一种无人机空基绳杆支撑双链循环回收系统及回收方法技术方案

本发明专利技术创造提供了一种无人机空基绳杆支撑双链循环回收系统及回收方法，属于无人机回收技术领域。解决现有无人机空中回收易受气流扰动影响，且回收效率低及无法高效、连续、稳定回收问题。它包括支撑系统、传动系统和仓储系统，支撑系统包括吊索、液压伸缩杆和支撑架，仓储系统包括仓储箱和转运机械臂；传动系统包括吊索卷收控制装置、链轮组、驱动电机、双链卷收控制装置、安装平台和双链条，双链卷收控制装置用于蜷缩或释放双链条长度；吊索卷收控制装置带动吊索蜷缩或释放；在无人机飞过拦阻绳下方时拉钩钩住拦阻绳，实现无人机捕获；通过双链条运转将无人机运送至机舱内，转运机械臂将无人机转运移至仓储箱存储。本发明专利技术适用于无人机空基回收。机空基回收。机空基回收。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机空基绳杆支撑双链循环回收系统及回收方法


[0001]本专利技术创造属于无人机回收
，尤其是涉及一种无人机空基绳杆支撑双链循环回收系统及回收方法。

技术介绍

[0002]无人机是拥有自动飞行能力的无人驾驶航空器，能够携带有效载荷执行特定飞行任务。军用无人机能够实现自主侦查、中继通信、电子对抗打击、蜂群作战攻击，在战争中发挥了战略性的作用。然而，无人机的轻巧、高机动性的特点也极大地限制了续航能力和通信范围。在此背景下，“空中母舰”的概念被提出，这一概念被认为能够将小型无人机的优势与大型运输机的大运载、长续航能力结合起来，这是一种空中作战概念的转变。在有人驾驶的母舰上投放集群无人机用于执行作战任务，以此扩大作战区域的覆盖范围以及提高执行军事任务的安全性，任务执行完成后对幸存无人机进行空中回收再利用并快速投入二次作战。美国国防高级研究计划局(DARPA)在2015年启动了一项名为“小精灵”的项目，在2021年第三阶段测试中C
‑
130运输机成功回收了一架“小精灵”无人机。一般对空基无人机回收系统要求：1)无损伤柔性捕获对接无人机；2)与运载机保持安全距离；3)对接系统简单易操作；4)缩短回收时间提高回收效率。
[0003]实现无人机空基回收的技术难点在于建立运载机与无人机的有效连接，由于飞行气流与运载机周边不稳定气体涡流影响，使得无人机无法近距离接近运载机，这就要求运载机伸出/释放较长结构，在气流稳定区域实现与无人机安全对接。现有的空中网捕式回收方法，但是该种方法回收数量有限，效率低；现有也有柔性绳拖曳回收形式，在这种柔性拖曳回收方式下无人机需要识别目标位置完成对接，但是由于飞行气流以及无人机与对接目标之间耦合气动力影响下，无人机很难完成目标识别与对接，并且回收效率低。
[0004]针对集群/蜂群无人机的空中回收需求，现有的技术水平仅在探索研究阶段，多为柔性拖曳方案，无人机对接捕获易受气流扰动影响，回收效率低，还不能实现高效、连续、具有稳定回收位置的无人机空基回收。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种无人机空基绳杆支撑双链循环回收系统及回收方法，以解决现有无人机空中回收易受气流扰动影响，且回收效率低及无法高效、连续、稳定回收的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：
[0007]一种无人机空基绳杆支撑双链循环回收系统，包括支撑系统、传动系统和仓储系统，所述支撑系统包括吊索9、液压伸缩杆10和支撑架10
‑
1，所述仓储系统包括仓储箱2和转运机械臂3；
[0008]所述传动系统包括吊索卷收控制装置4、链轮组5、驱动电机6、双链卷收控制装置7、安装平台8和双链条11，安装平台8固定在运载机1上，安装位置在货舱跳板1
‑
1上方靠近
机舱顶部，下方留有操作空间，在安装平台8周向固定4个吊索卷收控制装置4，所述驱动电机6和双链卷收控制装置7均安装在安装平台8上，在安装平台8的两侧各设置一组链轮组，驱动电机6驱动其中一组链轮组运转，在两组链轮组上套设双链条，双链条交叉缠绕在双链卷收控制装置7上，双链卷收控制装置7用于蜷缩或释放双链条11长度，支撑架10
‑
1底部通过链轮与双链条连接；
[0009]在安装平台8的下表面铰接液压伸缩杆10，支撑架10
‑
1的顶部与液压伸缩杆10的输出端连接，每个吊索卷收控制装置4上收卷有一个吊索，4个吊索9的自由端固定连接在液压伸缩杆10的输出端处，通过吊索卷收控制装置4带动吊索9蜷缩或释放，
[0010]在双链条11上均布若干拦阻绳11
‑
1，拦阻绳11
‑
1与无人机12中的拉钩12
‑
1对接，在无人机12飞过拦阻绳11
‑
1下方时拉钩12
‑
1钩住拦阻绳11
‑
1，实现无人机捕获；通过双链条11的运转将无人机12运送至机舱内，转运机械臂3将无人机12转运移至仓储箱2存储。
[0011]更进一步的，吊索卷收控制装置4包括伺服电机4
‑
4、支撑框4
‑
3、卷筒4
‑
2和若干力传感器4
‑
5，伺服电机4
‑
4的输出轴4
‑
1与支撑框4
‑
3轴孔配合可实现绕轴线旋转运动，所述卷筒4
‑
2与输出轴4
‑
1固定连接并由伺服电机4
‑
1驱动正向或反向转动，所述伺服电机4
‑
4固定安装在支撑框4
‑
3上；所述吊索9一端固定在卷筒4
‑
2上，通过伺服电机4
‑
4的正向、反向转动实现吊索9在卷筒4
‑
2上缠绕与释放；吊索9穿过支撑框4
‑
3上的转向孔4
‑3‑
1结构并与液压伸缩杆10的输出端连接。
[0012]更进一步的，所述双链卷收控制装置7包括伸缩架组件7
‑
1、安装壳体7
‑
2、回转链轮7
‑
3及伺服驱动电机7
‑
4，所述回转链轮7
‑
3与伺服驱动电机7
‑
4固定在安装壳体7
‑
2两侧，伺服驱动电机7
‑
4带动回转链轮7
‑
3转动，两处伺服驱动电机7
‑
4可分别控制回转链轮7
‑
3回转方向及转速，所述伸缩架组件7
‑
1安装在安装壳体7
‑
2中导槽7
‑2‑
1结构内，上下间隔交错布置并可沿槽滑动；
[0013]所述伸缩架组件7
‑
1由转动链轮7
‑1‑
1、支撑杆7
‑1‑
2及压缩弹簧7
‑1‑
3组成，转动链轮7
‑1‑
1与支撑杆7
‑1‑
2之间轴孔配合实现转动连接，压缩弹簧7
‑1‑
3一端与支撑杆7
‑1‑
2端面接触另一端与安装壳体7
‑
2接触；
[0014]所述双链条11在交叉布置的转动链轮7
‑1‑
1上缠绕，并由压缩弹簧7
‑1‑
3提供张紧力，始终保持双链条11绷紧状态；通过两侧伺服驱动电机7
‑
4的转速与旋转方向控制，可实现两侧伺服驱动电机7
‑
4之间双链条11实际长度调节。
[0015]更进一步的，在卷收过程，压缩弹簧7
‑1‑
3推动转动链轮7
‑1‑
1移动，促使相邻伸缩架组件7
‑
1的转动链轮7
‑1‑
1之间的距离变大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机空基绳杆支撑双链循环回收系统，其特征在于：包括支撑系统、传动系统和仓储系统，所述支撑系统包括吊索(9)、液压伸缩杆(10)和支撑架(10
‑
1)，所述仓储系统包括仓储箱(2)和转运机械臂(3)；所述传动系统包括吊索卷收控制装置(4)、链轮组(5)、驱动电机(6)、双链卷收控制装置(7)、安装平台(8)和双链条(11)，安装平台(8)固定在运载机(1)上，安装位置在货舱跳板(1
‑
1)上方靠近机舱顶部，下方留有操作空间，在安装平台(8)周向固定4个吊索卷收控制装置(4)，所述驱动电机(6)和双链卷收控制装置(7)均安装在安装平台(8)上，在安装平台(8)的两侧各设置一组链轮组(5)，驱动电机(6)驱动其中一组链轮组运转，在两组链轮组上套设双链条，双链条交叉缠绕在双链卷收控制装置(7)上，双链卷收控制装置(7)用于蜷缩或释放双链条(11)长度，且支撑架(10
‑
1)底部通过链轮与双链条连接；在安装平台(8)的下表面铰接液压伸缩杆(10)，支撑架(10
‑
1)的顶部与液压伸缩杆(10)的输出端连接，每个吊索卷收控制装置(4)上收卷有一个吊索，4个吊索(9)的自由端固定连接在液压伸缩杆(10)的输出端处，通过吊索卷收控制装置(4)带动吊索(9)蜷缩或释放，在双链条(11)上均布若干拦阻绳(11
‑
1)，拦阻绳(11
‑
1)与无人机(12)中的拉钩(12
‑
1)对接，在无人机(12)飞过拦阻绳(11
‑
1)下方时拉钩(12
‑
1)钩住拦阻绳(11
‑
1)，实现无人机捕获；通过双链条(11)的运转将无人机(12)运送至机舱内，转运机械臂(3)将无人机(12)转运移至仓储箱(2)存储。2.根据权利要求1所述的一种无人机空基绳杆支撑双链循环回收系统，其特征在于：吊索卷收控制装置(4)包括伺服电机(4
‑
4)、支撑框(4
‑
3)、卷筒(4
‑
2)和若干力传感器(4
‑
5)，伺服电机(4
‑
4)的输出轴(4
‑
1)与支撑框(4
‑
3)轴孔配合可实现绕轴线旋转运动，所述卷筒(4
‑
2)与输出轴(4
‑
1)固定连接并由伺服电机(4
‑
1)驱动正向或反向转动，所述伺服电机(4
‑
4)固定安装在支撑框(4
‑
3)上；所述吊索(9)一端固定在卷筒(4
‑
2)上，通过伺服电机(4
‑
4)的正向、反向转动实现吊索(9)在卷筒(4
‑
2)上缠绕与释放；吊索(9)穿过支撑框(4
‑
3)上的转向孔(4
‑3‑
1)结构并与液压伸缩杆(10)的输出端连接。3.根据权利要求1所述的一种无人机空基绳杆支撑双链循环回收系统，其特征在于：所述双链卷收控制装置(7)包括伸缩架组件(7
‑
1)、安装壳体(7
‑
2)、回转链轮(7
‑
3)及伺服驱动电机(7
‑
4)，所述回转链轮(7
‑
3)与伺服驱动电机(7
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4)固定在安装壳体(7
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2)两侧，伺服驱动电机(7
‑
4)带动回转链轮(7
‑
3)转动，两处伺服驱动电机(7
‑
4)可分别控制回转链轮(7
‑
3)回转方向及转速，所述伸缩架组件(7
‑
1)安装在安装壳体(7
‑
2)中导槽(7
‑2‑
1)结构内，上下间隔交错布置并可沿槽滑动；所述伸缩架组件(7
‑
1)由转动链轮(7
‑1‑
1)、支撑杆(7
‑1‑
2)及压缩弹簧(7
‑1‑
3)组成，转动链轮(7
‑1‑
1)与支撑杆(7
‑1‑
2)之间轴孔配合实现转动连接，压缩弹簧(7
‑1‑
3)一端与支撑杆(7
‑1‑
2)端面接触另一端与安装壳体(7
‑
2)接触；所述双链条(11)在交叉布置的转动链轮(7
‑1‑
1)上缠绕，并由压缩弹簧(7
‑1‑
3)提供张紧力，始终保持双链条(11)绷紧状态；通过两侧伺服驱动电机(7
...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳洪浩，杨飞，吴君，陆一凡，赵勇，王艳冰，潘雪婷，杨均懿，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：