CN211543902U - 一种以投弹为主要任务的单兵无人机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种以投弹为主要任务的单兵无人机，属于空中精准打击技术领域，包括机架、螺旋桨和飞行控制器，所述螺旋桨下方设有电机，所述机架的主体部设有中空硬壳，所述飞行控制器设在所述中空硬壳内，所述机架的下方对称设有两个脚架，所述脚架上安装有炮筒支架，所述炮筒支架上设有采用圆柱面定位方式的炮筒固定装置。本实用新型炮筒支架固定在脚架上，通过卡扣的锁紧和松开实现快速更换炮筒，并解决了在地形环境复杂的条件下难以精准快速打击目标的问题。

Description

一种以投弹为主要任务的单兵无人机

技术领域

本实用新型涉及空中精准打击技术领域，具体为一种以投弹为主要任务的单兵无人机。

背景技术

由于人自身条件的限制，难以在复杂地形下如森林火灾中进行快速出击行动精准并精准地打击目标，因此无人机携带炮筒进行打击成为理想的打击方式。由于作业环境逐渐复杂化、作业样式日益多样化，利用无人机实施对地面目标进行打击已成为一种重要打击手段。特别是对复杂地形下的目标的打击，无人机更体现出其不可比拟的优越性。

在打击目标环境复杂陆地人员不适合快速出击的情况下，可利用小型单兵携带投弹无人机对复杂地形中的隐蔽目标进行视距外的有效打击。由于单兵携带的弹药量有限，为了利用最少的弹药达到最大的打击效果，就对弹药的投弹精准度提出了更高的要求。由于无人机一次飞行打击任务中仅可携带一发弹药，因此对弹药的快速更换与精准安装提出了要求。故而提出一种可应用于复杂地形下的以投弹为主要任务的单兵无人机来解决上述问题。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种以投弹为主要任务的单兵无人机，以实现对弹药的快速更换与精准安装，并解决了在地形环境复杂的条件下难以精准快速打击目标的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种以投弹为主要任务的单兵无人机，包括机架、螺旋桨和飞行控制器，所述螺旋桨下方设有电机，所述机架的主体部设有中空硬壳，所述飞行控制器设在所述中空硬壳内，所述机架的下方对称设有两个脚架，所述脚架上安装有炮筒支架，所述炮筒支架上设有采用圆柱面定位方式的炮筒固定装置。

其中，优选地，所述炮筒固定装置包括固定部、活动部和锁紧卡扣，所述固定部的两端分别固定在的炮筒支架上，所述固定部的一端和所述活动部的一端通过铰链连接，所述固定部的另一端和所述活动部的另一端通过卡扣锁紧。

其中，优选地，所述铰链的铰链柱与所述炮筒支架固定连接。

其中，优选地，还包括用于接收飞行控制器上发送的信号并通过电路向炮筒发送信号的击发系统，所述击发系统与所述飞行控制器连接，所述击发系统的电路与炮筒通过阴接头和阳接头11连接。

其中，优选地，所述阴接头设在所述中空硬壳的下方，所述阳接头11设在所述固定部的顶部。

其中，优选地，所述机架为钢架，所述脚架为Q345钢材，所述中空硬壳为铝塑板蒙皮。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种可应用于复杂地形下的以投弹为主要任务的单兵无人机，具备以下有益效果：

本实用新型通过飞行系统控制，可实现远距离遥控飞行或自动经过设定飞行至设定目标，在无人机不平衡负载下的飞行动力学模型的基础上，利用模糊方法对串级PID控制中的参数进行实时调整，使其始终保持最优的控制状态，减小弹药发射初始条件的误差。通过飞行控制器、电池及雷达的配合，实现远距离飞行，并对视距外的目标进行快速精准打击。且该无人机外壳采用中空式结构设计，蒙皮材质为轻质铝塑板材，飞机质量较轻，可携带弹药进行更长时间的续航飞行。炮筒支架固定在脚架上，通过卡扣的锁紧和松开实现快速更换炮筒。击发系统由遥控控制或提前设定，击发系统外部机械传动装置在炮筒安装之后连接炮筒扳机，控制炮筒进行击发。瞄准系统采用光电测距配合摄像头传输数据远程瞄准，实现精准打击目标。且该无人机涉及的材料都是市场常规材料，廉价易得，经济性好，使得该无人机便于在业内推广应用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为炮筒支架示意图；

图3为击发装置与炮筒连接的快速接头的示意图；

图4为图3沿A向的示意图(未带炮筒固定装置和炮筒)；

图5为沿图3沿A向的示意图。

图中：1.机架，2.螺旋桨，3.电机，4.中空硬壳，5.脚架，6.炮筒支架，7.固定部，8.活动部，9.锁紧卡扣，10.铰链，11.阳接头，12.阴接头，13. 炮筒

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图5，本实施例提供一种以投弹为主要任务的单兵无人机，包括机架1、螺旋桨2和飞行控制器，螺旋桨2下方设有电机3，为螺旋桨提供动力，带动螺旋桨转动产生升力，机架1的主体部设有中空硬壳4，飞行控制器设在所述中空硬壳4内，飞行控制器是无人机的核心，由主控MCU、姿态传感器组、无线通信模块和电源模块等，飞行控制器接收瞄准系统和遥控端发送来的信号，并进行处理控制击发系统，飞行控制器利用模糊方法对串级PID控制中的参数进行实时调整，调整无人机飞行姿态的，决策炮弹的发射，可对目标实施精准的打击。

机架1的下方对称设有两个脚架5，在无人机落地时起缓冲作用，脚架5 上安装有炮筒支架6，炮筒支架6上设有采用圆柱面定位方式的炮筒固定装置。

其中，炮筒固定装置包括固定部7、活动部8和锁紧卡扣9，固定部7的两端分别固定在的炮筒支架6上，固定部7的一端和活动部8的一端通过铰链10连接，固定部7的另一端和活动部8的另一端通过卡扣锁紧。炮筒与炮筒支架6通过圆柱面实现定位和锁紧，卡扣锁紧后为微过盈配合，保证携带炮筒的稳定可靠，并能保证炮弹发射的后坐力不会影响炮筒的锁紧。并可以实现炮筒的快速简便安装与更换。

其中，铰链10的铰链10柱与所述炮筒支架6固定连接。

其中，还包括用于接收飞行控制器上发送的信号并通过电路向炮筒13发送信号的击发系统，击发系统与飞行控制器连接，击发系统的电路与炮筒13 通过阴接头12和阳接头11连接。阴接头12与阳接头11通过磁性吸附的方式进行连接，可实现快速可靠的连接，可以在炮筒13的快速安装及更换的过程中快速连接击发系统与炮筒13的电路。

击发系统通过由遥控控制，并通过电路连接在炮筒13上的接口上，由快速接口实现电路的连接，并通过发送脉冲信号实现快速击发，可以实现炮筒 13的快速打击并便捷安装及更换；通过安装在机架1上的瞄准及击发系统，瞄准系统通过光电测距实现，并可远程通过无人机上携带的摄像头进行远程的监控及手动调整飞机姿态进行瞄准，实现炮弹的精准打击；炮筒13用于携带弹药，与击发系统的电路连接之后，可实现遥控打击并简单快速更换炮筒 13及弹药。

飞行控制器利用串级模糊PID控制方法对无人机进行飞行稳定性控制，从而提高弹药发射的精度。在无人机不平衡负载下的飞行动力学模型的基础上，利用模糊方法对串级PID控制中的参数进行实时调整，使其始终保持最优的控制状态，减小弹药投发射初始条件的误差。通过基于测距法的光电方式进行瞄准，通过红外光电信号发射器和接受器确定目标的精准位置，传感器部分的主要任务是对战场时敏目标进行侦察和识别，包括识别目标特征和目标的运动状态，由无人机的电子设备如光电传感器和摄像头完成，也可以和地面作战人员配合完成识别和侦察工作，指挥决策部分是整个作战体系中的核心，主要任务是协调其他部分的正常运作，对收集的战场信息进行分析处理和决策，发送决策指令给其他部分，无人机部分主要是接收指挥决策平台发出的指令，利用炮筒13对目标进行打击，并可通过摄像机获取的数据远程对飞机飞行姿态进行手动调整，实现瞄准和炮弹的精准打击。

安装在机架1上的瞄准系统，通过基于测距法的光电方式进行瞄准，通过红外光电信号发射器和接受器确定目标的精准位置，传感器部分的主要任务是对战场时敏目标进行侦察和识别，包括识别目标特征和目标的运动状态，由无人机的电子设备如光电传感器和摄像头完成，也可以和地面作战人员配合完成识别和侦察工作，瞄准的过程可由遥控端进行远程瞄准，或由提前在飞行控制器上设定的瞄准形式对特定外形特征或者运动特征的的目标，并把接收到的瞄准信号和摄像头接收的信号发送给飞行控制器，飞行控制器调整无人机的飞行姿态对目标进行瞄准，并发送信号给遥控端和击发系统，也可通过遥控端远程通过接收到的摄像机信号信息手动的向飞行控制器发送瞄准信号对无人机的飞行姿态进行调整。击发可由提前设定的击发形式或者遥控端发送的击发信号进行击发，飞行控制器接收遥控端的发送来的击发信号或者提前设定的击发形式在瞄准完成后向击发系统发送击发信号，击发系统通过与炮筒13连接的电路向炮筒13发送信号进行击发，实现炮弹远程复杂地形环境的快速精准打击；

所述击发系统与瞄准系统都连接与飞行控制器上，可事先设定打击方式，在瞄准系完成瞄准之后，向飞行控制器发送瞄准信号，飞行控制器将信号发送给遥控端和击发系统，可根据事先设计的打击方式自动进行攻击或由遥控端手动发送打击信号。

该无人机质量轻，便于单兵携带，占用空间小和便于运输，大大减轻了后勤任务量，且该假无人机涉及的材料都是市场常规材料，廉价易得，经济性好，使得该无人机便于在业内推广应用。

综上所述，该单兵无人机，通过机架1及其上安装有飞行控制器、电池等实现无人机的远距离精准航线飞行，从而提高了打击目标的精准度，实现快速精准打击视距外复杂地形环境下的目标。且该假无人机采用中空式结构设计，蒙皮材质为轻质铝塑板材，飞机质量较轻且有较高的强度，能够携带炮筒13进行远距离飞行，并且降低了无人机的生产成本。通过炮筒支架6卡扣的锁紧与松开实现炮筒的快速安装与更换，炮筒与击发装置通过电路连接，接收电脉冲信号对炮弹进行发射，使得无人机能够快速的进行飞行和打击任务，同时保证无人机体积小方便单兵携带，大大减轻了后勤任务量，且该无人机涉及的材料都是市场常规材料，廉价易得，经济性好，使得该无人机便于在业内推广应用，解决了复杂地形环境地面工作人员难以对目标进行快速打击的问题，以及单兵携带弹药有限需要精准打击目标并快速更换弹药的问题。

其中，阴接头12设在中空硬壳4的下方，阳接头11设在固定部7的顶部。

其中，机架1为钢架，脚架5为Q345钢材，中空硬壳4为铝塑板蒙皮。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种以投弹为主要任务的单兵无人机，包括机架、螺旋桨和飞行控制器，所述螺旋桨下方设有电机，其特征在于：所述机架的主体部设有中空硬壳，所述飞行控制器设在所述中空硬壳内，所述机架的下方对称设有两个脚架，所述脚架上安装有炮筒支架，所述炮筒支架上设有采用圆柱面定位方式的炮筒固定装置。

2.根据权利要求1所述的一种以投弹为主要任务的单兵无人机，其特征在于：所述炮筒固定装置包括固定部、活动部和锁紧卡扣，所述固定部的两端分别固定在的炮筒支架上，所述固定部的一端和所述活动部的一端通过铰链连接，所述固定部的另一端和所述活动部的另一端通过卡扣锁紧。

3.根据权利要求2所述的一种以投弹为主要任务的单兵无人机，其特征在于：所述铰链的铰链柱与所述炮筒支架固定连接。

4.根据权利要求2所述的一种以投弹为主要任务的单兵无人机，其特征在于：还包括用于接收飞行控制器上发送的信号并通过电路向炮筒发送信号的击发系统，所述击发系统与所述飞行控制器连接，所述击发系统的电路与炮筒通过阴接头和阳接头连接。

5.根据权利要求4所述的一种以投弹为主要任务的单兵无人机，其特征在于：所述阴接头设在所述中空硬壳的下方，所述阳接头设在所述固定部的顶部。

6.根据权利要求1所述的一种以投弹为主要任务的单兵无人机，其特征在于：所述机架为钢架，所述脚架为Q345钢材，所述中空硬壳为铝塑板蒙皮。

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