CN112046751B - 一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台 - Google Patents

一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台，该平台用于测试弹的投放，包括空中设备和地面控制***。空中设备包括电源***、航向及定位***、飞行控制***、动力***、载荷/投放***和机架。其中，航向及定位***包括罗盘和GPS；飞行控制***包括无线链路和自动驾驶仪；动力***包括动力电池组、驱动器、动力盒、电机和螺旋桨；载荷/投放***包括载荷/投放装置和遥控设备；机架包括封装壳体、M个机臂、一对脚架和若干固定座。将测试固定于载荷/投放装置。投放测试弹时，启动飞行控制***，待空中设备运动到合适的方位，地面控制***给出信号，载荷/投放装置完成规定动作，释放测试弹，完成测试弹的投放任务。

Description

一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台
技术领域
本发明属于测试弹投放领域，具体涉及一种多旋翼无人机的测试弹投放平台。
背景技术
对于末端敏感弹药（末敏弹），载体将母弹投射后，子弹从母弹体脱落并进行旋转扫描。在测试阶段为了测试子弹性能，通常需要进行高塔实验：将子弹投放于高塔，对其性能进行测试。但这种测试对实验环境要求较高，有很大的局限性。随着科技的发展和城市化的增强，无人机在灭火弹投放上的应用越来越广泛，但由于灭火弹与末敏子弹的外形以及性质上的差异，不能将其直接作为测试弹投放平台。
为了提高灭火效率，大多数载灭火弹的无人机需同时携带多个灭火弹。中国专利201810834037.2公开了《无人机投弹装置》，使用时提前将灭火弹放入投弹舱，关闭活动底盖。投弹时，开盖机构解除对活动底盖的限制，灭火弹投出。该发明中舱室内壁虽然限制了灭火弹的移动，但并未将其固定，不能直接应用于测试弹的投放。
中国专利201420509053.1公开了《一种无人机空中灭火弹投放器》，该发明可将灭火弹的圈型尾翼固定于弹体挂载部件的两个L型挂钩。投放时，弹体发射器拉动L型挂钩达到投放的目的。此固定方式只适用于有圈型尾翼的弹，不适用于大多数测试弹的投放。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台，用于为末敏子弹或其他有类似测试需求的弹药提供简易的测试平台。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台，包括空中设备和地面控制***，地面控制***发射信号控制空中设备的运动以及测试弹的投放。所述空中设备包括电源***、航向及定位***、飞行控制***、动力***、载荷/投放***和机架。其中，航向及定位***包括罗盘和GPS；飞行控制***包括无线链路和自动驾驶仪；动力***包括动力电池组、驱动器、动力盒、电机和螺旋桨；载荷/投放***包括载荷/投放装置和遥控设备；机架包括封装壳体、M个机臂、一对脚架和若干固定座。
地面控制***包括控制计算机、无线链路和电源。
电源***分别与航向及定位***、飞行控制***、以及载荷/投放***中的遥控设备连接。航向及定位***与飞行控制***中的自动驾驶仪连接。飞行控制***中的自动驾驶仪与动力***中的驱动器连接。飞行控制***中的无线链路与地面控制***中的无线链路无线连接。地面控制***中的控制计算机与载荷/投放***中的遥控设备为无线连接。地面控制***中的电源分别与控制计算机和无线链路连接。
电源***用于给空中设备供电，航向及定位***用于确定空中设备的位置及方位，通过罗盘确定航向，通过GPS确定位置，并将信息传递给飞行控制***。飞行控制***中的自动驾驶仪根据航向及定位***发出的数据，对动力***中的驱动器进行控制，从而控制空中设备的航向。地面控制***通过无线链路与飞行控制***进行信息交互。载荷/投放***通过遥控设备接受地面控制***传递的信号，来控制舵机的转动，从而适时释放测试弹。
本发明与现有技术相比，其显著优点在于：
（1）用多旋翼无人机投放测试弹，降低了实验环境的要求，易于进行测试实验，适用性强。
（2）用插销固定测试弹，使测试弹相对于圆筒固定不动。
（3）由于插销可以通过舵机进行伸缩，该投放***可适用于直径为一定范围的测试弹。
附图说明
图1为本发明一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台的结构示意图；
图2为图1中的A向视图；
图3为本发明一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台的载荷/投放***投放前的状态示意图；
图4为本发明一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台的载荷/投放***投放后的状态示意图；
图5为本发明一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台的***连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
结合图1至图5，一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台，包括空中设备和地面控制***9，地面控制***9发射信号控制空中设备的运动以及测试弹的投放。所述空中设备包括电源***、航向及定位***、飞行控制***、动力***、载荷/投放***和机架。其中，航向及定位***包括罗盘和GPS8；飞行控制***包括无线链路和自动驾驶仪；动力***包括动力电池组、驱动器、动力盒6、电机7和螺旋桨；载荷/投放***包括载荷/投放装置2和遥控设备；机架包括封装壳体1、M个机臂5、一对脚架4和若干固定座3，M≥3。
地面控制***9包括控制计算机、无线链路和电源。
电源***、飞行控制***、航向及定位***的罗盘、载荷/投放***的遥控设备均封装于机架的封装壳体1内。航向及定位***的GPS8固定于封装壳体1顶面。M个机臂5沿封装壳体1的外壁侧均匀对称分布，且机臂5的一端通过固定座3固定于封装壳体1的外侧壁，机臂5的另一端与动力***的动力盒6固连。所述机臂5与封装壳体1共面。
动力***中的动力电池组与驱动器封装于动力盒6中，动力电池组、电机7分别与驱动器电连接，动力电池组用于给驱动器供电，驱动器用于驱动电机7，电机7固定在动力盒6的顶面，用于给螺旋桨提供动力，电机7的输出轴竖直向上，螺旋桨与电机7的输出轴相连。
载荷/投放装置2位于封装壳体1底面，载荷/投放装置2包括包括圆筒21、N个舵机22、P块舵机组件，N=3或4， P=N，每个舵机22匹配一个舵机组件，所述舵机组件包括固定板23、舵机摇臂24、插销25和导轨块26，圆筒21顶面通过法兰盘27固连于封装壳体1底面。P个舵机固定板23均匀且对称固定在圆筒21外侧壁。每块固定板23中嵌入一个舵机22，并通过螺钉固定。舵机摇臂24位于舵机固定板23底面，与舵机22的输出轴相连，舵机摇臂24上开有滑槽。导轨块26位于固定板23的底部，且固定于圆筒21的外侧壁上，导轨块26上沿其水平中轴线方向开有一个轨道孔贯穿圆筒21，用于延长插销25的轨道，确保运动的平直与稳定。插销25的主体穿过导轨块26和圆筒21上的轨道孔，另一端嵌入舵机摇臂24的滑槽中，沿滑槽滑动，测试弹填充在圆筒21内，P个插销25位于测试弹底部，相互配合，对测试弹起到固定与释放的作用。
一对脚架4通过固定座3对称固定于封装壳体1底面，且位于圆筒21两侧，起到支撑及下落减震的作用。
电源***分别与航向及定位***、飞行控制***、以及载荷/投放***中的遥控设备连接。航向及定位***与飞行控制***中的自动驾驶仪连接。飞行控制***中的自动驾驶仪与动力***中的驱动器连接。飞行控制***中的无线链路与地面控制***9中的无线链路无线连接。地面控制***9中的控制计算机与载荷/投放***中的遥控设备为无线连接。地面控制***9中的电源分别与控制计算机和无线链路连接。
电源***用于给空中设备供电，航向及定位***用于确定空中设备的位置及方位，通过罗盘确定航向，通过GPS8确定位置，并将信息传递给飞行控制***。飞行控制***中的自动驾驶仪根据航向及定位***发出的数据，对动力***中的驱动器进行控制，从而控制空中设备的航向。地面控制***9通过无线链路与飞行控制***进行信息交互。载荷/投放***通过遥控设备接受地面控制***9传递的信号，来控制舵机22的转动，从而适时释放测试弹。
将测试弹置于圆筒21中，舵机22提供动力使插销25锁紧，将测试弹固定。投放测试弹时，启动飞行控制***，待空中设备运动到合适的方位，地面控制***9给出信号，舵机22转动，插销25同时向圆周外方向运动，释放测试弹，完成测试弹的投放任务。

Claims (4)

1.一种基于多旋翼无人机的测试弹投放平台，其特征在于：包括空中设备和地面控制***（9），地面控制***（9）发射信号控制空中设备的运动以及测试弹的投放；
所述空中设备包括电源***、航向及定位***、飞行控制***、动力***、载荷/投放***和机架；机架作为飞行搭载设备，用于搭载电源***、航向及定位***、飞行控制***、动力***、载荷/投放***；
所述航向及定位***包括罗盘和GPS（8）；
飞行控制***包括无线链路和自动驾驶仪；
动力***包括动力电池组、驱动器、动力盒（6）、电机（7）和螺旋桨；
载荷/投放***包括载荷/投放装置（2）和遥控设备；
地面控制***（9）包括控制计算机、无线链路和电源；
电源***分别与航向及定位***、飞行控制***、以及载荷/投放***中的遥控设备连接，航向及定位***与飞行控制***中的自动驾驶仪连接，飞行控制***中的自动驾驶仪与动力***中的驱动器连接飞行控制***中的无线链路与地面控制***（9）中的无线链路无线连接，地面控制***（9）中的控制计算机与载荷/投放***中的遥控设备为无线连接；地面控制***（9）中的电源分别与控制计算机和无线链路连接；
电源***用于给空中设备供电，航向及定位***用于确定空中设备的位置及方位，通过罗盘确定航向，通过GPS（8）确定位置，并将信息传递给飞行控制***；飞行控制***中的自动驾驶仪根据航向及定位***发出的数据，对动力***中的驱动器进行控制，从而控制空中设备的航向；地面控制***（9）通过无线链路与飞行控制***进行信息交互；载荷/投放***通过遥控设备接受地面控制***（9）传递的信号，来控制载荷/投放装置的转动，从而适时释放测试弹；
所述载荷/投放装置（2）位于封装壳体（1）底面，载荷/投放装置（2）包括圆筒（21）、N个舵机（22）、P块舵机组件，N=3或4， P=N，每个舵机（22）匹配一个舵机组件，所述舵机组件包括固定板（23）、舵机摇臂（24）、插销（25）和导轨块（26），圆筒（21）顶面固连于封装壳体（1）底面；P个舵机固定板（23）均匀且对称固定在圆筒（21）外侧壁，每块固定板（23）中嵌入一个舵机（22）；舵机摇臂（24）位于舵机固定板（23）底面，与舵机（22）的输出轴相连，舵机摇臂（24）上开有滑槽；导轨块（26）位于固定板（23）的底部，且固定于圆筒（21）的外侧壁上，导轨块（26）上沿其水平中轴线方向开有一个轨道孔贯穿圆筒（21），用于延长插销（25）的轨道，确保运动的平直与稳定；插销（25）的主体穿过导轨块（26）和圆筒（21）上的轨道孔，另一端嵌入舵机摇臂（24）的滑槽中，沿滑槽滑动，测试弹填充在圆筒（21）内，P个插销（25）位于测试弹底部，相互配合，对测试弹起到固定与释放的作用。
2.根据权利要求1所述的基于多旋翼无人机的测试弹投放平台，其特征在于：所述机架包括封装壳体（1）、M个机臂（5）、一对脚架（4）和若干固定座（3），M≥3，电源***、飞行控制***、航向及定位***的罗盘、载荷/投放***的遥控设备均封装于机架的封装壳体（1）内；航向及定位***的GPS（8）固定于封装壳体（1）顶面；M个机臂（5）沿封装壳体（1）的外壁侧均匀对称分布，且机臂（5）的一端通过固定座（3）固定于封装壳体（1）的外侧壁，机臂（5）的另一端与动力***的动力盒（6）固连，一对脚架（4）通过固定座（3）对称固定于封装壳体（1）底面，起到支撑及下落减震的作用。
3.根据权利要求2所述的基于多旋翼无人机的测试弹投放平台，其特征在于：所述机臂（5）与封装壳体（1）共面。
4.根据权利要求1所述的基于多旋翼无人机的测试弹投放平台，其特征在于：动力***中的动力电池组与驱动器封装于动力盒（6）中，动力电池组、电机（7）分别与驱动器电连接，动力电池组用于给驱动器供电，驱动器用于驱动电机（7），电机（7）固定在动力盒（6）的顶面，用于给螺旋桨提供动力，电机（7）的输出轴竖直向上，螺旋桨与电机（7）的输出轴相连。
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