一种小型无人机回收机构和回收方法

技术领域

本发明涉及无人机回收技术领域，具体而言，涉及一种小型无人机回收机构和回收方法。

背景技术

小型固定翼无人机具有速度快、机动性好、续航时间长、体积小、造价低、使用灵活等特点，可应用在不同领域，但是回收方式比较有限，主要有着陆滑跑回收、伞降回收、撞网回收等，这些回收方式都存在着缺点，例如着陆滑跑回收比较依赖机场；伞降回收时，着陆接地机体易受损且落点经度受风影响不可控；撞网回收时，需要有操作人员时刻关注监视器的状况，根据无人机的实时位置，来半自动地调整无人机的飞行姿态，修正无人机飞行路线，对准地面摄像机的瞄准线，飞向拦截网。同时，无人机的降落速度、重量和载荷也要考虑，否者容易损坏拦截网。

由于近年来如何在车辆、舰船、空中回收小型无人机一直未得到很好的解决和改善，从某种意义上也阻碍了无人机的使用发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型无人机回收机构和回收方法，其提供了一种新型的无人机回收方式，解决现有回收方式所具有的各种缺陷，推动无人机领域的发展。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种小型无人机回收机构，包括设置在大中型无人机中的绞盘、折叠杆、限位支架、对接锥套、旋转电机；所述折叠杆的一端铰接在所述绞盘上，另一端连接所述限位支架，所述绞盘上缠绕有绳索，所述绳索远离所述绞盘的一端穿过所述限位支架并连接所述对接锥套；所述旋转电机用于驱动所述折叠杆转动，以使所述限位支架伸出或收回所述大中型无人机。

在可选的实施方式中，所述折叠杆包括第一连接段、万象轴承和第二连接段；所述第一连接段的一端铰接所述绞盘，另一端通过所述万象轴承连接所述第二连接段的一端，所述第二连接段的另一端连接所述限位支架。

在可选的实施方式中，所述折叠杆为中空机构，所述绳索的一端从所述折叠杆的中部穿过，从所述限位支架穿出并连接所述对接锥套。

在可选的实施方式中，所述绞盘上设置有第一限位装置和第二限位装置，所述第一限位装置和所述第二限位装置用于将所述折叠杆的转动限制在两者之间。

在可选的实施方式中，所述限位支架包括U形板和两个V形板，两个所述V形板设置在所述U形板的两端。

在可选的实施方式中，所述限位支架还包括第一传感器和第二传感器，所述第一传感器和所述第二传感器分别设置在两个所述V形板上。

在可选的实施方式中，所述V形板的表面设置有橡胶层。

第二方面，本发明提供一种小型无人机回收方法，基于上述前述实施方式任一项所述的一种小型无人机回收机构，包括以下步骤：

S1：须回收的小型无人机在执行完任务向返航航线飞行，此时可通过小无人机地面站将返航航线的信息传送给大中型无人机地面站，大中型无人机地面站指挥大中型无人机向小型无人机航线抵近飞行；

S2：大中型无人机与小型无人机进行近距离伴飞，大中型无人机地面站向大中型发送下放对接锥套的指令，旋转电机开始工作，折叠杆以旋转电机为圆心顺时针旋转，旋转至第一限位装置时停止，绞盘继续放线，对接锥套靠重力向下脱离小飞机限位支架到达指定高度；

S3：小型无人机通过舱外摄像头观察到对接锥套具体位置，通过飞控软件自动调整小型无人机姿态和速度，小型无人机机身顶部对接杆与对接锥套进行空中对接；

S4：对接锥套与小型无人机的对接杆对接成功并锁定后，向大中型无人机发送锁定信号，大中型无人机继续按航线飞行，绞盘收线将绳索收起，对接锥套被逐渐拉进限位支架内，限位支架的第一传感器和第二传感器收到接触信号后绞盘停止转动并锁定，小型无人机牢固的锁紧在限位支架机内，然后旋转电机开始工作，折叠杆以旋转电机为圆心逆时针旋转，直到折叠杆旋转至第二限位装置时停止，限位支架和对接锥套及小型无人机同时收回到机舱内，大中型无人机关闭机腹舱门，继续按航线规划的飞行；

S5：大中型无人机进入指定着陆机场安全着陆。

在可选的实施方式中，在步骤S3中，小型无人机和大中型无人机对接的过程中，小型无人机的速度比大中型无人机的速度快，直到小型无人机机身顶部的对接杆推入对接锥套中，两者的速度保持一致。

在可选的实施方式中，在步骤S4中，绳索采用的是钢丝绳或尼龙绳。

本发明实施例的有益效果是：

本发明提供一种小型无人机回收机构，包括设置在大中型无人机中的绞盘、折叠杆、限位支架、对接锥套、旋转电机；折叠杆的一端铰接在绞盘上，另一端连接限位支架，绞盘上缠绕有绳索，绳索远离绞盘的一端穿过限位支架并连接对接锥套；旋转电机用于驱动折叠杆转动，以使限位支架伸出或收回大中型无人机。本发明在回收小型无人机时，先用旋转电机驱动折叠杆将限位支架推出大中型无人机后，放下绞盘上的绳索以使对接锥套在重力的作用下下落，当对接锥套和小型无人机锁定后，驱动绞盘回收绳索，使得对接锥套将小型无人机带回并锁定在限位支架上，最后再用旋转电机驱动折叠杆将限位支架收回大中型无人机内，关闭舱门后，完成回收过程，通过上述回收方式，解决了对机场的依赖，还能解决小型无人机任务半径更长不用考虑返回航线，解决了着陆接地机易受损且落点精度受风影响不可控的缺点，以及减少了部分无人机在进行撞网回收时，需要根据无人机的实时位置，来半自动地调整无人机的飞行姿态，修正无人机飞行路线等复杂的操作和繁琐的流程。

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，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被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他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的小型无人机回收机构第一视角示意图；

图2为本发明实施例提供的小型无人机回收机构第二视角示意图；

图3为本发明实施例提供的小型无人机回收第一过程示意图；

图4为本发明实施例提供的小型无人机回收第二过程示意图；

图5为本发明实施例提供的小型无人机回收第三过程示意图。

图标:

10-绞盘；20-折叠杆；21-第一连接段；22-万象轴承；23-第二连接段；30-限位支架；31-U形板；32-V形板；33-第一传感器；34-第二传感器；40-对接锥套；50-旋转电机；60-第一限位装置；70-第二限位装置；100-小型无人机；200-小型无人机回收机构；300-大中型无人机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该机构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供的一种小型无人机回收机构和回收方法主要引用在无人机回收技术领域，为了解决现有的回收技术存在的缺陷，导致影响无人机领域的发展，本实施例提供一种小型无人机回收机构200。

如图1所示，本实施例提供的小型无人机回收机构200，包括设置在大中型无人机300中的绞盘10、折叠杆20、限位支架30、对接锥套40、旋转电机50；折叠杆20的一端铰接在绞盘10上，另一端连接限位支架30，绞盘10上缠绕有绳索，绳索远离绞盘10的一端穿过限位支架30并连接对接锥套40；旋转电机50用于驱动折叠杆20转动，以使限位支架30伸出或收回大中型无人机300。详细的，在小型无人机100的顶部设置一根对接杆，对接杆用于插入对接锥套40中，以使小型无人机100固定在对接锥套40上，然后通过绳索将小型无人机100拖回大中型无人机300内部。

可以理解的是，本实施例在回收小型无人机100时，先用旋转电机50驱动折叠杆20将限位支架30推出大中型无人机300后，放下绞盘10上的绳索以使对接锥套40在重力的作用下下落，当对接锥套40和小型无人机100上的对接杆锁定后，驱动绞盘10回收绳索，使得对接锥套40将小型无人机100带回并锁定在限位支架30上，最后再用旋转电机50驱动折叠杆20将限位支架30收回大中型无人机300内，关闭舱门后，完成回收过程。

通过上述回收方式，解决了对机场的依赖，还能解决小型无人机100任务半径更长不用考虑返回航线，解决了着陆接地机易受损且落点精度受风影响不可控的缺点，以及减少了部分无人机在进行撞网回收时，需要根据无人机的实时位置，来半自动地调整无人机的飞行姿态，修正无人机飞行路线等复杂的操作和繁琐的流程。

如图2所示，在优选的实施例中，折叠杆20包括第一连接段21、万象轴承22和第二连接段23；第一连接段21的一端铰接绞盘10，另一端通过万象轴承22连接第二连接段23的一端，第二连接段23的另一端连接限位支架30。详细的，在一些实施例中，第一连接段21和绞盘10之间可通过插销进行连接。

可以理解的是，由于第一连接段21和第二连接段23是通过万象轴承22连接，因此折叠杆20在进行转动时，第二连接段23始终朝下，此种连接方式，可以节约大中型无人机300的内部空间，尽可能的减少空间占用面积。

在优选的实施例中，折叠杆20为中空机构，绳索的一端从折叠杆20的中部穿过，从限位支架30穿出并连接对接锥套40。详细的，在限位支架30的顶部设置有通孔，而折叠杆20的第二连接段23刚好连接在通孔上，并且通孔第二连接段23的内部连通。此时绳索从第一连接段21的一端穿入，从通孔中穿出。

在一些其他的实施例中，为了提高折叠杆20的强度，折叠杆20采用实心机构，此时折叠杆20的第二连接段23连接在限位支架30的顶部，并且避开通孔，绳索的一端设置在第一连接段21和第二连接段23的表面，并穿过通孔连接对接锥套40。

在优选的实施例中，绞盘10上设置有第一限位装置60和第二限位装置70，第一限位装置60和第二限位装置70用于将折叠杆20的转动限制在两者之间。可以理解的是，当折叠杆20逆时针转动将限位支架30提升到大中型无人机300内后，折叠杆20刚好转动到第一限位装置60，第二限位装置70阻止折叠杆20继续转动，当折叠杆20顺时针转动将限位支架30推出大中型无人机300后，折叠杆20刚好转动到第一限位装置60，第一限位装置60阻止折叠杆20继续转动。

在优选的实施例中，限位支架30包括U形板31和两个V形板32，两个V形板32设置在U形板31的两端。可理解的是，两个V形板32主要用于分别夹持小型无人机100的前半部分和后半部，绳索拉紧小型无人机100后与两个V型板对小型无人机100进行定位。

在优选的实施例中，限位支架30还包括第一传感器33和第二传感器34，第一传感器33和第二传感器34分别设置在两个V形板32上。可以理解的是，设置第一传感器33和第二传感器34的目的是检测小型无人机100是否被两个V形板32夹持好，当第一传感器33和第二传感器34同时检测到信号时，则表示小型无人机100已被两个V形板32夹持好，绳索停止上拉。

在优选的实施例中，V形板32的表面设置有橡胶层。可以理解的是，为了保护小型无人机100的表面不被划伤，因此在V形板32上设置有橡胶层，除此之外，橡胶层具有弹性以及摩擦系数较大，可以更好的固定住小型无人机100。

值得注意的是，本实施例并不限定V形板32表面设置的涂层为橡胶层，凡是具有本实施例效果的涂层均在本实施例的保护范围内。

本实施例还提供了一种小型无人机100回收方法，基于上述提到的一种小型无人机回收机构200，如图3-图5所示，包括以下步骤：

S1：须回收的小型无人机100在执行完任务向返航航线飞行，此时可通过小无人机地面站将返航航线的信息传送给大中型无人机300地面站，大中型无人机300地面站指挥大中型无人机300向小型无人机100航线抵近飞行；

S2：大中型无人机300与小型无人机100进行近距离伴飞，大中型无人机300地面站向大中型发送下放对接锥套40的指令，旋转电机50开始工作，折叠杆20以旋转电机50为圆心顺时针旋转，旋转至第一限位装置60时停止，绞盘10继续放线，对接锥套40靠重力向下脱离小飞机限位支架30到达指定高度；

S3：小型无人机100通过舱外摄像头观察到对接锥套40具体位置，通过飞控软件自动调整小型无人机100姿态和速度，小型无人机100机身顶部对接杆与对接锥套40进行空中对接；

S4：对接锥套40与小型无人机100的对接杆对接成功并锁定后，向大中型无人机300发送锁定信号，大中型无人机300继续按航线飞行，绞盘10收线将绳索收起，对接锥套40被逐渐拉进限位支架30内，限位支架30的第一传感器33和第二传感器34收到接触信号后绞盘10停止转动并锁定，小型无人机100牢固的锁紧在限位支架30机内，然后旋转电机50开始工作，折叠杆20以旋转电机50为圆心逆时针旋转，直到折叠杆20旋转至第二限位装置70时停止，限位支架30和对接锥套40及小型无人机100同时收回到机舱内，大中型无人机300关闭机腹舱门，继续按航线规划的飞行；

S5：大中型无人机300进入指定着陆机场安全着陆。

进一步地，在步骤S3中，小型无人机100和大中型无人机300对接的过程中，小型无人机100的速度比大中型无人机300的速度快，直到小型无人机100机身顶部的对接杆推入对接锥套40中，两者的速度保持一致。

进一步地，在步骤S4中，绳索采用的是钢丝绳或尼龙绳。

本实施例提供的一种小型无人机回收机构200具有以下优点：

本实施例在回收小型无人机100时，先用旋转电机50驱动折叠杆20将限位支架30推出大中型无人机300后，放下绞盘10上的绳索以使对接锥套40在重力的作用下下落，当对接锥套40和小型无人机100锁定后，驱动绞盘10回收绳索，使得对接锥套40将小型无人机100带回并锁定在限位支架30上，最后再用旋转电机50驱动折叠杆20将限位支架30收回大中型无人机300内，关闭舱门后，完成回收过程，通过上述回收方式，解决了对机场的依赖，还能解决小型无人机100任务半径更长不用考虑返回航线，解决了着陆接地机易受损且落点精度受风影响不可控的缺点，以及减少了部分无人机在进行撞网回收时，需要根据无人机的实时位置，来半自动地调整无人机的飞行姿态，修正无人机飞行路线等复杂的操作和繁琐的流程。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。