一种采用仿生原理减少飞行器失控后危害的补救装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无人机失控补救技术领域，特指一种利用高效生物学空气热动力学与纳米接触静电充电的方法以及其快递送货系统中的实现方法，尤其是一种采用仿生原理减少飞行器失控后危害的自动脱离补救装置技术领域。
【背景技术】
[0002]无人机因为轻小，运输、保存非常方便，越野能力强，起降场地要求低(100-150m平整马路、平地甚至草地)，能够在15-30分钟内完成组装、调试、起飞。对于起飞场地无法寻找到，或者事故常发地点，可通过使用弹射起飞、伞降。保证在I小时内获取相关数据，2-3小时内经过数据分析提供应急决策支持，已经广泛应用于送货、农业、侦查等领域，然而无人机在飞行过程中会遇到以下两种意外:1.由于无人机飞行高度低，会不可避免地来自打靶者和偷窃者的乱射或者其他意外伤害；2.天气恶劣时，比如冰雹或小雪会遮住传感器，这将会阻止无人机发挥应有的功效。上述两个问题都会导致无人机飞行失控，失控后，由于事先储存的能量不够，需要立即迫降，导致货物或者地面人员的损伤。
[0003]雌雄同株的梧桐花经过大约6个月的授粉期后种子成熟，这些种子将从母树在空中飘移一段相当长的距离，尽管它们可能被强风刮到几十千米远，平均每个种子在离母树3(T80m远的地方着陆，其原理是尾巴端旋转的线速度大，种子端旋转的线速度小，产生不平衡热气流，导致不定向飘移，确保种子的均匀分布。飞行的松鼠并不像鸟类或蝙蝠那样具有动力飞行的能力，但它们能在树林之间滑翔。在这一过程中，它们能够获得升力，它的滑行记录为90m。这种动物在空中的飞行方向和速度随它的双臂和腿的位置的改变而改变，主要受小手腕骨软骨的控制，即改变了翼膜(翼膜是一种毛茸茸的像降落伞一样从手腕延伸到踝的膜)的拉紧度。它带毛的尾巴具有稳定飞行的作用，尾巴兼任机翼，充当它着陆前的空气制动器，增加缓冲时间，与家猫落地过程类似。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:飞行器在飞行时，由于受到意外伤害需要迫降时，尽量减少人和物的损失；另一方面，在飞行时，由于意外情况，飞行器脱离预先的轨道，造成事先储存的能量不够，需要立即补充能量。
[0005]为解决上述实际问题，采用如下技术方案:一种采用仿生原理减少飞行器失控后危害的补救装置，包括电池端、静电端、迫降端、3D平衡滑轨及中心轴连杆；所述电池端和静电端一体化设置；所述迫降端自动上下翻转设置，连接所述3D平衡滑轨；所述中心轴连杆水平方向设置于靠近电池端，距电池端和静电端总长的1/3处，连接飞行器和所述的补救装置，上端连接飞行器，下端连接3D平衡滑轨；所述采用仿生原理减少飞行器失控后危害的补救装置与飞行器底部可自动脱离或手动拆卸相连。整个装置采用仿生结构，电池端模仿植物种子，静电端模仿种子在空中旋转的漂移状态，静电端以靠近电池端，距电池端和静电端总长的1/3处为轴，借助气流做不对称的旋转，依此来缓解失控的状况，其原理是静电端旋转的线速度大，电池端旋转的线速度小，产生不平衡热气流，导致不定向飘移，确保该装置的平稳下降。
[0006]进一步地，所述电池端包括电池箱单元、爆闪灯、红外热线灯及喇叭，所述电池箱单元分别连接所述爆闪灯、红外热线灯及喇叭。电池箱单元用于储存电能，给爆闪灯、红外热线灯及喇叭供电，用电能推动暴闪灯与红外线热气灯，红外热线灯产生的热为装置提供升力，在降落伞打不开的情况下，形成热汽球效应，来延长势能向旋转动能的转化过程，最终达到安全着落的目的。
[0007]进一步地，所述静电端的形状为桨叶形，以靠近电池端，距电池端和静电端总长的1/3处为轴与平衡滑轨一起旋转，桨叶形状的静电端在绕1/3处旋转的时候，可以平衡飞行器的不定漂移，保持飞行器的平稳。
[0008]进一步地，所述静电端包括静电发电单元，用微运动产生的接触静电和摩擦热力，此法显著增加了电量的收集，而且便于利用多余湍流，在红外线热气灯打不开的情况下，形成热汽球效应，同时静电发电单元把产生的电量储存起来，在下降过程中把势能首先转化为旋转动能，再把多余旋转动能转化为电能储存进电池，或转化为热能，形成热汽球效应，为整个补救装置提供升力，或转化为光能与声能，提醒地面人们潜在危险。所述静电端表面采用纳米接触静电材料，纳米接触静电材料静电转换效率高。当飞行器在空中飞行时，造成该纳米材料的弯曲或纳米层的来回微移动，继而接触起电，摩擦生热。平均Imm的位移能产生2V电压，无人机在震动时会使该材料产生0.1-1mm的微位移，产生的电压在0.2V-2V之间，足够为无人机飞行提供电能，由此将动能转化为电能。
[0009]进一步地，所述纳米材料由聚甲基丙烯酸甲酯(白色)、铝(黄色)、铜(红色)、聚四氟乙烯(绿色)、铅线(黑色)组成。
[0010]进一步地，所述迫降端包括降落伞单元、GPS定高开伞器和/或空气阻力感应器，所述电池端和静电端以降落伞单元为轴旋转。GPS定高开伞器在距离地面一定的高度上，控制降落伞的打开，飞行器倾斜时，迫降端会绕降落伞轴旋转，起到平衡作用，当降落速度超过安全极限时，降落伞也可以由空气阻力感应器自动打开，避免直接坠毁，造成财物的损失。
[0011]进一步地，所述3D平衡滑轨包括平衡滑轨一和平衡滑轨二，所述平衡滑轨一前后移动，连接所述电池端和静电端，所述平衡滑轨二左右移动。通过所述平衡滑轨一保持前后方向的平衡，通过平衡滑轨二保持左右方向的平衡。
[0012]进一步地，所述中心轴连杆包括有固定塞，且中心轴连杆上设置有刻度、加速度传感器。通过所述中心轴连杆保持上下方向的平衡，确保3D重心在中心上，以便旋转能顺利进行，中心轴连杆上有刻度，飞行器起飞时，装置被固定在连杆上的某一固定刻度上，以保证失控过程中，补救装置能平稳飘落。连杆上装有加速度传感器，飞行器在失控的过程中，连杆上的加速度传感器感受到一定的速度时会拉出固定连杆的塞子，使得补救装置与飞行器自动脱落，之后补救装置在空中稳定飘落。
[0013]进一步地，所述采用仿生原理减少飞行器失控后危害的补救装置还包括一个连接装置，连接货物或者其他飞行器的外设装置，所述连接装置可在空气阻力感应器的启动下自动拆卸，用于连接贵重货物。为便于连接不同类型的货物或者装置，所述连接装置可拆卸，更换。
[0014]进一步地，所述采用仿生原理减少飞行器失控后危害的补救装置发生作用时，装置的运动轨迹为 f(s) = (2a/(3.14*D~2) exp (_2s~ 1.5/D)，其中 D = 1/a / d t / s'2f (s) ds, a = k*h 1.5, a是旋转翼的面积，k是风力综合系数，h是飞行的平均闻度，D是平均漂移的半径，s是飞行器实际漂移的距离。该运动轨迹模仿种子在空气中下落散播的运动轨迹。
[0015]本发明的有益效果是:(1)该补救装置中运用仿生法，用电池端来模仿种子头部、静电端来模仿翅，在飞行器失控的情况下，旋转翼以靠近电池端，距电池端和静电端总长的1/3处为轴，借助气流做不对称的旋转，以此来缓解失控的状况，为后续软着落贵重物品脱离等工作争取时间。(2)迫降端在贵重物品脱离降落的过程中充当降落伞的作用，为滑翔提供升力。当无人机失控时，机身会向侧面倾斜加速下降，超过安全速度后，在下降过程中自动带动迫降端降落伞打开，以此来降低飞行失控的危害。(3)当无人机在空中飞行时，造成该纳米材料的弯曲或纳米层的来回移动，继而摩擦生热，接触起电。足够为无人机飞行提供电能，与热气效应，由此将动能转化为电能与热能。
【附图说明】
[0016]图1是本发明的一种结构示意图。
[0017]图2是纳米材料接触静电示意图。
[0018]图3是旋转下降种子的示意图。
[0019]图4是松鼠尾巴当降落伞用的示意图。
[0020]图5是采用仿生原理减少飞行器失控后危