无人机在小型舰船着陆的双弧结构制动装置，属于无人机着陆制动技术领域，本发明专利技术为解决现有无人机回收装置制动距离大导致制动性能不高问题。本发明专利技术包括U型上盖、滚轮单元、双弧结构的压板弹簧单元、导轨和捕获单元；U型上盖和捕获单元沿运行方向并列安装在导轨上的首末端；U型上盖侧板内壁首末铰接点分别铰接支撑双弧结构的压板弹簧单元的两端，滚轮单元由导轨支撑沿该导轨滚动；捕获单元用于捕获无人机，并通过绳索拉动滚轮单元沿导轨向末端滚动，滚轮单元沿弧形压板下部弧面向末端滚过程中推动弧形压板绕首端铰接点向上转动，进而在竖直方向压缩弓形弹簧以开始无人机制动，制动过程中无人机的动能转换为摩擦热能和弹性势能，直至锁止。直至锁止。直至锁止。
【技术实现步骤摘要】
无人机在小型舰船着陆的双弧结构制动装置
[0001]本专利技术涉及在小型舰船上的无人机着陆技术，属于无人机着陆制动
技术介绍
[0002]固定翼无人机在小型舰船上着陆时，受舰船空间的限制一般不允许直接降落在甲板上。陆地上经常采用“撞网回收”和“全地形回收”方式也不适合海上回收，一旦回收失误，无人机将有可能撞在舰船的建筑、雷达等相应的设施上。世界上普遍使用的海上无人机回收方式，是让无人机飞到军舰附近海域，利用伞降方式降落在海中，再进行人工回收。不过，这种耗时费力、风险较高的回收方式，需要对无人机进行防护处理。关于无人机在小型舰船上着陆的问题，至今仍没有令人满意的解决方案。尤其是大质量和高着陆速度的固定翼无人机，其着陆问题变得尤其复杂。为此，美国国防预研局(DARPA)研发了“侧臂”舰上无人机回收设备(SideArm)，它是一个下方安装了拦截索与弹性网的短轨，当无人机进通过轨道下方，无人机上的捕捉勾扣到拦截索，网子就会就会精准拦住并停下无人机，这套设备体积小、精准度高，既是回收装置也是发射装置，有效解决了无人机在小型舰船上安全着陆问题，当无人机在“侧臂”式回收装置上着陆时，制动距离的长度变得尤为重要，其决定着回收装置的尺寸以及将其放置在小型舰船或其他移动平台针对制动性能要求较高，现有“侧臂”舰上无人机回收设备(SideArm)的制动距离大，导致回收装置整体尺寸相对长，制动性能相对差。
[0003]因此，针对以上不足，需要提供一种能够有效缩小制动距离的无人机捕获技术，使得无人机回收装置整体尺寸进一步缩小，以提高制动性能，使其适用于更小型舰船或其他移动平台。
技术实现思路
[0004]针对现有无人机回收装置制动距离大导致制动性能不高问题，本专利技术提供一种小型舰船无人机着陆的双弧结构制动装置。
[0005]本专利技术所述小型舰船无人机着陆的双弧结构制动装置，包括U型上盖100、滚轮单元200、双弧结构的压板弹簧单元300、导轨400和捕获单元500；压缩双弧结构的压板弹簧单元300包括铰接在一起的弧形压板30和弓形弹簧31；
[0006]U型上盖100和捕获单元500沿运行方向并列安装在导轨400上的首末端；
[0007]U型上盖100为向下开口，U型上盖侧板内壁首末铰接点分别铰接支撑双弧结构的压板弹簧单元300的两端，滚轮单元200由导轨400支撑沿该导轨滚动；
[0008]捕获单元500用于捕获无人机，并通过绳索拉动滚轮单元200沿导轨400向末端滚动，滚轮单元200沿弧形压板30下部弧面向末端滚过程中推动弧形压板30绕首端铰接点向上转动，进而在竖直方向压缩弓形弹簧31以开始无人机制动，制动过程中无人机的动能转换为摩擦热能和弹性势能，直至滚轮单元200滑至导轨400的末端锁止，完成无人机制动着陆。
[0009]优选地，U型上盖100包括两个侧板10和顶盖，两个侧板10下部沿长度方向开有长条孔11，两个长条孔11用于约束滚轮单元200沿导轨方向滚动，所述长条孔11末端设置有凹槽作为锁止槽12；两个侧板10的首端顶部对称设置一对安装孔，并通过一号旋转铰链13与弧形压板30的首端铰接，两个侧板10的末端顶部对称设置一对安装孔，并通过二号旋转铰链14与弓形弹簧31的末端铰接，弧形压板30的末端与弓形弹簧31的首端通过三号旋转铰链32铰接；
[0010]两个侧板10的底部均具有外翻安装沿。
[0011]优选地，弧形压板30采用绝对刚性的弧形板材，弓形弹簧31采用非线性的弓形弹簧。
[0012]优选地，弧形压板30为凸形弧形板或凹形弧形板，弓形弹簧31为向末端凸起的弧形结构。
[0013]优选地，导轨400包括向上开口的U型架40，U型架40内部设90
°
V型导轨，U型架40的底板中段设置镂空工作空间41，作为压缩双弧结构的压板弹簧单元300形变所需空间；
[0014]U型架40的两个侧板上端和下端均设置外翻安装沿，分别为上端安装沿42和下端安装沿43，所述上端安装沿42与U型上盖100的外翻安装沿通过螺钉安装在一起，所述下端安装沿43用于与外部连接。
[0015]优选地，滚轮单元200包括滚轮20和绳索接头21，滚轮20两侧45
°
倒角，与U型架40的90
°
V型导轨构成滚动副，滚轮20的滚轴置于长条孔11内，滚轴两个端部分别铰接一个绳索接头21。
[0016]优选地，捕获单元500包括绳索51、滑轮支座52、定滑轮组、绳索挡板55和绳索挡杆56；
[0017]一对滑轮支座52通过螺钉对称安装于U型上盖100末端，每个滑轮支座52中安装一个滑轮组，滑轮组由上定滑轮53和下定滑轮54构成，绳索挡杆56架设在两个滑轮支座52顶端，每个滑轮支座52顶端设置一个绳索挡板55，用于限定绳索挡杆56以防止其从滑轮组脱落；
[0018]绳索51的两个端头同时从绳索挡杆56两端穿出，分别绕过两个滑轮组后与滚轮单元200的两个绳索接头21固连，绳索51的中段与绳索挡杆56组成口形捕获端，用于捕获无人机，无人机拉动绳索51，进而带动滚轮20沿导轨400向末端滚动。
[0019]本专利技术提供另一个技术方案：面向小型舰船的无人机着陆制动方法，该方法基于权利要求6所述小型舰船无人机着陆的双弧结构制动装置实现，其特征在于，该方法为：
[0020]利用绳索51捕获无人机，绳索51被无人机拉动、在滑轮组的导向下拉动滚轮向末端滚动，滚轮20推动弧形压板30绕首端铰接点向上转动，进而竖直方向压缩弓形弹簧31以开始无人机制动，制动过程中无人机的动能转换为滚轮20与导轨400之间的摩擦热能、滚轮20与弧形压板30之间的摩擦热能和弓形弹簧31的弹性势能，当滚轮20两侧的转轴滑入U型上盖100两侧长条孔11末端的锁止槽12内时，借助弓形弹簧31施加在弧形压板30上的推力实现滚轮20的锁止，完成无人机在小型舰船上的着陆。
[0021]本专利技术的有益效果：本专利技术提出的小型舰船无人机着陆的双弧结构制动装置，采用弧形压板与弓形弹簧这种双弧结构作为制动储能关键部件，将无人机制动过程中的动能转换为滚轮与导轨之间的摩擦热能、滚轮与弧形压板之间和弓形弹簧的弹性势能，弓形弹
簧被压缩形变，且该形变主要占用竖直方向的空间，有效缩小水平制动距离，滚轮沿导轨向末端滚动过程中推动的是板是弧面结构，使得滚轮行走距离较推动平板要小，进一步缩小了水平制动距离，当滚轮两侧的转轴滑入U型上盖两侧长条孔末端的锁止槽内时，弓形弹簧的储存的势能达到最大值，对与弓形弹簧铰接的压板端具有向下推力，借助弓形弹簧施加在压板上的推力将滚轮转轴锁止在锁止槽内，完成无人机在小型舰船上的着陆。
[0022]本专利技术制动装置简单，且巧妙的利用竖直空间来弥补小型舰船水平空间的不足，及利用弧线运行方向缩小制动距离，使制动装置小型化。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的制动装置立体结构示意图；
[0024]图2为本专利技术的制动装本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.小型舰船无人机着陆的双弧结构制动装置，其特征在于，包括U型上盖(100)、滚轮单元(200)、双弧结构的压板弹簧单元(300)、导轨(400)和捕获单元(500)；压缩双弧结构的压板弹簧单元(300)包括铰接在一起的弧形压板(30)和弓形弹簧(31)；U型上盖(100)和捕获单元(500)沿运行方向并列安装在导轨(400)上的首末端；U型上盖(100)为向下开口，U型上盖侧板内壁首末铰接点分别铰接支撑双弧结构的压板弹簧单元(300)的两端，滚轮单元(200)由导轨(400)支撑沿该导轨滚动；捕获单元(500)用于捕获无人机，并通过绳索拉动滚轮单元(200)沿导轨(400)向末端滚动，滚轮单元(200)沿弧形压板(30)下部弧面向末端滚过程中推动弧形压板(30)绕首端铰接点向上转动，进而在竖直方向压缩弓形弹簧(31)以开始无人机制动，制动过程中无人机的动能转换为摩擦热能和弹性势能，直至滚轮单元(200)滑至导轨(400)的末端锁止，完成无人机制动着陆。2.根据权利要求1所述小型舰船无人机着陆的双弧结构制动装置，其特征在于，U型上盖(100)包括两个侧板(10)和顶盖，两个侧板(10)下部沿长度方向开有长条孔(11)，两个长条孔(11)用于约束滚轮单元(200)沿导轨方向滚动，所述长条孔(11)末端设置有凹槽作为锁止槽(12)；两个侧板(10)的首端顶部对称设置一对安装孔，并通过一号旋转铰链(13)与弧形压板(30)的首端铰接，两个侧板(10)的末端顶部对称设置一对安装孔，并通过二号旋转铰链(14)与弓形弹簧(31)的末端铰接，弧形压板(30)的末端与弓形弹簧(31)的首端通过三号旋转铰链(32)铰接；两个侧板(10)的底部均具有外翻安装沿。3.根据权利要求2所述小型舰船无人机着陆的双弧结构制动装置，其特征在于，弧形压板(30)采用绝对刚性的弧形板材，弓形弹簧(31)采用非线性的弓形弹簧。4.根据权利要求3所述小型舰船无人机着陆的双弧结构制动装置，其特征在于，弧形压板(30)为凸形弧形板或凹形弧形板，弓形弹簧(31)为向末端凸起的弧形结构。5.根据权利要求2或3所述小型舰船无人机着陆的双弧结构制动装置，其特征在于，导轨(400)包括向上开口的U型架(40)，U型架(40)内部设90
°
V型导轨，U型架(40)的底板中段设置镂空工作空间(41)，作为...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭立国，张新彬，李亮，霍建文，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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