CN116374251B

CN116374251B - 海上无人机故障回收平台

Info

Publication number: CN116374251B
Application number: CN202310489897.8A
Authority: CN
Inventors: 赖睿泽; 胡胜; 夏丰; 刘显通; 肖辉; 冯璐; 黎慧琦; 饶晓娜; 袁锦涵; 高思楠
Original assignee: Guangzhou Institute Of Tropical Marine Meteorology China Meteorological Administration (guangdong Meteorology Science Institute)
Current assignee: Guangzhou Institute Of Tropical Marine Meteorology China Meteorological Administration (guangdong Meteorology Science Institute)
Priority date: 2023-04-28
Filing date: 2023-04-28
Publication date: 2024-02-02
Anticipated expiration: 2043-04-28
Also published as: CN116374251A

Abstract

本申请涉及无人机回收技术领域，尤其涉及一种海上无人机故障回收平台。海上无人机故障回收平台，包括无人机捕捉回收装置和船体，所述船体用于承载所述无人机捕捉回收装置。所述无人机捕捉回收装置包括无人机捕捉装置、无人机弹性缓冲面和升降装置，所述无人机捕捉装置用于发射不具有降落伞的捕捉网以牵引回收无人机。所述无人机弹性缓冲面用于承接被牵引回收的无人机。所述升降装置的一端固定在船体上，升降装置的另一端固定在无人机回收弹性缓冲面上，以在无人机捕捉装置开始牵引回收无人机时上升使得无人机弹性缓冲面向上拱起。本申请提供的一种海上无人机故障回收平台，能够更安全的实现无人机的回收。

Description

海上无人机故障回收平台

技术领域

本申请涉及无人机回收技术领域，尤其涉及一种海上无人机故障回收平台。

背景技术

近年来，无人机在海上气象观测领域得到了广泛关注。无人机可以搭载各种气象传感器，收集海表温度、风速、风向、气压、湿度等多种气象要素数据，为气象预报和气候研究提供支持。然而，在复杂的海上环境中，安全的实现无人机的回收仍然是一个技术挑战。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种海上无人机故障回收平台，能够更安全的实现无人机的回收。

本申请提供了一种海上无人机故障回收平台，包括：

无人机捕捉回收装置；

船体，所述船体用于承载所述无人机捕捉回收装置；

所述无人机捕捉回收装置包括：

无人机捕捉装置，所述无人机捕捉装置用于发射不具有降落伞的捕捉网以牵引回收无人机；

无人机弹性缓冲面，所述无人机弹性缓冲面用于承接被牵引回收的无人机；

升降装置，所述升降装置的一端固定在船体上，升降装置的另一端固定在无人机回收弹性缓冲面上，以在无人机捕捉装置开始牵引回收无人机时上升使得无人机弹性缓冲面向上拱起。

可选的，所述无人机捕捉装置固定在升降装置升降方向的同一轴线上，并固定在无人机弹性缓冲面的表面。

可选的，所述升降装置在无人机弹性缓冲面承接被牵引回收的无人机时下沉，使得无人机弹性缓冲面向下凹陷形成用于容置所述无人机的凹面。

可选的，所述无人机捕捉装置包括牵引绳、牵引绳回收装置、捕捉网弹和捕捉网弹发射装置，所述捕捉网弹用于弹出捕捉网将无人机缠绕住，所述捕捉网弹发射装置用于发射所述捕捉网弹，所述牵引绳的一端与牵引绳回收装置固定，牵引绳的另一端与捕捉网弹固定。

可选的，所述牵引绳包括内绳体和套设在内绳体上的多个套管，所述套管能够活动粘附在内绳体上，且套管之间具有一定的间隔；

牵引绳回收装置包括：

卷绳器，所述卷绳器用于收回所述牵引绳；

差速阀，所述差速阀设置在牵引绳移动的路径上，差速阀具有仅供内绳体自由通过的孔，使得内绳体比套管更快的被卷绳器收回，从而令套管间的间隔缩小让牵引绳变硬，进而够通过牵引绳向回收的无人机提供支撑力。

可选的，所述差速阀包括差速阀基座、多个弹簧合页以及对应于所述弹簧合页数量设置的弹片，弹簧合页的一端固定在差速阀基座，弹簧合页的另一端固定弹片，多个弹簧合页和弹片的组合形成所述孔，所述弹簧合页和弹片用于减缓所述套管回收时的速度。

可选的，所述弹簧合页为单向弹簧合页，所述单向弹簧合页的设置方向使得仅在套管沿靠近卷绳器方向移动时阻挡所述套管。

可选的，所述差速阀包括差速阀基座、第一数量的柔性面和第二数量的阻挡管，多个阻挡管排列固定在一个柔性面的一侧形成一个阻挡组件，阻挡组件设置有阻挡管的一侧朝向卷绳器，所述第一数量的阻挡组件固定在差速阀基座上以形成所述孔。

可选的，所述套管为硬质套管，所述硬质套管的内管壁设置有与内绳体接触的绒面，以使得硬质套管能够活动粘附在内绳体上。

可选的，所述套管的材质为发泡棉，所述套管的内管壁能够与内绳体接触。

本申请提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

由于海面的海风强烈，常常会出现降落伞缠绕在无人机捕捉装置上出现无法使无人机减速的情况，并且为了防止降落伞扯翻搭载无人机捕捉装置的船体，搭载无人机捕捉装置的船体的体积要很大，因此在海上的场景中使用降落伞对捕捉到的无人机进行减速便于无人机的回收并不是一个很好的选择。

为此，本申请提供的海上无人机故障回收平台提供的无人机捕捉装置不具有降落伞。同时为了保护回收的海上无人机，本公开提供了一种能够向上拱起的无人机弹性缓冲面，能够增大海上无人机与弹性缓冲面的可冲撞面积，并使海上无人机更接近垂直的冲撞无人机弹性缓冲面，能够更好的保护主动捕获回来的海上无人机。本申请提供了一种海上无人机故障回收平台，能够更安全的实现海上无人机的回收。

附图说明

图1为本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台的应用场景示意图；

图2为本申请实施例提供的无人机捕捉回收装置的剖视图；

图3为本申请实施例提供的差速阀的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种差速阀的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台的结构示意图之一；

图6为本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台的结构示意图之二。

其中，1、海上无人机故障回收平台；11、无人机捕捉回收装置；111、无人机捕捉装置；1111、牵引绳；11111、内绳体；11112、套管；1112、牵引绳回收装置；11121、卷绳器；11122、差速阀；111221、孔；111222、差速阀基座；111223、弹簧合页；111224、弹片；111225、阻挡组件；111226、柔性面；111227、阻挡管；

1113、捕捉网弹；1114、捕捉网弹发射装置；

112、无人机弹性缓冲面；113、升降装置；

12、船体；

2、海上无人机。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但本申请还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1为本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台的应用场景示意图。

如图1所示，本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台1用于在海面环境回收进行搭载有气象观测仪器的海上无人机2。

在海面环境变得恶劣导致海上无人机2进行气象数据收集的作业过程无法继续进行时，需要对海上无人机2进行回收。

由于此时恶劣的海面环境不支持海上无人机2进行自主的降落，通过本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台1能够主动捕获回收海上无人机2。

本申请实施例发射出去的捕捉网上不具有降落伞，因此为了捕捉回来的海上无人机2不会因为回收时牵引绳1111施加的牵引力和重力带来的动能导致海上无人机2损坏。本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台1能够向上拱起形成一个供海上无人机2降落冲撞的无人机弹性缓冲面112，向上拱起的无人机弹性缓冲面112，能够增大海上无人机2与弹性缓冲面的可冲撞面积，并使海上无人机2更接近垂直的冲撞无人机弹性缓冲面112，进而能够更好的保护主动捕获回来的海上无人机2。

同时，由于本申请提供的海上无人机故障回收平台1发射出的捕捉网不具有降落伞，因此能够减小搭载无人机捕捉装置111的船体12的体积，也不会出现因为降落伞缠绕在海上无人机2上同时又没有其他安全设施导致海上无人机2坠毁的情况。

本申请提供了一种海上无人机故障回收平台1，不具有降落伞的减速过程，也能尽可能的防止海上无人机2损坏，因此能够更安全的实现海上无人机2的回收。

图2为本申请实施例提供的无人机捕捉回收装置的剖视图。

如图2所示，本公开提供的海上无人机故障回收平台1包括：

无人机捕捉回收装置11；

船体12，所述船体12用于承载所述无人机捕捉回收装置11；

具体的，所述船体12为快艇。在其他实施例中，也可以使用其他具有能够安装无人机捕捉回收装置11的平台的船只。

所述无人机捕捉回收装置11包括：

无人机捕捉装置111，所述无人机捕捉装置111用于发射不具有降落伞的捕捉网以牵引回收海上无人机2；

无人机弹性缓冲面112，所述无人机弹性缓冲面112用于承接被牵引回收的海上无人机2；

升降装置113，所述升降装置113的一端固定在船体12上，升降装置113的另一端固定在无人机回收弹性缓冲面上，以在无人机捕捉装置111开始牵引回收无人机时上升使得无人机弹性缓冲面112向上拱起。

具体的，所述无人机捕捉装置111固定在升降装置113升降方向的同一轴线上，并固定在无人机弹性缓冲面112的表面。

具体的，所述无人机捕捉装置111包括牵引绳1111、牵引绳回收装置1112、捕捉网弹1113和捕捉网弹发射装置1114，所述捕捉网弹1113用于弹出捕捉网将海上无人机2缠绕住，所述捕捉网弹发射装置1114用于发射所述捕捉网弹1113，所述牵引绳1111的一端与牵引绳回收装置1112固定，牵引绳1111的另一端与捕捉网弹1113固定。

具体的，所述无人机弹性缓冲面112是气囊，在其他实施例中所述无人机弹性缓冲面112可以是尼龙网。

具体的，所述捕捉网弹1113的捕捉网弹壳内设置有捕捉网、压缩气罐、近感传感器和捕捉网弹控制器，所述近感传感器包括主动式近感传感器和/或被动式近感传感器，工作人员可以对此进行调整。所述近感传感器检测到捕捉网弹1113处于可捕捉海上无人机2的捕捉范围时向捕捉网弹控制器发送弹射信号，捕捉网弹控制器接收到所述弹射信号后，控制压缩气罐释放压缩气体弹出捕捉网。

所述捕捉网弹控制器为MCU和可读计算机存储介质，可读计算机存储介质存储有上述的控制方法，MCU能够执行所述控制方法。

经过检索，由于捕捉网弹1113、捕捉网弹发射装置1114和捕捉网弹1113的发射控制方法在治理陆面黑飞的相近技术领域的申请文件中已经被公开，例如CN110806147A中就公开了一种无人机抓捕和回收装置，因此捕捉网弹1113以及捕捉网弹发射装置1114的具体结构不是本申请实施例做出的技术贡献，为突出本申请实施例的技术贡献，在本实施例和附图中不再详细描述捕捉网弹1113以及捕捉网弹发射装置1114的具体结构。

具体的，所述牵引绳1111包括内绳体11111和套设在内绳体11111上的多个套管11112，所述套管11112能够活动粘附在内绳体11111上，且套管11112之间具有一定的间隔。

具体的，所述套管11112为硬质套管11112，所述硬质套管11112的内管壁设置有与内绳体11111接触的绒面，通过摩擦力以使得硬质套管11112能够活动粘附在内绳体11111上。

在本实施例中，所述内绳体11111为尼龙绳，硬质套管11112为不易发生形变的管体，所述硬质套管11112的内管壁设有与内绳体11111接触的绒面，因此套管11112能够通过摩擦力粘附在内绳体11111上，由于套管11112之间具有一定的间隔，因此这种设置的牵引绳1111仍然能够保持良好的柔韧性，即牵引绳1111仍然可以弯曲、扭曲和卷曲，在跟随捕捉网弹1113发射至空中后对捕捉网弹1113的运动影响很小，能够直接采用常规的捕捉网弹发射装置1114对捕捉网弹1113进行发射。

在海上无人机2被捕捉后的回收过程中，这些套管11112也能起到一个支撑的作用，减少海上无人机2因为重力产生的动量，降低无人机损毁的可能。这一工作原理会在接下来的实施例中具体描述。

在另一个实施例中，所述套管11112的材质为发泡棉，所述套管11112的内管壁能够与内绳体11111接触。

在这一实施例中所述套管11112的材质为可变形的发泡棉，因此可以通过调整发泡棉制成的内管孔径使得套管11112能够利用摩擦力活动粘附在内绳体11111上。

与上述实施例同样原理的，在海上无人机2被捕捉后的回收过程中，发泡棉制成的套管11112之间的间距缩短，变得紧密排列，并且能够使发泡棉相互挤压变形，使得牵引绳1111的柔韧性降低，进而能够向海上无人机2提供一个与重力相反的支撑力，减少海上无人机2因为重力产生的动量，降低无人机损毁的可能。

同时发泡棉这种柔软材料制成的套管11112能够避免无人机与变硬后的牵引绳1111发生碰撞后导致海上无人机2或者海上无人机2上搭载的气象观测仪器发生损坏。

牵引绳回收装置1112包括：

卷绳器11121，所述卷绳器11121用于收回所述牵引绳1111；

差速阀11122，所述差速阀11122设置在牵引绳1111移动的路径上，差速阀11122具有仅供内绳体11111自由通过的孔111221，使得内绳体11111比套管11112更快的被卷绳器11121收回，从而令套管11112间的间隔缩小让牵引绳1111变硬，进而够通过牵引绳1111向回收的无人机提供支撑力。

图3为本申请实施例提供的差速阀的结构示意图。

参照图3所示，所述差速阀11122包括差速阀基座111222、多个弹簧合页111223以及对应于所述弹簧合页111223数量设置的弹片111224，弹簧合页111223的一端固定在差速阀基座111222，弹簧合页111223的另一端固定弹片111224，多个弹簧合页111223和弹片111224的组合形成所述孔111221，所述弹簧合页111223和弹片111224用于减缓所述套管11112回收时的速度。

所述弹簧合页111223为单向弹簧合页，所述单向弹簧合页的设置方向使得仅在套管11112沿靠近卷绳器11121方向移动时阻挡所述套管11112。

具体的，在牵引绳1111跟随捕捉网弹1113向海上无人机2移动时，弹簧合页111223不会阻挡牵引绳1111上的套管11112向外移动，此时套管11112能够轻松突破弹簧合页111223和弹片111224的阻挡，套管11112之间的间距不会或者轻微的发生移动，这并不会给牵引绳1111的柔韧性带来太大的影响。

在牵引绳1111被卷绳器11121收回时，牵引绳1111的内绳体11111可以无阻碍的通过供内绳体11111自由通过的孔111221，而牵引绳1111的套管11112会被弹簧合页111223和弹片111224的组合阻挡，套管11112之间的间距会收缩直到紧密贴合后，套管11112向弹簧合页111223和弹片111224的组合施加的力会使弹片111224变形和/或使弹簧合页111223转动，此时套管11112能够逐个的被卷绳器11121收回。

在套管11112之间的间距收缩后，牵引绳1111柔韧性会降低，即牵引绳1111会变硬，当海上无人机2的下落速度大于牵引绳1111的回收速度时，牵引绳1111能够向海上无人机2施加一个支持力，最终使得海上无人机2的下落速度与牵引绳1111的回收速度相同。

因此，本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台1，通过内绳体11111和套管11112组成的牵引绳1111以及差速阀11122至少能够达到以下两个技术效果：

1、能够通过控制牵引绳1111的回收速度控制海上无人机2的下落速度。

2、能够向海上无人机2提供一个与重力相反的支撑力，避免海上无人机2做自由落体运动，避免因重力势能转换的动能无法得到消耗，降低海上无人机2与弹性缓冲面碰撞后导致海上无人机2发生损坏的可能。

图4为本申请实施例提供的另一种差速阀的结构示意图。

参照图4所示，在另一实施例中，所述差速阀11122包括差速阀基座111222、第一数量的柔性面111226和第二数量的阻挡管111227，多个阻挡管111227排列固定在一个柔性面111226的一侧形成一个阻挡组件111225，阻挡组件111225设置有阻挡管111227的一侧朝向卷绳器11121，所述第一数量的阻挡组件111225固定在差速阀基座111222上以形成所述孔111221。

与上述实施例同样原理的，由于不具有阻挡管111227的柔性面111226的一侧朝向海上无人机2的方向，而具有阻挡管111227的柔性面111226的一侧朝向卷绳器11121。因此在牵引绳1111跟随捕捉网弹1113向海上无人机2移动时，此时套管11112能够轻松突破阻挡组件111225的阻挡。而在牵引绳1111被卷绳器11121收回时，牵引绳1111的内绳体11111可以无阻碍的通过供内绳体11111自由通过的孔111221，而套管11112向卷绳器11121方向移动时阻挡管111227之间空隙会收缩，因此牵引绳1111的套管11112会被阻挡组件111225阻挡。当套管11112之间的间距收紧贴合后，套管11112会向阻挡管111227施加更大的力使得柔性面111226变形弯曲使得所述孔111221张开，使得卷绳器11121进一步回收所述牵引绳1111。

为了便于进一步的理解本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台1，接下会分别描述海上无人机2在回收时和回收后的动作过程。

图5为本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台的结构示意图之一。

参照图5所示，在海上无人机故障回收平台1在回收海上无人机2时。

当海上无人机故障回收平台1发射捕捉网弹1113开始回收无人机时，所述升降装置113会抬升使得无人机弹性缓冲面112形成一个凸面，向上拱起的无人机弹性缓冲面112，能够增大无人机与弹性缓冲面的可冲撞面积，并使海上无人机2更接近垂直的冲撞无人机弹性缓冲面112，能够更好的保护主动捕获回来的海上无人机2。

并且在回收时，通过差速阀11122以及套管11112和内绳体11111组成的牵引绳1111进一步的调控海上无人机2降落时的速度，降低海上无人机2回收时的损坏的可能。

参照图6所示，在海上无人机故障回收平台1在回收无人机后。

所述升降装置113在无人机弹性缓冲面112承接被牵引回收的无人机时下沉，使得无人机弹性缓冲面112向下凹陷形成用于容置所述无人机的凹面。

因此本申请实施例提供的海上无人机故障回收平台1，通过一个可上升和下沉的升降装置113实现在捕捉回收海上无人机2的过程中，为海上无人机2提供一个良好的降落面，并且在回收后能够令海上无人机2容置在凹面内，避免因为强烈的海风或者船体12颠簸导致海上无人机2以及搭载在海上无人机2上的气象观测仪器掉落至船体12外，进一步的提高了海上无人机2的回收的安全性。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。另外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。而且，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种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。并且，在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所述的这些实施例，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

1.海上无人机故障回收平台，其特征在于，包括：

无人机捕捉回收装置；

船体，所述船体用于承载所述无人机捕捉回收装置；

所述无人机捕捉回收装置包括：

升降装置，所述升降装置的一端固定在船体上，升降装置的另一端固定在无人机回收弹性缓冲面上，以在无人机捕捉装置开始牵引回收无人机时上升使得无人机弹性缓冲面向上拱起；

所述无人机捕捉装置包括牵引绳、牵引绳回收装置、捕捉网弹和捕捉网弹发射装置，所述捕捉网弹用于弹出捕捉网将无人机缠绕住，所述捕捉网弹发射装置用于发射所述捕捉网弹，所述牵引绳的一端与牵引绳回收装置固定，牵引绳的另一端与捕捉网弹固定；

所述牵引绳包括内绳体和套设在内绳体上的多个套管，所述套管能够活动粘附在内绳体上，且套管之间具有一定的间隔；

牵引绳回收装置包括：

卷绳器，所述卷绳器用于收回所述牵引绳；

差速阀，所述差速阀设置在牵引绳移动的路径上，差速阀具有仅供内绳体自由通过的孔，使得内绳体比套管更快的被卷绳器收回，从而令套管间的间隔缩小让牵引绳变硬，进而够通过牵引绳向回收的无人机提供支撑力；

所述差速阀包括差速阀基座、多个弹簧合页以及对应于所述弹簧合页数量设置的弹片，弹簧合页的一端固定在差速阀基座，弹簧合页的另一端固定弹片，多个弹簧合页和弹片的组合形成所述孔，所述弹簧合页和弹片用于减缓所述套管回收时的速度；

所述弹簧合页为单向弹簧合页，所述单向弹簧合页的设置方向使得仅在套管沿靠近卷绳器方向移动时阻挡所述套管。

2.根据权利要求1所述的海上无人机故障回收平台，其特征在于，所述升降装置在无人机弹性缓冲面承接被牵引回收的无人机时下沉，使得无人机弹性缓冲面向下凹陷形成用于容置所述无人机的凹面。

3.根据权利要求1所述的海上无人机故障回收平台，其特征在于，所述套管为硬质套管，所述硬质套管的内管壁设置有与内绳体接触的绒面，以使得硬质套管能够活动粘附在内绳体上。

4.根据权利要求1所述的海上无人机故障回收平台，其特征在于，所述套管的材质为发泡棉，所述套管的内管壁能够与内绳体接触。

5.海上无人机故障回收平台，其特征在于，包括：

无人机捕捉回收装置；

船体，所述船体用于承载所述无人机捕捉回收装置；

所述无人机捕捉回收装置包括：

牵引绳回收装置包括：

卷绳器，所述卷绳器用于收回所述牵引绳；

所述差速阀包括差速阀基座、第一数量的柔性面和第二数量的阻挡管，多个阻挡管排列固定在一个柔性面的一侧形成一个阻挡组件，阻挡组件设置有阻挡管的一侧朝向卷绳器，所述第一数量的阻挡组件固定在差速阀基座上以形成所述孔。

6.根据权利要求5所述的海上无人机故障回收平台，其特征在于，所述升降装置在无人机弹性缓冲面承接被牵引回收的无人机时下沉，使得无人机弹性缓冲面向下凹陷形成用于容置所述无人机的凹面。

7.根据权利要求5所述的海上无人机故障回收平台，其特征在于，所述套管为硬质套管，所述硬质套管的内管壁设置有与内绳体接触的绒面，以使得硬质套管能够活动粘附在内绳体上。

8.根据权利要求5所述的海上无人机故障回收平台，其特征在于，所述套管的材质为发泡棉，所述套管的内管壁能够与内绳体接触。