一种搭载在无人机上的降落伞回收系统的制作方法

文档序号:10047556
一种搭载在无人机上的降落伞回收系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型设计一种释放装置,特别是涉及一种空间中运动状态下的释放装置。
【背景技术】
[0002]目前四旋翼/多旋翼无人机已经成为各行各业应用的热门,特别是在消费航拍领域,呈现逐年增长趋势。无人机螺旋桨支撑臂通常沿无人机主体的周向均匀分布,螺旋桨的支撑位置高于无人机重心位置,由于多旋翼无人机自身的特点,在飞行过程中失去状态平衡后很难恢复;另外一个现象是失去由于意外情况导致的动力消失或由于计算误差导致的未能及时返航。以上两种现象频繁的导致“炸机”发生,即飞行器坠毁。消费级航拍无人机一般都在几千至几万元,专业性的植保农业机、消防救援等动辄十几万,包含的运动相机、飞控板等各类部件都是四分昂贵的,一旦“炸机”,必然造成很大的经济损失。
[0003]如图1所示,现有的信号控制系统包括成熟的数据采集模块、数据转换模块,数据存储/计算模块、逻辑判断模块和执行模块,各模块以硬件或软件构成,完成姿态信号的采集转换和判断,控制执行模块做出正确的动作。针对伞降保护的控制过程包括:
[0004]数据采集模块是系统的传感器部分,通过陀螺仪和加速度计实时搜集无人机运行状态参数,即无人机机身平面与水平面的夹角,以及整机的垂直加速度值。
[0005]数据转换模块是将传感器搜集的模拟量信号转化为数字信号,便于后续环节计笪并ο
[0006]数据存储/计算模块将数字量转换为逻辑判断量,并实时存储记录。
[0007]逻辑判断模块将当前量与固化的判据值进行比较,并将真值的比较运算结果输出给执行模块。
[0008]执行模块收到执行命令后打开降落伞。
[0009]如果没有高精度数据来源,控制过程就会反应过慢。但高精度陀螺仪和加速度计会使得测量范围变窄,成本上升。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型的目的是提供一种搭载在无人机上的降落伞回收系统,解决多旋翼无人机失控,失去动力或平衡的情况下时无法及时开伞提供平稳降落手段,将经济损失有效降低的技术问题。
[0011]本实用新型的搭载在无人机上的降落伞回收系统,包括主体、第一支撑臂和与第一支撑臂间距最大的第二支撑臂,还包括陀螺仪和加速计,在第一支撑臂螺旋桨靠近主体一侧,在第一支撑臂的走线腔体内设置第一陀螺仪,在第二支撑臂螺旋桨靠近主体一侧,在第二支撑臂的走线腔体内设置第一加速计,在第一支撑臂同侧的主体底部内或着陆支撑架腔体内设置第二加速计,在第二支撑臂同侧的底部内或着陆支撑架腔体内设置第二陀螺仪。
[0012]在主体的顶部内沿轴线向下设置降落伞仓和伞降执行模块,在降落伞仓的底部设置定位模块。
[0013]第一陀螺仪与第二陀螺仪的旋转轴夹角为5至15度。
[0014]以第一加速计的静态初始值为准,第二加速计与第一加速计的静态初始值形成
2%至5%的偏差。
[0015]本实用新型为后续信号处理模块的计算提供了多路多类型的相关信号,但是用了成本较低的、精度较差的少数信号传感器实现,为后续模块可以获得更高精算精度和响应速度提供了完善的硬件基础。
【附图说明】
[0016]图1为目前信号控制系统的原理示意图;
[0017]图2为搭载在无人机上的降落伞回收系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。
[0019]如图2所示,以一个无人机螺旋桨支撑臂为第一支撑臂11,与第一支撑臂11间距最大的另一个无人机螺旋桨支撑臂作为第二支撑臂12,第二支撑臂12通常位于第一支撑臂11 (相对于主体13轴线)轴对称的位置或该位置的一侧;在第一支撑臂11螺旋桨靠近主体13 —侧,在第一支撑臂11的走线腔体内设置第一陀螺仪21,在第二支撑臂12螺旋桨靠近主体13 —侧,在第二支撑臂12的走线腔体内设置第一加速计31,在第一支撑臂11同侧的主体13底部内或着陆支撑架腔体内设置第二加速计32,在第二支撑臂12同侧的底部内或着陆支撑架腔体内设置第二陀螺仪22 ;
[0020]在主体13的顶部内沿轴线向下设置降落伞仓41和伞降执行模块,在降落伞仓的底部设置定位模块42。
[0021 ] 本实施例中第一陀螺仪21与第二陀螺仪22的旋转轴静态(或稳态)夹角为5至15度,以第一加速计31的静态初始值为准,第二加速计32与第一加速计31的静态初始值形成2%至5%的偏差,静态初始值是加速计的固有物理参数。
[0022]旋转轴静态夹角可以使得各陀螺仪在针对飞行中同一翻转状态趋势过程,产生不同的具有正相关的的两组水平状态信号,形成差分类型信号,后续的计算模块和逻辑判断模块可以根据该信号提高计算精度,获得更可靠的信号反馈,提供系统反应速度。静态初始值的偏差会在加速计的测量始终保持一个恒定差值,后续计算模块和逻辑判断模块以两路信号同时计算获得互相修正精度的结果,偏差值较大的一路信号可以被同时用来作为阈值使用,一旦达到处罚条件可以自动触发执行模块,即利用两个加速计提供三种类型加速信号。定位模块42采用成熟的GPS信号收发通信装置,其设置位置在伞降结束后,可以充分得以暴露,保证定位模块42上行信号具有足够的发射电平,不被遮挡。
[0023]实际应用过程中,在飞行前,按下系统按钮开关,按钮旁边红色指示灯闪烁自检,自检完成后蜂鸣器鸣响同时指示灯熄灭,表示具备起飞条件,这个时候再启动飞行器。
[0024]飞行过程中,陀螺仪和加速度计会实时检测飞行器的平衡性(无人机机身平面与水平面的夹角)和垂直加速度,并由控制板运算处理后做出逻辑判断,是否执行弹射降落伞命令。
[0025]当无人机机身平面与水平面的夹角大于90度或垂直加速度大于设定值(根据所安装飞行器的重量、飞行速度等综合计算)时,执行机构启动弹射,此时无人机由降落伞系统维持至地面平稳降落。
[0026]回收系统独立配置电源,不受无人机电源的干扰;在无人机电源失效导致GPS失效的情况下,回收系统自带的GPS模块可以用于定位寻找。
[0027]以上所述,仅为本实用新型较佳的【具体实施方式】,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【主权项】
1.一种搭载在无人机上的降落伞回收系统,包括主体(13)、第一支撑臂(11)和与第一支撑臂(11)间距最大的第二支撑臂(12),还包括陀螺仪和加速计,其特征在于:在第一支撑臂(11)螺旋桨靠近主体(13) —侧,在第一支撑臂(11)的走线腔体内设置第一陀螺仪(21),在第二支撑臂(12)螺旋桨靠近主体(13)—侧,在第二支撑臂(12)的走线腔体内设置第一加速计(31),在第一支撑臂(11)同侧的主体(13)底部内或着陆支撑架腔体内设置第二加速计(32),在第二支撑臂(12)同侧的底部内或着陆支撑架腔体内设置第二陀螺仪(22)ο2.如权利要求1所述的搭载在无人机上的降落伞回收系统,其特征在于:在主体(13)的顶部内沿轴线向下设置降落伞仓(41)和伞降执行模块,在降落伞仓的底部设置定位模块(42)ο3.如权利要求2所述的搭载在无人机上的降落伞回收系统,其特征在于:第一陀螺仪(21)与第二陀螺仪(22)的旋转轴夹角为5至15度。4.如权利要求2或3所述的搭载在无人机上的降落伞回收系统,其特征在于:以第一加速计(31)的静态初始值为准,第二加速计(32)与第一加速计(31)的静态初始值形成2%至5%的偏差。
【专利摘要】本实用新型的搭载在无人机上的降落伞回收系统,包括主体、第一支撑臂和与第一支撑臂间距最大的第二支撑臂,在第一支撑臂螺旋桨靠近主体一侧,在第一支撑臂的走线腔体内设置第一陀螺仪,在第二支撑臂螺旋桨靠近主体一侧,在第二支撑臂的走线腔体内设置第一加速计,在第一支撑臂同侧的主体底部内或着陆支撑架腔体内设置第二加速计,在第二支撑臂同侧的底部内或着陆支撑架腔体内设置第二陀螺仪。提供了多路多类型的相关信号,为后续模块可以获得更高精算精度和响应速度提供了完善的硬件基础。
【IPC分类】B64D17/80, B64D43/02
【公开号】CN204956940
【申请号】CN201520584974
【发明人】曾运运, 谢媛
【申请人】深圳市顶逸创新科技有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月5日
再多了解一些
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