本發(fā)明涉及固定翼無人機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固定翼無人機(jī)的車載收放裝置。

背景技術(shù)：

無人機(jī)是利用無線電遙控設(shè)備和自備的程序控制裝置操縱的不載人飛機(jī)，市面上較常見的有固定翼無人機(jī)和多旋翼無人機(jī)兩種類型，固定翼無人機(jī)相對多旋翼無人機(jī)具備速度快、航程遠(yuǎn)及載重量大等優(yōu)點(diǎn)。

但目前固定翼無人機(jī)回收一般采用撞網(wǎng)、繩鉤或者場地降落等方式，例如公告號為CN204713432U的實(shí)用新型專利，其公開了一種無人機(jī)撞網(wǎng)回收系統(tǒng)，包括：兩個(gè)站立架和連接在兩個(gè)站立架之間的攔阻網(wǎng)等，利用攔阻網(wǎng)定點(diǎn)回收無人機(jī)，比較適合小型固定翼無人機(jī)在狹窄回收場上使用，降落場地的限制減小了撞網(wǎng)回收系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。同時(shí)，現(xiàn)有的撞網(wǎng)、繩鉤等降落方式易對無人機(jī)造成損害，回收系統(tǒng)的搭建也比較不方便。

因此，如何設(shè)計(jì)一種適用于固定翼無人機(jī)、起降方便且不受場地限制的車載收放裝置是業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種固定翼無人機(jī)的車載收放裝置，該車載收放裝置能實(shí)現(xiàn)固定翼無人機(jī)回收與起飛的功能，結(jié)構(gòu)簡單且不會對無人機(jī)的機(jī)身造成損害。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種固定翼無人機(jī)的車載收放裝置，包括：回收單元和放飛單元。

回收單元包括：安裝在車輛上的底座、設(shè)于底座上的兩條叉狀導(dǎo)軌、與兩條叉狀導(dǎo)軌配合的鎖鉤，鎖鉤安裝在無人機(jī)的底面，鎖鉤的兩側(cè)分別設(shè)有鎖緊槽。每條叉狀導(dǎo)軌均由上下兩個(gè)引導(dǎo)條和設(shè)于兩個(gè)引導(dǎo)條之間的緩沖彈簧構(gòu)成，兩個(gè)引導(dǎo)條的首端合并在一起，兩個(gè)引導(dǎo)條的尾端上下并列設(shè)置，緩沖彈簧連接在兩個(gè)引導(dǎo)條的尾端之間，兩個(gè)引導(dǎo)條尾端之間的間距可由緩沖彈簧調(diào)節(jié)。

兩條叉狀導(dǎo)軌水平對稱安裝在底座上，兩條叉狀導(dǎo)軌的首端分別向外折彎形成滑入口，兩條叉狀導(dǎo)軌的尾端相互平行且設(shè)有滑動間隙，夾板從滑入口滑入滑動間隙內(nèi)，夾板兩側(cè)的鎖緊槽分別卡在兩條叉狀導(dǎo)軌上。

放飛單元包括：固定在車輛上的絞盤、一端纏繞在絞盤上的纜繩、固定在纜繩另一端的電子掛鉤、控制電子掛鉤打開或關(guān)閉的遙控器，電子掛鉤可鉤在鎖鉤上。

優(yōu)選的，底座的底部連接有云臺，云臺內(nèi)裝有可驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的伺服電機(jī)，伺服電機(jī)連接有控制器，控制器連接有用于檢測無人機(jī)位置的定位模塊，控制器接收定位模塊的檢測信號，并向伺服電機(jī)發(fā)送控制指令，調(diào)整兩條叉狀導(dǎo)軌的滑入口對準(zhǔn)鎖鉤。

定位模塊可采用以下幾種方式中的一種，也可以同時(shí)采用幾種方式。第一種方式是定位模塊采用雷達(dá)模塊；第二種方式是定位模塊包括：與所述控制器連接的信號接收裝置、向信號接收裝置發(fā)送信號的信號發(fā)射裝置，信號發(fā)射裝置安裝在無人機(jī)上，其中信號發(fā)射裝置可發(fā)射電信號或激光信號；第三種方式是定位模塊包括：向外發(fā)送回收單元位置信號的GPS芯片、接收回收單元位置信號的GPS接收裝置，GPS接收裝置安裝在無人機(jī)上。

優(yōu)選的，伺服電機(jī)內(nèi)設(shè)有與控制器連接的制動器，控制器還連接有電容傳感器，電容傳感器設(shè)于滑動間隙內(nèi)。當(dāng)夾板滑入滑動間隙內(nèi)時(shí)，電容傳感器被觸發(fā)向控制器發(fā)出信號，控制器啟動制動器鎖定云臺。

優(yōu)選的，每條叉狀導(dǎo)軌的底部均設(shè)有直線導(dǎo)軌組件，直線導(dǎo)軌組件包括：安裝在叉狀導(dǎo)軌底面外側(cè)的上直線導(dǎo)軌、設(shè)于底座上且頂部與上直線導(dǎo)軌連接的滑塊、安裝在滑塊與所述上直線導(dǎo)軌之間的上電阻尼器、推動上直線導(dǎo)軌運(yùn)動的上驅(qū)動電機(jī)，夾板滑入所述滑動間隙內(nèi)時(shí)，上電阻尼器產(chǎn)生阻尼。

優(yōu)選的，直線導(dǎo)軌組件還包括：安裝在底座上且與滑塊底部連接的下直線導(dǎo)軌、安裝在滑塊與上直線導(dǎo)軌之間的下電阻尼器、推動下直線導(dǎo)軌運(yùn)動的下驅(qū)動電機(jī)，夾板滑入滑動間隙內(nèi)時(shí)，下電阻尼器產(chǎn)生阻尼。

優(yōu)選的，鎖鉤由夾板和固定在夾板上下兩端的兩個(gè)銷栓構(gòu)成，兩個(gè)銷栓對稱伸出夾板的兩側(cè)，兩個(gè)銷栓之間的空間形成鎖緊槽。

優(yōu)選的，纜繩上設(shè)置電子掛鉤的該端上還安裝有滑翔傘，滑翔傘連接有電子開關(guān)，電子開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)由遙控器控制。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用鎖鉤卡入兩條叉狀導(dǎo)軌中，通過阻尼技術(shù)進(jìn)行緩沖，實(shí)現(xiàn)無人機(jī)捕獲回收的功能，再利用繩索拖曳的方式，通過車輛運(yùn)行的速度使實(shí)現(xiàn)無人機(jī)起飛升空的功能，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡單且不受場地限制。

附圖說明

下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，其中：

圖1是本發(fā)明中回收單元的側(cè)視示意圖；

圖2是本發(fā)明中回收單元的立體示意圖；

圖3是本發(fā)明中兩條叉狀導(dǎo)軌的俯視示意圖；

圖4是本發(fā)明中鎖鉤的正視示意圖；

圖5是本發(fā)明中鎖鉤的側(cè)視示意圖；

圖6是本發(fā)明中鎖鉤滑入兩條叉狀導(dǎo)軌內(nèi)的側(cè)視示意圖；

圖7 是本發(fā)明中無人機(jī)降落在回收單元上的側(cè)視示意圖；

圖8是本發(fā)明中無人機(jī)停穩(wěn)在回收單元上的側(cè)視示意圖；

圖9是本發(fā)明中電子掛鉤的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的車載收放裝置，包括：回收單元和放飛單元。

如圖1、2所示，回收單元包括：底座1、兩條叉狀導(dǎo)軌2以及鎖鉤3，底座1安裝在車輛上，兩條叉狀導(dǎo)軌2安裝在底座1上，且左右水平對稱，兩條叉狀導(dǎo)軌2的底面外側(cè)分別設(shè)有向外傾斜的若干個(gè)支撐桿4，兩條叉狀導(dǎo)軌2通過支撐桿4懸空安裝在底座1上。每條叉狀導(dǎo)軌2均由上引導(dǎo)條21、下引導(dǎo)條22、及設(shè)于上引導(dǎo)條21和下引導(dǎo)條22之間的緩沖彈簧23構(gòu)成，上引導(dǎo)條21和下引導(dǎo)條22的首端合并在一起，上引導(dǎo)條21和下引導(dǎo)條22的尾端上下并列設(shè)置，緩沖彈簧23連接在上引導(dǎo)條21和下引導(dǎo)條22的尾端之間，上引導(dǎo)條21和下引導(dǎo)條22尾端之間的間距可由緩沖彈簧23調(diào)節(jié)。

如圖3所示，兩條叉狀導(dǎo)軌2的首端分別向外折彎形成滑入口24，兩條叉狀導(dǎo)軌2的尾端相互平行且設(shè)有滑動間隙25，鎖鉤3安裝在無人機(jī)5的底面，如圖4、5所示，鎖鉤3由夾板31和固定在夾板31上下兩端的兩個(gè)銷栓32構(gòu)成，兩個(gè)銷栓32對稱伸出夾板31的兩側(cè)，兩個(gè)銷栓32之間的空間形成鎖緊槽，無人機(jī)5的底面可前后并排安裝兩個(gè)鎖鉤3或更多。如圖6至8所示，無人機(jī)5降落時(shí)，夾板31從兩條叉狀導(dǎo)軌2的滑入口24滑入，鎖緊槽分別卡在兩個(gè)叉狀導(dǎo)軌2上，同一側(cè)的兩個(gè)銷栓32分別位于該側(cè)叉狀導(dǎo)軌2的上下方，無人機(jī)5繼續(xù)向后運(yùn)動時(shí)，兩個(gè)銷栓32擠壓該側(cè)叉狀導(dǎo)軌的上引導(dǎo)條21和下引導(dǎo)條22，緩沖彈簧23在上引導(dǎo)條21和下引導(dǎo)條22之間產(chǎn)生張力，將鎖鉤3和叉狀導(dǎo)軌2鎖緊，加大無人機(jī)5滑動的摩擦力，使無人機(jī)5的滑行速度不斷降低，實(shí)現(xiàn)回收捕獲的功能。

較優(yōu)的，如圖2、7、8所示，每條叉狀導(dǎo)軌2的底部均設(shè)有直線導(dǎo)軌組件，直線導(dǎo)軌組件包括：上直線導(dǎo)軌6、滑塊7、上電阻尼器8及上驅(qū)動電機(jī)，上直線導(dǎo)軌6安裝在支撐桿4的底部，滑塊7的底部設(shè)于底座1上、頂部連接在上直線導(dǎo)軌6上，上電阻尼器8安裝在滑塊與上直線導(dǎo)軌6之間，上驅(qū)動電機(jī)可推動上直線導(dǎo)軌6運(yùn)動，當(dāng)夾板31滑入滑動間隙25內(nèi)時(shí)，上電阻尼器8產(chǎn)生阻尼，無人機(jī)5滑行時(shí)帶動上直線導(dǎo)軌6向后運(yùn)動，增加無人機(jī)5降落時(shí)滑行的距離，當(dāng)無人機(jī)5停穩(wěn)后，上電子阻尼8關(guān)閉，上驅(qū)動電機(jī)推動上直線導(dǎo)軌6回到原位。

更優(yōu)的，為了進(jìn)一步增加無人機(jī)的滑行距離，如圖2、7、8所示，直線導(dǎo)軌組件還包括：下直線導(dǎo)軌9、下電阻尼器10及下驅(qū)動電機(jī)，下直線導(dǎo)軌9安裝在底座1上，滑塊7的底部與下直線導(dǎo)軌9連接，夾持在上直線導(dǎo)軌6和下直線導(dǎo)軌9之間，下電阻尼器10安裝在滑塊7與下直線導(dǎo)軌9之間，下驅(qū)動電機(jī)可推動下直線導(dǎo)軌9運(yùn)動，當(dāng)夾板31滑入滑動間隙25內(nèi)時(shí)，下電阻尼器10產(chǎn)生阻尼，無人機(jī)5滑行時(shí)帶動滑塊7和下直線導(dǎo)軌6向后運(yùn)動，進(jìn)一步增加無人機(jī)5降落時(shí)滑行的距離，當(dāng)無人機(jī)5停穩(wěn)后，上電子阻尼8和下電子阻尼10均關(guān)閉，上驅(qū)動電機(jī)和下驅(qū)動電機(jī)推動兩個(gè)直線導(dǎo)軌回位到原始位置，進(jìn)一步優(yōu)化的，上直線導(dǎo)軌6和下直線導(dǎo)軌9的兩端均設(shè)有擋板，防止滑塊7脫出導(dǎo)軌，上電子阻尼8和下電子阻尼10均可根據(jù)機(jī)身重量計(jì)算阻尼參數(shù)，工作時(shí)輸出不同阻尼，控制無人機(jī)5快速滑動的速度，減緩沖擊力，使無人機(jī)5滑動到上直線導(dǎo)軌6和下直線導(dǎo)軌9完全展開的最大行程，并在整個(gè)滑動過程中勻速減速。

如圖1、7、8所示，底座1的底部連接有云臺11，云臺11內(nèi)裝有伺服電機(jī)，伺服電機(jī)可驅(qū)動云臺11上下左右轉(zhuǎn)動，伺服電機(jī)連接有控制器，控制器連接有用于檢測無人機(jī)5位置的定位模塊?？刂破鹘邮斩ㄎ荒K的檢測信號，并向伺服電機(jī)發(fā)送控制指令，使云臺11轉(zhuǎn)動調(diào)整兩條叉狀導(dǎo)軌2位置，以保證滑入口24正對鎖鉤3。伺服電機(jī)內(nèi)設(shè)有與控制器連接的制動器，控制器還連接有電容傳感器，電容傳感器設(shè)于滑動間隙25內(nèi)，當(dāng)夾板31滑入滑動間隙25內(nèi)時(shí)，電容傳感器被觸發(fā)向控制器發(fā)出信號，控制器啟動制動器鎖定云臺11。在本實(shí)施例中，上電子阻尼8、下電子阻尼10、上驅(qū)動電機(jī)和下驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)行也由控制器控制，兩個(gè)直線導(dǎo)軌的原始位置位于云臺11的正上方。

定位模塊可采用以下幾種方式中的一種，也可以同時(shí)采用幾種方式。第一種方式是定位模塊采用雷達(dá)模塊，通過雷達(dá)感應(yīng)無人機(jī)5飛來方向，將信號傳輸給控制器，控制器向伺服電機(jī)發(fā)出信號，使滑入口24對準(zhǔn)無人機(jī)5位置。第二種方式是定位模塊包括：與控制器連接的信號接收裝置、向信號接收裝置發(fā)送信號的信號發(fā)射裝置，信號發(fā)射裝置安裝在無人機(jī)5上，其中信號發(fā)射裝置可發(fā)射電信號或激光信號。當(dāng)信號發(fā)射裝置為電信號時(shí)，無人機(jī)5的信號發(fā)射裝置發(fā)出電信號，回收單元的信號接收裝置感應(yīng)電信號的方向，將滑入口24指向信號源的下方某一設(shè)定位置。當(dāng)信號發(fā)射裝置發(fā)射激光信號時(shí)，無人機(jī)5的信號發(fā)射裝置發(fā)射激光，激光照射回收單元接近無人機(jī)端的A點(diǎn)，穿過A點(diǎn)中間在另一端的B點(diǎn)產(chǎn)生投影，控制器發(fā)出信號，修正云臺11角度，使B點(diǎn)投影進(jìn)入設(shè)定范圍，滑入口24則對準(zhǔn)無人機(jī)5的指定位置。第三種方式是定位模塊包括：向外發(fā)送回收單元位置信號的GPS芯片、接收回收單元位置信號的GPS接收裝置，GPS接收裝置安裝在無人機(jī)5上，無人機(jī)5根據(jù)接收到的回收單元位置信號找到回收單元。

在本實(shí)施例中定位模塊具有雷達(dá)模塊及GPS芯片，無人機(jī)5在空中完成任務(wù)后，根據(jù)回收單元發(fā)出的GPS位置信號，向回收單元靠近，當(dāng)進(jìn)入一定距離內(nèi)時(shí)，回收單元的雷達(dá)模塊檢測無人機(jī)5方向，控制器通過伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動云臺11，云臺11轉(zhuǎn)動使滑入口24對準(zhǔn)無人機(jī)5的鎖鉤3。通常情況下，如果車輛行使中，無人機(jī)5從車輛后方飛近回收單元降落為最佳，靜止?fàn)顟B(tài)下任意方向降落都可，無人機(jī)5通過人工或自動駕駛狀態(tài)降低速度并接近回收單元。

放飛單元包括：絞盤、纜繩、電子掛鉤12及遙控器，絞盤安裝在車輛上，纜繩的一端有序纏繞在絞盤上、另一端設(shè)有電子掛鉤12，電子掛鉤12可鉤在鎖鉤3上，遙控器可控制電子掛鉤12打開或關(guān)閉。如圖9所示，電子掛鉤12包括：靜鉤爪121、與靜鉤爪121對接形成掛環(huán)的動鉤爪122、使動鉤爪122保持與靜鉤爪121對接的復(fù)位彈簧、與動鉤爪122連接的連桿組件123、拉動連桿組件123的電動推拉件，遙控器控制電動推拉件的伸縮運(yùn)動，將拉動力通過連桿組件123傳遞至動鉤爪122上，使動鉤爪122與靜鉤爪121打開，電動推拉件松開后，復(fù)位彈簧推動動鉤爪122與靜鉤爪121對接。

無人機(jī)5成功降落后，手動將電子掛鉤12掛在無人機(jī)5的鎖鉤3上，啟動車輛開始運(yùn)行并不斷提速，當(dāng)車速達(dá)到無人機(jī)5的起飛速度時(shí)，機(jī)翼上產(chǎn)生升力大于飛機(jī)重量，無人機(jī)5開始升空，升空后繼續(xù)由車輛牽引上升到一定高度時(shí)，利用遙控器脫鉤，飛機(jī)進(jìn)入飛行狀態(tài)，這種牽引放飛的方式可節(jié)省升空所需的燃料和能源，延長無人機(jī)5的飛行距離。較優(yōu)的，纜繩末端裝有滑翔傘，當(dāng)無人機(jī)脫鉤后，纜繩借助滑翔傘的升力不會落地，然后由絞盤將纜繩收回。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。