[发明专利]一种旋翼式无人机失控坠落保护装置以及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空飞行设备，特别是涉及一种旋翼式无人机失控坠落保护装置以及保护方法。

背景技术

目前，国内外小型无人机已广泛应用于民用和军事领域，如灾区灾情监测、电视台航拍、电力巡线、气象探测、目标侦查等。小型无人机在飞行过程中，任何一个部件或环节的失常都可能造成飞机失控并坠毁，从而造成对机体本身和机载设备的损害，由于现阶段无人机和机载遥感设备都价值不菲，坠毁事故一旦发生会造成巨大的财产价值。

为了降低无人机发生事故时的损失，除了采用上述技术提高无人机飞行可靠性外，需要增加无人机出现事故时对无人机及机载设备的保护回收设备，并且在无人机消失在视野时，能准确找到它。降低事故损失可通过降低飞机下坠的速度，其有效方法是检测出飞机失控、失速状态，并在空中自动抛伞进行保护。

例如公告号CN202944566U的专利文献公开了一种小型无人机失控后自动抛伞保护装置，包括依次连接的供电设备、用于计算飞机姿态的开伞控制器、开伞伺服舵机以及伞仓盖开关；所述开伞控制器包括惯性检测单元和用于实时采集惯性检测单元的数据并计算为机体坐标下的姿态角的单片机；所述惯性检测单元与所述单片机连接；所述单片机与所述开伞伺服舵机连接。该开伞控制器实时计算飞机姿态，在飞

机出现失控、姿态异常时发出开伞指令，打开降落伞实现保护。该装置通过设置独立的设备的保护装置，在无人机出现意外并失控、失速情况下，实现抛伞，降低无人机下坠速度，从而保护无人机，减少事故损失。

无人机可分为固定翼式和旋翼式，其中固定翼式的无人机在飞行过程中与空气保持有较大的相对速度，发生坠落事故时，只要将降落伞脱出伞仓，由于空气的作用，降落伞会自动抛出和打开；而这种降落伞的打开方式并不适用于旋翼式无人机，由于旋翼式无人机在作业过程中经常处于悬停状态，此时，机身与空气之间没有相对速度，如果此时发生坠机事故，上述两种保护装置的降落伞无法自动抛出或打开，无法降低坠落速度，无法对坠落的无人机提供保护。

为了解决上述问题，有研究者在设计上增加了火药弹出装置，公告号为CN202464132U的专利文献公开了一种电控机载降落伞，圆形储伞真空仓内设有主伞，圆形储伞真空仓的顶端内部设有火药筒，火药筒的顶端设有橡胶封闭盖，且火药筒内设有迁引伞，火药筒的两侧外壁均设有火药，火药内设有雷管，火药筒的两侧外壁对称设有抽气嘴子，两侧的抽气嘴子均通过电磁阀与通气管的一端连接，通气管的另一端与圆形储伞真空仓连接，火药筒的底端通过伞线设有绳子固定环，伞线与迁引伞连接，圆形储伞真空仓的底端内部设有连接杆。它通过采用遥控火药和机载降落伞等，从而达到了人和飞机安全保障的目的。

但是由于火药在爆炸过程中会产生大量的冲击，因此，如果简单将火药发射器安装到小型无人机上，由于无人机体积小，质量轻，在弹射降落伞过程中巨大的爆炸能量将会进一步损坏无人机，降低无人机的回收率。

发明内容

本发明提供了一种旋翼式无人机失控坠落保护装置以及保护方法，以解决现有技术的保护装置应用在旋翼式无人机时，在其发生坠落时降落伞无法有效工作或者会进一步损坏无人机的问题。

一种旋翼式无人机失控坠落保护装置，包括底盘和安装在底盘上的弹射机构，所述弹射机构包括：固定在底盘上的装有火药的燃烧室，用于点燃火药的点火装置，底部与燃烧室连通的弹射筒，以及安装在弹射筒内的降落伞，所述弹射筒设有至少两个，各弹射筒环向均匀分布且分别向外倾斜发散。

上述装置安装到无人机上后，在无人机失控坠落时，控制点火装置引燃燃烧室内的火药，火药燃烧产生的能量可以迅速将整个降落伞伞包从弹射筒中弹出并快速在空中打开，对坠落的无人机进行减速，防止无人机高速落地，保护无人机避免二次损坏，提高无人机设备的利用率；上述过程中本发明的弹射筒设有至少两个，因此装有至少两个降落伞，在提供相同的阻力时，与现有技术只设置一个降落伞相比，单个降落伞的质量较轻，对火药需求量较少，从而减轻火药爆炸时对无人机的损害；由于降落伞弹出时会对无人机产生一个反作用力，本发明将弹射筒环向均匀分布且分别向外倾斜布置，在水平方向上使各弹射筒内降落伞产生的反作用力部分抵消，与现有技术中无人机完全接受该反作用力相比，本发明大大降低该反作用力对无人机的损害。