[发明专利]一种扑翼无人机自主弹射起飞与回收重复利用装置及方法

说明书

本发明公开了一种扑翼无人机自主弹射起飞与回收重复利用装置及方法，包括底座、姿态调整机构、弹射机构、回收机构、控制处理单元、电源模块和传感器单元；所述姿态调整机构包括连接件、配重、调节电机、姿态调整输入齿轮、姿态调整输出齿轮、姿态调整输出齿轮轴和安装平台；所述弹射机构包括弹射电机、弹射电机架子、滑轮、拉绳、绞盘、拉绳固定件、扑翼机固定件、两个滑杆、两个压缩弹簧和一个弹射齿轮组；所述回收机构包括回收电机、回收机械臂、回收平台、两个链轮和一个回收齿轮组。本发明的装置及方法可实现无人机弹射起飞角度自主调整和弹射起飞，也可完成无人机回收和起飞重装，并且可重复利用，具有高效性和实用性的优点。

技术领域

本发明涉及仿生学、机械学、机器人学、仪器科学、控制科学、计算机科学、传感器技术等的交叉领域，涉及一种扑翼无人机自主弹射起飞与回收重复利用装置及方法。

背景技术

相比较于固定翼和旋翼无人机，扑翼无人机具有高效性、敏捷性和隐蔽性等优点，可执行大范围侦察探测、安全巡检和灾后搜索等任务，可以广泛应用于军事领域，在农业、林业等民用领域也有很大的应用前景。

目前扑翼无人机的起飞仍然是一个问题，扑翼无人机的起飞方式直接影响了无人机系统的可靠性和稳定性，是扑翼无人机实现大范围应用的关键环节。而弹射起飞以其无需跑道、起飞角度可控、操作简单安全并且可在情况复杂的山林环境下工作等优点成为了近年来无人机的主要起飞方式之一，极大的放宽了无人机的使用限制，提高了环境适应性，扩大了扑翼式无人机的应用领域。申请号为201711406496.2的发明专利申请公开的“一种小型无人机起飞弹射架”中，利用卷扬机把弹射绳索拉紧，该弹射绳索一端固定在架子上，另一端与小车相连；弹射绳索被拉紧后具有一定的弹性势能，通过解开小车的固定锁，弹射绳索的弹性势能转化为动能，带动设置在小车上面的无人机产生一个加速度，当无人机达到一定的速度后脱离小车起飞。上述“一种小型无人机起飞弹射架”虽然能够实现无人机起飞，但是仍然存在着结构复杂，安装困难，不便于携带并且弹射起飞角度不可调的问题，不能够胜任野外的复杂环境下的工作。

扑翼无人机的回收系统关系着扑翼无人机的安全回收和重复利用，是充分实现无人机价值的必要前提。然而在回收过程中易出现事故，可能会造成扑翼机的损坏或者伤及到人员，后果严重。因此扑翼无人机的回收系统能否安全可靠的对扑翼无人机进行回收是其一个非常关键的指标。

目前我国无人机的发射系统和回收系统大多是相互隔离的，存在着体积大，发射周期长，可靠性不够，回收效率低下等问题，且整个过程中均需要人的参与。因此如何将无人机的发射和回收环节集成到一个系统中并且尽可能的减小体积，成为了现在亟待解决的问题。申请号为201910711298.X的发明专利申请公开的“一种无人机起飞和回收一体化作业车”提供了一种适用于无人机弹射起飞和挂绳回收的一体化作业车，虽能实现功能，但是体积庞大且需要拖车运输，存在隐秘性差的缺陷。而申请号为201310752444.6的发明专利申请公开的“一种无人机的自主循环发射、回收装置”由于结构复杂且由于其姿态调整机构的特殊性，同样不适用于扑翼无人机的弹射起飞和回收。

本发明专利针对目前扑翼无人机弹射起飞和回收重复利用等问题，并克服了上述专利中各种弹射系统和回收系统的不足，综合考虑从弹射起飞到回收重装的各个环节，采用空间可展开机构，提出了一种扑翼无人机自主弹射起飞与回收重复利用装置及方法，对于拓宽扑翼无人机的应用范围和场景具有一定的帮助作用。

发明内容