一种无人机捕获装置的制作方法

本发明涉及无人机回收设备技术领域，尤其涉及一种无人机捕获装置。

背景技术：

无人机是通过无线电遥控或者机载计算机程控设备进行操控的飞行器。无人机在被发射后必须通过特定的装置进行回收，以完成下一次的无人机发射操作。

在现有技术中，回收无人机尤其是回收小型无人机通常采用降落伞回收或者撞网回收。在降落伞回收无人机的方案中，由于无人机自身重量的原因，导致无人机在降落及回收的过程中容易导致无人机的损坏，因此正在逐渐被淘汰。撞网回收由于能够通过弹性网缠绕无人机并以缓冲的方式回收无人机，正在成为目前主流的无人机回收方案。

公告号cn207826588u的中国实用新型专利公开了“一种阻尼可控的无人机撞网回收装置”，其包括三个系统：小车系统、导轨系统以及制动系统，并通过一张伸缩弹性网捕获无人机，并通过泡沫垫承接落下来的无人机。其一，该现有技术所揭示的无人机捕获装置的缓冲效果不理想。其二，该现有技术的伸缩弹性网在张开状态下(即无人机尚未撞击网面之前)的宽幅是固定的，其仅仅通过支撑钢丝绳轮做旋转运动的支架将无人机放置在泡沫垫上。由于无人机的惯性导致的冲量及动量非常大，仅仅通过具制动系统的底座、伸缩弹性网及泡沫垫并不足以吸收无人机的所有动能，并仍然有可能导致无人机在回收过程中造成损坏。

有鉴于此，有必要对现有技术中的无人机捕获装置予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于揭示一种无人机捕获装置，用以实现对不同尺寸的无人机的回收操作，防止无人机在回收过程中出现损坏，更好地吸收高速飞行的无人机的动能，并实现无人机从阻拦网中平稳卸载。

为实现上述目的，本发明提供了一种无人机捕获装置，包括：转盘，设置于转盘上的基座，自基座对称设置的两个支撑杆，所述支撑杆的顶部设置两个上下布置并能够围绕设置在支撑杆上的转动轴转动的摆杆，上下布置的两个摆杆之间设置与支撑杆垂直设置的支架，所述支架的末端铰接两个上下布置并与摆杆铰接的第一磁流变阻尼器，所述摆杆远离支撑杆的一端端部吊装阻拦网，所述摆杆的另一端端部与第一磁流变阻尼器铰接；所述支撑杆的底部开设条状通孔，所述基座设置底部转动的伸缩装置，所述伸缩装置的顶部设置连接块，连接块两端分别铰接一拉杆，所述拉杆贯穿条状通孔并在所述拉杆的末端设置滑动块。

作为本发明的进一步改进，所述基座包括：基座本体，与基座本体转动连接的悬臂，所述悬臂形成折弯臂，所述折弯臂通过第一限位块与第二限位块共同固持支撑杆的底部，伸缩装置的底部与基座本体铰接。

作为本发明的进一步改进，所述无人机捕获装置还包括：倾斜连接折弯臂并与转盘铰接的第二磁流变阻尼器。

作为本发明的进一步改进，所述摆杆包括：枢转部、筒体，内置于筒体内部的活塞，若干吸能弹簧，多个连接吸能弹簧的连接件，以及与吸能弹簧或者连接件连接的阻拦绳；

所述筒体开设气孔，所述支撑杆顶部设置气泵，所述气泵通过导管与气孔连接，以驱动活塞在筒体内部执行往复运动；所述摆杆远离支撑杆的一端端部形成供阻拦绳引出筒体的口部，以通过阻拦绳连接阻拦网的一条边或者一个角；所述阻拦网呈正方形、矩形。

作为本发明的进一步改进，所述无人机捕获装置还包括：与上下布置并与摆杆铰接的复位装置。

作为本发明的进一步改进，所述复位装置为弹簧或者伸缩电机。

作为本发明的进一步改进，所述支撑杆的顶部水平凸伸设置第一限位柱及第二限位柱，所述第一限位柱与第二限位柱设置于摆杆的两侧。

作为本发明的进一步改进，所述伸缩装置为气缸、油缸、电动缸或者直线电机，并设置与连接块连接的顶出杆，以通过顶出杆的伸长或者缩短，对称地驱动两个拉杆对两个支撑杆执行收放。

作为本发明的进一步改进，所述连接块的底部对称设置两个限位板。

作为本发明的进一步改进，所述无人机捕获装置还包括：设置于转盘底部的伺服电机，所述伺服电机的输出轴与转盘固定连接，以通过伺服电机驱动转盘水平转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)当无人机飞向阻拦网时，由四个摆杆所张紧的阻拦网对无人机起到初步的拦阻效果，并驱动摆杆向内收缩以兜住无人机；同时，在惯性及伸缩装置的共同作用下使得支撑杆向内收缩，以通过阻拦网兜住无人机；然后通过第二磁流变阻尼器进一步缓冲阻拦网传递至支撑杆上的动能，并通过第二磁流变阻尼器吸收无人机回收过程中所产生的动能；另外，克服摆杆向内收缩由第一磁流变阻尼器也起到了消耗无人机动能的效果；最后，通过摆杆内部所设置的吸能弹簧起到了进一步吸收无人机动能的效果，因此，本发明能够有效地防止无人机在回收过程中出现损坏，更好地吸收高速飞行的无人机的动能；

(2)在回收无人机的过程中，支撑杆向后倾倒并向内收缩，从而将通过阻拦网捕获的无人机平稳地降低高度，从而便于无人机从阻拦网中取出，以实现平稳卸载的技术效果；

(3)本发明所揭示的无人机捕获装置中，支撑杆呈分叉状，因此扩大了无人机回收时的回收范围，能够适应不同尺寸的无人机的回收操作，尤其是能够对翼展较大的固定翼无人机起到良好的回收效果；

(4)本发明所揭示的无人机捕获装置还可通过转盘底部所设置的伺服电机，以在水平方向上整体地驱动整个无人机捕获装置在水平方向上的360度转动，以对各个方向飞行的无人机进行回收操作，极大地提高了对无人机的回收效果及适应性。

附图说明

图1为本发明一种无人机捕获装置在回收无人机过程中的形态变化过程的立体图，其中，为了简化表示在本图中省略了阻拦网；

图2为示出了阻拦网的无人机捕获装置在回收无人机过程中的形态变化的侧视图；

图3为本发明一种无人机捕获装置在无人机撞击阻拦网后支撑杆向内回收后所形成的立体图，其中，为了简化表示本图中省略了阻拦网；

图4为图3中标号a处的放大图；

图5为图3中标号b处的放大图；

图6为沿摆杆延伸方向的轴向剖视图；

图7为图6所示出的摆杆内部的结构示意图；

图8为实施例二中装配有复位装置的无人机捕获装置的局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

该无人机捕获装置用于对固定翼无人机、多旋翼无人机等各种类型的无人机执行回收操作，尤其是对具有较高巡航速度的固定翼无人机而言具有更好的回收效果。

需要说明的是，在本说明书中，“后方”及“前方”仅仅是相对概念，例如图2中，无人机10从左边向右边飞行时且未触及阻拦网8时，摆杆204位于支撑杆50的前方。同时，“向内”及“向外”也是相对概念，例如图2中，无人机10沿图1中方向100的方向被阻拦网8兜住时，两个摆杆204逐渐向内收缩，支撑杆50也相同收缩，阻拦网8分别形成阻拦网8-1、阻拦网8-2及阻拦网8-3这四个状态。于此同时，支撑杆50在捕获无人机10的整个过程中，也分别形状了支撑杆第一状态50a、支撑杆第二状态50b及支撑杆第三状态50c这三个状态。

阻拦网8与无人机10之间空间位置的定义为“前方”，阻拦网8接触到无人机10后掠过的空间定义为“后方”。支撑杆第一状态50a向支撑杆第二状态50b运动的动作即“向内”收缩，支撑杆第二状态50b恢复至支撑杆第一状态50a运动的动作即“向外”扩张。支撑杆第二状态50b向支撑杆50c运动的动作即“向后”倒伏，支撑杆第三状态50c恢复至支撑杆第二状态50b运动的动作即“向前”复位。

实施例一：

参图1至图7所揭示的本发明一种无人机捕获装置的一种具体实施方式。

在本实施例中，一种无人机捕获装置，包括：转盘3，设置于转盘3上的基座4，自基座4底部向上对称设置两个支撑杆50，支撑杆50的顶部设置两个上下布置并能够围绕设置在支撑杆50上的转动轴2040转动的摆杆204，上下布置的两个摆杆204之间设置与支撑杆50垂直设置的支架205。支架205的末端铰接两个上下布置并与摆杆铰接的第一磁流变阻尼器(即位于上方的第一磁流变阻尼器215以及位于下方的第一磁流变阻尼器225)，摆杆204远离支撑杆50的一端端部吊装阻拦网8。摆杆204的另一端端部与第一磁流变阻尼器铰接。支撑杆50的底部开设条状通孔501，基座4设置底部转动的伸缩装置41，伸缩装置41的顶部设置连接块42，连接块42两端分别铰接一拉杆，拉杆贯穿条状通孔501，并在拉杆(即拉杆43及拉杆44)的末端设置滑动块441。

具体的，滑动块441任一方向的宽度均大于条状通孔501的宽度，并能够在支撑杆50的外侧面自由滑动，并可在滑动块441与支撑杆50相接触的内侧面上设置轴承(未示出)，以提高滑动块441在支撑杆50外侧面上滑动的舒畅度，并降低摩擦阻力。

参图3、图4及图6所示，在本实施例中，支架205设置于支撑杆50的顶部，并与支撑杆50呈垂直设置，同时位于支撑杆50的后方。支架205远离支撑杆50的末端的上下面分别设置耳座2053与耳座2055。更具体的，位于支架205上方并呈倾斜设置的第一磁流变阻尼器215的尾端设置与耳座2053铰接的吊耳2154，位于支架205下方并呈倾斜设置的第一磁流变阻尼器215的尾端设置与耳座205铰接的吊耳2254。上下设置的两个第一磁流变阻尼器215相对于支架205对称设置，并采用相同的连接关系与摆杆204铰接。

具体的，参图4所示。位于上方的第一磁流变阻尼器215的顶出杆2151的末端设置吊耳2157，并通过该吊耳2157与摆杆204尾端所设置的耳座2152铰接，并能够围绕轴2150转动。摆杆204的枢转部214以轴2040为支点在第一磁流变阻尼器215的顶出杆2151的驱动下进行转动，以通过顶出杆2151的伸长或者缩短，驱动摆杆204围绕轴2040实现转动，从而实现了摆杆204实现向外张开与向内收缩的作动过程。同理所示，在本实施例中，位于下方的第一磁流变阻尼器225的顶出杆2251采用相同的连接关系与位于下方的摆杆204的尾端铰接。

参图3及图5所示，在本实施例中，该基座4包括：基座本体40，与基座本体40转动连接的悬臂45，悬臂45形成折弯臂46。折弯臂46通过第一限位块445与第二限位块446共同固持支撑杆50的底部。折弯臂46朝向支撑杆50的末端形成转轴444。转轴444被第一限位块445与第二限位块446收容。基座本体40沿两个支撑杆50所在平面进行剖切时形成的横截面呈“凹”字形。

同时，该伸缩装置41的底部与基座本体40铰接。伸缩装置41为气缸、油缸、电动缸或者直线电机，并设置与连接块42连接的顶出杆411，通过伸缩装置41的顶出杆411的伸长或者缩短的作动，以对称地驱动两个拉杆(即拉杆43与拉杆44)对两个支撑杆50执行收放动作。

具体的，支撑杆50向外扩张的最大角度为20度(相对图3中呈垂直状态的铅垂线而言)。同时，悬臂45的内侧通过转轴440与基座本体40以可转动连接的方式进行固定。同时，两个对称设置的悬臂45的内侧所设置的转轴440可以是一个连续整体的轴，并贯穿吊耳401。

进一步的，连接块42的横向两侧对称设置吊耳421与吊耳422。拉杆43的一端端部设置与吊耳421铰接的耳座432，一端从条状通孔501中横向贯穿右侧的支撑杆50(图5中的视角下)并通过拉杆43末端所设置的滑动块441拉住右侧的支撑杆50；同时，拉杆44的一端端部设置与吊耳422铰接的耳座442，一端从条状通孔501中横向贯穿左侧的支撑杆50(图5中的视角下)并通过拉杆44末端所设置的滑动块441拉住左侧的支撑杆50。

配合参照图2所示，在捕获无人机10的整个过程中，支撑杆50处于支撑杆第一状态50a时，滑动块441位于图2中441-1的位置，当支撑杆50处于支撑杆第二状态50b时，滑动块441位于图2中441-2的位置；当支撑杆50处于支撑杆第三状态50c时，滑动块441位于图2中441-3的位置。

当从阻拦网8中卸下无人机10并将支撑杆50恢复至支撑杆第一状态50a时，与连接块42连接的顶出杆411向上顶出，以延长连接块42与支撑杆50之间的横向直线距离，从而将两个支撑杆50张开，同时支撑杆50上方所设置的两个摆杆204也逐渐张开，从而最终将呈松弛状态的阻拦网8从状态8-3恢复至张紧状态，即图2中最左侧所示出的阻拦网8。优选的，该连接块42的底部对称设置两个限位板423。从而通过两个限位板423阻止连接块42超出连杆43与连杆44在水平方向的最低点，以防止连杆43与连杆44发生折断的现象。

在本实施例中，该伸缩装置41选自电动缸。当无人机10尚未接触阻拦网8或者接触阻拦网8的瞬间，顶出杆411缩回电动缸的内部，以通过对称设置的拉杆43与拉杆44拉动两个支撑杆50向内收缩，以缩小阻拦网8的横向宽幅(该横向是指与方向100呈垂直的方向)，从而通过阻拦网8将无人机10兜住。在此过程中，支撑杆50从支撑杆第一状态50a变化至支撑杆第二状态50b。顶出杆411的上方设置顶块424，该顶块的两侧形成上述两个限位板423，顶块424的上方设置连接块42。

同时，参图1及图2所示，在当无人机10尚未接触阻拦网8或者接触阻拦网8的瞬间，位于上方的摆杆204与支撑杆第一状态50a的支撑杆50在图2所在的视角中呈同一直线，位于下方的摆杆204向前方凸伸设置，并与支撑杆50形成一定夹角(具体可为30～40度)。而此时，支撑杆50也对向无人机10飞入的方向100向前倾斜设置(与铅锤线呈15～20度的夹角)。从而使得阻拦网8与水平面保持垂直，并与使得无人机10以近似垂直的方向撞击阻拦网8。通过上述技术方案，不仅能够能好地吸收无人机10撞击阻拦网8所产生的动能，还能够有效地防止无人机10撞击到支撑杆50，从而有效避免了该无人机捕获装置的使用寿命。

参图3及图5所示，在本实施例中，该伸缩装置41的底部设置吊耳401。基座本体40形成凹陷部，且该允许伸缩装置41在上述凹陷部中转动一定角度，以保证拉杆43与拉杆44所形成的平面始终与两个支撑杆50所形成的平面位于相同平面，从而防止拉杆43与拉杆44发生折断或者扭曲。因此，在本实施例中，该凹陷部的延伸方向与无人机10撞击阻拦网8的方向100相同或者大致相同。因为，在即使无人机10的飞行轨迹发生偏差，则可通过设置于转盘3底部的伺服电机1的转动，以整体地驱动支撑杆50在水平方向上作旋转，以尽量保证张紧状态的阻拦网8以垂直于水水平面且垂直于方向100的姿态回收并捕获无人机10。

更优选的，在本实施例中，该伺服电机1的输出轴101与转盘3固定连接，以通过伺服电机1驱动转盘3水平转动。通过上述技术方案，使得整个无人机捕获装置能够捕获任何方向飞行的无人机10，从而提高了该无人机捕获装置的适应性与捕获无人机的能力。

参图6及图7所示，在本实施例中，摆杆204包括：枢转部214、筒体241，内置于筒体241内部的活塞217，若干吸能弹簧237，多个连接吸能弹簧237的连接件227，以及与吸能弹簧237或者连接件227连接的阻拦绳242。枢转部214可设置于支撑杆50的内侧，也可设置于支撑杆50的外侧。筒体241开设气孔2049，支撑杆50顶部设置气泵504，气泵504通过导管与气孔2049连接，以压缩空气为动力驱动活塞271在筒体241内部执行往复运动。

本领域的普通技术人员通常知晓，该摆杆204不仅仅能以气动方式驱动活塞217在筒体241内部执行往复运动，还可以是其他是实现方式，例如电动缸、液压缸或者直线电机等等，只要能够驱动阻拦绳242部分伸出筒体241即可，并通过吸能弹簧237及活塞217共同吸收无人机10撞击阻拦网8所传递至摆杆204的动能。

摆杆204远离支撑杆50的一端端部形成供阻拦绳242引出筒体241的口部2411，以通过阻拦绳242连接阻拦网8的一条边或者一个角，并优选为连接阻拦网8的一个角。在本实施例中，该阻拦网8呈正方形、矩形。阻拦网8可选用高强度尼龙或者其他具有适合用于回收无人机10的化学纤维材料或者编织物。

当无人机10撞击阻拦网8的过程中，阻拦绳242自筒体241逐渐拉出，其裸露在筒体241的长度会逐渐增加，并逐渐形成状态242-1、状态242-2及状态242-3。在此过程中，阻拦网8也依次分别形成阻拦网8-1、阻拦网8-2及阻拦网8-3这三个状态。当阻拦网8最终处于阻拦网8-3这一状态时，无人机10的飞行速度降低至零，此时操作人员可方便地将无人机10从阻拦网8中取下无人机10，以实现最终的回收作业。

同时，本实施例中的无人机捕获装置还包括：倾斜连接折弯臂46并与转盘3铰接的第二磁流变阻尼器2。该第二磁流变阻尼器2的尾部通过耳座301与转盘3铰接，该第二磁流变阻尼器2的顶出杆21的末端设置耳座22，并与折弯臂46上设置的吊耳461铰接。从而通过顶出杆21的伸长或者缩短，整体地控制折弯臂46与转盘3之间的夹角，从而整体地驱动两个支撑杆50前倾或者后仰，从而通过该第二磁流变阻尼器2吸收无人机10撞击阻拦网8所产生的动能。

支撑杆50的顶部水平凸伸设置第一限位柱508及第二限位柱509，所述第一限位柱508与第二限位柱509设置于摆杆204的两侧，并进一步为第一限位柱508与第二限位柱509设置于摆杆204的上下两侧，并且与枢转部214贴合设置，并与支撑杆50的内侧面保持垂直。通过该第一限位柱508及第二限位柱509能够防止上下设置的两个摆杆204在兜住无人机10的过程中发生交叉而导致损坏。

实施例二：

参图8所示，本实施例所揭示的一种无人机捕获装置，其与实施例一相比，主要区别在于，在本实施例中，该无人机捕获装置还包括：与上下布置并与摆杆204铰接的复位装置206。具体的，该复位装置206为弹簧或者伸缩电机。

本实施例所揭示的无人机捕获装置与实施例一中相同部分的技术方案，请参实施例一所述，在此不再赘述。

实施例三：

本实施例揭示了一种无人机回收车辆(下称“车辆”)。该车辆设置如实施例一和/或实施例二所揭示的一种无人机捕获装置，以提高对无人机10捕获与回收过程中的机动性。

本实施例所揭示的设置于无人机回收车辆中的无人机捕获装置与实施例一和/或实施例二中相同部分的技术方案，请参实施例一和/或实施例二所述，在此不再赘述。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。