一種固定翼無人機安全回收裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固定翼無人機安全回收裝置，包括充氣氣囊跑道、減速毛毯、跑道防護沿和調(diào)節(jié)支架；所述充氣氣囊跑道上方鋪設(shè)有減速毛毯；充氣氣囊跑道包括前段吸能減速跑道和后段傾斜減速跑道，且后段傾斜減速跑道所在平面和前段吸能減速跑道所在平面存在夾角，后段傾斜減速跑道下方通過調(diào)節(jié)支架對跑道的傾斜角度進行調(diào)節(jié)。本發(fā)明安裝簡單快速，操作容易便捷且要求低，占用資源少，能夠重復(fù)使用且耐用，同時對無人機機身損害小，使得無人機可以在任何時間、任何較為寬闊的場地，尤其適用于野外不平整的場地進行安全降落回收，擺脫對傳統(tǒng)固定跑道的依賴。同時可使無人機省去結(jié)構(gòu)繁重的起落架結(jié)構(gòu)，提高飛行靈活性、降落安全性及對使用環(huán)境的適應(yīng)性。
【專利說明】
一種固定翼無人機安全回收裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種適合固定翼無人機安全回收的可移動氣囊跑道?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]目前，較大的固定翼無人機必須在較好的跑道上起降，這大大限制了無人機的使用。此外，無人機轉(zhuǎn)向起落架因復(fù)雜沖擊載荷極易發(fā)生故障，這對無人機的回收是致命的。 軍用固定翼無人機在野外作戰(zhàn)，因為任務(wù)需要有時很難找到合適的起降場地，這也限制了其應(yīng)用。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:較大(起飛重量在2—50Kg)固定翼無人機的使用必須依賴高質(zhì)量跑道，這大大限制了其使用范圍和成本。常規(guī)固定翼無人機回收也常發(fā)生各種故障，甚至導(dǎo)致無人機損壞。本發(fā)明專利以較低成本，使固定翼無人機可以隨時隨地回收，擺脫對高質(zhì)量跑道的依賴，提高了無人機的任務(wù)靈活性，并大大提高無人機回收的安全性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種固定翼無人機安全回收裝置，其特征在于，包括充氣氣囊跑道、減速毛毯3、跑道防護沿和調(diào)節(jié)支架6;所述充氣氣囊跑道上方鋪設(shè)有減速毛毯3;充氣氣囊跑道包括前段吸能減速跑道4和后段傾斜減速跑道5,且后段傾斜減速跑道5所在平面和前段吸能減速跑道4所在平面存在夾角，后段傾斜減速跑道5下方通過調(diào)節(jié)支架6對跑道的傾斜角度進行調(diào)節(jié)。
[0005]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是:所述調(diào)節(jié)支架6包括兩組結(jié)構(gòu)，每組結(jié)構(gòu)位于后段傾斜減速跑道5下方的邊緣兩側(cè);每一組包括第一支撐架12、第二支撐架13、第三支撐架14、支架卡扣7、上側(cè)撐桿8、下側(cè)撐桿11、鉸鏈9、卡扣槽10;上側(cè)撐桿8和后段傾斜減速跑道5下方連接，下側(cè)撐桿11位于地面;上側(cè)撐桿8上設(shè)有卡扣槽10，鉸鏈9連接第一支撐架12和第二支撐架13后通過支架卡扣7卡在卡扣槽10中，其中第一支撐架12另一端與上側(cè)撐桿8鉸接，第二支撐架13與第三支撐架14鉸接，第三支撐架14與上側(cè)撐桿8相互鉸接，第一支撐架12、第二支撐架13、第三支撐架14和下側(cè)撐桿11構(gòu)成四連桿變形支架，用于后段傾斜減速跑道5的調(diào)節(jié)傾斜角度。
[0006]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是，所述卡扣槽10設(shè)為7個，通過支架卡扣7卡在不同的卡扣槽中使得后段傾斜減速跑道5傾斜角度進行調(diào)整。
[0007]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是，所述充氣氣囊跑道兩側(cè)設(shè)有跑道側(cè)防護沿1。
[0008]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是，所述后段傾斜減速跑道5的一端設(shè)有跑道前防護沿 2〇
[0009]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是，所述前段吸能減速跑道4材料為橡膠材質(zhì)制成。
[0010]本發(fā)明進一步的技術(shù)方案是，所述后段傾斜減速跑道5材料為比橡膠材質(zhì)硬的材料制成。
[0011]發(fā)明效果
[0012]本發(fā)明的技術(shù)效果在于:本發(fā)明創(chuàng)新針對固定翼無人機回收困難而設(shè)計，安裝簡單快速，操作容易便捷且要求低，占用資源少，可大范圍推廣使用，能夠重復(fù)使用且耐用，同時對無人機機身損害小，使得無人機可以在任何時間、任何較為寬闊的場地，尤其適用于野外不平整的場地進行安全降落回收，擺脫對不可移動的、價格高昂、難以維護的傳統(tǒng)固定跑道的依賴。同時可使無人機省去結(jié)構(gòu)繁重的起落架結(jié)構(gòu)，大大增加了無人機使用的任務(wù)載荷、使用半徑，提高飛行靈活性、保證執(zhí)行任務(wù)多樣性、降落的安全性及對各種使用環(huán)境的適應(yīng)性?！靖綀D說明】
[0013]圖1為可移動氣囊跑道效果圖；
[0014]圖2氣囊跑道可調(diào)節(jié)支架角度調(diào)節(jié)原理圖 [〇〇15]圖3可調(diào)支架卡扣原理圖
[0016]附圖標記說明:1_跑道側(cè)防護沿，2-跑道前防護沿，3-減速毛毯，4-前段吸能減速跑道，5-后段傾斜減速跑道，6-調(diào)節(jié)支架，7-支架卡扣，8-上側(cè)撐桿，9-鉸鏈，10-卡扣槽，11-下側(cè)撐桿，12-第一支撐架，13-第二支撐架，14-第三支撐架?！揪唧w實施方式】[〇〇17]下面結(jié)合具體實施實例，對本發(fā)明技術(shù)方案進一步說明。
[0018]1、參見圖1-圖3,本發(fā)明創(chuàng)新的主要目的在于為無人機提供一種可移動的回收裝置。該裝置由可充氣氣囊、毛毯、可折疊支架、固定裝置組成。充氣氣囊放氣后可以折疊。在氣囊跑道的兩側(cè)和末端設(shè)有較高的內(nèi)傾防護邊緣。氣囊跑道由水平跑道和傾斜跑道兩部份組成，水平跑道彈性較大，可以采用橡膠材料，目的是吸收無人機水平和豎直方向上的撞擊能量，并且鋪設(shè)的毛毯可以使無人機減速。傾斜跑道材質(zhì)比水平跑道材質(zhì)硬，利用傾斜角使無人機的動能轉(zhuǎn)化成勢能，同時鋪設(shè)毛毯使無人機減速。配套無人機機腹小面積貼附增阻材料無人機接觸跑道后，增阻材料和跑道上毛毯之間具有較大的動摩擦系數(shù)。毛毯可以更快速更換?？梢愿鶕?jù)無人機不同的著陸速度，調(diào)節(jié)支架卡扣卡在不同的卡槽內(nèi)，調(diào)節(jié)傾斜跑道的傾斜角(見圖2、圖3)。該跑道由可充氣氣囊跑道、減速毛毯、可調(diào)節(jié)支架等部件組成。氣囊跑道由水平氣囊和傾斜氣囊兩部分連接而成，每部分氣囊長10—20米，寬6—8米，厚 0.6—1.2米，其中具體尺寸可針對不同種類無人機而定，充氣氣囊放氣后可折疊放置，可有效減少占用空間。氣囊的兩側(cè)及傾斜氣囊的最高側(cè)均有向內(nèi)傾斜的高度為1 一2米的充氣防護邊沿。防護邊沿內(nèi)測的氣囊跑道上覆蓋并固定毛毯，利于無人機減速并減少對氣囊的傷害。可折疊支架由不銹鋼管或航空鋁材結(jié)構(gòu)制成，安裝在傾斜氣囊下部，由可以鎖定的四連桿變形支架左右各一套，及中間連接架組成，可以支撐傾斜跑道氣囊的壓力，還可以改變跑道的坡度，有助于無人機減速。其中支架的上撐桿上均勻布置7個卡槽，使撐桿傾斜角可以固定在6°、10°、14°……26°、30°各個位置。整套系統(tǒng)折疊后只占很小的空間，可車載運輸， 且在到達目的地后可快速完成安裝并投入使用。跑道氣囊可用氣栗快速充、放氣，充氣后氣囊膨脹成無人機跑道?，F(xiàn)在的加工技術(shù)足以完成對該氣囊跑道的制作加工，并可以保證跑道可以多次重復(fù)使用。氣囊跑道固定在地面上，防止無人機降落、滑跑時的力使跑道移動。跑道的末端用支架支撐，保證氣囊跑道擁有一定的坡度，利于無人機減速，并且跑道坡度可調(diào)，以適應(yīng)各種速度的無人機回收。本裝置的使用過程為:首先，裝有各類系統(tǒng)的車輛駛進相對空曠的區(qū)域，放飛無人機后，無人機進入任務(wù)空域作業(yè)，在完成作業(yè)任務(wù)后，車輛可以轉(zhuǎn)移至更加適合任務(wù)要求的場地對無人機進行回收。首先將折疊好的跑道鋪展開，然后用氣栗對跑道充氣，對接、固定好跑道后，鋪上毛毯，并將毛毯在氣囊上固定牢固，然后就可以對無人機進行安全回收。由于不同無人機降落時水平方向速度不同，以跑道和飛機之間摩擦系數(shù)0.5為例，當(dāng)無人機的速度大約在lOm/s以下時，可以省去傾斜跑道，速度在lOm/s以上時，需安裝傾斜跑道，并且可調(diào)節(jié)支架的角度隨著無人機降落速度的增大而增大，當(dāng)無人機速度在17m/s時，傾斜跑道傾斜角應(yīng)調(diào)到最大值30度，如圖2所示。[〇〇19]氣囊跑道對無人機的保護功能:
[0020]飛機正常下滑角為3°，在普通跑道上，這個下滑角能保證飛機以平穩(wěn)姿態(tài)接地，起落架傳給機身的集中載荷盡可能小。但很多情況下，無人機可能以非正常姿態(tài)著陸，常見的如速度過高、有坡度降落或者降落有彈跳等，這種非正常著陸常導(dǎo)致飛機結(jié)構(gòu)損壞，有時可能對飛機結(jié)構(gòu)產(chǎn)生致命性損傷?，F(xiàn)假設(shè)無人機的下降垂直速度為5m/s，此時飛機將以非常大的下滑角接地，因為氣囊跑道具有可抗沖擊性，飛機的縱向動能一部分將會被氣囊吸收， 另一部分將轉(zhuǎn)化成水平動能，大大減小了非正常著陸對飛機結(jié)構(gòu)的損壞。
[0021]傳統(tǒng)的固定翼無人機必須配備起落架，而轉(zhuǎn)向起落架由于經(jīng)常承受復(fù)雜的沖擊載荷，轉(zhuǎn)向機構(gòu)發(fā)生故障的風(fēng)險很大，一旦轉(zhuǎn)向機構(gòu)發(fā)生故障，飛機無法保證在跑道上轉(zhuǎn)向， 也就根本不可能完成正常降落回收，只能以飛機結(jié)構(gòu)損壞告終。本發(fā)明創(chuàng)新可以讓固定翼無人機省去起落架，減少降落發(fā)生故障的概率。[〇〇22]本發(fā)明創(chuàng)新設(shè)計中，首先跑道具有向內(nèi)傾斜的坡度，保證無人機的降落軌跡在跑道中心線附近，另外跑道的兩側(cè)有防護邊緣氣囊，可以從根本上防止無人機滑出跑道。
[0023]本發(fā)明創(chuàng)新公開了一種可移動氣囊跑道，該跑道由可充氣氣囊、毛毯、可折疊支架等組成。充氣氣囊放氣后可以折疊，氣囊的兩側(cè)和前側(cè)有防護邊，氣囊上面覆蓋毛毯，利于無人機減速并減少對氣囊的傷害。氣囊跑道由水平跑道和傾斜跑道兩部份組成，水平跑道彈性較大，目的是吸收無人機水平和豎直方向上的撞擊能量，并且鋪設(shè)的毛毯可以使無人機減速。傾斜跑道材質(zhì)相對較硬，利用傾斜角使無人機的動能轉(zhuǎn)化成勢能，同時鋪設(shè)毛毯使無人機減速。可折疊支架除了維持氣囊跑道的外形外，還可以改變跑道的坡度，利于無人機減速。無人機機腹加裝阻尼器，也利于無人機的減速。整套系統(tǒng)折疊后只占很小的體積，可以裝進車內(nèi)運輸，到達目的地后可以快速安裝使用。本發(fā)明創(chuàng)新針對固定翼無人機起降困難而設(shè)計，操作簡單快速，無人機可以在任何時間、任何寬闊的場地安全降落回收，擺脫對不可移動的、價格高昂的傳統(tǒng)跑道的依賴，并可使無人機省去結(jié)構(gòu)繁重的起落架，大大增加了無人機使用的靈活性、降落的安全性及對各種環(huán)境的適應(yīng)性。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明創(chuàng)新的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明創(chuàng)新的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種固定翼無人機安全回收裝置，其特征在于，包括充氣氣囊跑道、減速毛毯(3)、跑 道防護沿和調(diào)節(jié)支架(6);所述充氣氣囊跑道上方鋪設(shè)有減速毛毯(3);充氣氣囊跑道包括 前段吸能減速跑道(4)和后段傾斜減速跑道(5)，且后段傾斜減速跑道(5)所在平面和前段 吸能減速跑道(4)所在平面存在夾角，后段傾斜減速跑道(5)下方通過調(diào)節(jié)支架(6)對跑道 的傾斜角度進行調(diào)節(jié)。2.如權(quán)利要求1所述的一種固定翼無人機安全回收裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)支架 (6)包括兩組結(jié)構(gòu)，每組結(jié)構(gòu)位于后段傾斜減速跑道(5)下方的邊緣兩側(cè);每一組包括第一 支撐架(12)、第二支撐架(13)、第三支撐架(14)、支架卡扣(7)、上側(cè)撐桿(8)、下側(cè)撐桿 (11)、鉸鏈(9)、卡扣槽(10);上側(cè)撐桿(8)和后段傾斜減速跑道(5)下方連接，下側(cè)撐桿(11) 位于地面;上側(cè)撐桿(8)上設(shè)有卡扣槽(10)，鉸鏈(9)連接第一支撐架(12)和第二支撐架 (13)后通過支架卡扣(7)卡在卡扣槽(10)中，其中第一支撐架(12)另一端與上側(cè)撐桿(8)鉸 接，第二支撐架(13)與第三支撐架(14)鉸接，第三支撐架(14)與上側(cè)撐桿(8)相互鉸接，第 一支撐架(12)、第二支撐架(13)、第三支撐架(14)和下側(cè)撐桿(11)構(gòu)成四連桿變形支架，用 于后段傾斜減速跑道(5)的調(diào)節(jié)傾斜角度。3.如權(quán)利要求2所述的一種固定翼無人機安全回收裝置，其特征在于，所述卡扣槽(10) 設(shè)為7個，通過支架卡扣(7)卡在不同的卡扣槽中使得后段傾斜減速跑道(5)傾斜角度進行調(diào)整。4.如權(quán)利要求1所述的一種固定翼無人機安全回收裝置，其特征在于，所述充氣氣囊跑 道兩側(cè)設(shè)有跑道側(cè)防護沿(1)。5.如權(quán)利要求1所述的一種固定翼無人機安全回收裝置，其特征在于，所述后段傾斜減 速跑道(5)的一端設(shè)有跑道前防護沿(2)。6.如權(quán)利要求1所述的一種固定翼無人機安全回收裝置，其特征在于，所述前段吸能減 速跑道(4)材料為橡膠材質(zhì)制成。7.如權(quán)利要求6所述的一種固定翼無人機安全回收裝置，其特征在于，所述后段傾斜減 速跑道(5)材料為比橡膠材質(zhì)硬的材料制成。
【文檔編號】B64F1/02GK105966637SQ201610318293
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月13日
【發(fā)明人】張煒, 杜聰聰, 劉源淵
【申請人】西北工業(yè)大學(xué)