CN108528746B - 一种被动式锥形辅助导引卡固机构 - Google Patents

Abstract

一种被动式锥形辅助导引卡固机构，它涉及无人机回收领域，它包括肋板、环形连接绳、复位弹性组件、座环和底座；座环安装在底座上，座环上沿周向布置有多个肋板，肋板一端安装在座环上且能相对座环转动，肋板的一端还安装有复位弹性组件，肋板的另一端穿在环形连接绳上，多个肋板围成一个锥形结构，底座上加工有能使回收设备通过的通孔，本发明具有回收场地较小，对无人机的要求较低，可满足不同环境使用的优点。

Description

一种被动式锥形辅助导引卡固机构

技术领域

本发明涉及无人机回收领域，具体涉及一种在回收过程中对于可变形无人机可靠抓取和发射的被动式锥形辅助导引卡固机构。

背景技术

无人机依靠其人员伤亡率低、持续作战能力久、复杂环境适应性强等诸多优势，越来越获得到人们青睐。尤其是无人机集群化，更是未来军事发展趋势之一。但无人机快速发射和高效回收一直是无人机集群化发展的瓶颈之一。

目前普遍应用的无人机回收技术主要分为撞网回收方式、伞降回收方式以及机翼撞线回收方式等。其中，撞网回收方式问题在于，在回收过程中无人机螺旋桨容易被回收网缠住，对带螺旋桨的无人机造成不可逆损失；伞降回收方式受天气因素影响，回收所需场地大，无法做到定点回收，尤其是在海上；机翼撞线回收方式要求翼尖钩与回收绳完成精准对接，这对对接精度控制要求很高，且需要较高的机翼强度，不适宜高速无人机回收。

综上所述，现有无人机回收方式为有损回收，对无人机的要求较高，无法满足不同无人机回收需求，适应性较差。

发明内容

本发明是为克服现有技术的不足，提出一种回收场地较小，对无人机的要求较低，可满足不同环境下的无人机无损回收的被动式锥形辅助导引卡固机构。

本发明采取的技术方案是：

一种被动式锥形辅助导引卡固机构，它包括肋板、环形连接绳、复位弹性组件、座环和底座；座环安装在底座上，座环上沿周向布置有多个肋板，肋板的一端安装在座环上且能相对座环转动，肋板的一端还安装有复位弹性组件，肋板的另一端穿在环形连接绳上，多个肋板围成一个锥形结构，底座上加工有能使回收设备通过的通孔；肋板收拢状态下，复位弹性组件卡固回收设备，肋板展开状态下，复位弹性组件释放回收设备。

进一步地，座环包括两个环和多个限位块，两个环上下并排设置并通过多个限位块相连，多个限位块间隔设置并布置在底座上。

进一步地，底座包括定位座和与该定位座连为一体的圆形连接板；圆形连接板的中部加工有通孔，定位座主要由内弧形板和固接在内弧形板外侧面的外弧形板组成，外弧形板的上端低于内弧形板上端，圆形连接板的外缘与内弧形板的内弧面底端固接，座环套在内弧形板的外侧面，限位块抵在外弧形板的上端。

进一步地，多个限位块分成N组，每组限位块与定位座一一对应设置，同一组限位块中相邻两个限位块的间隔区内布置一个复位弹性组件，复位弹性组件包含两端带有定位块的销杆和布置在销杆内的弹簧，肋板的一端套在上部的环上，销杆穿设在内弧形板上通孔内，内弧形板布置在所述弹和其中一个限位块之间，其中一个限位块与肋板的一端连接。

进一步地，肋板的一端加工有一个能嵌入所述一个定位块的插槽，肋板的另一端延伸有弯曲部，弯曲部和插槽在肋板的同一侧设置。

进一步地，多个肋板上还铺设有柔性薄膜。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

一、本发明能够实现回收设备如无人机无损回收，所需回收场地较小，回收精度高，设备占据空间小，回收效率高。与现有的撞网回收方案相比，本发明规避了无人机螺旋桨被回收网缠绕、无人机设备被损坏的风险，且受天气等不稳定性因素影响小。与机翼钩撞线回收方案，本发明降低了对接精度控制难度，对无人机机翼材料强度要求低。

二、本发明集回收及发射功能于一体，极大地节省了空间位置，更适用于舰载机等有限空间环境。

三、本发明在回收过程中会利用复位弹性组件的卡固结构两次锁死无人机，避免无人机在回收过程中意外脱落，导致回收失败。

附图说明

图1为本发明的一种被动式锥形辅助导引卡固机构的示意图；

图2为底座和座环相互布置关系示意图；

图3为底座的结构示意图；

图4为座环的结构示意图；

图5为复位弹性组件的结构示意图；

图6为肋板结构示意图；

图7为一种无人机的底部锥形适配器在被动式锥形辅助导引卡固机构带动下被锁紧的示意图；

图8为图7的K处放大图；

图9为回收筒与本发明被动式锥形辅助导引卡固机构相对布置示意图；

图10为回收无人机时锥形辅助导引机构肋板完全张开状态图；

图11为回收无人机时锥形辅助导引机构肋板待闭合状态图；

图12为回收无人机时锥形辅助导引机构肋板完全闭合状态图。

图中所示标号：肋板1，插槽1-0，弯曲部1-1，环形连接绳2，柔性薄膜3，复位弹性组件4，定位块4-0，销杆4-1，弹簧4-2，座环5，环5-1，限位块5-2，底座6，圆形连接板6-2，内弧形板6-1-1，外弧形板6-1-2，回收筒7，无人机8。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参见图1说明，一种被动式锥形辅助导引卡固机构，它包括肋板1、环形连接绳2、复位弹性组件4、座环5和底座6；

座环5安装在底座6上，座环5上沿周向布置有多个肋板1，肋板1的一端安装在座环5上且能相对座环5转动，肋板1的一端还安装有复位弹性组件4，肋板1的另一端穿在环形连接绳2上，多个肋板1围成一个锥形结构，底座6上加工有能使回收设备通过的通孔；肋板收拢状态下，复位弹性组件4卡固回收设备，肋板展开状态下，复位弹性组件4释放回收设备。

底座6用于固定整个被动式锥形辅助导引卡固机构，与升降平台固连。回收设备适用于无人机和舰载机。环形连接绳2用于连接各个肋板1，同时限制肋板1展开角度，可根据连接绳的长度设计肋板展开角度。座环5用于连接各个肋板1，使各个肋板1可以在座环5处进行展开和闭合动作。

肋板是整个被动式锥形辅助导引卡固机构展开和闭合的执行机构，在回收过程中，在回收筒的限制下，逐渐闭合；在释放过程中，在复位弹性组件的作用下，逐渐展开。多个肋板配合形成锥形结构，在闭合状态时，结构***包络半径小于513mm，结构***包络半径小于回收筒内部直径，可以收放到回收筒中；在展开状态时，使锥形结构展开面积大幅增加，大幅度提高回收面积，从而降低对无人机控制的精度要求。肋板1的数量为12个。

参见图4说明，为了保证工作稳定可靠，座环5包括两个环5-1和多个限位块5-2，两个环5-1上下并排设置并通过多个限位块5-2相连，多个限位块5-2间隔设置并布置在底座6上。座环5用于连接各个肋板1，使各个肋板1可以在座环5处进行展开和闭合动作。限位块5-2的数量为24个。

参见图3说明，作为一种优选的方案，底座6包括定位座和与该定位座6-1连为一体的圆形连接板6-2；圆形连接板6-2的中部加工有通孔，定位座主要由内弧形板6-1-1和固接在内弧形板外侧面的外弧形板6-1-2组成，外弧形板6-1-2的上端低于内弧形板6-1-1上端，圆形连接板6-2的外缘与内弧形板6-1-1的内弧面底端固接，座环5套在内弧形板6-1-1的外侧面，限位块5-2抵在外弧形板6-1-2的上端。

底座有两个主要功能，一是给被动式锥形辅助导引卡固机构提供安装支撑；另一个重要功能是通过底座4上的通孔与无人机端部锥形适配器进行配合，从而实现对无人机的限位作用。底座结构形状复杂，又是整个被动式锥形辅助导引卡固机构的基础支座，要承受无人机和整个装置的全部载荷。

参见图2-图5所示，上述方案的进一步限定，多个限位块5-2分成N组，N＝4，每组限位块与定位座一一对应设置，同一组限位块中相邻两个限位块的间隔区内布置一个复位弹性组件4，复位弹性组件4包含两端带有定位块4-0的销杆4-1和布置在销杆4-1内的弹簧4-2，肋板1的一端套在上部的环5-1上，销杆4-1穿设在内弧形板6-1-1上的孔内，内弧形板6-1-1布置在所述弹簧4-2和其中一个定位块4-0之间，其中一个限位块4-0与肋板1的一端连接。

在每个肋板1与座环5处安装一个复位弹性组件4，在回收过程中，由于受到回收筒7的半径限制，被动式锥形辅助导引卡固机构的肋板锥形结构逐渐闭合，弹簧4-2被压缩，另一个限位块插接在回收设备无人机的限位凹槽内，所述一个限位块4-0为方形块，所述另一个限位块4-0为半球形限位块，球面插在限位凹槽内，锁死无人机；在释放过程中，由于弹簧4-2的作用，肋板锥形结构逐渐展开，锁死打开，释放无人机。

参见图1和图6所示，肋板1的一端加工有一个能嵌入所述一个定位块4-0的插槽1-0，肋板1的另一端延伸有弯曲部1-1，弯曲部1-1和插槽1-0在肋板1的同一侧设置。

从实际出发，环形连接绳2为PA66柔性连接绳。抗冲击性和强度高。

参见图9所示，在回收筒7的四个方向上分别安置了齿形同步带，与被动式锥形辅助导引卡固机构的肋板1形成干涉，在与齿形同步带相对应的方向上，去掉四个肋板1，从而避免回收设备无人机在回收过程中卡在肋板1之间，使回收过程更加顺利。为此设计了类似于折叠伞式的柔性薄膜3。优选地，采用玻璃钢薄膜。

例如，一种被动式锥形辅助导引卡固机构的二维示意图如图7和图8所示。被动式锥形辅助导引卡固机构最大展开角度β为37°，锥形辅助导引机构可用于回收的最大张口范围L为1040mm，在完全张开状态下可以有效增加无人机的回收范围，从而降低对无人机回收***定位精度的要求；肋板1转动半径R为870mm；被动式锥形辅助导引卡固机构闭合状态时外包络半径与回收筒壁的内径尺寸相配，既能起到对肋板1的约束作用，又不会发生干涉；被动式锥形辅助导引卡固机构闭合状态时轴向距离H为898mm，该尺寸大于无人机的重心高度，被动式锥形辅助导引卡固机构收拢状态下，可以确保无人机的重心稳定；底座外包络半径464mm，该尺寸小于回收筒壁内径。

工作过程

参见图10-图12说明，开始回收无人机时，在弹簧的撑压作用下，被动式锥形辅助导引卡固机构呈完全张开状态如图10所示，当无人机底部锥形适配器落入锥形辅助导引机构的可用于回收的最大张口范围内后，在被动式锥形辅助导引卡固机构的导引作用下，无人机就可以顺利的滑入到底座上与无人机锥形适配器相配的锥面内，状态如图11所示，从而通过锥形适配器将无人机限位并楔紧。而后在齿形同步带的带动下，被动式锥形辅助导引卡固机构向下运动，并在回收筒的筒壁约束作用下通过肋板按压弹簧，使得被动式锥形辅助导引卡固机构的肋板收拢至闭合状态如图12所示，并顺利收至回收筒中；而在反向的发射过程中，当锥形辅助导引机构上升至肋板伸出回收筒后，在弹簧的撑压作用下被动式锥形辅助导引卡固机构随着底座上升的过程不断张开，直至最大张开状态。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (7)

1.一种被动式锥形辅助导引卡固机构，其特征在于：它包括肋板(1)、环形连接绳(2)、复位弹性组件(4)、座环(5)和底座(6)；

座环(5)安装在底座(6)上，座环(5)上沿周向布置有多个肋板(1)，肋板(1)的一端安装在座环(5)上且能相对座环(5)转动，肋板(1)的一端还安装有复位弹性组件(4)，肋板(1)的另一端穿在环形连接绳(2)上，多个肋板(1)围成一个锥形结构，底座(6)上加工有能使回收设备通过的通孔；肋板收拢状态下，复位弹性组件(4)卡固回收设备，肋板展开状态下，复位弹性组件(4)释放回收设备；

座环(5)包括两个环(5-1)和多个限位块(5-2)，两个环(5-1)上下并排设置并通过多个限位块(5-2)相连，多个限位块(5-2)间隔设置并布置在底座(6)上。

2.根据权利要求1所述一种被动式锥形辅助导引卡固机构，其特征在于：底座(6)包括定位座和与该定位座连为一体的圆形连接板(6-2)；

圆形连接板(6-2)的中部加工有通孔，定位座主要由内弧形板(6-1-1)和固接在内弧形板外侧面的外弧形板(6-1-2)组成，外弧形板(6-1-2)的上端低于内弧形板(6-1-1)上端，圆形连接板(6-2)的外缘与内弧形板(6-1-1)的内弧面底端固接，座环(5)套在内弧形板(6-1-1)的外侧面，限位块(5-2)抵在外弧形板(6-1-2)的上端。

3.根据权利要求2所述一种被动式锥形辅助导引卡固机构，其特征在于：多个限位块(5-2)分成N组，每组限位块与定位座一一对应设置，同一组限位块中相邻两个限位块(5-2)的间隔区内布置一个复位弹性组件(4)，复位弹性组件(4)包含两端带有定位块(4-0)的销杆(4-1)和布置在销杆(4-1)内的弹簧(4-2)，肋板(1)的一端套在上部的环(5-1)上，销杆(4-1)穿设在内弧形板(6-1-1)上的孔内，内弧形板(6-1-1)布置在所述弹簧(4-2)和其中一个定位块(4-0)之间，其中一个限位块(5-2)与肋板(1)的一端连接。

4.根据权利要求3所述一种被动式锥形辅助导引卡固机构，其特征在于：肋板(1)的一端加工有一个能嵌入所述一个定位块(4-0)的插槽(1-0)，肋板(1)的另一端延伸有弯曲部(1-1)，弯曲部(1-1)和插槽(1-0)在肋板(1)的同一侧设置。

5.根据权利要求1、2、3或4所述一种被动式锥形辅助导引卡固机构，其特征在于：环形连接绳(2)为PA66柔性连接绳。

6.根据权利要求5所述一种被动式锥形辅助导引卡固机构，其特征在于：所述一种被动式锥形辅助导引卡固机构还包括柔性薄膜(3)，多个肋板(1)上还铺设有柔性薄膜(3)。

7.根据权利要求6所述一种被动式锥形辅助导引卡固机构，其特征在于：柔性薄膜(3)为玻璃钢薄膜。

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