[發明專利]一種人工影響天氣催化作業裝置及其控制系統和控制方法

有效

• 申請號: 202010695541.6
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111727791B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 王天寶;鄭郁正;楊雄;文斌;趙斌;魏華;陳昌明;韋巍;賀南;袁正國;姜小云;康健;徐寅凱;林英豪;李健
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學;四川萬智沃達科技有限公司
• 主分類號: A01G15/00
• 分類號: A01G15/00
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 李林合;何凡

1.一種人工影響天氣催化作業裝置的控制系統，其特征在于，包括人工影響天氣催化作業裝置，安裝在發射架上的發射控制器，以及指揮中心；

所述人工影響天氣催化作業裝置包括在箭體內依次設置的降落傘倉、儀表倉、控制倉、電池倉、旋翼倉、催化劑播撒倉和發動機倉，及設置在箭體尾部的尾翼；所述降落傘倉用于在緊急情況下打開降落傘以將作業裝置安全降落到地面；所述儀表倉用于利用檢測儀器探測作業數據；所述控制倉用于控制作業裝置運行，并根據探測的作業數據控制催化劑播撒；所述電池倉用于為作業裝置中的電路供電；所述旋翼倉用于利用可展開的多個旋翼進行作業裝置的飛行運動；所述催化劑播撒倉用于填放催化劑并進行播撒；所述發動機倉內置有發動機點火控制器、火箭發動機和推進劑藥柱，用于將作業裝置發射到指定作業云層高度；所述尾翼用于保持作業裝置在飛行時保持穩定狀態并在降落時支撐整個作業裝置；

所述人工影響天氣催化作業裝置用于在加電后進行自檢，并在自檢完成后與發射控制器連接；在發射過程中探測溫度、高度和速度數據，并廣播其經緯度、高度和速度信息；在推進劑藥柱燃燒完后控制旋翼打開，并飛行至進行催化作業的云層中播撒催化劑；在播撒完成后下降至設定高度飛行至發射地降落；

所述發射控制器用于獲取發動機點火控制器的唯一編碼和作業裝置的唯一編碼，將上述兩個編碼和作業裝置的經緯度位置數據發送至指揮中心進行編碼校驗和空域申請，完成后從指揮中心獲取發射密碼并發送給發動機點火控制器；所述發動機點火控制器進行發射密碼比對后進行點火發射作業；

所述指揮中心用于根據上述兩個編碼查詢發射密碼，并根據云層位置和作業裝置的經緯度位置數據進行空域申請，完成后將發射密碼發送給發射控制器。

2.根據權利要求1所述的人工影響天氣催化作業裝置的控制系統，其特征在于，所述降落傘倉內置有降落傘和降落傘釋放控制機構，所述降落傘釋放控制機構用于在旋翼打開失效或飛控電路失效時打開降落傘以將作業裝置安全降落到地面。

3.根據權利要求1所述的人工影響天氣催化作業裝置的控制系統，其特征在于，所述儀表倉內置有溫度檢測儀器、云粒子檢測儀器、微型雷達檢測儀器和高速光學和紅外攝像頭，用于探測適合作業的溫度、云層中云粒子大小和云層中粒子視頻信息。

4.根據權利要求1所述的人工影響天氣催化作業裝置的控制系統，其特征在于，所述控制倉內置有通信電路、北斗導航電路、ADS-B廣播電路、飛控電路和播撒控制電路，分別用于進行通信、導航、ADS-B信息廣播、飛控及根據探測的作業數據控制催化劑播撒。

5.根據權利要求4所述的人工影響天氣催化作業裝置的控制系統，其特征在于，所述旋翼倉內置有可展開的多個旋翼，用于根據飛控電路的控制指令進行作業裝置的上升、下降、懸停、前飛、后飛和降落運行動作。

6.根據權利要求1所述的人工影響天氣催化作業裝置的控制系統，其特征在于，所述催化劑播撒倉內置有可更換催化劑和催化劑播撒機構，所述催化劑在每次作業時進行更換填充，所述催化劑播撒機構用于進行催化劑的播撒操作。

7.根據權利要求1所述的人工影響天氣催化作業裝置的控制系統，其特征在于，所述發動機倉內置有發動機點火控制器、火箭發動機和推進劑藥柱，所述推進劑藥柱用于為火箭發動機提供動力源，所述火箭發動機用于根據發動機點火控制器的控制指令將作業裝置發射到指定作業云層高度。

8.根據權利要求1所述的人工影響天氣催化作業裝置的控制系統，其特征在于，所述發射控制器內置有中央控制單元、北斗定位裝置、衛星通信裝置、與作業裝置內點火控制器通信的裝置通信電路、發射控制器操作員生物特征識別裝置、加解密模塊和以太網接口電路。

9.一種人工影響天氣催化作業裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、如權利要求8所述的人工影響天氣催化作業裝置加電后進行自檢，自檢完成后與發射控制器連接；

S2、發射控制器獲取發動機點火控制器的唯一編碼和作業裝置的唯一編碼，將上述兩個編碼和作業裝置的經緯度位置數據發送至指揮中心；

S3、指揮中心根據上述兩個編碼查詢發射密碼，并根據云層位置和作業裝置的經緯度位置數據進行空域申請，完成后將發射密碼發送給發射控制器；

S4、發射控制器將發射密碼發送給發動機點火控制器，由發動機點火控制器進行發射密碼比對后進行點火發射作業；

S5、作業裝置在發射過程中探測溫度、高度和速度數據，并廣播其經緯度、高度和速度信息；

S6、作業裝置在推進劑藥柱燃燒完后控制旋翼打開，并飛行至進行催化作業的云層中播撒催化劑；

S7、作業裝置在播撒完成后下降至設定高度飛行至發射地降落。