CN202642096U

CN202642096U - 小型无人机及其机上拦阻装置、地面拦阻装置和拦阻系统

Info

Publication number: CN202642096U
Application number: CN 201220138320
Authority: CN
Inventors: 刘宁君; 赵嘉俊; 张东辉; 王维军
Original assignee: Beihang University
Current assignee: Beihang University
Priority date: 2012-04-01
Filing date: 2012-04-01
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2022-04-01

Abstract

本实用新型涉及一种小型无人机及其机上拦阻装置、地面拦阻装置和拦阻系统。机上拦阻装置包括：拦阻钩和释放装置；拦阻钩的一端用于可旋转地连接至小型无人机机身主体，另一端用于与所述释放装置连接；释放装置固定在小型无人机机身上，用于根据接收到的外部控制信号固定或释放拦阻钩。本实用新型，可以在不具备滑行跑道的着陆的条件下实现着陆回收，且结构简单、操作方便。

Description

小型无人机及其机上拦阻装置、地面拦阻装置和拦阻系统

技术领域

本申请涉及小型无人机及其机上拦阻装置、地面拦阻装置和拦阻系统。

背景技术

小型无人驾驶飞机简称“小型无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。机上无驾驶舱，但安装有自动驾驶仪、程序控制装置等设备。地面、舰艇上或母机遥控站人员通过雷达等设备，对其进行跟踪、定位、遥控、遥测和数字传输。可在无线电遥控下像普通飞机一样起飞或用助推火箭发射升空，也可由母机带到空中投放飞行。回收时，可用与普通飞机着陆过程一样的方式自动着陆，也可通过遥控用降落伞或拦阻回收。可反覆使用多次。广泛用于空中侦察、监视、通信、反潜、电子干扰等。

现有的小型无人机拦阻回收系统为解决小型无人机安全着陆问题做出了很多努力和尝试。美国专利第7,143,976号(US7143976B2)陈述了一种连接在小型无人机机腹，由多重锁扣组成的拦阻杆着陆回收系统，适合小型无人机在空间有限的地区安全拦阻回收。美国专利第7,219,856号(US7219856B2)则陈述了一种自动释放拦阻绳的地面回收装置，可用于回收拦阻钩置于机腹的小型无人机。

但是这些系统和装置对于拦阻低速的小型无人机而言，机上或地面装置显得过于复杂。而机上装置复杂会导致小型无人机重量增加，飞行性能下降；地面设施复杂则增加了设备成本并降低了设备的便携性。

实用新型内容

在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本实用新型的一个主要目的在于提供一种小型无人机及其机上拦阻装置、地面拦阻装置和拦阻系统。

根据本实用新型的一个方面，一种小型无人机机上拦阻装置，包括：拦阻钩和释放装置；所述拦阻钩的一端用于可旋转地连接至小型无人机机身主体，另一端用于与所述释放装置连接；所述释放装置固定在所述小型无人机机身上，用于根据接收到的外部控制信号固定或释放所述拦阻钩。

更进一步地，小型无人机机上拦阻装置中的所述拦阻钩包括钩柄和钩身；

所述钩柄为细长杆状，所述钩身为圆心角大于180°的圆弧状；

所述拦阻钩的远离钩身的一端可旋转地连接在所述小型无人机的机腹。

更进一步地，小型无人机机上拦阻装置中的所述拦阻钩的长度不超过所述小型无人机的长度。

更进一步地，小型无人机机上拦阻装置中的所述拦阻钩位于所述小型无人机的对称平面内；

所述拦阻钩可活动地连接在所述小型无人机的重心处。

更进一步地，小型无人机机上拦阻装置中的所述拦阻钩的远离钩身的一端通过单自由度铰链连接在所述小型无人机的机腹。

根据本实用新型的另一方面，一种小型无人机地面拦阻装置包括：垂直于地面放置的两个支架，以及连接在所述两个支架之间的弹性绳；所述弹性绳用于提供小型无人机飞行的拦阻力。

更进一步地，小型无人机地面拦阻装置中的所述弹性绳平行于地面，且所述弹性绳距地面的高度不小于所述小型无人机的长度。

根据本实用新型的另一方面，一种小型无人机拦阻系统，包括：

小型无人机机上拦阻装置以及小型无人机地面拦阻装置。

根据本实用新型的另一方面，一种小型无人机，包括小型无人机机身，还包括小型无人机机上拦阻装置。

根据本实用新型的另一方面，一种小型无人机拦阻回收系统包括小型无人机地面拦阻装置以及小型无人机。

采用本实用新型的小型无人机及其机上拦阻装置、地面拦阻装置和拦阻系统，可以在不具备滑行跑道的着陆的条件下实现着陆回收，且结构简单、操作方便。

附图说明

参照下面结合附图对本实用新型实施例的说明，会更加容易地理解本实用新型的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本实用新型的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1为本实用新型的小型无人机拦阻回收装置中的机上拦阻装置的一种实施方式的结构图；

图2为本实用新型的小型无人机拦阻回收装置中的地面拦阻装置的一种实施方式的结构图；

图3-图6为本实用新型的小型无人机拦阻回收装置工作过程的示意图；

其中：

1——拦阻钩；

2——单自由度铰链；

3——释放装置；

4——弹性绳；

5——支架。

具体实施方式

下面参照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。本实用新型的小型无人机拦阻回收装置包括机上拦阻装置和地面拦阻装置。

参见图1所示，为小型无人机拦阻回收装置中的机上拦阻装置的一种实施方式的结构图。机上拦阻装置包括拦阻钩1和释放装置3。拦阻钩的一端可旋转地连接至小型无人机的机身。释放装置3固定在小型无人机上，通过控制装置，例如，遥控器控制释放装置3固定或释放拦阻钩1。

作为一种实施方式，小型无人机拦阻回收装置中的所述拦阻钩1包括钩柄和钩身。钩柄为细长杆状，钩身为圆心角大于180°的圆弧状，例如钩身可以为一个圆的5/8部分的圆弧。

作为一种优选方案，小型无人机拦阻回收装置中，拦阻钩1的远离钩身的一端可旋转地连接在小型无人机的机腹，例如拦阻钩1的远离钩身的一端可旋转地连接在小型无人机的重心处。此处的可旋转地连接，可以是本领域技术人员所熟知的任意的可旋转方式的连接，例如采用单自由度铰链2连接。

作为一种优选方案，小型无人机拦阻回收装置的拦阻钩1的长度不超过小型无人机的长度，且拦阻钩1位于小型无人机的对称平面内。

参见图2所示，为小型无人机拦阻回收装置中的地面拦阻装置的一种实施方式的结构图。该地面拦阻装置包括垂直于地面放置的两个支架5以及连接在两个支架之间的弹性绳4。

作为一种优选方案，小型无人机拦阻回收装置中的弹性绳4平行于地面，且弹性绳4距地面的高度不小于小型无人机的长度。

参见附图3-图6所示，为本实用新型的小型无人机拦阻回收装置工作过程的示意图。

参见图3所示，小型无人机进入下降通道，朝着地面拦阻装置的方向飞去。在此过程中，可通过控制装置控制释放装置3释放拦阻钩1，使得拦阻钩1的一端由于重力的作用下降。

参见图4所示，小型无人机继续下降，直至拦阻钩1的钩身钩住地面拦阻装置中的弹性绳4。参见图5所示，因惯性作用，小型无人机将继续向前飞行，然而由于拦阻钩1的钩身钩住了地面拦阻装置中的弹性绳4，该小型无人机将逐渐减速，直至最后停止(参见图6所示)。至此，小型无人机通过拦阻回收装置完成了其着陆的全过程。

在一种具体的实施方式中，采用质量为0.55千克的无人机，该无人机机身长0.8米、翼展1米，飞行速度约为20千米/小时。机上的拦阻钩由钢丝制成，长约0.7米，释放机构由电子遥控舵机改制而成。地面装置中的拦阻绳采用了弹性行李绳，拦阻绳支架由钢管制成，高度2.5米，拦阻绳系在支架的顶端。在实际测试中，拦阻回收装置对实验无人机取得了非常好的拦阻效果。在多次实验中，只要拦阻钩的任意部位接触到拦阻绳，无人机就可以被安全、无损地拦阻下来，成功实施了回收。

采用本实用新型的小型无人机及其机上拦阻装置、地面拦阻装置和拦阻系统，回收时不需要多个锁扣，单个拦阻钩即可顺利完成任务。此外，由于拦阻绳有良好的弹性，小型无人机回收时，无需在小型无人机接触拦阻绳之后释放更多拦阻绳以供小型无人机减速。可以在不具备滑行跑道的着陆的条件下实现小型无人机的地面回收，且结构简单、操作方便。

上面对本实用新型的一些实施方式进行了详细的描述。如本领域的普通技术人员所能理解的，本实用新型的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件，可以在任何计算设备(包括处理器、存储介质等)或者计算设备的网络中，以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现，这是本领域普通技术人员在了解本实用新型的内容的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的，因此不需在此具体说明。

此外，显而易见的是，在上面的说明中涉及到可能的外部操作的时候，无疑要使用与任何计算设备相连的任何显示设备和任何输入设备、相应的接口和控制程序。总而言之，计算机、计算机系统或者计算机网络中的相关硬件、软件和实现本实用新型的前述方法中的各种操作的硬件、固件、软件或者它们的组合，即构成本实用新型的设备及其各组成部件。

因此，基于上述理解，本实用新型的目的还可以通过在任何信息处理设备上运行一个程序或者一组程序来实现。所述信息处理设备可以是公知的通用设备。因此，本实用新型的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者设备的程序代码的程序产品来实现。也就是说，这样的程序产品也构成本实用新型，并且存储或者传输这样的程序产品的介质也构成本实用新型。显然，所述存储或者传输介质可以是本领域技术人员已知的，或者将来所开发出来的任何类型的存储或者传输介质，因此也没有必要在此对各种存储或者传输介质一一列举。

在本实用新型的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本实用新型的等效方案。还需要指出的是，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。同时，在上面对本实用新型具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

虽然已经详细说明了本实用新型及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本实用新型的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本实用新型的公开内容将容易理解，根据本实用新型可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims

1.一种小型无人机机上拦阻装置，其特征在于，包括：拦阻钩和释放装置；所述拦阻钩的一端用于可旋转地连接至小型无人机机身主体，另一端用于与所述释放装置连接；所述释放装置固定在所述小型无人机机身上，用于根据接收到的外部控制信号固定或释放所述拦阻钩。

2.根据权利要求1所述的小型无人机机上拦阻装置，其特征在于：所述拦阻钩包括钩柄和钩身；

3.根据权利要求1所述的小型无人机机上拦阻装置，其特征在于：

所述拦阻钩的长度不超过所述小型无人机的长度。

4.根据权利要求1所述的小型无人机机上拦阻装置，其特征在于：所述拦阻钩位于所述小型无人机的对称平面内；

所述拦阻钩可活动地连接在所述小型无人机的重心处。

5.根据权利要求1所述的小型无人机机上拦阻装置，其特征在于：所述拦阻钩的远离钩身的一端通过单自由度铰链连接在所述小型无人机的机腹。

6.一种小型无人机地面拦阻装置，其特征在于，包括：垂直于地面放置的两个支架，以及连接在所述两个支架之间的弹性绳；所述弹性绳用于提供小型无人机飞行的拦阻力。

7.根据权利要求6所述的小型无人机地面拦阻装置，其特征在于：所述弹性绳平行于地面，且所述弹性绳距地面的高度不小于所述小型无人机的长度。

8.一种小型无人机拦阻系统，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任意一项所述的小型无人机机上拦阻装置；以及，

如权利要求6或7所述的小型无人机地面拦阻装置。

9.一种小型无人机，包括小型无人机机身，其特征在于，还包括如权利要求1-5任意一项所述的小型无人机机上拦阻装置。