CN116513519B - 旋翼无人机弹射高度调节机构与控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种旋翼无人机弹射高度调节机构与控制方法，属于旋翼无人机领域，包括机身，机身包括立柱、风帽和隔板，立柱的侧壁底部设有收纳槽和第一通电消磁磁铁，立柱的顶端与隔板连接，隔板固定在风帽内，风帽的侧壁上设有让位槽，隔板的顶面设有第一磁铁，隔板的侧壁顶沿有增阻装置，增阻装置包括上减速板和下减速板，上减速板的底面与旋翼臂连接，旋翼臂的末端底面设有螺旋桨，旋翼臂的末端顶面设有第二通电消磁磁铁。本发明采用上述结构的旋翼无人机弹射高度调节机构与控制方法，能调整无人机的弹射高度，能反复利用电消磁磁铁实现无人机的收拢状态，避免了传统锁定装置存在的浪费成本及尼龙绳易与螺旋桨发生缠绕影响其正常工作的问题。

Description

旋翼无人机弹射高度调节机构与控制方法
技术领域
本发明涉及旋翼无人机技术领域，特别是涉及一种旋翼无人机弹射高度调节机构与控制方法。
背景技术
当前国内外在无人机弹射过程中，弹射装置的弹射力几乎完全决定了无人机的弹射高度，无人机没有除重力以外的增阻装置，无法根据实际工程需要对无人机的弹射高度进行调节。例如，当操作人员在森林里执行任务时，由于传统的弹射无人机弹射高度基本固定，无人机弹射高度极易与树木的枝干覆盖区域存在干涉，影响无人机正常工作。因此一款弹射高度可调的无人机将为操作人员在某些复杂地形的工作提供极大的便利。
弹射无人机在发射筒及弹射初期处于折叠收拢状态，需要锁定机构维持其收拢形态，并且锁定机构能够在无人机弹射出筒后解除锁定使得旋翼无人机旋翼臂由折叠状态展开至工作状态，当前锁定装置主要靠带有电热丝的尼龙带环绕在无人机外侧维持其折叠状态，在无人机弹射出筒后电热丝通电熔断，解除束缚，随后无人机展开至工作状态，这种锁定机构结构简单，但是每次任务结束都需要重新安装新的尼龙绳，此外在展开过程中尼龙绳极易和无人机螺旋桨发生缠绕，影响正常工作。
为解决上述问题，需要提供一种新型的旋翼无人机弹射高度调节机构和旋翼无人机弹射高度控制方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种旋翼无人机弹射高度调节机构与控制方法，能调整无人机的弹射高度，能反复利用电消磁磁铁实现无人机的收拢状态，避免了传统锁定装置存在的浪费成本及尼龙绳易与螺旋桨发生缠绕影响其正常工作的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种旋翼无人机弹射高度调节机构，包括机身，所述机身包括立柱、风帽和隔板，所述立柱的侧壁底部设有沿周向均匀分布的收纳槽和第一通电消磁磁铁，所述立柱的顶端与所述隔板固定连接，所述隔板固定在所述风帽内，所述风帽的侧壁上设有沿其周向均匀分布的让位槽，所述隔板的顶面沿其周向设有第一磁铁，所述隔板的侧壁顶沿均匀分布有增阻装置，所述第一磁铁和所述增阻装置均与让位槽一一对应设置，所述增阻装置包括上减速板和下减速板，所述上减速板的上表面设有第二磁铁，所述上减速板的一端设有与所述让位槽结构相适配的连接块，所述连接块的端部在其处于水平状态下与所述第一磁铁磁吸连接，所述连接块的下表面通过第一转轴与所述隔板旋转连接，且所述第一转轴上设有第一扭簧，所述第一扭簧的两端分别与所述连接块和所述隔板连接，所述上减速板的另一端通过第二转轴与所述下减速板的一端转动连接，且所述第二转轴上设有第二扭簧，所述第二扭簧的两端分别与所述下减速板和所述上减速板连接，所述上减速板的底面与旋翼臂平行连接，所述旋翼臂的末端底面设有与马达连接的螺旋桨，所述螺旋桨对应设置在所述下减速板的两端之间，所述旋翼臂的末端顶面设有与所述下减速板连接的第二通电消磁磁铁，所述增阻装置处于折叠状态时所述旋翼臂与所述第一通电消磁磁铁对应连接；
所述收纳槽的底部通过第三转轴与降落架连接，所述降落架靠近所述收纳槽的一侧面的中部设有尾翼，所述降落架靠近所述收纳槽的一侧面的根部通过弹性片与所述收纳槽的槽底连接，所述收纳槽的槽底设有与所述尾翼对应设置的尾翼槽。
优选的，所述风帽为半球体。
优选的，第一通电消磁磁铁和第一电磁开关为第一分支电路，第二通电消磁磁铁和第二电磁开关为第二分支电路，第一分支电路和第二分支电路与一电源并联连接，且第一电磁开关和第二电磁开关均与控制器连接。
优选的，所述第一通电消磁磁铁与第一电源和第一电磁开关串连连接，所述第二通电消磁磁铁与第二电源和第二电磁开关串连连接，且所述第一电磁开关和所述第二电磁开关均与控制器连接。
一种利用旋翼无人机弹射高度调节机构的旋翼无人机弹射高度控制方法，包括以下步骤：
1）旋翼无人机弹射出筒并自由上升至特定高度后，控制器控制第一电磁开关开启使得第一通电消磁磁铁失去磁性，此时第一通电消磁磁铁释放下减速板，增阻装置在第一扭簧的作用下展开，降落架在弹性片的作用下展开；2）增阻装置在第一扭簧的作用下展开后上减速板与第一磁铁磁吸固定，保证上减速板的稳定性进而保证悬停稳定；3）悬停稳定后，控制器控制第二电磁开关开启使得第二通电消磁磁铁失去磁性，下减速板在第二扭簧的作用下折叠在上减速板的上方，并通过第二磁铁保证下减速板折叠状态的稳定性，此时能够避免下减速板影响螺旋桨转动过程中的气流流场，至此无人机弹射高度的控制流程结束。
因此，本发明采用上述结构的旋翼无人机弹射高度调节机构与控制方法，具有如下有益效果：
1）本机构在旋翼臂上设置增阻装置，旋翼臂展开后利用增阻装置增大了无人机的迎风面积，可以使得无人机迅速降速至悬停状态，通过控制无人机出筒后的展开时间，能够调整无人机的弹射高度；
2）本机构通过第一通电消磁磁铁维持无人机折叠状态，通电后释放旋翼臂使其展开，这种锁定装置结构简单、易于实现，能够反复使用，避免了传统锁定装置存在的浪费成本及尼龙绳易与螺旋桨发生缠绕影响其正常工作的问题。
3）无人机机身展开后通过隔板上的第一磁铁直接吸附固定增阻装置，保证增阻装置和旋翼臂的稳定性，结构简单可行。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明旋翼无人机弹射高度调节机构展开状态的实施例的示意图；
图2是本发明旋翼无人机弹射高度调节机构折叠状态的实施例的示意图；
图3是本发明旋翼无人机弹射高度调节机构在第一通电消磁磁铁消磁后并且第二通电消磁磁铁消磁前时的实施例的示意图；
图4是本发明旋翼无人机弹射高度调节机构中立柱的实施例的示意图；
图5是本发明旋翼无人机弹射高度调节机构中隔板的实施例的示意图；
图6是本发明旋翼无人机弹射高度调节机构中增阻装置的实施例的示意图。
附图标记
1、立柱；2、风帽；3、隔板；4、收纳槽；5、第一通电消磁磁铁；6、让位槽；7、第一磁铁；8、增阻装置；81、上减速板；82、下减速板；83、第二磁铁；84、第一转轴；85、第二转轴；9、旋翼臂；10、螺旋桨；11、第二通电消磁磁铁；12、降落架；13、尾翼；14、弹性片；15、尾翼槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1
如图1-6所示，一种旋翼无人机弹射高度调节机构，包括机身，机身包括立柱1、风帽2和隔板3。立柱1的侧壁底部设有沿周向均匀分布的收纳槽4和第一通电消磁磁铁5，立柱1的顶端与隔板3固定连接。隔板3固定在风帽2内，风帽2的侧壁上设有沿其周向均匀分布的让位槽6，风帽2为半球体用于减小风阻。隔板3的顶面沿其周向设有第一磁铁7，隔板3的侧壁顶沿均匀分布有增阻装置8，第一磁铁7和增阻装置8均与让位槽6一一对应设置。
增阻装置8包括上减速板81和下减速板82，上减速板81的上表面设有第二磁铁83。上减速板81的一端设有与让位槽6结构相适配的连接块，连接块的端部在其处于水平状态下与第一磁铁7磁吸连接，第一磁铁7能够保证上减速板81展开后的稳定性。连接块的下表面通过第一转轴84与隔板3旋转连接，且第一转轴84上设有第一扭簧，第一扭簧的两端分别与连接块和隔板3连接，第一扭簧能够为上减速板81的展开提供动力。上减速板81的另一端通过第二转轴85与下减速板82的一端转动连接，且第二转轴85上设有第二扭簧，第二扭簧的两端分别与下减速板82和上减速板81连接，第二扭簧能够为下减速板82向上与上减速板81折叠提供动力。上减速板81的底面与旋翼臂9平行连接，旋翼臂9能够随着上减速板81的折叠而折叠，随着上减速板81的展开而展开。旋翼臂9的末端底面设有与马达连接的螺旋桨10，螺旋桨10对应设置在下减速板82的两端之间，下减速板82能够在无人机收纳在筒内时对螺旋桨10起到保护作用，也能够在无人机发射过程中为无人机的机身提供一个流畅的线条以降低风阻。旋翼臂9的末端顶面设有与下减速板82连接的第二通电消磁磁铁11，第二通电消磁磁铁11能够保证无人机发射过程中下减速板82不会向上与上减速板81折叠，保证下减速板82在发射过程中的稳定性。增阻装置8处于折叠状态时旋翼臂9与第一通电消磁磁铁5对应连接，第一通电消磁磁铁5为增阻装置8保持折叠状态的锁定装置。
收纳槽4的底部通过第三转轴与降落架12连接，降落架12靠近收纳槽4的一侧面的中部设有尾翼13，降落架12靠近收纳槽4的一侧面的根部通过弹性片14与收纳槽4的槽底连接，收纳槽4的槽底设有与尾翼13对应设置的尾翼槽15，无人机发射并且增阻装置8展开后，降落架12能够在弹性片14的作用下展开。
第一通电消磁磁铁5和第一电磁开关为第一分支电路，第二通电消磁磁铁11和第二电磁开关为第二分支电路，第一分支电路和第二分支电路与一电源并联连接，且第一电磁开关和第二电磁开关均与控制器连接。控制器能够控制第一电磁开关和第二电磁开关的开启时间，进而控制增阻装置8的展开时间和下减速板82的折叠时间。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：第一通电消磁磁铁5与第一电源和第一电磁开关串连连接，第二通电消磁磁铁11与第二电源和第二电磁开关串连连接，且第一电磁开关和第二电磁开关均与控制器连接。
一种利用旋翼无人机弹射高度调节机构的旋翼无人机弹射高度控制方法，包括以下步骤：
1）旋翼无人机弹射出筒并自由上升至特定高度后，控制器控制第一电磁开关开启使得第一通电消磁磁铁5失去磁性，此时第一通电消磁磁铁5释放下减速板82，增阻装置8在第一扭簧的作用下展开，增阻装置8展开后降落架12在弹性片14的作用下展开；2）增阻装置8在第一扭簧的作用下展开并处于水平位置后上减速板81与第一磁铁7磁吸固定，保证上减速板81的稳定性进而保证悬停稳定；3）悬停稳定后，控制器控制第二电磁开关开启使得第二通电消磁磁铁11失去磁性，下减速板82在第二扭簧的作用下折叠在上减速板81的上方，并通过第二磁铁83保证下减速板82折叠状态的稳定性，此时能够避免下减速板82影响螺旋桨10转动过程中的气流流场，至此无人机弹射高度的控制流程结束。
因此，本发明采用上述结构的旋翼无人机弹射高度调节机构与控制方法，能够调整无人机的弹射高度，锁定装置为通电消磁磁铁，能够反复使用，避免了传统锁定装置存在的浪费成本及尼龙绳易与螺旋桨发生缠绕影响其正常工作的问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种旋翼无人机弹射高度调节机构，其特征在于：包括机身，所述机身包括立柱、风帽和隔板，所述立柱的侧壁底部设有沿周向均匀分布的收纳槽和第一通电消磁磁铁，所述立柱的顶端与所述隔板固定连接，所述隔板固定在所述风帽内，所述风帽的侧壁上设有沿其周向均匀分布的让位槽，所述隔板的顶面沿其周向设有第一磁铁，所述隔板的侧壁顶沿均匀分布有增阻装置，所述第一磁铁和所述增阻装置均与让位槽一一对应设置，所述增阻装置包括上减速板和下减速板，所述上减速板的上表面设有第二磁铁，所述上减速板的一端设有与所述让位槽结构相适配的连接块，所述连接块的端部在其处于水平状态下与所述第一磁铁磁吸连接，所述连接块的下表面通过第一转轴与所述隔板旋转连接，且所述第一转轴上设有第一扭簧，所述第一扭簧的两端分别与所述连接块和所述隔板连接，所述上减速板的另一端通过第二转轴与所述下减速板的一端转动连接，且所述第二转轴上设有第二扭簧，所述第二扭簧的两端分别与所述下减速板和所述上减速板连接，所述上减速板的底面与旋翼臂平行连接，所述旋翼臂的末端底面设有与马达连接的螺旋桨，所述螺旋桨对应设置在所述下减速板的两端之间，所述旋翼臂的末端顶面设有与所述下减速板连接的第二通电消磁磁铁，所述增阻装置处于折叠状态时所述旋翼臂与所述第一通电消磁磁铁对应连接；
所述收纳槽的底部通过第三转轴与降落架连接，所述降落架靠近所述收纳槽的一侧面的中部设有尾翼，所述降落架靠近所述收纳槽的一侧面的根部通过弹性片与所述收纳槽的槽底连接，所述收纳槽的槽底设有与所述尾翼对应设置的尾翼槽。
2.根据权利要求1所述的旋翼无人机弹射高度调节机构，其特征在于：所述风帽为半球体。
3.根据权利要求2所述的旋翼无人机弹射高度调节机构，其特征在于：所述第一通电消磁磁铁和第一电磁开关为第一分支电路，所述第二通电消磁磁铁和第二电磁开关为第二分支电路，所述第一分支电路和所述第二分支电路与一电源并联连接，且所述第一电磁开关和所述第二电磁开关均与控制器连接。
4.根据权利要求2所述的旋翼无人机弹射高度调节机构，其特征在于：所述第一通电消磁磁铁与第一电源和第一电磁开关串连连接，所述第二通电消磁磁铁与第二电源和第二电磁开关串连连接，且所述第一电磁开关和所述第二电磁开关均与控制器连接。
5.一种利用如权利要求1-4任意一项所述的旋翼无人机弹射高度调节机构的旋翼无人机弹射高度控制方法，其特征在于：包括以下步骤：1）旋翼无人机弹射出筒并自由上升至特定高度后，控制器控制第一电磁开关开启使得第一通电消磁磁铁失去磁性，此时第一通电消磁磁铁释放下减速板，增阻装置在第一扭簧的作用下展开，降落架在弹性片的作用下展开；2）增阻装置在第一扭簧的作用下展开后上减速板与第一磁铁磁吸固定，保证上减速板的稳定性进而保证悬停稳定；3）悬停稳定后，控制器控制第二电磁开关开启使得第二通电消磁磁铁失去磁性，下减速板在第二扭簧的作用下折叠在上减速板的上方，并通过第二磁铁保证下减速板折叠状态的稳定性，此时能够避免下减速板影响螺旋桨转动过程中的气流流场，至此无人机弹射高度的控制流程结束。
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