[发明专利]一种可智能释放的无人机气液压弹射系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种可智能释放的无人机气液压弹射系统及控制方法，液压弹射系统包括气液压弹射单元、智能释放单元、发射架单元、定滑轮单元、卷筒单元、小车单元和电气控制单元；气液压弹射单元、定滑轮单元、卷筒单元安装固定在发射架单元上；智能释放单元安装固定在小车单元上，电气控制单元用于控制气液压弹射单元中电磁阀的启闭并采集和处理小车单元上速度传感器的信号。其控制方法是：首先牵引带预紧，然后无人机加速，到达发射位置后，智能释放装置打开，无人机起飞，小车减速制动返程。本发明系统具备智能释放无人机、自动减速及安全保护等功能，解决了无人机减速装置繁琐、无人机非安全速度范围起飞和加速度超大未制动等棘手问题。

技术领域

本发明涉及一种无人机气液压弹射系统，特别涉及一种集成了智能释放无人机、自动减速和安全保护等功能的气液压弹射系统及控制方法。

背景技术

无人机发射方法多种多样，有手抛式、垂直起飞、空中投放、火箭助推、跑道滑跑、车载起飞和弹射起飞。无人机弹射技术包括橡皮绳弹射、电磁弹射、气液压弹射和气压弹射等。

在气液压弹射过程中，无人机安放在小车上，并通过锁紧装置锁紧，在弹射架上与小车一起加速到安全起飞的速度。锁紧装置打开，无人机与小车分离起飞，小车开始减速至零后，返回起始发射位置，为下一阶段无人机发射做准备。

现有的无人机气液压弹射系统常采用高速液压缸和增速器来实现无人机的加速。在加速过程中，活塞杆的运动速度达到了5m/s～8m/s，液压系统瞬间流量可达1500m/s～3000m/s，因此必须考虑液压系统瞬间流量大改进液压缸，存在工艺复杂、加工难度大等缺点；增速器一般采用两级动滑轮组甚至多级，存在牵引带易磨损，在发射完成后常出现牵引带杂乱等现象。

无人机气液压弹射系统常采用的减速方法包括水涡轮减速、钢丝绳拦截减速和缓冲制动液压缸减速。水涡轮装置是充满油液且带有旋转叶片的密封容积，当小车被钩子抓住后牵引出一段缆绳，带动叶片快速转动，叶片在油液中引起紊流，从而实现对小车的减速。小车速度越大，紊流越明显，减速效率越好，但在低速情况下，在油液中没有足够的紊流，不能产生足够的刹车力，所以效率低。中国专利申请号为200920106279.6公开了一种用于无人机滑行小车的减速刹车机构，利用橡皮绳拦截对小车实行拦截减速，但在实际应用中出现过橡皮绳断裂等问题，其安全可靠性较差。中国专利申请号为201310306952.1公开了一种无人机弹射装置减速与回程气液压控制系统，通过比例溢流阀控制缓冲制动液压缸，来实现滑行小车的平稳减速，但该减速装置结构复杂，增加了发射装置的质量，且其安全性无法得到保证。

现有的无人机气液压弹射系统未对无人机起飞速度进行检测，在中国专利申请号为201410708695.9公开的无人机液压弹射起飞系统中，无人机到达某一固定位置靠简单的机械传动来打开无人机锁紧装置，常使无人机在未处于安全起飞速度范围情况下仍被释放起飞，因此可能会造成无人机坠毁等事故，通过机械传动打开锁紧装置，适应性差，可靠性不够。

现有无人机气液压弹射系统未对无人机在发射阶段的加速度进行检测，由于操作不当或液压系统异常导致无人机发射过程加速度异常变大，当无人机的加速度超过安全范围时，可能会造成无人机内设备损坏，因此有必要在发射阶段检测无人机的加速度并设有紧急处理系统。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种可智能释放的无人机气液压弹射系统及控制方法，该系统具备智能释放无人机、自动减速及安全保护等功能，解决了无人机减速装置繁琐、无人机非安全速度范围起飞和加速度超大未制动等棘手问题。

为了解决上述存在的技术问题实现发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：