[实用新型]地空协同动态对接装置

说明书

本实用新型公开了一种地空协同动态对接装置。该装置结构如下：机载装置包括电动收放起落架、拉力传感器、电动绞盘和多功能钩锁，多功能钩锁通过牵引绳缠绕在电动绞盘上，拉力传感器与电动绞盘固定在机载装置下方，拉力传感器用于检测电动绞盘的受力情况；车载装置呈圆柱体且设置于车体的顶部，圆柱体上表面沿半径开设多条缝隙，相邻的缝隙之间通过限位圆柱壁相接，每条缝隙内设置一组升降伺服机构，每组升降伺服机构包括升降摇臂、舵机、滑块和直线导轨；升降摇臂一端与锥形挂锁通过铰链连接、另一端与舵机的摇臂连接，舵机与滑块连接，滑块能在直线导轨上移动；缝隙供升降摇臂上下摆动。本实用新型适用于地空无人平台，能够动态快速释放与回收无人机。

技术领域

本实用新型涉及无人机与车辆协同对接技术领域，特别是一种地空协同动态对接装置。

背景技术

随着无人机飞行控制系统的成熟与感知手段的丰富，基于无人机的应用得到了极大的拓展，无人机与车辆协同的异构系统作为一个新颖的概念具有极大的发展潜力，针对地空动态协同对接这一关键技术，各大厂商也在不断地进行尝试。

2014年2月新德里车展上，雷诺公司首先发布了一款KWID概念车，平时收放在车顶，按下按钮升空作业，虽仅为概念层面，但此方面创新的重要性可见一斑。CES(国际消费类电子产品展览会)2016福特与大疆展开合作，搭建地面车辆与无人机通讯协同框架，着重数据与分析，但就无人机的自主起降问题并没有给出可行的稳定方案。2016 年1月，德国航空航天中心的一个研究团队，在汽车顶上安装视觉追踪QR标记和带弹性的大网，完成固定翼的自主着陆，但无法完成自主起飞，具有一定的局限性。2017 年日内瓦车展，路虎推出车载无人机的量产车型—发现SOV版，能在准静态的过程中完成无人机在车顶的起降，但是该系统无法适应更复杂的工况。UPS无人机快递车的投入使用大大节约快递配送成本，尤其是在农村地区，但此系统严格意义上只是无人机的应用，并未体现协同，因此仍有较大的改进空间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种通用化的车载动态回收/释放无人机装置的地空协同动态对接装置，解决车辆与无人机的动态对接问题，降低对飞行器轨迹控制精度的要求，提升动态对接的可靠性。

实现本实用新型目的的技术解决方案为：一种地空协同动态对接装置，包括机载装置和车载装置；

所述机载装置包括电动收放起落架、拉力传感器、电动绞盘和多功能钩锁，所述的多功能钩锁通过牵引绳缠绕在电动绞盘上，拉力传感器与电动绞盘固定在机载装置下方，拉力传感器用于检测电动绞盘的受力情况；

所述车载装置呈圆柱体且设置于车体的顶部，所述圆柱体上表面沿半径开设多条缝隙，相邻的缝隙之间通过限位圆柱壁相接，每条缝隙内设置一组升降伺服机构，每组升降伺服机构包括升降摇臂、舵机、滑块和直线导轨；所述升降摇臂一端与锥形挂锁通过铰链连接、另一端与舵机的摇臂连接，舵机与滑块连接，滑块能在直线导轨上移动；缝隙供升降摇臂上下摆动。

进一步地，所述升降伺服机构呈圆周阵列分布即相邻缝隙之间的夹角相等。

进一步地，所述升降摇臂上下摆动，升降摇臂与水平面的夹角范围为±60°。

进一步地，所述锥形挂锁的棱边数目与升降摇臂数量相等，锥形挂锁的底边角点与升降摇臂之间采用铰链方式连接。

进一步地，所述的限位圆柱壁设置在车载装置中心，圆柱直径大于锥形挂锁最大外包球体直径。

进一步地，所述多功能钩锁的挂钩数量至少为两个，每个多功能钩锁包括挂钩与舵机，舵机由飞行控制系统控制；所述舵机在旋转平面内呈圆周排布，且输出旋转轴朝外并与绳索垂直，挂钩一端与舵机摇臂固连，另一端沿舵机的输出旋转轴进行旋转，旋转角度范围为180°±45°。