[發明專利]一種旋翼無人機用自主回收與釋放裝置及其系統

在審

• 申請號: 202110266389.4
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN112829930A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 韓建達;梁瀟;仰智超
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B64C27/08
• 分類號: B64C27/08;B64C39/02;B64D5/00;B64D47/00
• 代理公司: 天津睿勤專利代理事務所(普通合伙) 12225
• 代理人: 孟福成

本發明涉及一種旋翼無人機用自主回收與釋放裝置，該裝置安裝在旋翼無人機上方，可以實現旋翼無人機在回收網作用下的自主回收與釋放，其結構包括絲桿、至少兩組連桿組件，所述絲桿設置于矩形套筒內部并與驅動電機的輸出端相連接，絲桿上螺紋配合限位螺母，絲桿底部分別套設壓縮彈簧、連桿滑塊，所述至少兩組連桿組件的短連桿分別通過設置于矩形套筒上的長條形缺口與連桿滑塊相連接，所述至少兩組連桿組件的長連桿分別與矩形套筒頂部相連接。本發明所述旋翼無人機用自主回收與釋放裝置體積小、重量輕，可以適用于體積、載荷較小的小型旋翼無人機使用，具有很強的位置誤差容忍和姿態誤差容忍能力，回收時控制精度要求低，極大程度地降低了控制難度。

技術領域

本發明涉及無人機領域，具體涉及一種旋翼無人機用自主回收與釋放裝置及其系統。

背景技術

隨著航空技術的不斷發展，各種類型的無人機開始被廣泛地應用于農林植保、災難救援、物流運輸等領域。但是，實際應用過程，發現無人機的續航及載荷能力會受到其尺寸的限制。其中，大型無人機的續航及載荷能力強，但是其機動性、可操作性與安全性弱，尤其不適合在復雜的環境中作業。而小型無人機雖然可以在復雜的地形環境中作業，但是其存在續航時間短，無法長時間、遠距離飛行的缺點。因此，在綜合大型和小型無人機特點的基礎上，采用子母式無人機，即由一臺大型無人機作為母機，攜帶作為子機的小型無人機飛行到目標地點，然后釋放子機，在其完成作業后再回收子機并返航，可以有效解決無人機續航、載荷以及環境適應性等相關問題。但是，目前如何安全、高效地完成對子無人機的釋放與回收，是子母式無人機研發的關鍵問題。

發明內容

本發明巧妙設計了一種可以高效、可靠地完成對小型旋翼無人機進行回收和釋放工作的裝置，該裝置一方面可以配合子母式無人機解決現有小型無人機存在的續航時間短，無法長時間、遠距離飛行的問題；另一方面，該裝置還可以有效解決現有小型無人機無法被安全、高效地回收與釋放的難題。同時，本發明所提供的回收與釋放裝置既可以應用于旋翼無人機在固定場景中的回收與釋放，也可以應用于作為母機的大型旋翼無人機在空中釋放與回收作為子機的小型旋翼無人機，使母機可以在空中懸停或低速飛行的條件下對子機進行釋放與回收。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種旋翼無人機用自主回收與釋放裝置，包括絲桿、安裝套筒、驅動電機以及至少兩組連桿組件，其中：

所述絲桿設置于安裝套筒內部并與驅動電機的輸出端相連接，所述絲桿上螺紋配合限位螺母；

所述連桿組件由長連桿和與長連桿鉸接的短連桿構成；

所述安裝套筒上設有至少兩個與所述連桿組件相匹配長條形缺口；

所述絲桿底部分別套設壓縮彈簧以及連桿滑塊，所述連桿滑塊設置于壓縮彈簧的上方，所述限位螺母設置于連桿滑塊的上方；

所述至少兩組連桿組件中的短連桿分別通過所述長條形缺口伸入安裝套筒內部，并與所述連桿滑塊固定連接，所述至少兩組連桿組件中的長連桿分別與安裝套筒的頂部相連接。

進一步地，所述安裝套筒為矩形套筒，矩形套筒的下端設有矩形套筒底蓋，所述驅動電機安裝于矩形套筒底蓋的下方，所述壓縮彈簧一端與矩形套筒底蓋相連接；所述絲桿的頂部設有絲桿支撐軸承，所述絲杠支撐軸承安裝在所述矩形套筒頂部中央，用于固定絲杠；所述限位螺母由絲桿螺母和與絲桿螺母一體設置的電機滑塊構成，所述電機滑塊可在電機驅動下沿絲杠滑動，并在絲杠螺旋傳動自鎖下，保持不再移動。

作為優選，所述連桿組件設有四組，分別兩兩對稱設置，向四個方向展開，所述矩形套筒上對應設有四個長條形缺口。

本發明還提供了一種旋翼無人機自主回收與釋放系統，包括旋翼無人機、上述方案中的自主回收與釋放裝置以及回收網，所述自主回收與釋放裝置安裝于旋翼無人機的頂部，可實現旋翼無人機在回收網上的回收與釋放。