[發明專利]可空中實時重構的涵道飛行器、對接分離方法及系統

在審

• 申請號: 201810118279.1
• 申請日: 2018-02-06
• 公開（公告）號: CN109334968A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 徐彬;張一博;樊偉;馬罡;蘇圣
• 申請（專利權）人: 酷黑科技（北京）有限公司
• 主分類號: B64C27/20
• 分類號: B64C27/20;B64C37/00
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 劉元霞

本發明提供了一種可空中實時重構的涵道飛行器、對接分離方法及系統。其中，涵道飛行器包括：第一涵道飛行器、第二涵道飛行器和重構控制器。第一涵道飛行器設置有第一連接機構，第二涵道飛行器設置有第二連接機構；重構控制器用于在第一涵道飛行器和第二涵道飛行器處于飛行狀態時控制第一連接機構和第二連接機構相對接或分離。本發明使兩架獨立的涵道飛行器具有在空中飛行工況下重構為一體模式進行協同作業的能力。此外，重構控制器也可以實時控制處于飛行狀態的已對接的第一涵道飛行器和第二涵道飛行器分離成兩架獨立的涵道飛行器。

技術領域

本發明涉及飛行器技術領域，具體而言，涉及一種可空中實時重構的涵道飛行器、對接分離方法及系統。

背景技術

在高度復雜的城市環境、山區環境下，無人飛行器作為偵測設備和作業設備的機載平臺，往往強調的是低空、低速穩定飛行的性能。相較于傳統的開放式旋翼飛行器，涵道式飛行器可以垂直起降和懸停，且起飛空間與安全飛行空間需求小，特別適用于城市樓群、災后廢墟、狹窄小巷等各類復雜環境中的飛行作業；涵道的增升效應在低空、低速飛行時效果顯著，使得涵道式飛行器在相同槳盤直徑與相同升力下所需功率更小，具有長時間懸停監控目標和定點作業的能力；由于涵道的環擴作用，涵道式飛行器飛行安全邊際顯著減小，可以抵近建筑物甚至貼壁飛行，適用于完成環境交互式作業任務；此外，涵道式飛行器具有更低的噪音，從而具有更好的隱蔽性。

目前已有的可垂直起降無人機平臺包括直升機式、多旋翼式、涵道式等，無論采用哪種結構形式，其結構均為單體式。為了滿足復雜環境下的機動性，無人機平臺往往需要具備較小的結構尺寸，然而這必然帶來系統載荷能力的大幅降低，限制其實用性；為了具備更強的作業能力，無人機平臺又必須具備更大的結構尺寸，導致其無法在復雜環境下使用。另一方面，單體式飛行器的載荷布置受整機重心約束限制性強，無法滿足某些特殊環境下的作業要求。目前，一種較為常規的多體式飛行器拼接思路是地面拼接式，即在地面組合成環形或矩形的飛行平臺后，再升空完成作業任務，這種方法的弊端在于必須在地面完成對接與分離，一方面，地面操作效率低下，且必須人為參與；另一方面，對接后的飛行器在空中不再具備良好的通過性。

發明內容

本發明提出了一種可空中實時重構的涵道飛行器、對接分離方法及系統，克服了傳統飛行器領域機動性與載荷能力的矛盾，旨在解決目前的可組合式飛行器必須返回地面對接分離而帶來的作業效率低下以及適用環境有限的問題。

一個方面，本發明提出了一種可空中實時重構的涵道飛行器，該涵道飛行器包括：第一涵道飛行器、第二涵道飛行器和重構控制器；其中，所述第一涵道飛行器設置有第一連接機構，所述第二涵道飛行器設置有第二連接機構，所述第二連接機構用于與所述第一連接機構相連接；重構控制器，用于在所述第一涵道飛行器和所述第二涵道飛行器處于飛行狀態時控制所述第一連接機構和所述第二連接機構相對接或分離。

進一步地，上述涵道飛行器還包括：第一檢測機構，設置于所述第一涵道飛行器，用于檢測所述第一涵道飛行器的第一預設參數；第二檢測機構，設置于所述第二涵道飛行器，用于檢測所述第二涵道飛行器的第二預設參數；所述重構控制器與所述第一檢測機構和所述第二檢測機構相連接，用于接收所述第一預設參數和所述第二預設參數，并在所述第一預設參數和所述第二預設參數滿足預設條件時控制所述第一連接機構和所述第二連接機構相對接或分離。

進一步地，上述涵道飛行器中，所述第一連接機構內設置有第一通信連接體；所述第二連接機構內設置有第二通信連接體；所述第一通信連接體和所述第二通信連接體在所述第一連接機構和所述第二連接相連接時導通，以使所述第一涵道飛行器和所述第二涵道飛行器實現能源共享和信號數據的傳輸。

進一步地，上述涵道飛行器，所述第一連接機構為連接軸，所述第二連接機構為連接孔，所述連接軸與所述連接孔相插接并通過鎖死機構鎖死；或者，所述第一連接機構為連接孔，所述第二連接機構為連接軸，所述連接軸與所述連接孔相插接并通過鎖死機構鎖死。