CN106379554A - 一种飞行试验保护装置及方法 - Google Patents

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Abstract

一种飞行试验保护装置及方法属于航空试验技术领域，目的在于解决现有技术存在的功能单一、不能灵活保护空中飞行时的飞行器的问题，避免飞行器的坠毁事故。本发明的一种飞行试验保护装置包括：设置在地面的卷收器，所述卷收器包括预紧式卷线筒、锁止装置、控制器和底座；所述底座固定在地面上，所述预紧式卷线筒支撑在所述底座上，所述锁止装置对预紧式卷线筒进行锁止或释放，所述锁止装置与控制器电连接；传感器，所述传感器可以安装在卷收器内部，也可以安装在飞行器上，通过电线或无线电与控制器连接；固定在飞行试验区上方的滑轮组；以及保护绳，所述保护绳一端和卷收器中的预紧式卷线筒连接，另一端绕过滑轮组和飞行器连接。

Description

一种飞行试验保护装置及方法
技术领域
本发明属于航空试验技术领域，具体涉及一种飞行试验保护装置及方法。
背景技术
无人飞行器相比于有人飞机，由于具有较低的研制成本和较高的使用灵活性，能避免人员损伤并完成特定任务，在现代战争、国民经济、科学研究等领域有着越来越广泛的应用，成为当今世界各国企业和科研机构竞相研究的热点。目前市场上小型无人飞行器呈现了爆发趋势，越来越多的无人飞行器尤其是多旋翼飞行器不断涌现，并广泛用应于航拍、巡检、农业、公安等领域。
在无人飞行器研制和生产过程中很关键的一项内容是飞行试验，用来验证飞行器的性能，排查飞行器的隐患和测试飞行器的设备等。但是新研制的无人飞行器在飞行试验时存在诸多不确定因素和隐患，飞行器可能因为控制、气动、结构、外界扰动等因素发生失控、坠落或飞出安全距离等事故，造成重大财产损失，对试验人员的人身安全构成威胁，并极大地影响飞行器的研制进度。
目前相关的试验保护装置多是在地面上进行台架试验时使用，或者在狭小范围内系留保护，功能单一，无法保护在空中自由飞行的飞行器。为避免飞行试验时的相关财产损失和安全事故，急需一种安全可靠、灵活方便的飞行器保护装置。
发明内容
本发明的目的在于提出一种飞行试验保护装置及方法，解决现有技术存在的功能单一、不能灵活保护空中飞行的飞行器的问题，避免飞行试验时飞行器由于失控、坠落或飞出安全距离造成的财产损失和安全事故。
为实现上述目的，本发明的一种飞行试验保护装置包括：
设置在地面的卷收器，所述卷收器包括预紧式卷线筒、锁止装置、控制器和底座；所述底座固定在地面上，所述预紧式卷线筒支撑在所述底座上，所述锁止装置设置在预紧式卷线筒的一侧对预紧式卷线筒进行锁止或释放，所述锁止装置与控制器电连接；
实时检测飞行参数的传感器，所述传感器和控制器连接；
固定在飞行试验区上方的滑轮组；
以及保护绳，所述保护绳一端和卷收器中的预紧式卷线筒连接，另一端绕过滑轮组和飞行器连接。
所述锁止装置包括制动器和驱动装置，制动器通过摩擦或卡绊方式制止预紧式卷线筒的运动，驱动装置驱动制动器与预紧式卷线筒接触或分离，从而控制对预紧式卷线筒及保护绳的锁止或释放；
所述传感器安装在卷收器内部，与控制器电连接，检测保护绳拉出的速度、加速度和距离。
所述传感器安装在飞行器上，与控制器无线电连接，检测飞行器飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离。
所述滑轮组为定滑轮组。
基于一种飞行试验保护装置的飞行试验保护方法，包括以下步骤：
步骤一：将飞行器上端和保护绳的一端固定连接；
步骤二：根据飞行试验情况在控制器中设定保护绳拉出的速度、加速度和距离的临界值，或者飞行器飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离的临界值；
步骤三：飞行器开始飞行试验，通过传感器实时检测保护绳拉出的速度、加速度和距离，或者飞行器飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离，并将检测参数传给控制器；
步骤四：控制器根据步骤三中检测的保护绳拉出的速度、加速度和距离，或者飞行器飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离，判断各项参数是否超过步骤二设定的临界值，若任意一项超过临界值则执行步骤五，若均未超过临界值，则执行步骤七；
步骤五：控制器控制锁止装置启动，将预紧式卷线筒锁止，防止保护绳继续拉伸，将飞行器吊挂在空中；
步骤六：地面人员操作控制器关闭锁止装置，飞行器降落到地面上；
步骤七：继续试验，直到飞行试验完成。
本发明的有益效果为：本发明的一种飞行试验保护装置及方法通过保护绳的一端固定在飞行器的上部，对飞行器在飞行过程中进行实时保护，通过检测保护绳拉出的速度、加速度和距离，或者飞行器飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离，在飞行器失控、坠落、飞出安全距离等情况下及时锁止预紧式卷线筒和保护绳、吊挂住飞行器，从而避免飞行器坠毁等安全事故。根据不同的飞行器和试验条件可以设置不同参数的临界值，还可以通过调整上方滑轮组的安装位置改变飞行试验区域的大小。***安全可靠，使用灵活方便，能在飞行试验中有效保护飞行器。
附图说明
图1为本发明的一种飞行试验保护装置整体结构示意图；
其中：1、卷收器，2、滑轮组，3、保护绳，4、预紧式卷线筒，5、传感器，6、锁止装置，7、控制器，8、底座，9、飞行器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
实施例一
参见附图1，本发明的一种飞行试验保护装置包括：
设置在地面的卷收器1，所述卷收器1包括预紧式卷线筒4、锁止装置6、控制器7和底座8；所述底座8固定在地面上，所述预紧式卷线筒4支撑在所述底座8上，所述锁止装置6设置在预紧式卷线筒4的一侧对预紧式卷线筒4进行锁止或释放，所述锁止装置6与控制器7电连接；
安装在卷收器1内部的传感器5，设置在预紧式卷线筒4的一端，与控制器7电连接；
固定在飞行试验区上方的滑轮组2；
以及保护绳3，所述保护绳3一端和卷收器1中的预紧式卷线筒4连接，另一端绕过滑轮组2和飞行器9连接。
所述预紧式卷线筒4通过缠绕卷轴的预紧弹簧使保护绳3保持一定的预紧拉力，使保护绳3及时回收到预紧式卷线筒4中，通过一定的拉力又可以将保护绳3拉伸出来，不致干扰飞行器9的正常飞行；
所述传感器5通过光电感应、电磁感应等方式检测出保护绳3拉出的速度、加速度和距离，并将该信息传送到控制器7中；
所述锁止装置6包括舵机和挡板，挡板可以卡住预紧式卷线筒4的卡槽从而制止其运动，舵机接收控制器7的开启或关闭信号后驱动挡板与预紧式卷线筒4接触或分离，从而对预紧式卷线筒4及保护绳3进行锁止或释放；
所述滑轮组2为定滑轮组，可以安装在室内或室外的不同环境，比如固定在室内屋顶、室外梁架、空中牵拉的绳索等；通过调整所述滑轮组2的安装位置可以改变飞行试验区域的大小。
在正常飞行试验时，锁止装置6处于关闭状态，保护绳3可以正常拉伸。当飞行器9失控、坠落或飞出安全距离时，传感器5检测到保护绳3拉出的速度、加速度或距离超过控制器7所设定的临界值，控制器7使锁止装置6启动，将预紧式卷线筒4锁止，防止保护绳3继续拉伸，将飞行器9吊挂在空中。地面人员可以操作控制器7关闭锁止装置6，使飞行器9降落到地面上。根据不同的飞行器9和试验条件，可以在控制器7中设置不同的保护绳3拉出的速度、加速度和距离临界值。可以通过调整上方滑轮组2的安装位置控制飞行试验区域的大小。
基于一种飞行试验保护装置的飞行试验保护方法，包括以下步骤：
步骤一：将飞行器9上端和保护绳3的一端固定连接；
步骤二：根据飞行试验情况在控制器7中设定保护绳3拉出的速度、加速度和距离的临界值；
步骤三：飞行器9开始飞行试验，通过传感器5实时检测保护绳3拉出的速度、加速度和距离，并将检测参数传给控制器7；
步骤四：控制器7根据步骤三中检测的保护绳3拉出的速度、加速度和距离，判断各项参数是否超过步骤二设定的临界值，若任意一项超过临界值则执行步骤五，若均未超过临界值，则执行步骤七；
步骤五：控制器7控制锁止装置6启动，将预紧式卷线筒4锁止，防止保护绳3继续拉伸，将飞行器9吊挂在空中；
步骤六：地面人员操作控制器7关闭锁止装置6，飞行器9降落到地面上；
步骤七：继续试验，直到飞行试验完成。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于：传感器5安装在飞行器9上，传感器5通过无线电与控制器7连接，传感器5通过陀螺仪、加速度计、高度计等检测出飞行器9飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离，当其中任意一项参数超出控制器7所设定的临界值时，控制器7使锁止装置6启动，将飞行器9吊挂在空中。
基于一种飞行试验保护装置的飞行试验保护方法，包括以下步骤：
步骤一：将飞行器9上端和保护绳3的一端固定连接；
步骤二：根据飞行试验情况在控制器7中设定飞行器9飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离的临界值；
步骤三：飞行器9开始飞行试验，通过传感器5实时检测飞行器9飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离，并将检测参数传给控制器7；
步骤四：控制器7根据步骤三中检测的飞行器9飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离，判断各项参数是否超过步骤二设定的临界值，若任意一项超过临界值则执行步骤五，若均未超过临界值，则执行步骤七；
步骤五：控制器7控制锁止装置6启动，将预紧式卷线筒4锁止，防止保护绳3继续拉伸，将飞行器9吊挂在空中；
步骤六：地面人员操作控制器7关闭锁止装置6，飞行器9降落到地面上；
步骤七：继续试验，直到飞行试验完成。

Claims (6)

1.一种飞行试验保护装置，其特征在于，包括：
设置在地面的卷收器(1)，所述卷收器(1)包括预紧式卷线筒(4)、锁止装置(6)、控制器(7)和底座(8)；所述底座(8)固定在地面上，所述预紧式卷线筒(4)支撑在所述底座(8)上，所述锁止装置(6)设置在预紧式卷线筒(4)的一侧对预紧式卷线筒(4)进行锁止或释放，所述锁止装置(6)与控制器(7)电连接；
实时检测飞行参数的传感器(5)，所述传感器(5)和控制器(7)连接；
固定在飞行试验区上方的滑轮组(2)；
以及保护绳(3)，所述保护绳(3)一端和卷收器(1)中的预紧式卷线筒(4)连接，另一端绕过滑轮组(2)和飞行器(9)连接。
2.根据权利要求1所述的一种飞行试验保护装置，其特征在于，所述锁止装置(6)包括制动器和驱动装置，制动器通过摩擦或卡绊方式制止预紧式卷线筒(4)的运动，驱动装置驱动制动器与预紧式卷线筒(4)接触或分离，从而控制对预紧式卷线筒(4)及保护绳(3)的锁止或释放。
3.根据权利要求1或2所述的一种飞行试验保护装置，其特征在于，所述传感器(5)安装在卷收器(1)内部，与控制器(7)电连接，检测保护绳(3)拉出的速度、加速度和距离。
4.根据权利要求1或2所述的一种飞行试验保护装置，其特征在于，所述传感器(5)安装在飞行器(9)上，与控制器(7)无线电连接，检测飞行器(9)飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离。
5.根据权利要求1所述的一种飞行试验保护装置，其特征在于，所述滑轮组(2)为定滑轮组。
6.基于权利要求1所述的一种飞行试验保护装置的飞行试验保护方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将飞行器(9)上端和保护绳(3)的一端固定连接；
步骤二：根据飞行试验情况在控制器(7)中设定保护绳(3)拉出的速度、加速度和距离的临界值，或者飞行器(9)飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离的临界值；
步骤三：飞行器(9)开始飞行试验，通过传感器(5)实时检测保护绳(3)拉出的速度、加速度和距离，或者飞行器(9)飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离，并将检测参数传给控制器(7)；
步骤四：控制器(7)根据步骤三中检测的保护绳(3)拉出的速度、加速度和距离，或者飞行器(9)飞行的速度、加速度、姿态角、高度和距离，判断各项参数是否超过步骤二设定的临界值，若任意一项超过临界值则执行步骤五，若均未超过临界值，则执行步骤七；
步骤五：控制器(7)控制锁止装置(6)启动，将预紧式卷线筒(4)锁止，防止保护绳(3)继续拉伸，将飞行器(9)吊挂在空中；
步骤六：地面人员操作控制器(7)关闭锁止装置(6)，飞行器(9)降落到地面上；
步骤七：继续试验，直到飞行试验完成。
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