CN106741889B - 一种带捕放功能的口袋型飞行器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带捕放功能的口袋型飞行器，包括推进器、推进器安装部件、机头连接件、连接支撑件、捕放部件和传感器安装部件，推进器安装部件用于安装固定推进器；推进器安装部件用于固定连接支撑件；多个连接支撑件通过多个推进器安装部件首尾闭合构成闭合多边形结构即口袋结构；机头连接件固定于连接支撑件；传感器安装部件用于安装固定各类传感器，传感器安装部件固定于连接支撑件；捕放部件固定于构成多边形结构各边的连接支撑件上并位于飞行器的中心。使用遥控器手控本发明所述飞行器，飞行器垂直起飞后快速接近目标，并通过倾覆机身方式使目标捞入飞行器的捕放部件内；操作飞行器返航，从而将被捕获的目标一起带回地面。

Description

一种带捕放功能的口袋型飞行器
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体地，涉及一种带捕放功能的口袋型飞行器。
背景技术
近年来，随着无人机技术的普及，越来越多的无人机出现在人们的日常生活中。然而由于无人机缺乏有效的监管措施，经常能够出现在未经允许的情况下，无人机飞入相关区域的情况，给有关部门的工作或者人们的日常生活带来了影响。这样就需要有一种能够对无人机进行捕获的装置。
经检索，多旋翼飞行器及其闭合式机架(201510833372.7)，该发明提供了一种多旋翼飞行器的闭合式机架，可以通过改变螺距来控制旋翼升力；闭合式多旋翼飞行器(201420329869.6)，该发明提供了一种闭合式多旋翼飞行器，发明重点在于加强机架的稳固程度和抗扭动性。
以上两种闭合式飞行器主要着力于解决飞行器本身飞行过程中出现的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种带捕放功能的口袋型飞行器，可以高速飞行，利用口袋形飞行器开阔式的结构，可以实现目标的捕获和投放。
为实现以上目的，本发明提供一种带捕放功能的口袋型飞行器，包括：推进器、推进器安装部件、机头连接件、连接支撑件、捕放部件和传感器安装部件，其中：
所述推进器安装部件用于安装固定推进器和固定连接支撑件；
多个所述连接支撑件通过多个推进器安装部件首尾闭合构成闭合的多边形结构，即形成口袋结构；
所述机头连接件位于所述多边形结构一边上的连接支撑件；
所述传感器安装部件用于安装固定各类传感器，传感器安装部件固定于连接支撑件上；
所述捕放部件固定于构成所述多边形结构各边的连接支撑件上并位于所述飞行器的中心。
优选地，所述推进器为涵道或者旋翼动力装置。
优选地，当所述推进器为涵道时，推进器位于推进器安装部件的内侧或外侧，其中：内侧是指飞行器的闭合多边形结构以内方向，外侧是指飞行器的闭合多边形结构以外方向。
优选地，当所述推进器为旋翼动力装置时，推进器位于推进器安装部件的上方或下方，其中：上方是指飞行器的闭合多边形结构平面垂直向上方向，下方是指飞行器的闭合多边形结构平面垂直向下方向。
优选地，所述机头连接件上载有飞控装置、GPS接收机及数据传输模块。
优选地，所述传感器包括超声波、光流、红外、气压计、视觉传感器。
优选地，所述连接支撑件材料为碳纤维或铝合金。碳纤维为一种新型非金属材料，它具有高比强度、高比模量、耐腐蚀和热膨胀系数小的优异特性，适合作为结构材料承载负荷，满足以上特性要求的均可作为机身的选型材料。当然，铝合金材料也可以适用。
优选地，所述飞行器通过设置遥控器手控，或者通过飞行器自身搭载的飞控装置和传感器实现自动控制：
当手控所述飞行器捕获目标时，通过设置遥控器控制所述飞行器垂直起飞后接近目标，并将目标捞入所述飞行器的捕放部件内，然后控制所述飞行器返航，将被捕获的目标一起带回地面；当自动控制所述飞行器时，所述飞行器上的传感器感应并捕捉到目标后，由飞控装置自主控制并接近目标，将目标捕获并带回地面；
当用于投放目标时，将需要投放的目标安放在捕放部件中，所述飞行器带着目标垂直起飞后移动至目的地，通过垂直降落的方式使目标与所述飞行器缓慢着陆，目标被搬移离开所述飞行器后，控制所述飞行器返航。
进一步的，本发明多边形结构可以是多层结构，多层所述多边形结构在垂直方向上通过连接支撑杆连接形成具有一定深度的、多层立体结构，能够提高飞行器的机械强度。
本发明所述飞行器在应用场合上包括但不限于无人机捕获，也可运用于对空中飞行物(如鸟类)进行捕获，或利用带捕放功能的口袋型飞行器进行短距离、轻便物资投运的场合。本发明包括但不限于实现对多个无人机目标的抓捕。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、结构上，与传统多旋翼无人机不同：表现在传统多旋翼无人机飞控***在重心位置，而该无人机飞控***在口袋型飞行器的连接支撑件上，中心留出空间用于放置捕放部件及捕获/投放的目标。
2、捕获手段上，安全可靠：相比于击落方式，它能防止击落捕获无人机坠落引发的安全事故，最大程度的保全被捕获无人机；相比于多个无人机协同挂网捕获无人机方式，本发明只需操纵一个无人机即可实现抓捕，易于控制及高速巡航。
本发明利用口袋型飞行器中间安装捕网来捕获非法飞行的无人机，即利用口袋型飞行器开阔式的结构，在中间安装捕网，可以用来捕获无人机；同时本发明所述的飞行器既可采用旋翼，亦可采用涵道。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例的平面结构示意图；
图2为本发明实施例1的立体结构示意图；
图3为本发明实施例2的立体结构示意图；
图中：推进器1、推进器安装部件2、机头连接件3、传感器安装部件4、连接支撑件5、捕放部件6。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
如图1和图2所示，一种带捕放功能的口袋型飞行器，用于实现目标无人机的捕获；包括：推进器1、推进器安装部件2、机头连接件3、传感器安装部件4、连接支撑件5、捕放部件6，需要说明的是：该处的推进器1即涵道电机，推进器安装部件2即涵道电机安装板，连接支撑件5即碳纤维杆，捕放部件6即捕网；其中：
所述涵道电机安装板2分成上下两个安装板，用于固定涵道电机1和碳纤维杆5，其中：在涵道电机安装板2上开有圆弧部分，用于放置涵道电机1并固定；
所述碳纤维杆5通过涵道电机安装板2首尾连接组成多边形结构，由管夹穿过碳纤维板5上的孔来夹紧固定，从而形成本发明中所述的“口袋型”飞行器的主框架；
所述机头连接件3的两端通过管夹与多边形结构一边上的碳纤维杆5固定；机头连接件3用于固定飞控装置、GPS接收机和数据传输模块；
所述传感器安装板4固定于碳纤维杆5上并位于与机头连接件3相对的位置(多边形结构中相对的两个边上)；
所述捕网6固定于构成多边形结构各边的碳纤维杆5上并位于所述飞行器的中心。
作为优选的实施方式，所述机头连接件3分为上层板和下层板，上层板和下层板的左右两侧分别有多个安装孔，用于通过管夹固定在碳纤维杆5上；上层板上方用于安装GPS接收机，上层板和下层板的空余部分用于安装飞控***和数据传输模块。在其他实施例里，所述飞行器的任何刚性部位均可作为飞控***、GPS接收机和数据传输模块的安装部位。
进一步的，所述管夹作为一种机械构件，材料可以为碳纤维或铝合金，起到连接和固定的作用；具体的，管夹一方面用于连接涵道电机安装部件和碳纤维杆，另一方面用于连接机头连接件与碳纤维杆。
作为优选的实施方式，所述传感器包括超声波、光流、红外、气压计、视觉传感器。
作为优选的实施方式，所述飞行器既可通过设置遥控器手控所述飞行器，又可通过自身搭载的飞控装置和传感器实现自动控制。
当手控所述飞行器捕获目标时，通过设置遥控器控制所述飞行器垂直起飞后接近目标，并将目标捞入所述飞行器的捕网6内，然后控制所述飞行器返航，将被捕获的目标一起带回地面；当自动控制所述飞行器时，所述飞行器上的传感器感应并捕捉到目标后，由飞控装置自主控制并接近目标，将目标捕获并带回地面。在部分优选实施方式中，所述飞行器在接近目标无人机时，可以通过倾转机身方式将目标捞入捕网6内。
当用于投放目标时，将需要投放的目标安放在捕网6中，所述飞行器带着目标垂直起飞后移动至目的地，通过垂直降落的方式使目标与所述飞行器缓慢着陆，目标被搬移离开所述飞行器后，控制所述飞行器返航。
实施例2
如图1和图3所示，一种带捕放功能的口袋型飞行器，其中推进器1采用旋翼动力装置，即是一种以旋翼作为动力装置的口袋型飞行器。
为提高所述飞行器的机械强度，在实施例1的基础上采用了双层结构，这里的层次结构指的是多个连接支撑件通过多个推进器安装部件首尾闭合构成闭合多边形结构，两层即指代在垂直方向上有两层这样的结构，见图3。
旋翼动力装置位于推进器安装部件2的上方或下方，其中：上方指代所述飞行器闭合多边形结构平面垂直向上方向，下方为所述飞行器多边形闭合结构平面垂直向下方向。
所述旋翼动力装置的口袋型飞行器具备推力大、机动性强的特点。
在推力满足要求的前提下，为进一步提高机身的机械强度，铝合金同样可作为机身机械材料，它具有加工性能极佳、材料轻盈、抗腐蚀性强的特点，故在此例中作为所述飞行器的机身材料。
实施例3
为提高所述飞行器的捕获能力，在传感器安装板4上搭载超声波传感器或视觉传感器，用于感知所述飞行器周围的地形和物体。如图2所示，只给出了一侧传感器安装板4；具体实施过程中可根据需求，在多边形结构的各边设置多个传感器安装板4用以搭载多个超声波传感器或视觉传感器，用于增强传感器感知周边的能力。
为实现所述飞行器的定高能力，在所述传感器安装板4上还可以搭载气压传感器。
实施例4
处于临时和应急需求，所述飞行器也可用于对非无人机对象，如鸟类实施抓捕。所述飞行器经操作手控制垂直起飞，接近目标后通过搭载在传感器安装板4上的传感器确定和捕捉目标，将对象捕入捕网内。
实施例5
所述飞行器的应用场合除了上述一个或多个无人机捕获，对空中飞行物(如鸟类)进行捕获外，还可以利用进行短距离、轻便物资投运。
采用实施例1所述飞行器进行物资投放，通过遥控器进行所述飞行器的控制，此时，将需要投放的目标安放在捕放部件6中，捕放部件6也可以采用捕网；所述飞行器带着投放目标垂直起飞后移动至目的地，通过垂直降落的方式使目标与所述飞行器缓慢着陆。目标被搬移离开所述飞行器后，控制所述飞行器返航。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (5)

1.一种带捕放功能的口袋型飞行器，其特征在于，包括：推进器、推进器安装部件、机头连接件、连接支撑件、捕放部件和传感器安装部件，其中：
所述推进器安装部件用于安装固定推进器和固定连接支撑件；
多个所述连接支撑件通过多个推进器安装部件首尾闭合构成闭合的多边形结构，即形成口袋结构；
所述机头连接件位于所述多边形结构一边上的连接支撑件；
所述传感器安装部件用于安装固定各类传感器，传感器安装部件固定于连接支撑件上；
所述捕放部件固定于构成所述多边形结构各边的连接支撑件上并位于所述飞行器的中心。
2.根据权利要求1所述的一种带捕放功能的口袋型飞行器，其特征在于，所述推进器为涵道或者旋翼动力装置。
3.根据权利要求1所述的一种带捕放功能的口袋型飞行器，其特征在于，所述机头连接件上载有飞控装置、GPS接收机及数据传输模块。
4.根据权利要求1所述的一种带捕放功能的口袋型飞行器，其特征在于，所述连接支撑件材料为碳纤维或铝合金。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种带捕放功能的口袋型飞行器，其特征在于，所述飞行器通过设置遥控器手控，或者通过飞行器自身搭载的飞控装置和传感器实现自动控制：
当手控所述飞行器捕获目标时，通过设置遥控器控制所述飞行器垂直起飞后接近目标，并将目标捞入所述飞行器的捕放部件内，然后控制所述飞行器返航，将被捕获的目标一起带回地面；当自动控制所述飞行器时，所述飞行器上的传感器感应并捕捉到目标后，由飞控装置自主控制并接近目标，将目标捕获并带回地面；
当用于投放目标时，将需要投放的目标安放在捕放部件中，所述飞行器带着目标垂直起飞后移动至目的地，通过垂直降落的方式使目标与所述飞行器缓慢着陆，目标被搬移离开所述飞行器后，控制所述飞行器返航。
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