技术领域
本发明属于无人飞行器领域，特别是涉及一种无人飞行器的降落
固定装置及其固定方法。
背景技术：
随着无人机智能化的程度越来越高，无人机在起飞，导航，降落
等各种飞行环节均可实现自动化的操控，人为干预越来越少，使得
无人机从目前一个玩家控制始终控制一架无人机的消费类模式向例
如大规模快递等商业应用模式进行转变，然而在这种大规模商业应用
模式下，每架无人机不再是始终处于人为控制中，很多时候需要自
主自动对一些场景进行应对。例如，飞机在降落之后可能不能被立马
回收，考虑到无人机自身重量较轻，地面即使强度不大的风都有可能
使得无人机在这段时间内发生移动，侧翻等，从而对机身造成损伤。
本发明提出以电磁的方式协助固定无人机，提高降落后到回收期间
无人机自身的安全性。
专利文献CN104443412公开的一种无人直升机着舰机构，包括
横轴，所述横轴一端连接有立柱，所述横轴与立柱连接处设置有磁
力固定座，所述磁力固定座下端设置有关节轴承，所述关节轴承下
端连接有电磁铁；所述磁力固定座上部一侧连接有下连杆，所述下连
杆上部连接有上连杆；所述上连杆与设置在立柱上的立柱夹子相连
接；所述磁力固定座侧面连接有回转座，所述回转座与设置在横轴
上的横轴夹子相连接；所述磁力固定座上部设置有磁力紧固件。该
专利能够当飞机通过自驾仪缓降到甲板上方时由地面操作人员给此
装置通电，通电后位于起落架的四个电磁强力磁铁会将直升机牢牢的
吸附在船体甲板上，吸附过程中此机械结构会自我调节高度以便于更
平稳的着舰。该专利虽然通过电磁铁吸附舰板固定，但该专利仅用于
着舰，应用范围小且结构复杂；该专利无法让无人飞行器着陆后自动
地固定，需要地面操作人员通电；而且，该专利无法灵活地应对不同
风力大小进而调整吸附力的大小以便保持适当的吸附力且无人飞行
器固定有所保障。
专利文献CN203854854公开的一种带减震起落架的旋翼式无人
机，包括旋翼式无人机主体(1)、旋翼支架(2)、旋翼(3)、固
定铁芯(4)、上定位感应器(5)、电磁铁(6)、下定位感应器(7)、
上支撑板(8)、下支撑板(9)、支撑弹簧(10)和减震吸盘(11)，
所述旋翼式无人机主体(1)侧面有旋翼支架(2)，所述旋翼支架(2)
等角度绕旋翼式无人机主体(1)中心一周，所述旋翼(3)通过转轴
固定在对应的旋翼支架(2)上，其特征在于：所述旋翼式无人机主
体(1)底部有固定铁芯(4)和槽，所述旋翼式无人机主体(1)底
部的槽等角度绕固定铁芯(4)一周，所述上定位感应器(5)固定在
旋翼式无人机主体(1)底部的槽内，所述上支撑板(8)上有电磁铁
(6)和槽，所述电磁铁(6)在上支撑板(8)中心处，所述电磁铁
(6)内有固定铁芯(4)插装孔，所述上支撑板(8)上的槽等角度
绕电磁铁(6)一周，所述上支撑板(8)上的槽内有下定位感应器(7)，
所述每个下定位感应器(7)对应一个上定位感应器(5)，所述上支
撑板(8)与下支撑板(9)之间有支撑弹簧(10)，所述下支撑板(9)
底部有减震吸盘(11)。该专利能起到很大的减震效果，并且减震起
落架为可拆卸式可固定在旋翼式无人机底部和无人机一起降落，也可
放置在小船或者固定地点作为定点降落用，使用起来极为方便。但该
专利无法让无人飞行器着陆后自动地固定，需要地面操作人员通电；
而且，该专利无法灵活地应对不同风力大小进而调整吸附力的大小以
便保持适当的吸附力且无人飞行器固定有所保障。
因此，本领域急需要解决的技术问题在于：提供一种可以应用在
多种场合的降落后的无人飞行器固定装置，该固定装置可以让无人飞
行器着陆后自动地固定，无需人员操作；该固定装置可在无人飞行器
准备起飞前自动地解除固定；而且，该专利可以灵活地应对不同风力
大小进而调整吸附力的大小以便保持适当的吸附力且使得无人飞行
器固定有所保障，更进一步地，磁力吸附的时机可以在判断无人飞行
器降落至接近平台的时候即可启动，一是能够更好的帮助无人飞行器
准确降落在待定地点，而且有利于，避免现在小微型无人飞行器在降
落过程中，由于机械应力导致的，在降落点的上下起伏，这种机身的
震荡对于机体的稳定性是有伤害的，现在直接抓下来的方式，虽然略
微增加了降落冲力，但是避免来回震荡，总体而言是有利的。在背景
技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此
可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信
息。
技术实现要素：
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
根据本发明的第一方面，本发明公开的一种无人飞行器的降落固
定装置包括用于承载降落的所述无人飞行器的降落台和设在无人飞
行器上的固定装置，所述固定装置包括传感器、励磁设备和电磁铁铁
芯，所述传感器检测到所述无人飞行器处于着陆状态并发送着陆信号
到所述励磁设备，连接所述传感器的励磁设备基于所述着陆信号对所
述电磁铁铁芯励磁使得无人飞行器经由所述电磁铁铁芯吸附在所述
降落台上。所述降落台是经由电磁吸附的承载部件，例如，其可以是
由电磁吸附的铁、钴、镍等金属构成。
优选地，所述降落台为铁制承载面，更优选地，所述降落台为铁
制承载平面。
优选地，所述电磁铁铁芯为所述无人飞行器起落架或所述电磁铁
铁芯设在所述无人飞行器起落架上。
优选地，所述传感器检测到所述无人飞行器处于启动状态并发送
启动信号到所述励磁设备，连接所述传感器的励磁设备基于所述启动
信号对励磁了的所述电磁铁铁芯消磁使得无人飞行器在所述降落台
上解除吸附。
优选地，所述传感器为设在无人飞行器电路中的电流传感器，当
所述电流传感器未检测到电流，则发送着陆信号到所述励磁设备，当
所述电流传感器检测到电流，则发送启动信号到所述励磁设备。
根据本发明的第二方面，一种无人飞行器的降落固定装置包括用
于承载降落的所述无人飞行器的降落台和设在无人飞行器上的电磁
固定件，所述降落台上设有传感器和励磁设备，所述传感器检测到所
述无人飞行器处于着陆状态并发送着陆信号到所述励磁设备，连接所
述传感器的励磁设备基于所述着陆信号对所述降落台励磁使得无人
飞行器经由所述电磁固定件吸附在所述降落台上。由于传感器和励磁
设备设在承载面上，减轻了无人飞行器的重量。所述电磁固定件为由
电磁吸附的铁、钴、镍等金属构成的固定件。优选地，所述电磁固定
件为铁制固定件。
优选地，所述传感器为设在所述无人飞行器起落架上的接触传感
器或距离传感器。
优选地，所述励磁设备包括缠绕所述电磁铁铁芯的直流线圈。
优选地，所述传感器为距离传感器，当传感器检测到无人飞行器
离所述降落台处于预定距离内，所述传感器发送着陆信号到所述励磁
设备，连接所述传感器的励磁设备基于所述着陆信号励磁使得无人飞
行器吸附在所述降落台上。
优选地，所述降落台进一步包括监测风力的风力传感器，所述励
磁设备包括处理器，所述处理器基于风力大小调整励磁的强度。
优选地，所述励磁设备设有电源和/或开关。
优选地，所述励磁设备设有无线通信模块，用户经由无线通信控
制所述励磁设备。
根据本发明的第三方面，一种使用所述的无人飞行器的降落固定
装置的固定方法，其包括以下步骤。
第一步骤中，所述传感器检测所述无人飞行器状态。
第二步骤中，当无人飞行器处于着陆状态，所述传感器发送着陆
信号到所述励磁设备，连接所述传感器的励磁设备励磁使得无人飞行
器吸附在所述降落台上。
第三步骤中，当所述传感器检测到所述无人飞行器处于启动状
态，所述传感器发送启动信号到所述励磁设备，连接所述传感器的励
磁设备消磁使得无人飞行器在所述降落台上解除吸附。
本发明提出的方案通过传感器检测无人飞行器的状态，通过励磁
设备励磁或消磁使得电磁铁铁芯吸附或解除吸附到降落台上，该降落
固定装置是一种可以应用在多种场合的降落后的无人飞行器固定装
置，该固定装置可以让无人飞行器着陆后自动地固定，无需人员操作；
该固定装置可在无人飞行器准备起飞前自动地解除固定；而且，该专
利可以灵活地应对不同风力大小进而调整吸附力的大小以便保持适
当的吸附力且使得无人飞行器固定有所保障，此外，磁力吸附的时机
可以在判断无人飞行器降落至接近平台的时候即可启动，更好地帮助
无人飞行器准确降落在待定地点和避免降落的来回震荡。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的无人飞行器的降落固定装置的
结构示意图。
图2是根据本发明另一个实施例的无人飞行器的降落固定装置
的结构示意图。
图3是根据本发明另一个实施例的无人飞行器的降落固定装置
的结构示意图。
图4是根据本发明一个实施例的使用无人飞行器的降落固定装
置的固定方法的步骤示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
以下详细描述实际上仅是示例性的而并不意欲限制应用和使用。
此外，并不意欲受以上技术领域、背景、简要概述或以下详细描述中
呈现的任何明确或暗示的理论约束。
本发明的实施例描述了一种无人飞行器的降落固定装置，如图1
所示的根据本发明的一个实施例的无人飞行器的降落固定装置的示
意图，无人飞行器的降落固定装置包括用于承载降落的所述无人飞行
器的降落台1和设在无人飞行器上的固定装置2，所述固定装置2包
括传感器3、励磁设备4和电磁铁铁芯5，所述传感器3检测到所述
无人飞行器处于着陆状态并发送着陆信号到所述励磁设备4，连接所
述传感器3的励磁设备4基于所述着陆信号对所述电磁铁铁芯5励磁
使得无人飞行器经由所述电磁铁铁芯5吸附在所述降落台1上。
在一个实施例中，降落台1可以是单独地水平放置在地面，也可
以是水平地结合在其他设备上，例如车顶等。在一些情况下，降落台
1也可以是倾斜的。降落台1由钢板制成，其也可以是由钢板复合其
他材料制成。
在一个实施例中，所述电磁铁铁芯5为所述无人飞行器起落架或
所述电磁铁铁芯5设在所述无人飞行器起落架上。进一步地，固定装
置2可以设置多个电磁铁铁芯5加强吸附作用。
在本领域中，无人飞行器优选地是多旋翼式无人飞行器。
在一个实施例中，所述传感器3检测到所述无人飞行器处于启动
状态并发送启动信号到所述励磁设备4，连接所述传感器3的励磁设
备4基于所述启动信号对励磁了的所述电磁铁铁芯5消磁使得无人飞
行器在所述降落台1上解除吸附。
因此，当无人飞行器降落在降落台1上时，可以由传感器检测无
人飞行器的状态处于着陆状态，触发励磁设备4，从而使电磁铁铁芯
产生磁性，使得无人飞行器依靠磁性吸附降落台1上，然后，传感器
3检测到所述无人飞行器处于启动状态并发送启动信号到所述励磁设
备4，连接所述传感器3的励磁设备4基于所述启动信号对励磁了的
所述电磁铁铁芯5消磁使得无人飞行器在所述降落台1上解除吸附。
本领域技术人员清楚的是，随后在回收时，用户也可以依靠无人飞行
器的连接励磁设备4的开关或者控制励磁设备4的飞行控制器手动控
制停止励磁设备4运行，磁性消失。例如，用户收到起飞指令后，无
人飞行器的飞行控制器控制停止励磁设备4运行，磁性消失，随后无
人飞行器执行起飞指令。
在一个实施例中，检测无人飞行器的状态的传感器可以是设在无
人飞行器电路中的电流传感器，当所述电流传感器未检测到电流，则
发送着陆信号到所述励磁设备4，当所述电流传感器检测到电流，则
发送启动信号到所述励磁设备4。
在一个实施例中，检测无人飞行器的状态的传感器可以是设在所
述无人飞行器起落架上的接触传感器，当接触传感器检测到接触降落
台1且发送着陆信号到所述励磁设备4，连接所述传感器3的励磁设
备4基于所述着陆信号对所述电磁铁铁芯5励磁使得无人飞行器经由
所述电磁铁铁芯5吸附在所述降落台1上。
在一个实施例中，检测无人飞行器的状态的传感器可以是设在所
述无人飞行器起落架上的距离传感器，当距离传感器检测到高度处
于降落台1的高度且发送着陆信号到所述励磁设备4，连接所述传感
器3的励磁设备4基于所述着陆信号对所述电磁铁铁芯5励磁使得无
人飞行器经由所述电磁铁铁芯5吸附在所述降落台1上。
在一个实施例中，所述励磁设备4包括缠绕所述电磁铁铁芯5的
直流线圈。
如图2所示的根据本发明的一个实施例的无人飞行器的降落固
定装置的示意图，无人飞行器的降落固定装置包括用于承载降落的所
述无人飞行器的降落台1和设在无人飞行器上的固定装置2，所述固
定装置2包括传感器3、励磁设备4和电磁铁铁芯5，所述传感器3
检测到所述无人飞行器处于着陆状态并发送着陆信号到所述励磁设
备4，连接所述传感器3的励磁设备4基于所述着陆信号对所述电磁
铁铁芯5励磁使得无人飞行器经由所述电磁铁铁芯5吸附在所述降落
台1上，所述传感器3进一步包括监测风力的风力传感器，所述励磁
设备4包括处理器6，所述处理器6基于风力大小调整励磁的强度。
在另一个实施例中，所述风力传感器可设在降落台1上，该风
力传感器1感应环境风力的大小，由于环境风力是有可能造成无人
飞行器发生位移的最主要因素，因此，在环境风力较大的时候，则
处理器6对应增强供电功率，加强磁性吸附力的作用，从而实现更
加牢靠的固定效果。而在环境风力较小，甚至没有的时候，则只需
要保持磁性吸附力在一个预设的阈值以上，能够保持对无人飞行器
的必要吸附作用力即可。例如，该必要吸附力可通过样本采样或者
测试的方式来获取，当以X级别的电能供应能量强度去驱动励磁设
备吸附无人飞行器时，只有当横向环境风力达到Y级时，该无人飞
行器将处理脱离磁力吸附固定状态的临界状态，此时在该X级别的
电能供应强度基础上，增加一个强度为X1能量供应强度，确保在Y
级风力下，无人飞行器能够被牢牢固定住，如此就可以确定风力Y
与磁吸附力F对应能量等级X+X1之间的对应关系，按照类似方式
对不同情况的风力情况进行测量，即可得到用于驱动风力传感器的
数据对照表，并依据该数据对照表，建立动态的吸附力调整。
如图3所示的根据本发明的另一个实施例的无人飞行器的降落
固定装置的示意图，一种无人飞行器的降落固定装置包括用于承载降
落的所述无人飞行器的降落台1和设在无人飞行器上的电磁固定件，
所述降落台1上设有传感器3和励磁设备4，所述传感器3检测到所
述无人飞行器处于着陆状态并发送着陆信号到所述励磁设备4，连接
所述传感器3的励磁设备4基于所述着陆信号对所述降落台1励磁使
得无人飞行器经由所述电磁固定件吸附在所述降落台1上。
在一个实施例中，所述传感器3为距离传感器，当传感器3检测
到无人飞行器离所述降落台1处于预定距离内，所述传感器3发送着
陆信号到所述励磁设备4，连接所述传感器3的励磁设备4基于所述
着陆信号励磁使得无人飞行器吸附在所述降落台1上。磁力吸附的时
机可以在判断无人飞行器降落至接近平台的时候即可启动，换句话
说，在无人飞行器离承载面例如还有10cm这样的距离的时候，通过
磁力吸附把无人飞行器抓下来，好处主要是两个，一个是能够更好的
帮助无人飞行器准确降落在待定地点，另一个是避免现在小微型无人
飞行器在降落过程中，由于机械应力导致的，在降落点的上下起伏，
这种机身的震荡对于机体的稳定性是有伤害的，现在直接抓下来的方
式，虽然略微增加了降落冲力，但是避免来回震荡，总体而言是有利
的。
在一个实施例中，所述励磁设备4设有电源和/或开关。用户可
通过开关或电源开启或闭合进行励磁和消磁。
在一个实施例中，当用户遥控无人飞行器时，所述励磁设备4设
有无线通信模块7，用户经由无线通信控制所述励磁设备4。因此，
本发明提供了多种的控制模式以应用于不同的使用模式。
在一个实施例中，处理器6可以包括通用处理设备、数字信号处
理设备、专用集成电路ASIC，现场可编程门阵列FPGA、模拟电路、
数字电路、及其组合、或其他已知或以后开发的处理设备。
在一个实施例中，处理器6可包括存储单元，其可以存储多种风
力和磁场强度的对应数据，存储单元可以是易失性存储器或非易失性
存储器。存储单元可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取
存储器RAM、快闪存储器、电子可擦除可编程只读存储器EEPROM
或其它类型的存储器，所述处理器6可设有无线通信模块7，用户的
通断指令经由所述无线通信模块7发送到励磁设备4。
在一个实施例中，所述无线通信模块7由选自具有不同优选级的
无线局域网通信设备、移动通信网络设备、平流层通信网络设备和卫
星网络通信设备组成的组中的一个或多个组成。
在一个实施例中，移动通信网络设备主要由2G/3G/4G无线通信
芯片组构成，负责通过移动通信网络建立飞行控制装置和无人飞行器
相互之间的无线通信。无线局域网通信设备可以是蓝牙、ZigBee或
Wi-Fi器中的一个，无线局域设备可通过2.4GHz通信频率建立短距
离通信，在室内或低速移动的室外环境会优选该设备建立无人飞行器
与飞行控制装置之间的通信连接。平流层通信设备一般用充氦飞艇、
气球作为安置转发站的平台，平台高度距地面17km～22km，无人飞
行器在大范围野外飞行时，可以优选平流层通信建立无人飞行器与飞
行控制装置之间的通信连接。卫星通信设备利用卫星通信信道建立无
人飞行器与飞行控制装置之间的通信连接，一般是在无其他可用无线
通信网络的情况下，会使用卫星通信器，作为应急通信。
在一个实施例中，依据无线网络成本或无线网络接入速度，选择
无线传输网络，本申请设计以下为优先级方案，Wi-Fi网络：优先级
为0；4G无线网络：优先级为1；3G无线网络：优先级为2；平流
层通信网络：优先级为3；卫星通信网络：优先级为4；优先级别0-4，
所选择无线网络优先级由高到低，即如果同时存在多种无线信号，且
信号强度有效时，飞行控制装置和无人飞行器相互之间的无线通信会
首先选择Wi-Fi网络作为无线接入网络；当Wi-Fi信号强度无效时，
无线通信会次优选择4G网络作为无线接入网络；依次类推。
参见图4，根据本发明一个实施例的使用所述的无人飞行器的降
落固定装置的固定方法包括以下步骤。
第一步骤S1中，所述传感器3检测所述无人飞行器状态。
第二步骤S2中，当无人飞行器处于着陆状态，所述传感器3发
送着陆信号到所述励磁设备4，连接所述传感器3的励磁设备4励磁
使得无人飞行器吸附在所述降落台1上。
第三步骤S3中，当所述传感器3检测到所述无人飞行器处于启
动状态，所述传感器3发送启动信号到所述励磁设备4，连接所述传
感器3的励磁设备4消磁使得无人飞行器在所述降落台1上解除吸
附。
本方法中，用户可以传感器检测无人飞行器是否着陆和/或准备
启动，励磁设备励磁或消磁使得电磁铁铁芯吸附或解除吸附到降落台
上，以实现自动地固定无人飞行器到降落台上，进一步地，本方法可
以根据风力大小，自动调节磁场强度以控制吸附力的大小使得吸附力
处于适当的范围且无人飞行器的固定得到了保障。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并
不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅
是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在
本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况
下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。