[發明專利]一種固定翼無人機的空中起降方法及其裝置

在審

• 申請號: 202210321724.0
• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN115042974A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 張譯勻;王松;武挺;曲澈;方歆怡;王毓棟
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B64D5/00
• 分類號: B64D5/00;B64C27/08;B64D27/24;B64C27/52
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 易卜

1.一種固定翼無人機的空中起降裝置，其特征在于，為傾轉六旋翼平臺裝置，包括機身、控制組件、動力組件和起降組件；

所述機身主體為方形，由主體的左前、左后、左側、右前、右后和右側延伸出六個方向的旋翼臂，旋翼臂的另一端與動力組件固定連接；主體的四角下面連接支撐腿，使其可以在地面上平穩垂直著陸；

主體上方固定所述控制組件，包括電池及供電系統、飛行控制系統和導航系統，用于采集固定翼無人機和平臺裝置的位置和速度信息，并據此控制所述動力組件完成飛行任務；

所述動力組件由傾轉組件和旋翼組件構成；旋翼組件與傾轉組件固定連接，由直流電機帶動，高速旋轉產生推力或拉力，傾轉組件通過旋轉改變旋翼組件產生的力的方向，與旋翼臂固定連接；

當前方和后方兩組四個動力組件同步動作時，旋翼組件就可以提供左右對稱、前后相等的拉力或推力，平臺裝置受到一個向前或向后的拉力分量，實現前后飛行；當左右兩個旋翼臂上的動力組件同步動作，平臺裝置受到對稱的向左或者向右的拉力分量，實現左右飛行；根據以上飛行原理，平臺可以在空中平移，此過程不會產生俯仰、滾轉和偏航力矩，起降網可以始終保持水平；當平臺受到擾動、機身平板出現傾斜時，旋翼組件差速旋轉，產生一個力矩與擾動對抗，從而使飛行姿態恢復水平。

2.如權利要求1所述的一種固定翼無人機的空中起降裝置，其特征在于，所述前方和兩側的四組動力組件朝上安裝，提供拉力；后方的兩組朝下安裝，提供推力；以此法安裝減少旋翼傾轉與旋翼臂碰撞的風險，增大動力組件可傾轉的角度，使前后四個旋翼產生更大的前向拉力，平臺裝置獲得更大的前向飛行速度。

3.如權利要求1所述的一種固定翼無人機的空中起降裝置，其特征在于，所述起降組件由撐桿和起降網組成；撐桿分為左右兩組，每組兩根，在機身主體上對稱可拆卸連接；起降網為一張柔性網，與兩組支撐桿的末端可拆卸連接；起降網的網孔尺寸小于固定翼無人機夾持機構的張開寬度，使夾持機構可以輕易穿過網孔夾在起降網上。

4.基于權利要求1所述的一種固定翼無人機的空中起降裝置的空中起降方法，其特征在于，將固定翼無人機的起落架及其收放組件更換為可遙控開合的夾持機構；在固定翼無人機起飛前將夾持機構夾在所述平臺裝置的起降網上，當飛行速度超過固定翼無人機的起飛速度后控制夾持機構脫開，平臺裝置下降，將固定翼無人機放飛；固定翼無人機完成任務后，平臺裝置前往固定翼無人機所在地并與固定翼無人機等速飛行，等待夾持機構將固定翼無人機夾在起降網上；固定翼無人機降落在起降網上后，平臺裝置和固定翼無人機一同減速返航或前往下一任務地點，到達可降落區域后垂直降落著陸，以供固定翼無人機回收復用。

5.如權利要求4所述的一種固定翼無人機的空中起降方法，其特征在于，所述起降平臺的控制組件采集固定翼無人機和平臺裝置本身的位置和速度信息，平臺裝置最大飛行速度大于或者等于固定翼無人機的起飛速度和降落速度；固定翼無人機起飛時，當夾持機構脫開且與平臺裝置的距離大于一預設值，平臺裝置減速下降，放飛固定翼無人機并返航；固定翼無人機著陸時，當平臺裝置與固定翼無人機共速且二者之間的距離小于一預設值，控制夾持機構打開，固定翼無人機減速落在起降網上。