专利名称：一种两自由度无人机撞网回收装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于无人机回收技术领域，具体涉及一种两自由度无人机撞网回收装置。
背景技术：
在当今的军事领域中，一种新的战场情报搜集系统正在悄然崛起，这就是无人飞机。而无人机撞网回收系统的研究是因无人机的发展需要而提出的。目前，我国研制的小型无人机大多数采用伞降回收的方式，这种回收方式对场地面积的大小、平整度和气象条件等要求较高，而且飞机需要付出降落伞的体积和重量的代价。无人机撞网回收是一种理想的精确定点回收方式，特别适合小型固定翼无人机在狭窄回收场地或舰船上使用，可以认为它是一种零距离回收方式，其核心技术在于如何引导无人机准确地飞向拦阻网，触网后如何柔和地吸收能量，从而平稳、准确地实现撞网回收，克服传统伞降回收方式所具有的局限性，是无人机回收领域的一个重要组成部分。按系统拦阻网和立网支架的数量不同划分，目前国外无人机撞网回收的典型结构方案有4种:单网三杆、双网双杆、单网单杆和单网双杆方案。其中，单网三杆和双网双杆结构方案在舰载无人机撞网回收方面应用较多，单网单杆和单网双杆结构方案适用于尺寸较小、重量较轻的无人机撞网回收。但是这些结构都有各自的缺点，单网三杆结构的前后杆间连接缆绳较长，占用的空间较大，空间利用率较低；双网双杆需要两张网，在经济性方面处于劣势；单网单杆结构中支架结构较为复杂，制作难度大；单网双杆结构的承载能力较小。
发明内容针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种用两个驱动实现两个自由度转动的装置，以克服以往的无人机撞网回收装置调整能力弱、机动性差的缺陷，同时也为无人机的准确回收提供了一个思路。一种两自由度无人机撞网回收装置，该装置包括支撑机构、旋转机构、调角机构和拦网机构，其中，所述的支撑机构通过支撑圆盘连接旋转机构，所述的旋转机构通过支撑连接盘连接调角机构，所述的调角机构上设置有拦网机构。所述的支撑机构中，第一支撑杆一端连接支撑圆盘，另一端上设置第一滚动轮，在所述的支撑圆盘与第一滚动轮之间连接的第一支撑杆上设置有用于使装置稳定的第一调整螺栓；第二支撑杆一端连接支撑圆盘，另一端上设置第二滚动轮，在所述的支撑圆盘与第二滚动轮之间连接的第二支撑杆上设置有用于使装置稳定的第二调整螺栓；第三支撑杆一端连接支撑圆盘 ，另一端上设置第三滚动轮，在所述的支撑圆盘与第三滚动轮之间连接的第三支撑杆上设置有用于使装置稳定的第三调整螺栓；第四支撑杆一端连接支撑圆盘，另一端上设置第四滚动轮，在所述的支撑圆盘与第四滚动轮之间连接的第四支撑杆上设置有用于使装置稳定的第四调整螺栓。[0008]所述的旋转机构中，位于支撑圆盘下表面的旋转驱动电机，其输出轴穿过支撑圆盘，由位于支撑圆盘上表面的旋转驱动电机固定板固定，并与支撑圆盘上表面的小传动齿轮连接；旋转轴穿过支撑圆盘且通过轴套连接支撑圆盘，所述的旋转轴位于支撑圆盘上表面的一端设置有支撑连接盘，在支撑连接盘与支撑圆盘之间设置有与小传动齿轮相啮合的大传动齿轮，所述的旋转轴位于支撑圆盘上表面的另一端设置有用于连接转轴支撑底板的推力轴承，所述的转轴支撑底板通过连接支撑板连接在支撑圆盘的下表面，所述的旋转轴与转轴支撑底板的连接处设置有用于防止旋转轴轴向移动的卡簧。所述的调角机构中，旋转底板的一端设置有第一调角杆和第二调角杆，所述的第一调角杆通过第一轴承座连接旋转底板，所述的第二调角杆通过第二轴承座连接旋转底板，并且所述的第二轴承座设置于与第一轴承座相对位置，所述的第一调角杆与第二调角杆之间设置有用于固定连接的连接杆；第三调角杆的一端连接第一调角杆且位于第一调角杆的下部，另一端通过第一直线轴承连接第一光杠，可沿第一光杠滑动，所述的第一光杠通过固定座固定于旋转底板；第四调角杆的一端连接第二调角杆且位于第二调角杆的下部，另一端通过第二直线轴承连接第二光杠，可沿第二光杠滑动，所述的第二光杠通过固定座固定于旋转底板；所述的第一直线轴承与第二直线轴承之间设置有同步连接杆，所述的同步连接杆上连接齿形带，所述的齿形带的一端环绕在第一齿形轮上，另一端环绕在第二齿形轮上，所述的第一齿形轮通过齿形轮连接轴的一端与第三轴承座连接，且所述的第三轴承座固定于旋转底板上，齿形轮连接轴的另一端通过连轴器与穿过电机固定板的调角驱动电机输出轴相连，且所述的调角驱动电机通过电机固定板固定于旋转底板上，所述的第二齿形轮通过齿形轮连接轴连接第四轴承座，且所述的第四轴承座固定于旋转底板上。所述的拦网机构中，第一收网连接杆的一端连接至第一调角杆的上端，第二收网连接杆的一端连接至第一调角杆的下部，第三收网连接杆的一端连接至第二调角杆的上端，第四收网连接杆的一端连接至第二调角杆的下部；所述的第一收网连接杆的另一端与第二收网连接杆的另一端之间设置有一个四杆固定架，第一收网连接杆的另一端与第三收网连接杆的另一端之间设置有一个四杆固定架，第四收网连接杆的另一端与第二收网连接杆的另一端之间设置有一个四杆固定架，第四收网连接杆的另一端与第三收网连接杆的另一端之间设置有一个四 杆固定架；第一收网连接杆与第一调角杆的连接处设置第一弹簧阻尼器，所述的第一弹簧阻尼器一端连接至第一调角杆，另一端连接拦截网的一角，第二收网连接杆与第一调角杆的连接处设置第二弹簧阻尼器，所述的第二弹簧阻尼器一端连接至第一调角杆，另一端连接拦截网的一角，第三收网连接杆与第二调角杆的连接处设置第三弹簧阻尼器，所述的第三弹簧阻尼器一端连接至第二调角杆，另一端连接拦截网的一角，第四收网连接杆与第二调角杆的连接处设置第四弹簧阻尼器，所述的第四弹簧阻尼器一端连接至第二调角杆，另一端连接拦截网的一角。本实用新型的优点:本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置，采用全新的设计方案，解决了无人机回收时定位困难的问题，采用由小传动齿轮和大传动齿轮组成的轮系进行齿轮传动，采用齿形轮和齿形带带动由调角杆、直线轴承和光杠实现了撞网回收装置的两个自由度的运动；同时，通过收网装置中一定角度的四个收网连杆的设计，实现了自动收网。
图1为本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置的整体结构示意图；其中，1-支撑机构；2_旋转机构；3_调角机构；4_拦网机构；图2为本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置的支撑机构结构图；101-支撑圆盘；102-第一支撑杆；103-第一滚动轮；104-第一调整螺栓；105_第二支撑杆；106_第二滚动轮；107_第二调整螺栓；108_第二支撑杆；109_第二滚动轮；110-第三调整螺栓；111-第四支撑杆；112-第四滚动轮；113-第四调整螺栓；图3为本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置的旋转机构主视图；201-旋转驱动电机；203_小传动齿轮；204_旋转轴；205_轴套；206_支撑连接盘；207-大传动齿轮；208_转轴支撑底板；209_推力轴承；210_连接支撑板；211_卡簧；图4为本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置的旋转机构俯视图；202-旋转驱动电机固定板；图5为本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置的调角机构结构图；301-旋转底板；302_第一调角杆；303_第一轴承座；304_第二调角杆；305_第二轴承座；306_连接杆；307_第三调角杆；308_第一直线轴承；309_固定座；310_第四调角杆；311_第二直线轴承；312_第二光杠；313-同步连接杆；314_齿形带；317_第三轴承座；319-调角驱动电机；320-电机固定板；321-第二齿形轮；322_第四轴承座；323_第一光杠；图6为本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置的调角机构A部分放大结构图；`315-第一齿形轮；316-齿形轮连接轴；318_连轴器；图7为本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置的拦网机构结构图；401-第一收网连接杆；402_第二收网连接杆；403_第三收网连接杆；404_第四收网连接杆；405_四杆固定架；406_第一弹簧阻尼器；407_拦截网；408_第二弹簧阻尼器；409-第三弹簧阻尼器；410_第四弹簧阻尼器；图8为本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置的拦网机构B部分放大结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例做进一步说明。如图1所示，一种两自由度无人机撞网回收装置，该装置包括支撑机构1、旋转机构2、调角机构3和拦网机构4，其中，所述的支撑机构I通过支撑圆盘101连接旋转机构2，所述的旋转机构2通过支撑连接盘201连接调角机构3，所述的调角机构3上设置有拦网机构4。如图2所示，所述的支撑机构I中，第一支撑杆102—端连接支撑圆盘101，另一端上设置第一滚动轮103，在所述的支撑圆盘101与第一滚动轮103之间连接的第一支撑杆102上设置有用于使装置稳定的第一调整螺栓104 ;第二支撑杆105 —端连接支撑圆盘101，另一端上设置第二滚动轮106，在所述的支撑圆盘101与第二滚动轮106之间连接的第二支撑杆105上设置有用于使装置稳定的第二调整螺栓107 ;第三支撑杆108 —端连接支撑圆盘101，另一端上设置第三滚动轮109，在所述的支撑圆盘101与第三滚动轮109之间连接的第三支撑杆108上设置有用于使装置稳定的第三调整螺栓110 ;第四支撑杆111 一端连接支撑圆盘101，另一端上设置第四滚动轮112，在所述的支撑圆盘101与第四滚动轮112之间连接的第四支撑杆111上设置有用于使装置稳定的第四调整螺栓113。所述的第一支撑杆102、第二支撑杆105、第四支撑杆111和第三支撑杆108两两成90°固定在支撑圆盘101上；第一滚动轮103、第二滚动轮106、第三滚动轮109和第四滚动轮112的作用是使旋转机构在旋转时起到支撑旋转底板301和减小摩擦的作用，第一调整螺栓104、第二调整螺栓107、第三调整螺栓110和第四调整螺栓113作用是调整支撑杆和地面高度，使机构整体达到满足要求的与地面平行度。如图3所示，所述的旋转机构2中，位于支撑圆盘101下表面的旋转驱动电机201，其输出轴穿过支撑圆盘101，由位于支撑圆盘101上表面的旋转驱动旋转驱动电机固定板202 (如图4所示)固定，并与支撑圆盘101上表面的小传动齿轮203连接；旋转轴204穿过支撑圆盘101且通过轴套205连接支撑圆盘101，所述的旋转轴204位于支撑圆盘101上表面的一端设置有支撑连接盘206，在支撑连接盘206与支撑圆盘101之间设置有与小传动齿轮203相啮合的大传动齿轮207，所述的旋转轴204位于支撑圆盘101上表面的另一端设置有用于连接转轴支撑底板208的推力轴承209，所述的转轴支撑底板208通过连接支撑板210连接在支撑圆盘101的下表面，所述的旋转轴204与转轴支撑底板208的连接处设置有用于防止旋转轴204轴向移动的卡簧211。如图5所示，所述的调角机构3中，旋转底板301的一端设置有第一调角杆302和第二调角杆304，所述的第一调角杆302通过第一轴承座303连接旋转底板301，所述的第二调角杆304通过第二轴承座305连接旋转底板301，并且所述的第二轴承座305设置于与第一轴承座303相对位置，所述的第一调角杆302与第二调角杆304之间设置有用于固定连接的连接杆306 ;第三调角杆307的一端连接第一调角杆302且位于第一调角杆302的下部，另一端通过第一直线轴承308连接第一光杠323,可沿第一光杠323滑动,所述的第一光杠323通过固定座309固定于旋转底板301 ;第四调角杆310的一端连接第二调角杆304且位于第二调角杆304的下部，另一端通过第二直线轴承311连接第二光杠312，可沿第二光杠312滑动，所述的 第二光杠312通过固定座309固定于旋转底板301 ;所述的第一直线轴承308与第二直线轴承311之间设置有同步连接杆313，所述的同步连接杆313上连接齿形带314，如图6所示，所述的齿形带314的一端环绕在第一齿形轮315上，另一端环绕在第二齿形轮321上，所述的第一齿形轮315通过齿形轮连接轴316的一端与第三轴承座317连接，且所述的第三轴承座317固定于旋转底板301上，齿形轮连接轴316的另一端通过连轴器318与穿过电机固定板320的调角驱动电机319输出轴相连，且所述的调角驱动电机319通过电机固定板320固定于旋转底板301上，所述的第二齿形轮321通过齿形轮连接轴316连接第四轴承座322，且所述的第四轴承座322固定于旋转底板301上。如图7所示，所述的拦网机构4中，第一收网连接杆401的一端连接至第一调角杆302的上端，第二收网连接杆402的一端连接至第一调角杆302的下部，第三收网连接杆403的一端连接至第二调角杆304的上端，并设置于与第一收网连接杆401相对的位置，第四收网连接杆404的一端连接至第二调角杆304的下部，并设置于与第二收网连接杆402相对的位置；所述的第一收网连接杆401的另一端与第二收网连接杆402的另一端之间设置有一个四杆固定架405，第一收网连接杆401的另一端与第三收网连接杆403的另一端之间设置有一个四杆固定架405，第四收网连接杆404的另一端与第二收网连接杆402的另一端之间设置有一个四杆固定架405，第四收网连接杆404的另一端与第三收网连接杆403的另一端之间设置有一个四杆固定架405 ;第一收网连接杆401与第一调角杆302的连接处设置第一弹簧阻尼器406，所述的设置第一弹簧阻尼器406 —端连接至第一调角杆302，另一端连接拦截网407的一角，第二收网连接杆402与第一调角杆302的连接处设置第二弹簧阻尼器408，所述的设置第二弹簧阻尼器408 —端连接至第一调角杆302，另一端连接拦截网407的一角，第三收网连接杆403与第二调角杆304的连接处设置第三弹簧阻尼器409，所述的设置第三弹簧阻尼器409 —端连接至第二调角杆304，另一端连接拦截网407的一角，第四收网连接杆404与第二调角杆304的连接处设置第四弹簧阻尼器410，如图8所示，所述的设置第四弹簧阻尼器410 —端连接至第二调角杆304，另一端连接拦截网407的一角动作流程:本装置在工作时动作分为旋转、调角和拦截三个动作。当有无人机需要停止飞行利用撞网回收装置回收时，装置接收信号开始运行，旋转驱动电机201开始运行，通过电机旋转带动小传动齿轮203转动，从而带动大传动齿轮207转动，使输出力增加，最后带动固定在支撑连接盘206上的旋转底板301转动。使安装在旋转底板301上的拦网机构4可360°旋转，找到适合拦截无人机的旋转角度后停止旋转。至此旋转动作完成。调角驱动电机319接受信号开始工作，通过调角驱动电机319转动带动第一齿形轮315转动，从而带动齿形带314转动，安装在齿形带314上的同步连接杆313开始移动，同时带动第一直线轴承308和第二直线轴承311移动，使第三调角杆307和第四调角杆310以第一直线轴承308和第二直线 轴承311为基准点转动，从而带动第一调角杆302和第二调角杆304以第一轴承座303和第二轴承座305为中心转动，从而带动拦截网407调整一定角度，准备拦截无人机。至此调角动作完成。当拦截网407调整到适合接收无人机的角度时，无人机撞在拦截网407上，依靠连接在拦截网407上的四个弹簧阻尼器，拦截网407开始缓慢沿四根回收杆向后移动，直到无人机完全被拦截能量耗尽，拦截网407停止后退，至此拦截动作完成。
权利要求1.一种两自由度无人机撞网回收装置，其特征在于:该装置包括支撑机构(I)、旋转机构(2)、调角机构(3)和拦网机构(4)，其中，所述的支撑机构(I)通过支撑圆盘(101)连接旋转机构(2)，所述的旋转机构(2)通过支撑连接盘(201)连接调角机构(3)，所述的调角机构⑶上设置有拦网机构⑷。
2.根据权利要求1所述的两自由度无人机撞网回收装置，其特征在于:所述的支撑机构(I)中，第一支撑杆(102) —端连接支撑圆盘(101)，另一端上设置第一滚动轮(103)，在所述的支撑圆盘(101)与第一滚动轮(103)之间连接的第一支撑杆(102)上设置有用于使装置稳定的第一调整螺栓(104);第二支撑杆(105) —端连接支撑圆盘(101)，另一端上设置第二滚动轮(106)，在所述的支撑圆盘(101)与第二滚动轮(106)之间连接的第二支撑杆(105)上设置有用于使装置稳定的第二调整螺栓(107);第三支撑杆(108) —端连接支撑圆盘(101)，另一端上设置第三滚动轮(109)，在所述的支撑圆盘(101)与第三滚动轮(109)之间连接的第三支撑杆(108)上设置有用于使装置稳定的第三调整螺栓(110);第四支撑杆(111) 一端连接支撑圆盘(101)，另一端上设置第四滚动轮(112)，在所述的支撑圆盘(101)与第四滚动轮(112)之间连接的第四支撑杆(111)上设置有用于使装置稳定的第四调整螺栓(113)。
3.根据权利要求1所述的两自由度无人机撞网回收装置，其特征在于:所述的旋转机构(2)中，位于支撑圆盘(101)下表面的旋转驱动电机(201)，其输出轴穿过支撑圆盘(101)，由位于支撑圆盘(101)上表面的旋转驱动电机固定板(202)固定，并与支撑圆盘(101)上表面的小传动齿轮(203)连接；旋转轴(204)穿过支撑圆盘(101)且通过轴套(205)连接支撑圆盘(101)，所述的旋转轴(204)位于支撑圆盘(101)上表面的一端设置有支撑连接盘(206)，在支撑连接盘(206)与支撑圆盘(101)之间设置有与小传动齿轮(203)相哨合的大传动齿轮(207),所述的旋转轴(204)位于支撑圆盘(101)下表面的另一端设置有用于连接转轴支撑底板(208)的推力轴承(209)，所述的转轴支撑底板(208)通过连接支撑板(210)连 接在支撑圆盘(101)的下表面，所述的旋转轴(204)与转轴支撑底板(208)的连接处设置有用于防止旋转轴(204)轴向移动的卡簧(211)。
4.根据权利要求1所述的两自由度无人机撞网回收装置，其特征在于:所述的调角机构(3)中，旋转底板(301)的一端设置有第一调角杆(302)和第二调角杆(304)，所述的第一调角杆(302)通过第一轴承座(303)连接旋转底板(301)，所述的第二调角杆(304)通过第二轴承座(305)连接旋转底板(301)，并且所述的第二轴承座(305)设置于与第一轴承座(303)相对位置，所述的第一调角杆(302)与第二调角杆(304)之间设置有用于固定连接的连接杆(306);第三调角杆(307)的一端连接第一调角杆(302)且位于第一调角杆(302)的下部，另一端通过第一直线轴承(308)连接第一光杠(323)，可沿第一光杠(323)滑动，所述的第一光杠(323)通过固定座(309)固定于旋转底板(301);第四调角杆(310)的一端连接第二调角杆(304)且位于第二调角杆(304)的下部，另一端通过第二直线轴承(311)连接第二光杠(312)，可沿第二光杠(312)滑动，所述的第二光杠(312)通过固定座(309)固定于旋转底板(301);所述的第一直线轴承(308)与第二直线轴承(311)之间设置有同步连接杆(313)，所述的同步连接杆(313)上连接齿形带(314)，所述的齿形带(314)的一端环绕在第一齿形轮(315)上，另一端环绕在第二齿形轮(321)上，所述的第一齿形轮(315)通过齿形轮连接轴(316)的一端与第三轴承座(317)连接，且所述的第三轴承座(317)固定于旋转底板(301)上，齿形轮连接轴(316)的另一端通过连轴器(318)与穿过电机固定板(320)的调角驱动电机(319)输出轴相连，且所述的调角驱动电机(319)通过电机固定板(320)固定于旋转底板(301)上，所述的第二齿形轮(321)通过齿形轮连接轴(316)连接第四轴承座(322)，且所述的第四轴承座(322)固定于旋转底板(301)上。
5.根据权利要求1所述的两自由度无人机撞网回收装置，其特征在于:所述的拦网机构(4)中，第一收网连接杆(401)的一端连接至第一调角杆(302)的上端，第二收网连接杆(402)的一端连接至第一调角杆(302)的下部，第三收网连接杆(403)的一端连接至第二调角杆(304)的上端，第四收网连接杆(404)的一端连接至第二调角杆(304)的下部；所述的第一收网连接杆(401)的另一端与第二收网连接杆(402)的另一端之间设置有一个四杆固定架(405)，第一收网连接杆(401)的另一端与第三收网连接杆(403)的另一端之间设置有一个四杆固定架(405)，第四收网连接杆(404)的另一端与第二收网连接杆(402)的另一端之间设置有一个四杆固定架(405)，第四收网连接杆(404)的另一端与第三收网连接杆(403)的另一端之间设置有一个四杆固定架(405);第一收网连接杆(401)与第一调角杆(302)的连接处设置第一弹簧阻尼器(406)，所述的第一弹簧阻尼器(406)—端连接至第一调角杆(302)，另一端连接拦截网(407)的一角，第二收网连接杆(402)与第一调角杆(302)的连接处设置第二弹簧阻尼器(408)，所述的第二弹簧阻尼器(408) —端连接至第一调角杆(302)，另一端连接拦截网(407)的一角，第三收网连接杆(403)与第二调角杆(304)的连接处设置第三弹簧阻尼器(409)，所述的第三弹簧阻尼器(409)—端连接至第二调角杆(304)，另一端连接拦截网(407)的一角，第四收网连接杆(404)与第二调角杆(304)的连接处设置第四弹簧阻尼器(410)，所述的第四弹簧阻尼器(410) —端连接至第二调角杆(304)，另一端 连接拦截网(407)的一角。
专利摘要本实用新型一种两自由度无人机撞网回收装置，属于无人机回收技术领域，该装置包括支撑机构、旋转机构、调角机构和拦网机构，其中，所述的支撑机构通过支撑圆盘连接旋转机构，所述的旋转机构通过支撑连接盘连接调角机构，所述的调角机构上设置有拦网机构；本实用新型采用全新的设计方案，解决了无人机回收时定位困难的问题，采用由小传动齿轮和大传动齿轮组成的轮系进行齿轮传动，采用齿形轮和齿形带带动由调角杆、直线轴承和光杠实现了撞网回收装置的两个自由度的运动；同时，通过收网装置中一定角度的四个收网连杆的设计，实现了自动收网。
文档编号B64F1/02GK203127149SQ201320039180
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月18日 优先权日2013年1月18日
发明者刘景亮, 耿洁, 王振宇, 朱云鹏, 陈述平 申请人:东北大学