞网式无人机回收装置及方法

技术领域

本发明涉及无人机助降回收技术领域，尤其涉及一种撞网式无人机回收装置及方法。

背景技术

由于野战环境缺乏助降滑行机场，目前对于无人机(固定翼)的回收，多是采用滑落、撞击静态网、挂钩等直接的方式回收(如申请号为201510807581.4中公开的一种车载无人机撞网回收装置)，上述回收装置在对无人机回收时，无人机被回收网捕获后容易从回收网上脱落，造成机体折损，无人机复用率低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种撞网式无人机回收装置及方法，解决现有技术中撞网回收装置在对无人机进行回收时，无人机被回收网捕获后容易从回收网上脱落，造成机体折损，无人机复用率低的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种撞网式无人机回收装置,包括：

捕捉单元，其包括回收网、靶标及张网气球，所述回收网具有一回收腔，所述回收网上设置有一与所述回收腔连通的进机口，所述靶标固定于所述回收网上，供待回收的无人机瞄准定位并沿着所述进机口进入所述回收腔内，所述张网气球设置于所述回收腔内，并与所述回收网可拆卸连接，所述张网气球具有第一气孔，所述第一气孔内设置有第一气阀，通过所述第一气阀可向所述张网气球内充气以撑开所述回收网；

拉网单元，所述拉网单元包括第一飞行器，所述第一飞行器与所述回收网的上端固定连接，用于驱动所述回收网运动。

进一步的，所述回收网由柔性线材编织成多格子网。

进一步的，所述靶标固定于所述回收网的中心位置处，并与所述进机口相互对应。

进一步的，所述回收网包括靠近所述靶标的中心区和远离所述靶标的辅助区，所述中心区的网格密度大于所述辅助区的网格密度，且所述中心区为双层网兜结构。

进一步的，所述靶标由无线电磁信号发射源、光电信号指示源及颜色图形标识构成。

进一步的，所述张网气球充气后为球形结构，所述回收网被所述张网气球张开后为半球形结构。

进一步的，所述拉网单元还包括吊装绳，所述吊装绳的一端与所述第一飞行器固定连接，所述吊装绳的另一端与所述回收网的上端固定连接。

进一步的，所述撞网式无人机回收装置，还包括地索单元，所述地索单元包括第二飞行器，所述第二飞行器与所述回收网的下端固定连接，用于向下拉紧所述回收网。

进一步的，所述地索单元还包括牵拉绳，所述牵拉绳的一端与所述第二飞行器固定连接，所述牵拉绳的另一端与所述回收网的下端固定连接。

本发明还提供了一种撞网式无人机回收方法，适用于所述撞网式无人机回收装置，包括如下步骤：

所述张网气球内充入空气，用以张开所述回收网；

所述第一飞行器起飞，并带动所述回收网飞行至预设回收航线，与待回收的无人机同向飞行且速度小于待回收的无人机，所述进机口朝向无人机；

待回收的无人机瞄准所述靶标飞行，并主动下滑减速直至关机滑行，撞破所述张网气球并沿着所述进机口进入所述回收腔内，被所述回收网捕获，且触网的无人机受重力作用向下拉扯所述回收网，所述第一飞行器向上拉升所述回收网，以使所述进机口闭合，所述回收网包覆触网的无人机；

所述第一飞行器回程并放下触网的无人机，完成整个无人机的回收程序。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：当需要对无人机进行回收时，通过第一气阀向张网气球内充入空气，以使张网气球张开回收网，第一飞行器按照回收指令起飞，并带动回收网飞行至预设回收航线，与待回收的无人机同向飞行且速度小于待回收的无人机，并始终保持进机口与第一飞行器的飞行方向相反，待回收的无人机瞄准靶标飞行，并主动下滑减速直至关机滑行，撞破张网气球后沿着进机口进入回收腔内，被回收网捕获，由于触网的无人机受重力作用会向下拉扯回收网，此时第一飞行器向上拉升回收网，从而可以使进机口闭合，回收网包覆触网的无人机，第一飞行器回程并放下触网的无人机，完成整个无人机的回收程序，从而使得无人机在被回收网捕获后不会轻易的从回收网上脱落，保护了无人机在回收时不容易被折损，提高了无人机的复用率。

附图说明

图1是本发明提供的一种撞网式无人机回收装置的结构示意图；

图2是本发明提供的一种撞网式无人机回收装置在另一视角的结构示意图；

图3是图2中的一种撞网式无人机回收装置中无人机触网瞬间状态的结构示意图；

图4是图1中的一种撞网式无人机回收装置当拉网单元和地索单元为另一种结构时的结构示意图；

图5是图4中的一种撞网式无人机回收装置在另一视角的结构示意图；

图6是图5中的一种撞网式无人机回收装置中无人机触网瞬间状态的结构示意图；

图中：100-捕捉单元、110-回收网、111-回收腔、112-进机口、120-靶标、130-张网气球、131-第一气孔、1311-第一气阀、200-拉网单元、210-第一飞行器、220-吊装绳、300-地索单元、310-第二飞行器、320-牵拉绳、210`-漂浮气球、220`-吊装绳、211`-第二气孔，2111`-第二气阀、310`-小车、320`-绞盘、330`-索绳。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种撞网式无人机回收装置，其结构如图1-图3所示,包括捕捉单元100及拉网单元200，所述捕捉单元100包括回收网110、靶标120及张网气球130，所述回收网110具有一回收腔111，所述回收网110上设置有一与所述回收腔111连通的进机口112，所述靶标120固定于所述回收网110上，供待回收的无人机瞄准定位并沿着所述进机口112进入所述回收腔111内，所述张网气球130设置于所述回收腔111内，并与所述回收网110可拆卸连接，所述张网气球130具有第一气孔131，所述第一气孔131内设置有第一气阀1311，通过所述第一气阀1311可向所述张网气球130内充气以撑开所述回收网110；所述拉网单元200包括第一飞行器210，所述第一飞行器210与所述回收网110的上端固定连接，用于驱动所述回收网110运动。

当需要对无人机进行回收时，通过所述第一气阀1311向所述张网气球130内充入空气，以使所述张网气球130张开所述回收网110，所述第一飞行器210按照回收指令起飞，并带动所述回收网110飞行至预设回收航线，与待回收的无人机同向飞行且速度小于待回收的无人机，并始终保持所述进机口112与所述第一飞行器210的飞行方向相反，待回收的无人机瞄准所述靶标120飞行，并主动下滑减速直至关机滑行，撞破所述张网气球130后沿着所述进机口112进入所述回收腔111内，被所述回收网110捕获，由于触网的无人机受重力作用会向下拉扯所述回收网110，此时所述第一飞行器210向上拉升所述回收网110，从而可以使所述进机口112闭合，所述回收网110包覆触网的无人机，所述第一飞行器210回程并放下触网的无人机，完成整个无人机的回收程序，从而使得无人机在被所述回收网110捕获后不会轻易的从所述回收网110上脱落，保护了无人机在回收时不容易被折损，提高了无人机的复用率。

作为优选的实施例1和图2，请参考图，所述回收网110由柔性线材编织成多格子网，该线材为高拉力且高弹性的轻质线材，从而能够通过网格吸能变形和缠绕，在有效保护无人机机体免受撞伤的同时，尽力快速的释放掉无人机的冲撞动能。

作为优选的实施例，请参考图2，所述靶标120固定于所述回收网110的中心位置处，并与所述进机口112相互对应，以使无人机对所述回收网110的冲撞动能可以集中于所述回收网110的中心位置，保证了所述回收网110的平稳性，所述靶标120与所述进机口112相互对应可以使得待回收的无人机瞄准所述靶标120后，可以沿着所述进机口112进入所述回收腔111内。

作为优选的实施例，所述回收网110包括靠近所述靶标120的中心区和远离所述靶标120的辅助区，所述中心区的网格密度大于所述辅助区的网格密度，且所述中心区为双层网兜结构，由于所述中心区受到无人机的冲撞，将所述中心区的网格密度设置的大于所述辅助区的网格密度，并将所述中心区设置成双层网兜结构，不仅可以提高所述回收网110的使用寿命，也能避免所述回收网110的局部破裂，从而能够持续通过网格吸能变形和缠绕，并释放掉无人机的冲撞动能。

作为优选的实施例，所述靶标120由无线电磁信号发射源、光电信号指示源及颜色图形标识构成，通过所述无线电磁信号发射源向无人机发送电磁信号，可以供无人机起到瞄准定位，并通过所述光电信号指示源接受来自控制器的回收指令，通过所述颜色图形标识起到指示引导的作用。

作为优选的实施例，请参考图1和图2，所述张网气球130充气后为球形结构，所述回收网110被所述张网气球130张开后为半球形结构，此时，所述回收网110的直径与所述张网气球130的直径相等，且所述回收网110的球心与所述张网气球130的球心重合。

作为优选的实施例，请参考图1，所述拉网单元200还包括吊装绳220，所述吊装绳220的一端与所述第一飞行器210固定连接，所述吊装绳220的另一端与所述回收网110的上端固定连接，使得所述第一飞行器210通过所述吊装绳220可以与所述回收网110的上端固定连接，从而避免所述第一飞行器210直接与所述回收网110的上端固定连接，导致在回收无人机时，不能更好的使所述回收网110发生弯曲变形和摇摆震荡。

作为优选的实施例，请参考图1和图2，所述撞网式无人机回收装置，还包括地索单元300，所述地索单元300包括第二飞行器310，所述第二飞行器310与所述回收网110的下端固定连接，用于向下拉紧所述回收网110，以使待回收的无人机触网后，所述第一飞行器210向上拉升所述回收网110，所述第二飞行器310向下牵拉所述回收网110，从而可以使所述进机口112更快闭合，所述回收网110包覆触网的无人机。

作为优选的实施例，请参考图2，所述地索单元300还包括牵拉绳320，所述牵拉绳320的一端与所述第二飞行器310固定连接，所述牵拉绳320的另一端与所述回收网110的下端固定连接，所述吊装绳220和所述牵拉绳320均由若干个高弹力索纲构成，以使所述第二飞行器310可以通过所述牵拉绳320与所述回收网110的下端固定连接。

在一个实施例中，请参考图1-图3，所述拉网单元200包括第一飞行器210及吊装绳220，所述第一飞行器210通过所述吊装绳220与所述回收网110的上端固定连接，所述地索单元300包括第二飞行器310及牵拉绳320，所述第二飞行器310通过所述牵拉绳320与所述回收网110的下端固定连接所述第一飞行器210和所述第二飞行器310均由若干个多轴旋翼无人机构成。

在另一个实施例中，请参考图4-图6，所述拉网单元200包括漂浮气球210`及吊装绳220`，所述漂浮气球210`上设置有第二气孔211`，所述第二气孔211`内设置有第二气阀2111`，所述地索单元300包括小车310`、绞盘320`及索绳330`，所述绞盘320`转动安装于所述小车310`上，所述索绳330`的一端固定于所述绞盘320`上，并卷绕于所述绞盘320`上，所述索绳330`的另一端与所述回收网110的下端固定连接，通过所述第二气阀2111`向所述漂浮气球210`内充入一定量的氦气或氢气等轻质气体，以使所述漂浮气球210`受到浮力作用，并拉起所述回收网110，所述漂浮气球210`的材料轻质高强抗撕扯，无渗漏，所述漂浮气球210`的形状类似于球形、圆球形，椭圆球形、水滴形等，当所述张网气球130爆裂失压后，所述回收网110就失去了内在的支撑力，这样半球形张开的所述回收网110，就会产生坍塌性聚集，迅速的捕捉触网的无人机，由于所述回收网110受到所述漂浮气球210`巨大浮力的向上拉升，又受到所述绞盘320`释放所述索绳330`的向下牵拉，所述回收网110会被强行拉直，从而可以使所述进机口112闭合，所述回收网110包覆触网的无人机，并且通过所述回收网110弯曲变形和摇摆震荡等吸能方式，彻底的抵消释放触网无人机的最后速度与能量，使其完全静止下来，处于悬空待收取状态。

本发明还提供了一种撞网式无人机回收方法，适用于所述撞网式无人机回收装置，包括如下步骤：

所述张网气球130内充入空气，用以张开所述回收网110；

所述第一飞行器210起飞，并带动所述回收网110飞行至预设回收航线，与待回收的无人机同向飞行且速度小于待回收的无人机，所述进机口112朝向无人机；

待回收的无人机瞄准所述靶标120飞行，并主动下滑减速直至关机滑行，撞破所述张网气球130并沿着所述进机口112进入所述回收腔111内，被所述回收网110捕获，且触网的无人机受重力作用向下拉扯所述回收网110，所述第一飞行器210向上拉升所述回收网110，以使所述进机口112闭合，所述回收网110包覆触网的无人机；

所述第一飞行器210回程并放下触网的无人机，完成整个无人机的回收程序。

具体地，本实施例中，一种撞网式无人机回收方法包括如下步骤：

(1)通过所述第一气阀1311向所述张网气球130内充入空气，以使所述张网气球130张开所述回收网110；

(2)所述第一飞行器210按照回收指令起飞，拉起所述吊装绳220，并带动所述回收网110飞行至预设回收航线，与待回收的无人机同向飞行且速度小于待回收的无人机，所述进机口112朝向无人机；

(3)待回收的无人机瞄准所述靶标120飞行，并主动下滑减速直至关机滑行，撞破所述张网气球130并沿着所述进机口112进入所述回收腔111内，被所述回收网110捕获，所述第一飞行器210向上拉升所述回收网110，所述第二飞行器310向下拉扯所述回收网110，以使所述进机口112闭合，所述回收网110包覆触网的无人机；

(4)所述第一飞行器210回程并放下触网的无人机，完成整个无人机的回收程序。

为了更好地理解本发明，以下结合图1-图6对本发明的技术方案的工作原理进行详细说明：

当需要对无人机进行回收时，通过所述第一气阀1311向所述张网气球130内充入空气，以使所述张网气球130张开所述回收网110，所述第一飞行器210按照回收指令起飞，并带动所述回收网110飞行至预设回收航线，与待回收的无人机同向飞行且速度小于待回收的无人机，并始终保持所述进机口112与所述第一飞行器210的飞行方向相反，待回收的无人机瞄准所述靶标120飞行，并主动下滑减速直至关机滑行，撞破所述张网气球130后沿着所述进机口112进入所述回收腔111内，被所述回收网110捕获，由于触网的无人机受重力作用会向下拉扯所述回收网110，同时所述第二飞行器310也会向下拉扯所述回收网110，此时所述第一飞行器210向上拉升所述回收网110，从而可以使所述进机口112闭合，所述回收网110包覆触网的无人机，所述第一飞行器210回程并放下触网的无人机，完成整个无人机的回收程序，从而使得无人机在被所述回收网110捕获后不会轻易的从所述回收网110上脱落，保护了无人机在回收时不容易被折损，提高了无人机的复用率。

本发明提供的一种撞网式无人机回收装置及方法具有以下有益效果：

(1)不同规格型号的系统装置对所需回收的无人机对象的大小、形状、航速、轻重等参数变化的广谱适应性强，回收安全可靠，高效快捷，整个回收过程基本没有重大消耗和损失，又从根本上控制了回收成本；

(2)对于中大型无人机，可彻底的消除中大型无人机所背负的内置回收装置的机载脏重死重，从而大幅增加中大型无人机的载油和载弹量，使其专司飞行担当重任，提高了中大型无人机的飞行性能；

(3)在对无人机进行回收时，利用所述回收网110对无人机吸能缓冲，使得无人机在回收时不容易被折损，无人机在被所述回收网110捕获后不会轻易的从所述回收网110上脱落，保护了无人机在回收时不容易被折损，提高了无人机的复用率。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种撞网式无人机回收装置，其特征在于，包括：

捕捉单元，其包括回收网、靶标及张网气球，所述回收网具有一回收腔，所述回收网上设置有一与所述回收腔连通的进机口，所述靶标固定于所述回收网上，供待回收的无人机瞄准定位并沿着所述进机口进入所述回收腔内，所述张网气球设置于所述回收腔内，并与所述回收网可拆卸连接，所述张网气球具有第一气孔，所述第一气孔内设置有第一气阀，通过所述第一气阀可向所述张网气球内充气以撑开所述回收网；

拉网单元，所述拉网单元包括第一飞行器，所述第一飞行器与所述回收网的上端固定连接，用于驱动所述回收网运动。

2.根据权利要求1所述的撞网式无人机回收装置，其特征在于，所述回收网由柔性线材编织成多格子网。

3.根据权利要求2所述的撞网式无人机回收装置，其特征在于，所述靶标固定于所述回收网的中心位置处，并与所述进机口相互对应。

4.根据权利要求3所述的撞网式无人机回收装置，其特征在于，所述回收网包括靠近所述靶标的中心区和远离所述靶标的辅助区，所述中心区的网格密度大于所述辅助区的网格密度，且所述中心区为双层网兜结构。

5.根据权利要求4所述的撞网式无人机回收装置，其特征在于，所述靶标由无线电磁信号发射源、光电信号指示源及颜色图形标识构成。

6.根据权利要求5所述的撞网式无人机回收装置，其特征在于，所述张网气球充气后为球形结构，所述回收网被所述张网气球张开后为半球形结构。

7.根据权利要求6所述的撞网式无人机回收装置，其特征在于，所述拉网单元还包括吊装绳，所述吊装绳的一端与所述第一飞行器固定连接，所述吊装绳的另一端与所述回收网的上端固定连接。

8.根据权利要求7所述的撞网式无人机回收装置，其特征在于，还包括地索单元，所述地索单元包括第二飞行器，所述第二飞行器与所述回收网的下端固定连接，用于向下拉紧所述回收网。

9.根据权利要求8所述的撞网式无人机回收装置，其特征在于，所述地索单元还包括牵拉绳，所述牵拉绳的一端与所述第二飞行器固定连接，所述牵拉绳的另一端与所述回收网的下端固定连接。

10.一种撞网式无人机回收方法，适用于如权利要求1-9中任意一项所述的撞网式无人机回收装置，其特征在于，包括如下步骤：

所述张网气球内充入空气，用以张开所述回收网；

所述第一飞行器起飞，并带动所述回收网飞行至预设回收航线，与待回收的无人机同向飞行且速度小于待回收的无人机，所述进机口朝向无人机；

待回收的无人机瞄准所述靶标飞行，并主动下滑减速直至关机滑行，撞破所述张网气球并沿着所述进机口进入所述回收腔内，被所述回收网捕获，且触网的无人机受重力作用向下拉扯所述回收网，所述第一飞行器向上拉升所述回收网，以使所述进机口闭合，所述回收网包覆触网的无人机；

所述第一飞行器回程并放下触网的无人机，完成整个无人机的回收程序。

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