一种水上固定翼无人机着水信号探测结构

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种水上固定翼无人机着水信号探测结构。

背景技术

轮载信号是固定翼飞机陆上起飞/降落时，判断离地/接地关键信号，对飞机陆上起降安全起到至关重要的作用。水上固定翼飞机起飞/降落不依赖机轮，没有类似于轮载信号这种能直接判断离水/着水状态的机构，有人机上由飞行员目视或身体直观感受来判断，但在无人机则只能依赖一些间接的手段来判断。

目前国内外无人水上固定翼飞机项目较少，未收集到专用的着水信号机构相关信息，一般判断离水/着水状态主要有两种方式：第一种是利用无线链路下传无人机前视视频，人工判断，并遥控无人机切换空中/水面控制模式；第二种是通过无人机的飞行参数，如相对高度、下沉率、减速率等判断。第一种方式一方面受到无线链路作用距离限制，超出距离则无法操控；另一方面链路固有的延迟特性使得操控难度极大，即使陆上无人机也通常不建议在起飞/着陆这类状态变化迅速的阶段实施人工操控。第二种方式涉及的算法非常复杂，且所使用的飞行参数容易受到水面复杂的气流和水纹条件干扰，存在较大的误判可能，严重威胁飞机离水/着水安全。

因此，现有的水上固定翼无人机设备的着水和离水过程可靠性有待提升，需要提出更为合理的技术方案，解决现有技术中的不足。

发明内容

为了解决上述内容中提到的现有技术缺陷，本发明提供了一种水上固定翼无人机着水信号探测结构，旨在通过该信号探测结构主动对无人机是否着水进行自动判断，帮助无人机在水面起飞和降落过程中判断着水情况，提高无人机在该过程中的自动化程度。

为了实现上述目的，本发明具体采用的技术方案是：

一种水上固定翼无人机着水信号探测结构，包括安装底座，安装底座上设置有信号触发装置和探测装置，探测装置铰接于安装底座上并在外推力作用下转动，探测装置压迫信号触发装置时信号触发装置发出着水信号。

上述公开的探测结构，设置于固定翼无人机的下部，当无人机从水面起飞或降落时，若探测装置与水接触将受到水的推力，在水的推力下探测装置发生偏转并压迫信号触发装置从而可发出着水信号，以此判断无人机着水；若探测装置不与水接触则将保持初始位置不会压迫信号触发装置，信号触发装置不会发出着水信号，以此判断无人机未着水。在探测结构的作用下，无人机能够准确地自动判断是否着水，帮助飞行员更好地操作无人机。

进一步的，上述公开的信号触发装置可采用多种可行的结构，此处举出一种具体可行的方案：所述的信号触发装置包括行程开关。

进一步的，上述公开的探测装置并不唯一确定，此处进行优化并举出如下具体可行的方案：所述的探测装置包括铰接座和铰接臂，铰接臂的下部为受力部，铰接臂的上部为触发部。铰接臂的中部与铰接座连接并连接处转动，铰接臂的受力部用于接触水面并承受来自水面的流体推力，从而使铰接臂绕铰接处转动，触发部与信号触发装置接触并压迫信号触发装置，从而发出着水信号。

进一步的，对铰接臂的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的受力部设置有受力板，受力板的迎流面朝向无人机的机头方向。

进一步的，铰接座的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的铰接座包括一对直立设置在安装底座上的固定臂，固定臂与铰接臂通过铰接轴孔结构连接。

进一步的，对探测装置的组成结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的安装座与探测装置之间设置有弹性回复件，弹性回复件使探测装置在不受外力作用时保持与信号触发装置分离的初始位置。当探测装置受到水流的推力时，探测装置使弹性回复件发生弹性变形，当水流推力消失，则弹性回复件对探测装置施加回复力，使探测装置回复至初始位置。

进一步的，所述的弹性回复件可采用多种可行的结构，此处举出部分可行的方案：所述的弹性回复件为弹簧、扭簧、弹力连杆或弹性伸缩杆。

进一步的，对上述技术方案中公开的探测装置继续优化，举出如下可行的方案：所述的安装座与探测装置之间设置有限位装置。

再进一步，限位装置的结构并不唯一确定，此处举出可行的方案：所述的限位装置包括设置在安装座或探测装置上的限位板。设置限位装置的意义在于，避免探测装置在推力的作用下过度偏转，从而可避免对信号触发装置施加过大的压力，可保护信号触发装置。

进一步的，对安装座的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的安装座包括头部和延伸部，所述的头部包括用于容纳信号触发装置的容纳空间，延伸部与头部连接并设置有镂空减重结构。这样设置时，头部用于连接无人机，同时容纳信号触发装置，延伸部用于设置探测结构。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：

本发明公开的探测结构，通过利用着水时水流的推力带动探测装置偏转，与信号触发装置作用发出信号，以自动检测着水情况，极大地提高了固定翼无人机在水面着水检测地自动化程度和可靠性，为飞行员驾驶操作提供了便利。具体包括以下优点：

1.探测装置利用水压，通过机械结构转换后输出信号，是无人机着水/离水的直接反馈，具有信号准确、环境适应能力强、抗干扰能力强、可靠性高的特点；

2.采用着水信号机构直接输出无人机着水/离水信号，可大幅提升水上无人机水上起飞/降落安全性；

3.采用着水信号机构直接输出无人机着水/离水信号，无需人工介入，有利于提升水上无人机水上起飞/降落自动控制水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅表示出了本发明的部分实施例，因此不应看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明另一视角的整体结构示意图。

图3为本发明的正视结构示意图。

图4为本发明的侧视结构示意图。

上述附图中，各标记的含义是：1、安装座；101、头部；102、延伸部；2、镂空减重结构；3、容纳空间；4、信号触发装置；5、铰接臂；501、触发部；502、受力部；6、铰接座；7、弹性回复件；8、受力板；9、限位装置。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。本文公开的特定结构和功能细节仅用于描述本发明的示例实施例。然而，可用很多备选的形式来体现本发明，并且不应当理解为本发明限制在本文阐述的实施例中。

实施例

本实施例针对现在无人机从水面起飞或降落至水面时，对于着水情况地判断自动化程度低地现象，提出了一种用于判断着水情况的探测结构，帮助提高飞行员驾驶固定翼无人机从水面启动的安全可靠性。

具体的，本实施例采用的具体技术方案为：

如图1、图2所示，一种水上固定翼无人机着水信号探测结构，包括安装底座，安装底座上设置有信号触发装置4和探测装置，探测装置铰接于安装底座上并在外推力作用下转动，探测装置压迫信号触发装置4时信号触发装置4发出着水信号。

上述公开的探测结构，设置于固定翼无人机的下部，当无人机从水面起飞或降落时，若探测装置与水接触将受到水的推力，在水的推力下探测装置发生偏转并压迫信号触发装置4从而可发出着水信号，以此判断无人机着水；若探测装置不与水接触则将保持初始位置不会压迫信号触发装置4，信号触发装置4不会发出着水信号，以此判断无人机未着水。当无人机未着水时，探测装置受到空气的阻力作用，但空气的阻力作用远小于水流的作用力，不会推动探测装置压迫信号触发装置4，因此不会出现着水信号。在探测结构的作用下，无人机能够准确地自动判断是否着水，帮助飞行员更好地操作无人机。

上述公开的信号触发装置4可采用多种可行的结构，此处举出一种具体可行的方案：所述的信号触发装置4包括行程开关。

上述公开的探测装置并不唯一确定，此处进行优化并举出如下具体可行的方案：如图3、图4所示，所述的探测装置包括铰接座6和铰接臂5，铰接臂5的下部为受力部502，铰接臂5的上部为触发部501。铰接臂5的中部与铰接座6连接并连接处转动，铰接臂5的受力部502用于接触水面并承受来自水面的流体推力，从而使铰接臂5绕铰接处转动，触发部501与信号触发装置4接触并压迫信号触发装置4，从而发出着水信号。

对铰接臂5的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的受力部502设置有受力板8，受力板8的迎流面朝向无人机的机头方向。

优选的，在本实施例中，受力板8为方形板，且受力板8与受力部502可以采用但不限于可分离式、焊接、粘接的方式连接。

铰接座6的结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的铰接座6包括一对直立设置在安装底座上的固定臂，固定臂与铰接臂5通过铰接轴孔结构连接。

优选的，所述的固定臂与安装底座一体成型。

对探测装置的组成结构进行优化，举出如下具体可行的方案：所述的安装座1与探测装置之间设置有弹性回复件7，弹性回复件7使探测装置在不受外力作用时保持与信号触发装置4分离的初始位置。当探测装置受到水流的推力时，探测装置使弹性回复件7发生弹性变形，当水流推力消失，则弹性回复件7对探测装置施加回复力，使探测装置回复至初始位置。

一般的，所述的弹性回复件7可采用多种可行的结构，此处举出部分可行的方案：所述的弹性回复件7为弹簧、扭簧、弹力连杆或弹性伸缩杆。

优选的，本实施例中采用弹簧作为弹性回复件7，弹簧的一端连接至安延伸部102，另一端连接至铰接臂5。

对上述技术方案中公开的探测装置继续优化，举出如下可行的方案：所述的安装座1与探测装置之间设置有限位装置9。

优选的，限位装置9的结构并不唯一确定，此处举出可行的方案：所述的限位装置9包括设置在安装座1或探测装置上的限位板。设置限位装置9的意义在于，避免探测装置在推力的作用下过度偏转，从而可避免对信号触发装置4施加过大的压力，可保护信号触发装置4。

优选的，本实施例中将限位板设置在安装座1上，限位板可采用与安装座1一体成型或焊接的平板，也可采用与安装座1拆卸连接的T形板、L形板等结构。

本实施例对安装座1的结构进行优化，采用如下具体可行的方案：所述的安装座1包括头部101和延伸部102，所述的头部101包括用于容纳信号触发装置4的容纳空间3，延伸部102与头部101连接并设置有镂空减重结构2。这样设置时，头部101用于连接无人机，同时容纳信号触发装置4，延伸部102用于设置探测结构。

以上即为本发明列举的实施方式，但本发明不局限于上述可选的实施方式，本领域技术人员可根据上述方式相互任意组合得到其他多种实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的实施方式。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。