CN115571288B - 适应复杂海况的伞状无人机收发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适应复杂海况的伞状无人机收发装置，包括无人机辅助器和伞状收发器，所述无人机辅助器包括信号发射器、卷线器和锚定小球，所述信号发射器设置在无人机头部，所述信号发射器用于无人机信号的发送与接收，所述卷线器设置在无人机下方底部，所述锚定小球设置在卷线器下部且与卷线器相连；所述伞状收发器包括信号接收器、回收平台、反向机械伞骨、连接幕布、锚定勾爪和电磁铁基座，所述信号接收器固定设置在电磁铁基座侧面。本发明极大地减缓收发过程中无人机与伞状收发器模块的碰撞，同时由于阻尼的特质，使得无人机在碰撞运动中不被弹开，保障了无人机的安全和收发过程的顺利进行。
Description
技术领域
本发明涉及无人机发射和回收领域，更具体地说，涉及一种适应复杂海况的伞状无人机收发装置。
背景技术
目前，海上无人机正逐渐取代有人机，成为高费效比的补充资源，胜任搜救、海上执法、海洋监测等多种任务。同有人机的起飞和降落阶段一样，在海上无人机的运用中，发射与回收阶段被认为是最困难、最关键的阶段，其收发方式是否机动灵活，是否具有较高的准确性及可靠性，是否能适应复杂海况等已成为评价无人机性能优劣的重要指标。
无人机的发射与回收技术大部分只针对于陆地无人机，可归纳垂直起飞、火箭助推发射、轨道发射等发射类型和降落伞回收、气囊着陆回收、撞网回收等回收类型。而对于海上无人机收发技术研究较少，从公开报道的文献资料分析来看，海上无人机的收发存在着诸多难点，因此急需一种可以适应复杂海况的海上无人机收发技术与装置。
无人机收发技术主要针对陆地无人机，而对于海上无人机尤其是舰载无人机，由于不同的海况在无人机的收发过程中会产生不同程度的影响，风浪作用会使无人机在收发过程中将面临更多的风险，现有收发技术不能适应不同的复杂海况，并且准确性和可靠性不高，无法实现海上无人机的安全、精准地发射起飞和降落回收。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种适应复杂海况的伞状无人机收发装置，通过无人机收发装置和磁性引导回收方式适应复杂海况，实现海上无人机快速、准确和安全的发射与回收。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种适应复杂海况的伞状无人机收发装置，包括无人机辅助器和伞状收发器，所述无人机辅助器包括信号发射器、卷线器和锚定小球，所述信号发射器设置在无人机头部，所述信号发射器用于无人机信号的发送与接收，所述卷线器设置在无人机下方底部，所述锚定小球设置在卷线器下部且与卷线器相连；所述伞状收发器包括信号接收器、回收平台、反向机械伞骨、连接幕布、锚定钩爪和电磁铁基座，所述信号接收器固定设置在电磁铁基座侧面，所述信号接收器用于接收信号发射器发射的信号且帮助无人机定位，所述电磁铁基座顶部设置有回收平台，所述回收平台边缘设置可伸展展开的反向机械伞骨，相邻的所述反向机械伞骨之间设置连接幕布，所述回收平台底部中心设置锚定钩爪。
按上述方案，所述回收平台用于无人机的发射与降落。
按上述方案，所述锚定钩爪用于闭合锁住锚定小球。
按上述方案，所述电磁铁基座用于磁性吸附锚定小球。
按上述方案，所述回收平台为柔性材料，所述连接幕布为柔性材料。
按上述方案，所述反向机械伞骨为可折叠的。
按上述方案，所述反向机械伞骨设置6根，或8根，或10根。
实施本发明的适应复杂海况的伞状无人机收发装置，具有以下有益效果：
1、本发明提出的磁性引导回收无人机的装置，对无人机加装回收引导绳索，使用锚定小球与锚定钩爪磁吸锚定后，卷线器收线的方式进行回收，实现快速、准确和安全地回收海上无人机的目的。
2、本发明中，伞骨间连接材料和柔性材料回收平台表面采用阻尼软材料，利用其自身的柔软性，可以极大地减缓收发过程中无人机与伞状收发器模块的碰撞，同时由于阻尼的特质，使得无人机在碰撞运动中不被弹开，保障了无人机的安全和收发过程的顺利进行。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明适应复杂海况的伞状无人机收发装置的无人机辅助器结构示意图；
图2是本发明适应复杂海况的伞状无人机收发装置的伞状收发器侧视示意图；
图3是本发明适应复杂海况的伞状无人机收发装置的伞状收发器俯视示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-3所示，本发明的适应复杂海况的伞状无人机收发装置包括，包括无人机辅助器1和伞状收发器2，无人机辅助器1包括信号发射器3、卷线器4和锚定小球5，信号发射器3设置在无人机头部，信号发射器3用于无人机信号的发送与接收，卷线器4设置在无人机下方底部，锚定小球5设置在卷线器4下部且与卷线器4相连；伞状收发器2包括信号接收器6、回收平台7、反向机械伞骨8、连接幕布9、锚定钩爪10和电磁铁基座11，电磁铁基座11用于磁性吸附锚定小球5。信号接收器6固定设置在电磁铁基座11侧面，信号接收器6用于接收信号发射器3发射的信号且帮助无人机定位，电磁铁基座11顶部设置有回收平台7，回收平台7用于无人机的发射与降落。回收平台7边缘设置可伸展展开的反向机械伞骨8，相邻的反向机械伞骨8之间设置连接幕布9，回收平台7为柔性材料，连接幕布9为柔性材料。回收平台7底部中心设置锚定钩爪10。锚定钩爪10用于闭合锁住锚定小球5。反向机械伞骨8为可折叠的。反向机械伞骨8设置6根，或8根，或10根。
当无人机需要进行回收时，伞状收发器2漂浮于水面上，无人机头部的信号发射器3向伞状收发器2发出回收指令信号，由其内部的信号接收器6接收并帮助无人机精准定位伞状收发器2的位置，无人机通过卷线器4增加高强度柔线长度，释放下端的锚定小球5；根据周围具体海况，8根可折叠的反向机械伞骨8伸展达到不同的展开幅度，各伞骨之间的柔性连接材料制成的连接幕布9共同形成不同开合截面面积的可适应复杂海况的伞面结构，帮助无人机准确可靠地降落在伞面结构中心的柔性材料制成的回收平台7上，同时连接幕布9和回收平台7表面均采用阻尼软材料，利用其自身的柔软性和阻尼特性，可减缓无人机与伞状收发器2间的碰撞以及防止无人机被弹开，保证无人机回收过程中的安全；无人机逐渐下落靠近伞状收发器2，可磁化的锚定小球5落入回收平台7上，电磁铁基座11通电后将锚定小球5磁性吸附至上方的锚定钩爪10中心处结合，以此锚定住无人机，锚定钩爪10闭合锁住锚定小球5，避免在风浪作用下锚定脱落；随后无人机上的卷线器4开始收线拉动无人机下落，当无人机停稳落在回收平台7上后，电磁铁基座11断电，8根可折叠的反向机械伞骨8收缩，伞面结构闭合，无人机回收完成。
当无人机需要进行发射时，无人机头部的信号发射器3向伞状收发器2发出发射指令信号，由其内部的信号接收器6接收，8根反向机械伞骨8伸展展开，伞面结构打开，露出搭载无人机的回收平台7，锚定钩爪10打开释放锚定小球5，待无人机启动飞出后，锚定钩爪10闭合，反向机械伞骨8收回，伞面结构闭合，无人机发射完成。
本发明的优选实施例中，包括可灵活变形的无人机的伞状收发器2，通过控制反向机械伞骨8及伞面结构的开合幅度，为无人机收发提供不同截面面积的柔性保护，适应不同的复杂海况。伞状收发器2的伞面结构开合最大截面面积可达7.065m2，无人机的投影尺寸为0.126m2，锚定小球5的截面面积为0.0001m2，按面积比计算，伞状收发器2对无人机的面积系数可达56.071，对锚定小球5截面面积系数可达70650，这都是无人机收发成功的基本安全保障。
当周围环境无明显风浪时，即浪高≤0.5m且风速为一级以内时，可将伞状收发器2的伞面结构打开至最大面积，无人机可降至10m以内高度时，投影角大于61°，此时可依靠无人机自身降落平台直接完成回收；当周围环境有些许风浪时，即0.5m≤浪高≤3m且风速为二级以内时，可将伞状收发器2的伞面结构打开至最大面积的1/4，无人机当降至20m以内的高度时，投影角大于11°，此时可使用锚定小球5与锚定钩爪10装置磁吸锚定后卷线器4收线的方式进行回收；当周围环境有更大风浪时，即浪高>3m且风速大于二级时，可将伞状收发器2的伞面结构打开面积缩小，无人机升降的高度也会随着上升，此时投影角也在逐渐缩小，但磁性引导的方式会保障回收过程的安全稳定。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (1)
1.一种适应复杂海况的伞状无人机收发装置，其特征在于，包括无人机辅助器和伞状收发器，所述无人机辅助器包括信号发射器、卷线器和锚定小球，所述信号发射器设置在无人机头部，所述信号发射器用于无人机信号的发送与接收，所述卷线器设置在无人机下方底部，所述锚定小球设置在卷线器下部且与卷线器相连；所述伞状收发器包括信号接收器、回收平台、反向机械伞骨、连接幕布、锚定钩爪和电磁铁基座，所述信号接收器固定设置在电磁铁基座侧面，所述信号接收器用于接收信号发射器发射的信号且帮助无人机定位，所述电磁铁基座顶部设置有回收平台，所述回收平台边缘设置可伸展展开的反向机械伞骨，相邻的所述反向机械伞骨之间设置连接幕布，所述回收平台底部中心设置锚定钩爪；
根据周围具体海况，可折叠的反向机械伞骨伸展达到不同的展开幅度，各伞骨之间的柔性连接材料制成的连接幕布共同形成不同开合截面面积的可适应复杂海况的伞面结构；
所述回收平台用于无人机的发射与降落；
所述锚定钩爪用于闭合锁住锚定小球；
所述电磁铁基座用于磁性吸附锚定小球；
所述回收平台为柔性材料；
所述反向机械伞骨设置6根，或8根，或10根。
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