CN116062205B - 具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机及投放方法 - Google Patents

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CN116062205B CN202310207042.1A CN202310207042A CN116062205B CN 116062205 B CN116062205 B CN 116062205B CN 202310207042 A CN202310207042 A CN 202310207042A CN 116062205 B CN116062205 B CN 116062205B
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Abstract

本发明涉及无人机技术领域，公开了一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机及投放方法；无人机包括机翼组件和设置有货舱的机身，机身包括设置有前装载空间的前机身、与前机身连接且设置有后装载空间的后机身、设置在后装载空间内的装载系统及后机身尾部的投放回收系统；机翼组件安装在前机身上；后机身为无人机投放货舱段，随货物一起投放；前装载空间与后装载空间连通形成货舱；前机身与后机身相互靠近一侧形成呈Z字形的分离面；本发明还公开了投放方法；本发明的货运无人机可实现吨级物资内置，并依靠后机身和货物自重与无人机进行可靠分离和投放；后机身设置有回收系统和着陆缓冲结构，可保证货物投送的安全性和有效性。

Description

具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机及投放方法
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，更具体地讲，涉及一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机及投放方法。
背景技术
随着无人机技术的飞速发展和市场的成熟，吨级货运无人机及其物资投放技术在物流运输领域的使用需求愈发迫切，且具有极其显著的经济效益优势。
纵观现有技术，货运无人机的机体容积十分有限，能满足吨级物质装载的机身货舱设计已是该型无人机的设计难点；进一步的，为实现无人机内置的吨级物质自动的、可靠的投放，传统大型货运飞机复杂的、占重大的货物投放系统，以及其尾置外翻打开的投放舱门机构，将无法满足现有货运无人机的轻量化和控制逻辑简单化的设计需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机及投放方法。本发明的货运无人机的机身设计成可分离的前机身和后机身两部分，并在前机身和后机身的分离面上设计有对接连接结构；该无人机的前装载空间与后装载空间连通形成无人机的货舱，可实现吨级物资的内置装载；后机身整体为该无人机的消耗性投放货舱段，随货物一起投放，投放时后机身和货物依靠自重与前机身进行可靠分离和投放；同时在后机身设置有投放回收系统和着陆缓冲结构，可保证货物投送的安全性和有效性；投放后无人机机体结构重量变轻，可提高无人机的返程航程，即有利于提高货运无人机的工作航程。
本发明解决技术问题所采用的解决方案是：
一方面：
本发明公开了一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机，包括机翼组件和设置有货舱的机身，所述机身包括设置有前装载空间的前机身、与前机身连接且设置有后装载空间的后机身、设置在后装载空间内的装载系统、以及设置在后机身上的投放回收系统；所述前装载空间与后装载空间连通形成货舱；所述前机身与后机身相互靠近一侧形成呈Z字形结构的分离面，所述机翼组件安装在前机身上。
在一些可能的实施方式中，
所述分离面包括沿机身长度方向呈倾斜设置的斜面、与斜面靠近前机身一端连接的前端面、以及与斜面远离前机身一端连接的后端面；在所述分离面上设置有用于连接前机身和后机身的对接连接结构。
在一些可能的实施方式中，
所述对接连接结构包括位于斜面上的货舱吊耳锁机构、以及位于后端面上的对接挂耳组件。
在一些可能的实施方式中，
所述货舱吊耳锁机构包括沿机身的长轴方向呈对称设置且安装在前机身上的货舱连接锁组件、安装在后机身上且与货舱连接锁组件对应设置的吊耳机构。
在一些可能的实施方式中，
所述对接挂耳组件包括安装在前机身上且位于后端面上的挂耳支撑座、以及安装后机身上且与挂耳支撑座扣合搭接的对接挂耳。
在一些可能的实施方式中，
所述货舱连接锁组件包括安装在前机身上的锁壳连接支座、安装在锁壳连接支座上且设置有联动锁扣的电信号机械锁；所述吊耳机构穿过前机身与联动锁扣连接。
在一些可能的实施方式中，
在所述后机身的斜面上设置有用于安装吊耳机构的安装槽；
所述吊耳机构包括一端设置有吊耳的螺杆、套装在螺杆外侧且相互螺接的蜗轮、与蜗轮传动连接的蜗杆；所述吊耳与联动锁扣相对应配合安装。
在一些可能的实施方式中，
所述后机身上设置有用于安装投放回收系统的安装腔、以及用于封闭安装腔的盖板；
所述投放回收系统包括安装在安装腔内的安装支架、安装在安装支架上的降落伞伞包和火工品、以及安装在安装支架外侧且与火工品配合使用的开伞触发器；
所述降落伞伞包包括降落伞、一端与降落伞连接且另外一端与后机身外表面连接的吊索。
在一些可能的实施方式中，
所述装载系统包括安装在后装载空间内且沿机身的长轴方向对称设置有两组限位导轨、与限位导轨配合使用的若干货运托盘、以及设置在后机身靠近前机身一端的货运托盘限位组件；
所述后装载空间的底部设置有着陆缓冲吸能结构。
另一方面，
本发明公开了一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机的投放方法，具体包括以下步骤：
S1：对无人机后机身货舱进行货物装载，并调整货物布置以适配无人机各部分重心至货运无人机全机重心的前后限范围内，此后转运后机身及货物组成的投放体并完成与前机身的对接连接操作；
S2：控制无人机完成自主起飞，并飞行至指定投放地点，在调整好无人机的飞行高度、速度和姿态后，将无人机设置为匀速巡航模式；
S3：向无人机前后机身连接点的电信号机械锁发送开锁电信号,同步打开所有的电信号机械锁的联动锁扣，完成后机身及货物与前机身的解锁操作；
S4：无人机继续带动前机身向航前飞行，在后机身及货物重力的作用下，后机身及货物整体以安装在前机身上且位于后端面的挂耳支撑座为支点，作逆航向旋转且航向速度减小的复合运动，经过短暂的时间后前机身和后机身完成分离；
S5：后机身及货物与前机身完成分离后，后机身及货物作具有航向初始速度的抛物运动；
当后机身和货物坠落到合适的开伞高度和速度后，向开伞触发器发送开伞信号，触发火工品，火工品点火冲出顶破盖板，将降落伞牵引至后机身外，降落伞的伞衣逐步充气打开，并将吊索从后机身的外表面拉扯脱离并迅速拉直，至此完成无人机投放回收系统的开伞操作；
S6：后机身和货物在降落伞的作用下减速下降，并最终进入稳定降落阶段，待后机身的底部着陆并接触地面后，后机身内的着陆缓冲结构吸收着陆能量，而后货物安全着陆，完成投送。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明采用在无人机机身内部设置大容积的货舱，可达到吨级的货物装载，能大大提高现有无人机技术的货物运输能力、效率和时效性；
本发明使用时货物位于机身内部，无外挂物影响货运无人机的气动外形，无附加不利的气动阻力，可提高无人机的燃油效率和有效航程，且货物可通过货箱或网兜分散的固定于无人机机身货舱内，无人机货舱结构易设计且重量代价小；
本发明中货运无人机的机身设计成可分离的前机身和后机身两部分，并通过上连接点的对接挂耳组件来保证后机身与无人机前机身的可靠对接，以及通过货舱连接锁组件来控制后机身整体货舱的投放，且在货舱连接锁组件解锁后通过无人机与后机身的前飞速度差，以及后机身货舱及货物的自重来完成分离，该投放装置结构机构形式简单，控制逻辑简单，可靠性高；
本发明中后机身采用低成本设计，为消耗性的投放货舱段，用于装载和投送货物，且当后机身与货物整体投放后，无人机的机体结构重量变轻，可提高无人机的返程航程，即有利于提高货运无人机的工作航程；
本发明中在后机身上设置有投放回收系统，可实现吨级物资投放后的平稳安全着陆，且后机身结构可作为物资着陆缓冲结构，极大的提高了物资投送的安全性和有效性。
附图说明
图1为本发明中前机身与后机身的连接示意图；
图2为图1的侧视图;
图3为本发明中前机身的三维结构示意图；
图4为本发明中后机身的三维结构示意图；
图5为本发明中后机身、投放回收系统的结构示意图；
图6为本发明中货舱连接锁组件的结构示意图；
图7为本发明中吊耳机构的结构示意图；
图8为本发明中投放回收系统的结构示意图；
图9为本发明中后机身及货物投放后的无人机结构示意图；
图10为本发明中后机身及货物投放后的开伞过程示意图；
图11为图2中E处的放大示意图；
图12为图2中F处的放大示意图；
其中：1-前机身，10-分离面，11-前装载空间，2-后机身，21-后装载空间，22-限位导轨，23-货运托盘限位组件，24-安装腔，25-盖板，3-货舱连接锁组件，31-电信号机械锁，32-联动锁扣，4-对接挂耳组件，41-挂耳支撑座，42-对接挂耳，5-吊耳机构，51-吊耳，52-螺杆，53-蜗轮，54-蜗杆，6-投放回收系统，61-安装支架，62-降落伞伞包，621-降落伞，622-吊索，63-火工品，64-开伞触发器，100-机翼组件。
具体实施方式
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。本申请所提及的"第一"、"第二"以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，"一个"或者"一"等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。在本申请实施中，“和/或”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。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个定位柱是指两个或两个以上的定位柱。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面对本发明进行详细说明。
一方面：
如图1-图12所示，
本发明公开了一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机，包括机翼组件100和设置有货舱的机身，所述机身包括设置有前装载空间11的前机身1、与前机身1连接且设置有后装载空间21的后机身2、设置在后装载空间21内的装载系统、以及设置在后机身2上的投放回收系统6；所述前装载空间11与后装载空间连通形成货舱；所述机翼组件100安装在前机身1上且位于前装载空间11的上方；其中前装载空间11的开口向下，后装载空间21的开口向上。
前机身1为复合材料整体胶接结构，前机身1的前部机体空间为机载设备安装段；后机身2为无人机的投放货舱段，用于装载和投送货物，其后装载空间的底部填充有具有良好缓冲性能的着陆缓冲吸能结构，着陆缓冲吸能结构如泡沫、橡胶材料，在货物投放着地时，后机身2能够有效的实现对于货物的保护；
优选的，装载系统位于后装载空间21内，用于货物的装载；投放回收系统6设置在后机身2的尾部且位于后装载空间21远离前装载空间11的一侧，用于货物与后机身2的整体投放。
进一步的，后机身2为低成本全复合材料整体胶接结构，在使用中为消耗性的物质投送载体结构段。
需要说明的是：使用时，将货物装载在后机身2的后装载空间21内，然后将前机身1与后机身2连接；随后进行货物运输，当货物运输到指定位置后，控制后机身2与前机身1分离，装载在后装载空间21内的货物将与后机身2一同与前机身1分离；并在重力作用下向地面做抛物线运动，当降落到指定高度后，投放回收系统6打开，保证货物及后机身2进入稳定下降阶段，最终安装着陆，完成货物的投放；
相比现有技术，本发明将货舱设置在机身内，使得货舱的容积大大增加，可达到吨级的货物装载，能提高货物的运输能力、效率和时效性；同时由于将货舱设置在机身内部相比现有技术无外挂物影响货运无人机的气动外形，无附加不利的气动阻力，提高无人机的燃油效率和有效航程；另本发明中后机身2将与货物一同进行投放，无人机的机体结构重量变轻，可提高无人机的返程航程，即有利于提高货运无人机的工作航程。
在一些可能的实施方式中，
所述前机身1与后机身2相互靠近一侧形成呈Z字形结构的分离面10，所述分离面10包括沿机身长方向呈倾斜设置的斜面、与斜面靠近前机身1一端连接的前端面、以及与斜面远离前机身1一端连接的后端面；在所述分离面上设置有用于连接前机身1和后机身2的对接连接结构。
如图2所示，前端面、斜面、后端面一侧连接形成Z字形的前机身和后机身分离面，即，前装载空间11的底面为斜面，后装载空间21的顶面为斜面；斜面与机身底部所在平面所形成夹角为B，B＜90°；后端面与前端面平行设置且沿竖向设置，两者分别与斜面所形成的夹角均为A，A＞90°；前端面的顶部距离机身顶部的距离大于后端面底部距离机身顶部的距离；前装载空间11位于后装载空间21的上方且两者相互连通，前机身1与后机身2通过对接连接结构实现连接；将装载在货舱内的货物运输至指定位置后，控制对接连接结构分离使得前机身1与后机身2分离，后机身2与货物将作为一个整体进行投放。
在一些可能的实施方式中，为了有效的实现前机身1与后机身2的连接，使得货物能够有效的运输，并使得投放更加简单、便捷；
所述对接连接结构包括位于斜面上的货舱吊耳锁机构、以及位于后端面上的对接挂耳组件4。
所述货舱吊耳锁机构包括沿机身的长轴方向呈对称设置且安装在前机身1上的货舱连接锁组件3、安装在后机身2上且与货舱连接锁组件3对应设置的吊耳机构5。
进一步的，对接挂耳组件4为两组，且沿机身长度方向对称设置。
在一些可能的实施方式中，为了有效的实现前机身1与后机身2的分离；
货舱连接锁组件3与吊耳机构5主要用于实现前机身1与后机身2的连接与分离；投放时无人机处于空中，将采用电信号的方式实现货舱吊耳锁机构控制；在前机身1与后机身2连接时，货舱连接锁组件3与吊耳机构5将扣合锁定，在前机身1与后机身2分离实现投放时，通过电信号控制货舱连接锁组件3与吊耳机构5分离即可；
在运输货物时，货舱连接锁组件3将与吊耳机构5连接使得前机身1与后机身2连接形成一个整体；在前机身1与后机身2分离时，货舱连接锁组件3将与吊耳机构5分离，从而使得后机身2将脱离前机身1，装载在后装载空间21内的货物将随着后机身2的分离一同与前机身1分离；
进一步的，为了有效的实现货舱连接锁组件3的安装，在前机身1沿机身长方向的两侧侧壁上分别设置有口盖，口盖位于货舱连接锁组件3的上方，其作为货舱连接锁组件3的安装和维护通道。
在一些可能的实施方式中，为了保证前机身1与后机身2的可靠连接；
所述对接挂耳组件4包括安装在前机身1上且位于后端面的挂耳支撑座41、以及安装后机身2上且与挂耳支撑座41扣合搭接的对接挂耳42。
挂耳支撑座41用于对接挂耳42的支撑，对接挂耳42在前机身1与后机身2连接时将位于挂耳支撑座41的上方；
优选的，挂耳支撑座41为开口向下的C型结构，对接挂耳42也为开口向下的C型结构且安装在后机身2上且与挂耳支撑座41一一对应设置；在前机身1与后机身2连接时，对接挂耳42将套装在挂耳支撑座41的外侧；挂耳支撑座41对于对接挂耳42进行有效的支撑固定；采用C型结构的设计将有效的对于后机身2进行限位；
在进行前机身1与后机身2分离时，首先控制货舱连接锁组件3与吊耳机构5进行分离；在后机身2及货物所形成的整体与前机身1分离后，在后机身2与货物的重力作用下，后机身2及货物整体以前机身1上所设置的挂耳支撑座41为支点，作逆航向旋转且航向速度减小的复合运动，与此同时，由于无人机具有前飞速度，无人机继续带动前机身1向航前飞行，在1秒的时间内前机身1和后机身2完成分离；
在一些可能的实施方式中，
所述货舱连接锁组件3包括安装在前机身1上的锁壳连接支座、安装在锁壳连接支座上且设置有联动锁扣32的电信号机械锁31、以及安装螺栓；所述吊耳机构5穿过前机身1与联动锁扣32连接。电信号机械锁31通过安装螺栓与前机身1沿其长方向两侧侧壁上所设置的锁壳连接支座连接；
电信号机械锁31为现有技术，这里不再详细其内部结构，其联动锁扣32的数量根据吊耳机构5的数量进行设置。
优选的，每组电信号机械锁31中的联动锁扣32为两组。
本发明中所有的货舱吊耳锁机构中的电信号机械锁31采用电信号交联控制，以达到沿前机身1长方向两侧所设置的货舱连接锁组件3实现联动同步开锁的目的，从而保证无人机在投放货物阶段，对接连接结构的可靠解锁。
在一些可能的实施方式中，
在所述后机身2的斜面上设置有用于安装吊耳机构5的安装槽；
所述吊耳机构5包括一端设置有吊耳51的螺杆52、套装在螺杆52外侧且相互螺接的蜗轮53、与蜗轮53传动连接的蜗杆54；所述吊耳51与联动锁扣32配合安装。
进一步的，吊耳机构5还包括外壳，蜗轮53和蜗杆54安装在外壳内，通过外壳上的耳片与后机身2连接，蜗杆54与外壳转动配合且一端将穿过后机身2的侧壁。
锁壳连接支座与电信号机械锁31将安装在前机身1内部；在前机身1的斜面上设置有向下开口的凹槽，联动锁扣32将位于凹槽内；
安装槽与凹槽一一对应设置，通过控制蜗杆54转动带动蜗轮53转动，从而使得与蜗轮53连接的螺杆52沿其轴向做直线伸缩运动，带动吊耳51进入凹槽内或从脱离凹槽，从而使得吊耳51与联动锁扣32锁扣连接或分离。
优选的，在蜗杆54的两端设置有内六边形槽，以便连接电动螺丝刀驱动该蜗轮53蜗杆54吊耳机构5运转工作。
进一步的，螺杆52与蜗轮53同轴设置，且通过螺纹副连接，该涡轮蜗杆54吊耳机构5具有自锁功能，可通过电动螺丝刀正转或反转来驱动蜗杆54转动，继而带动涡轮转动，同时在螺纹副的作用下，蜗轮53旋转运动转变为螺杆52的直线伸缩运动，从而使吊耳51卡入或退出联动锁扣32。
需要说明的是，在进行前机身1与后机身2对接时，将后机身2作为一个独立的货运舱，在装载好货物后，采用升降车带动后机身2对准前机身1的轴线方向移动，待后机身2的对接挂耳42与前机身1的挂耳支撑座41完成扣合搭接后，分离面10对合完成，锁定升降车；随后用电动螺丝刀驱动蜗杆54转动，继而带动蜗轮53转动，同时在蜗轮53与吊耳51螺杆52的螺纹副作用下，涡轮旋转运动转变为吊耳51螺杆52的直线伸缩运动，从而使吊耳51卡入电信号机械锁31的联动锁扣32中，重复进行前述操作，可将所有吊耳51卡入电信号机械锁31的联动锁扣32中，再通过控制信号启动前机身1上的电信号机械锁31的联动锁扣32同步关锁，从而使得前机身1与后机身2完成可靠对接并锁死。
在一些可能的实施方式中，为了有效的实现投放回收系统6的安装；
所述后机身2上设置有用于安装投放回收系统6的安装腔24、以及用于封闭安装腔24的盖板25；
优选的，安装腔24设置在后机身2的尾部；
所述投放回收系统6包括安装在安装腔24内的安装支架61、安装在安装支架61上的降落伞伞包62和火工品63、以及安装在安装支架61外侧且与火工品63配合使用的开伞触发器64；
所述降落伞伞包62包括降落伞621、一端与降落伞621连接且另外一端与后机身2外表面连接的四根吊索622，吊索622通过魔术贴粘贴在后机身2的外表面。四根吊索622的一端与后机身2的外表面连接且另外一端形成一个连接点与降落伞621的伞绳连接；
优选的，盖板25采用易碎材料制成，便于在投放后无人机的回收系统的火工品63将其冲破以完成降落伞的开伞操作。
安装支架61连接在后机身2机体结构上；开伞触发器64为投放回收系统6的信号收发设备，用于接受开伞命令信号和发送投放状态信号；降落伞伞包62内折叠包装有降落伞621，降落伞621通过四根吊索622与后机身2上四个安装锚点连接，四个安装锚点布置于后机身2的外表面上方，四个安装锚点并按机身对称面呈左右对称布置，沿机身长度方向的两侧分别设置两个，四根吊索622用魔术贴粘贴在后机身2的外表面；
开伞时依靠火工品63发射动能将后机身2上方的盖板25冲破，然后将降落伞621牵引至后机身2外，降落伞621伞衣充气打开，将伞绳从后机身2表面拉扯脱离并迅速拉直，后机身2在降落伞621的作用下开始减速，此后火工品63与降落伞621分离，降落伞621快速充气，对后机身2及货物组成的投放体进行快速减速，并最终安全平稳着陆，完成货物投放操作。
在一些可能的实施方式中，
所述装载系统包括安装在后装载空间21内且沿机身的长轴方向对称设置有两组限位导轨22、与限位导轨22配合使用的若干货运托盘、以及设置在后机身2靠近前机身1一端的货运托盘限位组件23。
优选的，后装载空间21内安装有地板、所述限位导轨22安装在地板上。
优选的，货运托盘为两组且具备移动滚轮，货物可通过货箱或散装网兜固定在货运托盘上而以整体形式在货舱内挪动，并可通过调整两块货运托盘上的货物重量，来使得装货后的后机身2整体重心处于无人机全机重心前后限范围内；
优选的，限位导轨22的截面为C型结构，限位导轨22用于对货运托盘进行限位固定，如在装卸货物时可对货运托盘进行导向限位，保证货物随货运托盘沿后机身2航向平稳移动，而当在空中飞行和投放货物阶段，可实现对货运托盘及货物的限位固定功能，保证飞行安全；货运托盘限位组件23的设置将用于对货运托盘及货物的航向自由度进行限制，可采用设置成限位挡板的形式来限位货运托盘。
优选的，货舱吊耳锁机构设置在斜面靠近前端面的一侧；本发明中，机翼组件100经位于前机身1的前装载空间11的上方，在本发明中之所以在斜面与后端面上设置前机身1与后机身2的两个连接点（两个连接点为货舱吊耳锁机构和对接挂耳组件4），这样将有效的保证对于无人机的重心控制；后机身2整体作为无人机的投放舱段，在装载货物时，通过调整货舱两块货运托盘上的货物重量，来保证后机身2的整体重心位于无人机全机重心的前后限之间；
飞行中，当无人机在完成后机身2整体货舱的投放后，无人机剩余部分机体结构的重心仍处于全机重心的前后限之间，这里描述的全机重心的前后限是指机身、机翼组件100及货物所形成整体的重心的前后限，从而使得在完成后机身2整体的投放后，无人机的重心变化较小，无人机的俯仰稳定性仍灵敏可控，通过适应性调整飞行参数，使无人机迅速恢复稳定飞行状态，从而安全完成后机身2整体货舱及货物的投放操作。
需要说明的是，机翼组件100将安装在前机身1的顶面的后段上且位于货舱的上方，顶面上设置有四组单耳形式的翼身连接接头，再通过四颗螺栓与机翼组件100上所设置的双耳形式的对接接头进行连接。
另一方面，
本发明公开了一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机的投放方法，具体包括以下步骤：
S1：对无人机后机身货舱进行货物装载，并调整货物布置以适配无人机各部分重心至货运无人机全机重心的前后限范围内，此后转运后机身及货物组成的投放体并完成与前机身的对接连接操作；
S2：控制无人机完成自主起飞，并飞行至指定投放地点，在调整好无人机的飞行高度、速度和姿态后，将无人机设置为匀速巡航模式；
S3：向无人机前后机身连接点的电信号机械锁31发送开锁电信号,同步打开所有的电信号机械锁31的联动锁扣32，完成后机身及货物与前机身的解锁操作；
S4：无人机继续带动前机身1向航前飞行，在后机身2及货物重力的作用下，后机身2及货物整体以安装在前机身1上且位于后端面的挂耳支撑座41为支点，作逆航向旋转且航向速度减小的复合运动，经过短暂的时间后前机身1和后机身2完成分离；
S5：后机身2及货物与前机身1完成分离后，后机身2及货物作具有航向初始速度的抛物运动；
当后机身2和货物坠落到合适的开伞高度和速度后，向开伞触发器64发送开伞信号，触发火工品63，火工品63点火冲出顶破盖板25，将降落伞621牵引至后机身2外，降落伞621的伞衣逐步充气打开，并将吊索622从后机身2的外表面拉扯脱离并迅速拉直，至此完成无人机投放回收系统的开伞操作；
S6：后机身2和货物在降落伞621的作用下减速下降，并最终进入稳定降落阶段，待后机身2的底部着陆并接触地面后，后机身所设置的着陆缓冲结构吸收着陆能量，而后货物安全着陆，完成投送。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (6)

1.一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机，包括机翼组件(100)和设置有货舱的机身，其特征在于，所述机身包括设置有前装载空间(11)的前机身(1)、与前机身(1)连接且设置有后装载空间(21)的后机身(2)、以及设置在后机身(2)上的投放回收系统(6)；所述前装载空间（11）与后装载空间（21）连通形成货舱；所述机翼组件(100)安装在前机身(1)上；所述前机身(1)与后机身(2)相互靠近一侧形成呈Z字形结构的分离面(10)；
所述分离面(10)包括沿机身长度方向呈倾斜设置的斜面、与斜面靠近前机身(1)一端连接的前端面、以及与斜面远离前机身(1)一端连接的后端面；在所述分离面(10)上设置有用于连接前机身(1)和后机身(2)的对接连接结构所述对接连接结构包括位于斜面上的货舱吊耳锁机构、以及位于分离面(10)的后端面上的对接挂耳组件(4)；
所述货舱吊耳锁机构包括沿机身的长轴方向呈对称设置且安装在前机身(1)上的货舱连接锁组件(3)、安装在后机身(2)上且与货舱连接锁组件(3)对应设置的吊耳机构(5）；
所述对接挂耳组件(4)包括安装在前机身(1)上且位于后端面的挂耳支撑座(41)、以及安装在后机身(2)上且与挂耳支撑座(41)扣合搭接的对接挂耳(42)；
沿前机身（1）长度方向两侧所设置的货舱连接锁组件（3）采用电信号控制，进行联动同步开锁，后机身（2）及货物形成的整个投放体与前机身（1）即可完成可靠解锁；
后机身（2）及货物所形成的整个投放体体与前机身（1）分离时，在后机身（2）与货物的重力作用下，后机身（2）及货物整体以前机身（1）上所设置的挂耳支撑座（41）为支点，作逆航向旋转且航向速度减小的复合运动，使得解锁后的后机身(2)及货物远离前机身（1），与此同时，由于无人机具有前飞速度，无人机继续带动前机身（1）向航前飞行，投放体与前机身（1）形成速度差，后机身（2）及货物所形成的整个投放体与前机身（1）完成分离。
2.根据权利要求1所述的一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机，其特征在于，所述货舱连接锁组件(3)包括安装在前机身(1)上的锁壳连接支座、安装在锁壳连接支座上且设置有联动锁扣(32)的电信号机械锁(31)；所述吊耳机构(5)穿过前机身(1)与联动锁扣(32)连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机，其特征在于，在所述后机身(2)的斜面上设置有用于安装吊耳机构(5)的安装槽；
所述吊耳机构(5)包括一端设置有吊耳(51)的螺杆(52)、套装在螺杆(52)外侧且相互螺接的蜗轮(53)、与蜗轮(53)传动连接的蜗杆(54)；所述吊耳(51)与联动锁扣(32)相对应配合安装。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机，其特征在于，所述后机身(2)上设置有用于安装投放回收系统(6)的安装腔(24)、以及用于封闭安装腔(24)的盖板(25)；
所述投放回收系统(6)包括安装在安装腔(24)内的安装支架(61)、安装在安装支架(61)上的降落伞伞包(62)和火工品(63)、以及安装在安装支架(61)外侧且与火工品(63)配合使用的开伞触发器(64)；
所述降落伞伞包(62)包括降落伞(621)、一端与降落伞(621)连接且另外一端与后机身(2)外表面连接的吊索(622)；
所述后装载空间（21）的底部设置有着陆缓冲吸能结构。
5.根据权利要求4所述的一种具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机，其特征在于，还包括设置在后装载空间（21）内的装载系统；
所述装载系统包括安装在后装载空间（21）沿机身的长轴方向对称设置有两组限位导轨(22)、与限位导轨(22)配合使用的若干货运托盘、以及设置在后机身(2)靠近前机身(1)一端的货运托盘限位组件(23)。
6.一种基于权利要求1-5任一项所述的具有机身货舱整体投放及回收装置的无人机的投放方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1：对无人机后机身货舱进行货物装载，并调整货物布置以适配无人机各部分重心至货运无人机全机重心的前后限范围内，此后转运后机身及货物组成的投放体并完成与前机身的对接连接操作；
S2：控制无人机完成自主起飞，并飞行至指定投放地点，在调整好无人机的飞行高度、速度和姿态后，将无人机设置为匀速巡航模式；
S3：向无人机前后机身连接点的电信号机械锁(31)发送开锁电信号,同步打开所有的电信号机械锁（31）的联动锁扣(32)，完成后机身及货物与前机身的解锁操作；
S4：无人机继续带动前机身(1)向航前飞行，在后机身(2)及货物重力的作用下，后机身(2)及货物整体以安装在前机身上且位于后端面的挂耳支撑座(41)为支点，作逆航向旋转且航向速度减小的复合运动，经过短暂的时间后，前机身(1)和后机身(2)完成分离；
S5：后机身(2)及货物与前机身(1)完成分离后，后机身(2)及货物作具有航向初始速度的抛物运动；当后机身(2)和货物坠落到开伞高度和速度后，向开伞触发器(64)发送开伞信号，触发火工品(63)，火工品(63)点火冲出顶破盖板(25)，将降落伞(621)牵引至后机身(2)外，降落伞(621)的伞衣逐步充气打开，并将吊索(622)从后机身(2)的外表面拉扯脱离并迅速拉直，至此完成无人机投放回收系统的开伞操作；
S6：后机身(2)和货物在降落伞(621)的作用下减速下降，并最终进入稳定降落阶段，待后机身（2）的底部着陆并接触地面后，后机身（2）上的着陆缓冲结构吸收着陆能量，而后货物安全着陆，完成投送。
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