CN204507269U - 一种拦截空中飞行器的无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种拦截空中飞行器的无人机，属于无人飞行器技术领域。本实用新型包括机体、机臂、脚架、飞行提升机构和绳索投掷机构，机体的底部设置有脚架，该机体沿其水平方向伸出机臂，机臂的末端设置有飞行提升机构；机体底部设置有挂载杆，绳索投掷机构挂载于该挂载杆上，绳索投掷机构包括绳索、投掷筒和投掷控制单元，绳索穿入投掷筒内部，该绳索的一端由投掷控制单元控制，需投掷绳索时，投掷控制单元解除对绳索的控制，绳索受自身重力作用下落缠绕于下方飞行器螺旋桨上，实现拦截目的。本实用新型结构设计简单、制造成本低、拦截效率高，便于推广应用。

Description

一种拦截空中飞行器的无人机

技术领域

本实用新型涉及无人飞行器技术领域，更具体地说，涉及一种拦截空中飞行器的无人机。

背景技术

无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。随着科学技术的进步，无人机的应用越来越广泛。用无人机代替有人飞机执行高空飞行任务，是当今航空领域的一个重要发展方向。

当今社会，为防止敌对势力采用低空、慢速、小型飞行器对重要场合或重要事件发生场地进行侦察、破坏，需采用软杀伤方式对这些小型飞行器等空中目标进行有效拦截。对于一些误入禁飞区域的飞行器也需及时拦截，以防发生不必要的事故。目前，有方案考虑采用纤维丝束幕方式对空中飞行器进行拦截，通过将纤维丝束缠绕进入飞行器的发动机与螺旋桨轴之间连接处的间隙中，致使发动机运转功能失效达到拦截目的，但其依赖于发动机与螺旋桨轴之间连接处的间隙大小及有无防护，通用性不佳。

经检索，中国专利申请号201010264773.2，申请日为2012年3月14日，发明创造名称为：无附带损伤的锚挂阻力伞式拦截飞行器装备，该申请案所述的拦截飞行器装备包括小飘带、伞、绑伞扣、销钉、有中心轴孔的丝轴、纤维丝束、拦截锚和飘带，销钉端部上有通孔，拦截锚包括系绳孔、锚钩和圆环，拦截锚的每个锚钩端部带有多个尖刺，锚钩可采用弯钩或直钩。该申请案通过空中形成下端有特殊锚钩的长丝束伞，利用丝束高度方向大威力场范围和飞行器翼展宽度范围，使得锚钩住机翼，其上的大直径伞由于飞行器的飞行速度大形成较大的气动阻力使飞行器失速而坠落，或使得飞行器机翼受力不均产生大偏航到达不了飞行目的地，使飞行器功能失效，可以软毁伤高度几十米至几百米的空中飞行器。但该申请案重量较轻，上空后不易控制，拦截效率低。

中国专利号ZL201420040752.6，授权公告日为2014年8月13日，发明创造名称为：可变展弦比察打一体无人机，该申请案包括机身，机翼外段翼，机翼中段翼，尾翼，以及动力系统；还包括机翼外段翼与机翼中段翼的连接机构，机翼外段翼与机翼中段翼通过连接机构相连接，所述连接结构可分离。该申请案在发现敌机时，有两种作战方案，一种是一次性攻击，一旦发现敌机可以抛掉外段翼，利用其高速，高机动的飞行性能直接撞向目标，实现有效打击；另一种是在飞机外挂战斗部，发现目标后导弹飞向目标并将其摧毁，无人机返航后可加挂导弹再次使用。然而上述方案一中原有的无人机不能重复使用，造成无人机成本的增加；方案二对操纵者打击目标的能力要求比较高，控制较复杂，不利于对入侵无人机进行及时、准确的毁灭。因此，对入侵飞行器进行高效拦截，需要进一步的创新和探索。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术对入侵飞行器不能进行高效拦截的不足，提供了一种拦截空中飞行器的无人机；本实用新型通过在无人机底部挂载绳索投掷机构，地面人员控制无人机飞行至入侵飞行器上空，投掷绳索缠绕于入侵飞行器螺旋桨上，使入侵飞行器失去动力和平衡而坠落，从而达到拦截目的。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种拦截空中飞行器的无人机，包括机体、机臂、脚架、飞行提升机构和绳索投掷机构，机体的底部设置有脚架，该机体沿其水平方向伸出机臂，机臂的末端设置有飞行提升机构，所述的飞行提升机构为无人机提供飞行动力；所述的机体底部设置有挂载杆，绳索投掷机构挂载于该挂载杆上，绳索投掷机构包括绳索、投掷筒和投掷控制单元，所述的绳索穿入投掷筒内部，该绳索的一端由投掷控制单元控制，需投掷绳索时，投掷控制单元解除对绳索的控制，绳索受自身重力作用下落缠绕于下方飞行器螺旋桨上，实现拦截目的。

更进一步地，所述的投掷控制单元包括舵机、第一连杆、第二连杆，舵机嵌套于固定套筒中，固定套筒固定于投掷筒的一侧；所述第一连杆的一端与舵机相连，该第一连杆的另一端与第二连杆连接，舵机通过第一连杆控制第二连杆堵住投掷筒的一端通口。

更进一步地，所述的投掷筒并排设置有2～5个，并排设置的投掷筒共同受旋转电机控制在水平方向旋转。

更进一步地，所述的绳索包括第一投掷球、连接绳和第二投掷球，第一投掷球、第二投掷球分别连接于连接绳的两端，第一投掷球重于第二投掷球。

更进一步地，所述的挂载杆上还挂载有第一增稳云台和第二增稳云台，第一增稳云台搭载搜寻摄像机，第二增稳云台搭载定位摄像机。

更进一步地，所述的机体上部设置有降落伞仓，该降落伞仓能够自动弹出降落伞。

更进一步地，所述的飞行提升机构采用上下设置的双电机双螺旋桨结构，其中，上、下螺旋桨之间设置有桨保护器。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种拦截空中飞行器的无人机，其机体底部设置绳索投掷机构，待发现禁飞区域或重要场所有飞行器入侵，无人机可快速上空飞至飞行器上方，地面人员控制投掷控制单元解除对绳索的控制，绳索受自身重力作用下落缠绕于下方飞行器螺旋桨上，使入侵飞行器失去动力和平衡而坠落，从而达到拦截目的；

(2)本实用新型的一种拦截空中飞行器的无人机，其投掷筒并排设置了多个，且还设置了搜寻摄像机和定位摄像机，搜寻摄像机能够快速搜索入侵飞行器，定位摄像机则能够帮助地面人员精确定位投掷点，提高投掷准确率；更重要的是，并排设置的投掷筒能够搭载多条绳索，一次上空执行拦截任务，可提供多次投掷机会，确保拦截成功，拦截效率高；

(3)本实用新型的一种拦截空中飞行器的无人机，其机体上部设置有降落伞仓，遇无人机出现故障紧急坠落情况，降落伞能够从降落伞仓自动弹出，在保护无人机自身不受较大损伤的同时也保护了地面人员的安全；此外，本实用新型还设置了桨保护器，能够保证在环境复杂地区螺旋桨不受损，进而保证了无人机不因螺旋桨失去动力而坠落，提高了无人机的飞行安全性。

附图说明

图1为本实用新型的一种拦截空中飞行器的无人机的整体结构示意图；

图2为本实用新型中挂载杆挂载搜寻摄像机、定位摄像机以及绳索投掷机构的示意图；

图3为本实用新型中绳索投掷机构的结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、机体；21、机臂；22、脚架；23、挂载杆；31、飞行提升机构；32、桨保护器；4、降落伞仓；51、第一增稳云台；52、搜寻摄像机；61、第二增稳云台；62、定位摄像机；71、挂载钩；72、挂载板；73、旋转电机；74、投掷筒；751、第一投掷球；752、连接绳；753、第二投掷球；76、固定套筒；771、舵机；772、第一连杆；773、第二连杆。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

参看图1，本实施例的一种拦截空中飞行器的无人机，包括机体1、机臂21、脚架22、飞行提升机构31和绳索投掷机构。机体1的底部设置有脚架22，该机体1沿其水平方向伸出4支机臂21，机臂21的末端设置有飞行提升机构31，所述的飞行提升机构31为无人机提供飞行动力。本实施例中飞行提升机构31采用上下设置的双电机双螺旋桨结构，即在机臂21的末端上下设置两个电机，两个电机同时驱动两个螺旋桨旋转。本实施例采用双电机双桨结构设计主要目的在于节省无人机占用空间，同时提升无人机的升力及飞行稳定性，进而提高其有效载荷。此外，为了保证无人机在环境复杂地区的飞行安全性，本实施例在上、下螺旋桨之间设置了桨保护器32，如此，即使出现无人机撞上障碍物等情况，螺旋桨也不易因受损而失去动力，导致无人机坠落。同时本实施例还在机体1上部设置了降落伞仓4，遇无人机出现故障紧急坠落情况，降落伞能够从降落伞仓4自动弹出，在保护无人机自身不受较大损伤的同时也保护了地面人员的安全。

所述的机体1底部设置有挂载杆23，该挂载杆23上依次挂载有第一增稳云台51、第二增稳云台61和绳索投掷机构。参看图2，第一增稳云台51搭载有搜寻摄像机52，第二增稳云台61搭载有定位摄像机62。本实施例中搜寻摄像机52采用高清广角摄像机，该搜寻摄像机52在第一增稳云台51的控制下旋转，在大范围空域内搜寻入侵飞行器踪影，第一增稳云台51能够保证搜寻摄像机52不因气流等因素发生晃动，保证传输给地面的拍摄图像清晰。所述的第二增稳云台61则控制定位摄像机62光轴随无人机飞行姿态变化，始终垂直于大地表面，定位摄像机62主要用于在投掷绳索之前，精确定位投掷点以保证投掷的准确率。

参看图3，本实施例的绳索投掷机构包括挂载钩71、挂载板72、旋转电机73、投掷筒74、绳索、固定套筒76和投掷控制单元，所述的绳索投掷机构通过挂载钩71穿于挂载杆23上。如此，无人机在非使用状态下，可将绳索投掷机构快速拆除，保证运输时绳索投掷机构不受碰撞，导致损坏，在使用时也能快速组装，迅速投入拦截任务(第一增稳云台51和第二增稳云台61也通过相同结构的挂载钩穿于挂载杆23上，达到同样的快速组装和拆除目的)。挂载钩71的下部设置有挂载板72，该挂载板72用于固定旋转电机73。旋转电机73则用于控制投掷筒74在水平方向旋转，对于本实施例而言，出于提高拦截效率的目的，共设置了3个投掷筒74，3个投掷筒74横向并排设置共同受旋转电机73控制。所述的绳索包括第一投掷球751、连接绳752和第二投掷球753，第一投掷球751、第二投掷球753分别连接于连接绳752的两端，第一投掷球751和第二投掷球753的材质和体积可以相同或不同，但要求第一投掷球751重于第二投掷球753，本实施例中第一投掷球751、第二投掷球753采用相同材质，第一投掷球751的体积大于第二投掷球753。所述的绳索穿入投掷筒74内部，该绳索的一端由投掷控制单元控制，所述的投掷控制单元包括舵机771、第一连杆772、第二连杆773，舵机771嵌套于固定套筒76中，固定套筒76固定于投掷筒74的一侧；所述第一连杆772的一端与舵机771相连，该第一连杆772的另一端与第二连杆773轴连接，第二连杆773能够以其与第一连杆772的交点为轴转动，舵机771通过第一连杆772控制第二连杆773堵住投掷筒74的一端通口，以控制绳索不脱落。需投掷绳索时，舵机771通过第一连杆772带动第二连杆773缩回解除对绳索的控制，绳索即会受自身重力作用下落缠绕于下方飞行器螺旋桨上，实现拦截目的。

本实施例的具体使用过程如下：待发现禁飞区域或重要场所有飞行器入侵，无人机快速上空并通过搜寻摄像机52搜索入侵飞行器具体位置，地面人员根据搜寻摄像机52传回的高清晰画面控制无人机飞至入侵飞行器上方。随后，地面人员通过定位摄像机62传回的拍摄画面，微调无人机飞行位置，并通过旋转电机73控制投掷筒74旋转，精确定位投掷点。定位完成后，舵机771通过第一连杆772带动第二连杆773缩回三分之一，解除对最外端投掷筒74中绳索的控制，绳索受自身重力作用下落缠绕于下方飞行器螺旋桨上，使入侵飞行器失去动力和平衡而坠落，从而达到拦截目的。若第一次投掷失败，绳索未缠绕于下方飞行器螺旋桨上，则可重新定位投掷点，再控制第二连杆773解除对中间投掷筒74中绳索的控制，本实施例共提供3次投掷机会，拦截成功率高。

实施例2

本实施例的一种拦截空中飞行器的无人机，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例中投掷筒74并排设置有2个。

实施例3

本实施例的一种拦截空中飞行器的无人机，基本同实施例1，其不同之处在于：本实施例中投掷筒74并排设置有5个。

实施例1～3所述的一种拦截空中飞行器的无人机，利用无人机机动、灵活的特点，在无人机底部挂载绳索投掷机构，地面人员控制无人机飞行至入侵飞行器上空，投掷绳索缠绕于入侵飞行器螺旋桨上，使入侵飞行器失去动力和平衡而坠落，从而达到拦截禁飞区域驶入的航模直升机、多旋翼飞行器的目的；结构设计简单、制造成本低、拦截效率高，便于推广应用。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种拦截空中飞行器的无人机，包括机体(1)、机臂(21)、脚架(22)和飞行提升机构(31)，机体(1)的底部设置有脚架(22)，该机体(1)沿其水平方向伸出机臂(21)，机臂(21)的末端设置有飞行提升机构(31)，所述的飞行提升机构(31)为无人机提供飞行动力；其特征在于：还包括绳索投掷机构，所述的机体(1)底部设置有挂载杆(23)，绳索投掷机构挂载于该挂载杆(23)上，绳索投掷机构包括绳索、投掷筒(74)和投掷控制单元，所述的绳索穿入投掷筒(74)内部，该绳索的一端由投掷控制单元控制，需投掷绳索时，投掷控制单元解除对绳索的控制，绳索受自身重力作用下落缠绕于下方飞行器螺旋桨上，实现拦截目的。

2.根据权利要求1所述的一种拦截空中飞行器的无人机，其特征在于：所述的投掷控制单元包括舵机(771)、第一连杆(772)、第二连杆(773)，舵机(771)嵌套于固定套筒(76)中，固定套筒(76)固定于投掷筒(74)的一侧；所述第一连杆(772)的一端与舵机(771)相连，该第一连杆(772)的另一端与第二连杆(773)连接，舵机(771)通过第一连杆(772)控制第二连杆(773)堵住投掷筒(74)的一端通口。

3.根据权利要求2所述的一种拦截空中飞行器的无人机，其特征在于：所述的投掷筒(74)并排设置有2～5个，并排设置的投掷筒(74)共同受旋转电机(73)控制在水平方向旋转。

4.根据权利要求1所述的一种拦截空中飞行器的无人机，其特征在于：所述的绳索包括第一投掷球(751)、连接绳(752)和第二投掷球(753)，第一投掷球(751)、第二投掷球(753)分别连接于连接绳(752)的两端，第一投掷球(751)重于第二投掷球(753)。

5.根据权利要求2～4任一项所述的一种拦截空中飞行器的无人机，其特征在于：所述的挂载杆(23)上还挂载有第一增稳云台(51)和第二增稳云台(61)，第一增稳云台(51)搭载搜寻摄像机(52)，第二增稳云台(61)搭载定位摄像机(62)。

6.根据权利要求5所述的一种拦截空中飞行器的无人机，其特征在于：所述的机体(1)上部设置有降落伞仓(4)，该降落伞仓(4)能够自动弹出降落伞。

7.根据权利要求6所述的一种拦截空中飞行器的无人机，其特征在于：所述的飞行提升机构(31)采用上下设置的双电机双螺旋桨结构，其中，上、下螺旋桨之间设置有桨保护器(32)。