一种尾翼式发射回收无人机装置的制作方法

本发明涉及一种尾翼式发射回收无人机装置，属于无人机技术领域。

背景技术：

小型固定翼无人机应用广泛，既能实现空中侦察、寻找可疑目标，也具备地形勘测、绘制地形图等功能。随着使用平台的推广、不同场景下使用的需求，车载型、舰载型的无人机也应运而生，但对于狭窄空间如何实现发射、回收无人机成为首要需要解决的问题。

目前小型固定翼无人机辅助起飞主要有橡皮筋弹射、液压弹射、液气混合弹射、火箭助推等方式。橡皮筋弹射结构简单，主要针对航模或演示性质的小、微型固定翼无人机，橡皮筋寿命短，可拉伸范围小，产生弹射动力不足，因此橡筋弹射不具备工程应用条件。液压弹射、液气混合弹射等方式动力大，为达到无人机起飞所需的脱离速度和相对低的加速度，该类弹射装置往往需要使用较长的一条刚性弹射滑道，而长度大的弹射滑道造成折叠结构复杂，整套设备重量重和体积大，操作人员操作流程复杂，耗时长，不适用小型车辆和小型舰船使用。火箭助推起飞方式对操作人员要求高，步骤繁琐，且有一定的安全隐患。单次使用，无可回收性，不具备反复使用的功能。往往助推的无人机单一，对于不同构型的无人机需要匹配不同的火箭助推，兼容性差。

目前，无人机回收主要有缆绳、绳网回收，降落伞缓冲降落、跑道降落以及水上降落、打捞回收等方式。绳、网方式回收是固定翼无人机船舰回收的可行方案，但额外增加的回收装置以及配套的动力、控制系统使得设备操作、运行、保养及维修过于繁琐、复杂，同时增加了携运负担。海面降落、打捞回收方式对于固定翼无人机的水密性、散热等方面设计提出很高的要求，造成载荷能力的下降。同时受限海况、气候条件等海洋环境和打捞操作水平的约束，某种程度增加舰船的负担。

总之，目前的固定翼无人机发射和回收装置均只能作为一种载荷安装在舰船和车辆上，功能单一，不能发挥其他作用。本技术领域亟需针对现有技术的缺陷，需要一种滑跑距离短、回收风险小；可适用多种起飞重量和降落速度的无人机。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决无人机起飞所需滑跑距离长，回收方式繁琐的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种尾翼式发射回收无人机装置，包括左竖直安立面、右竖直安立面、发射回收轨道、滑动块、牵引绳、牵引电机、回收链、无人机和无人机尾挂钩；平行设有的左竖直安立面和右竖直安立面的上端面上各设有发射回收轨道；发射回收轨道上设有滑动块；滑动块通过牵引绳与牵引电机连接；两侧发射回收轨道上的滑动块之间设有回收链；无人机的下方设有无人机尾挂钩。

优选地，所述发射回收轨道与水平面之间设有使无人机头部抬起的夹角。

优选地，所述滑动块上设有用于安装无人机的无人机固定接口。

优选地，所述左竖直安立面的发射回收轨道上设有滑动块一；所述右竖直安立面的发射回收轨道上设有滑动块二。

优选地，所述左竖直安立面的内部设有牵引电机一和牵引电机二；牵引电机一通过设有的牵引绳一与滑动块一连接，牵引电机二通过设有的牵引绳二与滑动块一连接；所述右竖直安立面的内部设有牵引电机三和牵引电机四；牵引电机三通过设有的牵引绳三与滑动块二连接，牵引电机四通过设有的牵引绳四与滑动块二连接。

优选地，所述发射回收轨道两端设有电气断开传感器。

优选地，所述左竖直安立面和右竖直安立面之间设有用于回收无人机用的回收安全网。

优选地，所述回收安全网的底部与左竖直安立面和右竖直安立面之间分别设有用于伸出、缩回回收安全网的电动推杆。

优选地，所述发射回收轨道的末端设有用于防止滑动块滑出轨道的缓冲块。

优选地，所述回收链的数目至少设为1根。。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

本发明装置的主要设备零部件主要集中安装在两个竖直安立面的内部和外表面，占用体积小，可在狭小空间内布置安装，特别适合空间紧张的小型船只。搭载无人机之后的本发明装置能够提供额外力矩，能够有效降低船舶高速航行的抬头高度，提高航行安全。无人机固定翼可固定在弹射装置上，由固定翼无人机本身作为升力体，相对船中心产生力矩，抑制小型船只的船艏抬头过高，保证航行安全。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的整体结构正视图；

图3为本发明的整体结构侧视图；

图4为本发明中发射回收轨道示意图；

图5为本发明中固定翼无人机的结构示意图。

图6为本发明的驱动系统结构示意图。

附图标记：1.左竖直安立面；2.右竖直安立面；3.滑动块一；4.滑动块二；5.无人机固定接口；6.发射回收轨道；7.牵引电机一；8.牵引电机二；9.牵引电机三；10.牵引电机四；11.牵引绳一；12.牵引绳二；13.牵引绳三；14.牵引绳四；15.无人机；16.电气断开传感器一；17.电气断开传感器二；18.回收安全网；19.电动推杆；20.无人机尾挂钩；21.第一回收链；22.第二回收链。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-6所示，本发明提供一种尾翼式发射回收无人机装置，包括左竖直安立面1、右竖直安立面2、发射回收轨道6、滑动块、牵引绳、牵引电机、回收链、无人机15和无人机尾挂钩20；平行设有的左竖直安立面1和右竖直安立面2的上端面上各设有发射回收轨道6；发射回收轨道6上设有滑动块；滑动块通过牵引绳与牵引电机连接；两侧发射回收轨道6上的滑动块之间设有回收链；无人机15的下方设有无人机尾挂钩20。发射回收轨道6与水平面之间设有使无人机头部抬起的夹角。滑动块上设有用于安装无人机15的无人机固定接口5。左竖直安立面1的发射回收轨道6上设有滑动块一3；右竖直安立面2的发射回收轨道6上设有滑动块二4。左竖直安立面1的内部设有牵引电机一7和牵引电机二8；牵引电机一7通过设有的牵引绳一11与滑动块一3连接，牵引电机二8通过设有的牵引绳二12与滑动块一3连接；右竖直安立面2的内部设有牵引电机三9和牵引电机四10；牵引电机三9通过设有的牵引绳三13与滑动块二4连接，牵引电机四10通过设有的牵引绳四14与滑动块二4连接。发射回收轨道6上设有电气断开传感器。左竖直安立面1和右竖直安立面2之间设有用于回收无人机15用的回收安全网18。回收安全网18的底部与左竖直安立面1和右竖直安立面2之间分别设有用于伸出、缩回回收安全网的电动推杆19。发射回收轨道6的末端设有用于防止滑动块滑出轨道的缓冲块；回收链的数目至少设为1根。

装置的安装：

牵引电机一7、牵引电机二8、牵引电机三9、牵引电机四10安装在竖直安立面内，滑动块一3、滑动块二4、发射回收轨道6等零部件安装在竖直安立面上端面。

无人机的搭载过程：

将无人机15放置于滑动块上方，无人机15与本发明装置的无人机固定端进行接口连接，实现日常搭载无人机的功能。

发射回收轨道：

发射回收轨道的两端分别设置电气断开传感器和缓冲块。一旦滑动块一3滑动至发射回收轨道的电气断开传感器一16位置处时，牵引电机一7自动断电，滑动块一3靠惯性向前继续滑动，直到撞击缓冲块停止运动。一旦滑动块一3滑动至发射回收轨道的电气断开传感器二17位置处时，牵引电机二8自动断电，滑动块一3靠惯性向后继续滑动，直到撞击缓冲块停止运动。

一旦滑动块二4滑动至发射回收轨道的电气断开传感器一16位置处时，牵引电机三9自动断电，滑动块二4靠惯性向前继续滑动，直到撞击缓冲块停止运动。一旦滑动块二4滑动至发射回收轨道的电气断开传感器二17位置处时，牵引电机四10自动断电，滑动块二4靠惯性向后继续滑动，直到撞击缓冲块停止运动。

滑动块一3、滑动块二4向前移动过程：

在牵引电机一7通过拉紧并回收牵引绳一11，同时牵引电机二8通过松放牵引绳二12，滑动块向前滑动。牵引电机的收放牵引绳一11、牵引绳二12的速度决定滑动块一3向前移动的速度。

在牵引电机三9通过拉紧并回收牵引绳三13，同时牵引电机四10通过松放牵引绳四14，滑动块向前滑动。牵引电机的收放牵引绳三13、牵引绳四14的速度决定滑动块二4向前移动速度。

通过同时控制牵引电机一7、牵引电机二8、牵引电机三9、牵引电机四10的速度和响应，完成滑动块一3、滑动块二4的同步向前。

滑动块一3、滑动块二4向后移动过程：

在牵引电机一7通过放松牵引绳一11，同时牵引电机二8通过拉紧回收牵引绳二12，滑动块向后滑动。牵引电机一7、牵引电机二8的收放牵引绳一11、牵引绳二12的速度决定滑动块一3向后移动速度。

在牵引电机三9通过放松牵引绳三13，同时牵引电机四10通过拉紧回收牵引绳四14，滑动块向后滑动。牵引电机三9、牵引电机四10的收放牵引绳三13、牵引绳四14的速度决定滑动块二4向后移动速度。

发射过程：

通过同时控制牵引电机一7、牵引电机二8、牵引电机三9、牵引电机四10的速度和响应，完成滑动块一3、滑动块二4的同步向前。滑动块一3、滑动块二4速度越来越快，滑动块带动无人机向前移动，增加无人机起飞初始速度。当滑动块一3和滑动块二4经过电气断开传感器一16位置处，牵引电机一7、牵引电机三9断电失去动力，滑动块一3和滑动块二4失去向前的加速度，此时无人机达到起飞速度要求，脱离无人机固定端，无人机15成功起飞。滑动块继续向前滑动，撞击至缓冲块，再停止运动。

回收过程：

无人机15机身下方自带无人机尾挂钩20。当无人机15接近本发明装置时，无人机15降低飞行速度和飞行高度。

当无人机尾挂钩20勾住本发明装置的第一回收链21或第二回收链22时，无人机15拖动滑动块一3和滑动块二4向前滑动。此时牵引电机二8拉紧回收牵引绳二12，牵引电机一7松放牵引绳一11，牵引电机四10拉紧回收牵引绳四14，牵引电机三9松放牵引绳三13，为滑动块一3和滑动块二4提供向后的阻力，帮助无人机15减速。当滑动块滑动至缓冲块位置处时，无人机减速至回收安全网18前方，直接撞回收安全网18回收。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。