CN107600427A - 一种无人机空投平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机空投平台，包括无人机、任务舱、脱离控制器、以及与脱离控制器连接的脱离机构，任务舱设置在无人机的舱体上，脱离控制器同时与无人机飞控***通信连接，其包括动力机构和脱离操作机构，脱离操作机构包括定滑轮、动滑轮、拉绳以及拔销，定滑轮固定设置，拉绳一端固定另一端依次穿过动滑轮、定滑轮后与动力机构的动力输出端连接，动滑轮下端通过一连接件与拔销连接，该拔销与脱离机构连接。本发明的空投平台通过对无人机中空投驱动机构及脱离机构的优化设计与改进，一方面可以大大简化空投平台结构，其稳定性好和控制精度高，另一方面其通用性强，通过调整相应部件的位置部件即可适用于不同类型的空投任务。

Description

一种无人机空投平台

技术领域

本发明属于无人飞行器技术领域，具体涉及一种无人机空投平台。

背景技术

传统的空投平台主要以伞塔、固定翼飞机、热气球为空投平台，如襄阳宏伟航空器有限责任公司申请的申请号为201310018577.0、发明名称为“热气球空投试验平台”的专利中公开了一种有人热气球空投物资平台，其主要特点是通过载人热气球让货物在低空低速下投放，整个过程通过热气球驾驶员来完成。热气球空投能够在低空低速下进行，起降无需专用机场跑道，工作稳定、安全。

但是传统热气球及其它空投平台都存在一定的缺陷和不足，主要有以下几点：(1)载人热气球、固定翼飞机需要专业的飞行员来操作，飞行员培养时间长，成本高，同时具备一定的危险性。(2)载人热气球飞行高度受限较为严重、固定翼飞机不能实现低速下的超低空空投，最慢速度亦须160km/h，才能在200米以下进行空投，不能低于100米。(3)载人热气球和固定翼飞机均不能携带危险的物品进行空投试验。

近年来，无人机的运用越来越广，采用无人机作为空投平台进行空投的方案也越来越多。例如专利文献CN106927046A中公开了一种用于无人机的空投***，其包括控制器和空投装置，空投装置包括舵机底座，在舵机底座上安装有舵机和连杆机构，舵机与控制器连接，连杆机构包括铰接的第一连杆和第二连杆，第二连杆的自由端与舵机的输出舵盘铰接，在舵机底座上还设置有轴线呈水平方向的贯通孔，第一连杆能够在贯通孔内水平移动，且第一连杆的自由端能够从贯通孔远离第一连杆的一端伸出。该方案的空投***通过舵机带动连杆机构运动来投放空投物，可以实现无人机简单快捷的空投。

但是，该技术方案中的无人机空投***通过舵盘与连杆机构的结合操作实现驱动，一方面其机械结构复杂，精度和可靠性不高，另外，这种空投***属于特定领域的应用，其搭载任务载荷的装置往往是由设计初期就确定，故其任务载荷的类型单一固定，无法适应现阶段多种不同任务类型的需求的场合，通用性较差强。因此，有必要针对现有技术中的缺点，设计一种操作简单，工作安全，且能够低空、低速进行空投的空投平台。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种无人机空投平台，其通过对无人机中空投驱动机构及脱离机构的优化设计与改进，一方面可以大大简化空投平台结构，其稳定性好和控制精度高，另一方面其通用性强，通过调整相应部件的位置部件即可适用于不同类型的空投任务。

为实现上述目的，按照本发明，提供一种无人机空投平台，其用于吊挂空投件并实现空投，其特征在于，该空投平台包括无人机、任务舱、脱离控制器、以及与脱离控制器连接的脱离机构，其中，

所述任务舱设置在无人机的舱体上，所述脱离控制器包括设置在任务舱内的动力机构和脱离操作机构，脱离控制器同时与无人机飞控***通信连接，用于根据接收的控制指令驱动动力源，进而驱动脱离控制器的脱离操作机构作动以对脱离机构上挂载的空投件进行空投；

所述脱离操作机构包括定滑轮、动滑轮、拉绳以及拔销，所述定滑轮固定设置，所述拉绳一端固定另一端依次穿过动滑轮、定滑轮后与动力机构的动力输出端连接，动力机构的动力输出端可带动拉绳移动，进而通过定滑轮后带动动滑轮移动，动滑轮下端通过一连接件与拔销连接，该拔销与脱离机构连接，动滑轮的移动可以带动拔销移动，进而实现与脱离机构的解锁。

作为本发明的进一步改进，所述脱离机构包括脱离机构本体，第一脱离环，第二脱离环、第三脱离环以及吊挂脱离绳，其中，

所述脱离机构本体为柔性材料制作而成，其包括第一本体和第二本体，所述第一本体一端固定于任务舱顶部，另一端端部通过第二脱离环吊挂，第一本体中部区域形成承载区，吊挂空投件的第三脱离环挂设在其上；所述第二本体一端固定，另一端通过第一脱离环吊挂，该第二本体中部区域也形成承载区，且吊挂第一本体端部的第二脱离环其吊挂在该第二本体的承载区；

第一脱离环上穿设有吊挂脱离绳，吊挂脱离绳一端固定，另一端穿过所述第一脱离环后与拔销可拆卸地连接，使得所述第一脱离环吊挂在该吊挂脱离绳上。

作为本发明的进一步改进，所述脱离机构本体为布带或软绳。

作为本发明的进一步改进，第一本体的另一端端部形成为弯折结构，所述第二脱离环吊挂在该弯折部，从而对该第一本体端部的吊挂，实现在第一本体中部区域形成承载区。

作为本发明的进一步改进，所述第二本体的另一端端部形成为弯折结构，所述第一脱离环吊挂在该弯折部，从而对该第二本体端部的吊挂，实现在第二本体中部区域形成承载区。

作为本发明的进一步改进，所述第二本体的固定端固定在所述第一本体上。

作为本发明的进一步改进，所述第一本体的固定端固定于任务舱上。

作为本发明的进一步改进，所述拔销与吊挂脱离绳的端部上的环串接并通过从该环中拔出而实现与脱离机构的解锁。

作为本发明的进一步改进，所述动力机构为推杆电机。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本发明的空投平台设置有优化的脱离机构，其通过两层脱离本体结构与三个脱离环的匹配配合，从而可以通过简单的拔销解锁操作即可实现脱离机构的可靠稳定高精度脱离，其相应速度快，脱离稳定性好；

(2)本发明的空投平台，设置有优化的脱离作动操作机构，其利用与任务舱固定的定滑轮以及匹配的动滑轮，并利用脱离绳索与两滑轮的匹配设计，从而可以通过简单的解锁操作实现对脱离解锁机构的驱动，从而可以保证稳定可靠的脱离解锁；

(3)本发明的一种无人机空投平台通过飞控***的配合，可以定坐标、定高度、定速度进行空投，适应各种尺寸、高度及速度下的稳定投放，起飞场地要求低，空投协调简单。

附图说明

图1是本发明一个实施例的无人机空投平台结构示意图；

图2是本发明一个实施例的无人机空投平台的任务舱结构示意图；

图3是本发明一个实施例的无人机空投平台的脱离机构结构示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：10-无人机 20-任务舱 30-脱离控制器 31-推杆电机32-脱离操作机构 321-定滑轮 322-动滑轮 323-拉绳324-拔销 40-脱离机构410-脱离机构本体 411-第一本体 412-第二本体 420-第一脱离环430-第二脱离环 440-第三脱离环 450-吊挂脱离绳50-空投件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

图1是本发明一个实施例的无人机空投平台结构示意图；图2是本发明一个实施例的无人机空投平台的任务舱结构示意图；图3是本发明一个实施例的无人机空投平台的脱离机构结构示意图。

参见图1、2和3，其中示出了本发明实施例的无人机空投平台和任务舱。如图1所示，本发明实施例的无人机空投平台，其包括无人机10、任务舱20、脱离控制器30、以及与脱离控制器30连接的脱离机构40。

任务舱20设置在无人机10的舱体上，优选是设置在无人机10的舱体内，用于作为空投平台的主体结构。

脱离控制器30包括设置在任务舱20内的动力源和脱离操作机构，动力源例如可以为电动机，优选是推杆电机，脱离控制器30同时与无人机飞控***通信连接，脱离控制器30用于根据接收的控制指令驱动动力源，进而驱动脱离控制器3的脱离操作机构作动以对脱离机构40上挂载的空投件进行空投。

如图2和3所示，在一个优选实施例中，脱离控制器3的动力机构为推杆电机31，其动力输出端与脱离操作机构32动力连接。一个优选实施例中，脱离操作机构32包括定滑轮321、动滑轮322、拉绳323以及拔销324。如图3所示，定滑轮321固定设置，优选是设置在任务舱20顶部，拉绳323一端固定，例如固定于任务舱20顶部，拉绳323另一端依次穿过动滑轮322、定滑轮321后与推杆电机31的动力输出端连接，即动滑轮322设置在拉绳323上并位于定滑轮与固定端之间。推杆电机31的动力输出端可带动拉绳移动，进而通过定滑轮321后带动动滑轮322移动。动滑轮322下端通过一连接件与拔销324连接，例如可以是通过绳索或者拉杆与拔销324连接，拔销324与脱离机构40连接，动滑轮322的移动可以带动拔销324移动，例如上下移动，进而实现与脱离机构40的解锁。

如图3所示，脱离机构40包括脱离机构本体410，第一脱离环420，第二脱离环430、第三脱离环440以及吊挂脱离绳450。具体地，脱离机构本体410为双层结构，其为柔性材料制作而成，整体呈柔性，例如可以为布带、软绳等。脱离机构本体410包括第一本体411和第二本体412，其中第一本体411一端固定于任务舱顶部，另一端端部通过第二脱离环430吊挂，例如形成弯折结构使得第二脱离环430吊挂在该弯折部。第一本体411中部区域形成承载区，第三脱离环440挂设在其上，即第一本体411另一端穿过该第三脱离环440后端部通过第二脱离环430吊挂，从而使得第三脱离环440吊挂。第三脱离环440下部设置有吊挂环，作为挂点，待空投试验件挂设在该吊挂环上。第二本体422与第二本体并行设置，优选一端固定于任务舱顶部或者固定于第一本体411上，类似地，其另一端通过第一脱离环430吊挂，例如也形成有弯折机构使得第一脱离环420吊挂在该弯折部实现对第二本体412的吊挂。相应地，第二本体412中部区域也形成承载区，且吊挂第一本体411端部的第二脱离环430其吊挂在该第二本体422的承载区，从而实现对第二脱离环430的承载。

第一脱离环420上穿设有吊挂脱离绳450，吊挂脱离绳450一端与脱离机构本体410或任务舱顶部固定连接，例如可以是固定在第一本体411上或者固定在第二本体422上。吊挂脱离绳450另一端穿过所述第一脱离环420后与拔销324可拆卸地连接，例如可以是拔销324与吊挂脱离绳450端部形成的环串接。以此方式，第一脱离环420吊挂在该吊挂脱离绳450上，并从而通过该吊挂脱离绳450承载该第一脱离环420。

在空投前，吊挂脱离绳450通过该环与拔销324锁紧，在空投时拔销324被驱动而移动，可从所述环中抽出，从而实现与吊挂脱离绳450的分离。当吊挂脱离绳450端部与拔销324的约束解除后，第一脱离环420会因重力而从吊挂脱离绳450中脱出，因为第一脱离环420作为第二本体412端部的支撑机构，这样第二本体412端部也会随同因失去支撑而下垂。同样地，第二本体412端部下垂会使得第二脱离环430失去支撑，而从第二本体412端部脱出。相应地，第二脱离环430的脱出会使得第一本体411的端部失去支撑，从而第一本体411端部下垂，相应地，挂载在第一本体411上的第三脱离环440从第一本体411中脱离，从而空投件随该第三脱离环440一起脱离，进而空投。

优选地，推杆电机31和脱离机构40位置可以根据空投件大小和重心位置来调整，其位置调整方式为通过改变推杆电机31和脱离机构40在任务舱上调整撑杆上的安装位置来实现，从而可以适应不同尺寸、高度或速度的空投件的空投。

优选实施例中，空投件的安装方式有两种，可以竖立式安装也可以横卧式安装。

无人机例如可以采用两点固定的方式安装在发射架上并起飞，操作无人机在一定速度下到达指定坐标点；空投时，操作手按下脱离控制开关，飞控***判断脱离条件之后发出脱离指令，控制器30在接收到飞控***发来的脱离信号之后，控制电机31推杆回缩，推杆电机31回缩拉动拉绳323，拉绳将拔销324从脱离机构40中拉出，使得空投件从脱离机构40中脱出，达到空投件从无人机中投放的目的。

本发明实施例中，优选飞控***可以在地面站上输入空投判断条件，空投脱离判断条件主要包括但不限于高度范围、风速范围、飞行姿态等等。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无人机空投平台，用于吊挂空投件并实现空投，其特征在于，该空投平台包括无人机(10)、任务舱(20)、脱离控制器(30)、以及与脱离控制器(30连接的脱离机构(40)，其中，

所述任务舱(20)设置在无人机(10)的舱体上，所述脱离控制器(30)包括设置在任务舱(20)内的动力机构(31)和脱离操作机构(32)，该脱离控制器(30)同时与无人机飞控***通信连接，用于接收飞控***发出的空投控制指令并相应驱动动力源(31)，进而操控所述脱离操作机构(32)作动以对脱离机构(40)上挂载的空投件(50)进行空投；

所述脱离操作机构(32)包括定滑轮(321)、动滑轮(322)、拉绳(323)以及拔销(324)，所述定滑轮(321)固定设置，所述拉绳(323)一端固定另一端依次穿过动滑轮(322)、定滑轮(321)后与动力机构(31)的动力输出端连接，动力机构(31)的动力输出端可带动拉绳(323)移动，进而通过定滑轮(321)后带动动滑轮(322)移动，所述动滑轮(322)下端通过一连接件与拔销(324)连接，该拔销(324)与脱离机构(40)连接，动滑轮(322)的移动可以带动拔销(324)移动，进而实现与脱离机构(40)的解锁。

2.根据权利要求1所述的无人机空投平台，其中，所述脱离机构40包括脱离机构本体(410)，第一脱离环(420)，第二脱离环(430)、第三脱离环(440)以及吊挂脱离绳(450)，其中，

所述脱离机构本体(410)为柔性材料制作而成，其包括第一本体(411)和第二本体(422)，所述第一本体(411)一端固定于任务舱顶部，另一端端部通过第二脱离环(430)吊挂，第一本体(411)中部区域形成承载区，吊挂空投件的第三脱离环(440)挂设在其上；所述第二本体(422)一端固定，另一端通过第一脱离环(230)吊挂，该第二本体(412)中部区域也形成承载区，且吊挂第一本体(411)端部的第二脱离环(430)其吊挂在该第二本体422)的承载区；

第一脱离环(420)上穿设有吊挂脱离绳(450)，吊挂脱离绳(450)一端固定，另一端穿过所述第一脱离环(420)后与拔销(324)可拆卸地连接，使得所述第一脱离环(420)吊挂在该吊挂脱离绳(450)上。

3.根据权利要求2所述的根据权利要求1所述的无人机空投平台，其中，其中，所述脱离机构本体(410)为布带或软绳。

4.根据权利要求2或3所述的根据权利要求1所述的无人机空投平台，其中，第一本体(411)的另一端端部形成为弯折结构，所述第二脱离环(430)吊挂在该弯折部，从而对该第一本体端部的吊挂，实现在第一本体(411)中部区域形成承载区。

5.根据权利要求4所述的根据权利要求1所述的无人机空投平台，其中，所述第二本体(412)的另一端端部形成为弯折结构，所述第一脱离环(420)吊挂在该弯折部，从而对该第二本体(412)端部的吊挂，实现在第二本体(412)中部区域形成承载区。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的根据权利要求1所述的无人机空投平台，其中，所述第二本体(412)的固定端固定在所述第一本体(411)上。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的根据权利要求1所述的无人机空投平台，其中，所述第一本体(411)的固定端固定于任务舱(20)上。

8.根据权利要求2-7中任一项所述的根据权利要求1所述的无人机空投平台，其中，所述拔销(324)与吊挂脱离绳(450)的端部上的环串接并通过从该环中拔出而实现与脱离机构(40)的解锁。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的根据权利要求1所述的无人机空投平台，其中，所述动力机构(31)为推杆电机。