[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

本發明提出了一種固定翼無人機的空中起降方法和起降裝置，屬于無人機技術范疇。本發明的技術方案包括：提供一種傾轉六旋翼起降平臺裝置，包括機身、控制組件、動力組件和起降組件；將固定翼無人機的起落架更換為夾持機構；通過夾持機構連接固定翼無人機和平臺裝置，使平臺裝置托舉固定翼無人機飛行；通過控制六旋翼平臺達到固定翼飛機的起飛速度后放飛固定翼無人機，固定翼無人機順利起飛；固定翼無人機降落時，控制平臺裝置與固定翼無人機共速，通過控制組件保證固定翼無人機降落的安全性和準確性；固定翼無人機關閉動力系統，降落到起降組件上；夾持機構與起降網連接，固定翼無人機隨平臺裝置降落。本發明可以極大改善固定翼無人機在起降條件簡陋的條件下完成任務的能力，擴大固定翼飛機的適用范圍、改善固定翼飛機作業能力及效率。

技術領域

本發明屬于無人機技術領域，尤其涉及一種固定翼無人機的空中起降方法及其裝置。

背景技術

無人駕駛飛機簡稱“無人機”，英文全稱為Unmanned Aerial Wheicle，縮寫為UAV，是指利用無線電遙控設備及預設的程序控制裝置進行操縱或者由機載飛控計算機完全或間歇地自主操作的不載人飛機，可根據飛行平臺構型不同分為固定翼無人機、垂直起降無人機、無人飛艇、直升機無人機、多旋翼無人機、傘翼無人機等。與載人飛機相比，無人機具有體積小、造價低、使用方便、對作戰環境要求低、戰場生存能力較強等優點。自21世紀以來，隨著無人機技術的發展以及使用成本的降低，無人機在偵察、航拍、巡檢、救災、測繪、勘探等領域均有廣泛應用。其中，固定翼無人機具有高速、長續航、高載重等優勢，故而工業及軍用無人機主要以固定翼無人機為主。

然而，固定翼無人機起飛前必須達到最小起飛速度。為達到起飛條件，固定翼無人機起降方式可分為以下幾種：傳統的固定翼無人機可以使用和固定翼飛機類似的跑進行用起落架滑跑起降，對場地要求較高。實際使用中，例如山區、艦船等場合不便建設跑道，而且起落架及其收放裝置會占用一部分載荷。部分小型固定翼無人機可以采用手拋或彈射起飛，撞網或天鉤回收降落。但這種起降方式容易產生沖擊，不適合翼面積大、翼載荷低且結構脆弱的小型固定翼無人機使用，且天鉤回收操作難度大，對接精度高，連接強度較差，不便于普及。此外，一些新型固定翼無人機可以加裝旋翼，提供豎直方向拉力起降，但是旋翼組重量較大，不僅會增加固定翼無人機的起飛重量，而且在飛行過程中會成為死重，影響載荷。同時旋翼組的存在也會導致空氣阻力的增加。

現今有一個專利號為CN202111294847.1的一種空中起降系統和空中起降方法，本發明在空中起降的思路基礎上，提供一種基于傾轉六旋翼平臺裝置的起降方法和起降平臺裝置，可使固定翼無人機無需跑道，使其在空中實現起飛和降落。

發明內容

本發明提供一種固定翼無人機空中起降方法和空中起降平臺裝置，通過使用傾轉六旋翼飛行器托載固定翼無人機飛行、加速至固定翼的起飛速度將固定翼放飛、共速跟隨固定翼使其平穩降落的方式，為固定翼無人機提供起飛速度和著陸場所，完成固定翼無人機的起飛和回收，使固定翼無人機無需建設跑道即可部署，整個過程起降平臺裝置(傾轉六旋翼)成為了固定翼無人機的空中跑道。為達到以上目的，本發明的技術方案為：

根據本發明的一個方面，提供一種傾轉六旋翼平臺裝置，包括機身、控制組件、動力組件、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、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、導航系統等，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，傾轉組件可以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。