具有独立通信控制链路的高安全性无人机投放装置及方法与流程

本发明涉及无人机挂载投放、无线通信和物联网，尤其涉及一种具有独立通信控制链路的高安全性无人机投放装置及方法。

背景技术：

1、目前基于小型无人机的投放机构的控制均需要使用无人机平台厂家自行开发与特定无人机型号适配的app或遥控器进行控制指令。这对于在多种、多类、不同厂家的事先没有配备投放机构的无人平台上部署投放机构带来了技术困难。

2、并且现有技术中，适用于弹体的投放装置均是先对弹体的保险进行开启，然后再对弹体进行释放操作，需要两个步骤才能完成弹体的投放操作。但是，弹体开启与弹体释放两个操作之间即使再连贯，也需要先后操作，整个操作会延迟投放时间。最关键的是，一旦弹体保险已经开启，但弹体的释放机构出现故障，则会导致弹体原地爆炸，造成不可估量的后果。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在公开了一种具有独立通信控制链路的高安全性无人机投放装置及方法。以解决投放装置在无人机的部署问题以及投放安全问题。

2、本发明公开了一种具有独立通信控制链路的高安全性无人机投放装置，包括：通信链路模块、控制链路模块和弹体挂载投放机构；

3、所述通信链路模块，用于为投放装置与地面站的通信提供独立的通信链路，

4、所述控制链路模块，用于通过通信链路接收投放命令产生控制指令输出到弹体挂载投放机构；

5、所述弹体挂载投放机构，包括挂载夹持组件和投放动作组件；挂载夹持组件用于夹持弹体的保险握片顶部，将弹体挂载于无人机的下方；投放动作组件用于连接弹体的保险拉销，在控制指令的控制下，拉出保险拉销，利用保险握片和弹本体的分离力投放弹本体；

6、在投放过程中，通信链路模块通过多次握手确认后将投放命令逐次传输到所述控制链路模块；控制链路模块根据逐次的投放命令控制投放动作组件逐步拉出保险拉销，直至脱离弹体。

7、进一步地，所述挂载夹持组件包括固定夹持件、可调夹持件和导向杆；所述固定夹持件固定连接于所述导向杆的一端，所述可调夹持件滑动设置于所述导向杆上，使所述可调夹持件能够相对于所述固定夹持件靠近或远离，以夹持具有不同宽度的保险握片的弹体。

8、进一步地，所述固定夹持件与可调夹持件均包括水平部、竖直部和弯折部；所述水平部垂直设置于所述竖直部的一端，所述弯折部设置于所述竖直部的另一端；

9、所述固定夹持件的水平部平行交叠于所述可调夹持件的水平部下方；固定夹持件和可调夹持件的弯折部相向设置，且所述固定夹持件和可调夹持件的弯折部在同一水平面上。

10、进一步地，所述弯折部包括弯钩段和斜面段，弯钩段设置于斜面段的上方；其中，弯钩段用于夹持保险握片顶部的下表面，使得保险握片能够被固定在固定夹持件与可调夹持件的弯钩段之间；斜面段的倾斜角自上而下向外倾斜，使得固定夹持件与可调夹持件的斜面段之间的距离自上而下逐渐增加，形成保险握片挂载到夹持组件时的过度段。

11、进一步地，所述挂载夹持组件还包括压缩弹簧和定位弹簧；所述压缩弹簧以压缩状态外套于所述导向杆的外壁，用于对所述可调夹持件提供向固定夹持件移动的弹力；

12、所述定位弹簧设置在所述固定夹持件水平部内；在用于对夹持的保险握片顶部提供向下的弹力。

13、进一步地，所述投放动作组件包括驱动舵机、绞盘和牵拉绳；所述绞盘设置于所述驱动舵机的输出轴上，随输出轴的转动而转动；所述牵拉绳的一端绕设于绞盘上，另一端为自由端连接在保险拉销的拉环上；

14、投放时，所述控制链路模块输出的控制指令使驱动舵机带动绞盘转动，将牵拉绳缠绕到绞盘；牵拉绳则牵拉保险拉销从弹体滑出，直至脱离弹体。

15、进一步地，所述通信链路模块提供的是基于nb-iot的4g通信链路。

16、进一步地，在所述4g通信链路建立过程中，通过多次握手状态确认成功后，进行投放命令的传输；每次握手状态确认的通信数据内容不同，前一次握手状态确认成功后，进入下一次握手状态确认，当任一次握手状态确认失败后，则回复到第一次握手状态，重新进行通信链路建立。

17、进一步地，所述控制链路模块向投放动作组件多次发送控制命令，每次控制命令使投放动作组件拉出保险拉销一定的距离；单次拉出距离均不大于保险拉销插入弹体的深度；多次累积的拉出距离大于保险拉销插入弹体的深度。

18、本发明还公开了一种上述的具有独立通信控制链路的高安全性无人机投放装置的投放方法，包括以下步骤：

19、步骤s1、将夹持弹体的无人机投放装置固定到无人机的底部；

20、步骤s2、无人机到达投放位置后，通过通信环进行三次握手，建立通信连接；当三次握手中有一次握手失败，则恢复到初始状态，重新建立通信连接；

21、步骤s3、建立通信连接后，通过分步发送的三次投放命令经控制环进行三次控制到投放动作组件，进行分步式的投放控制；

22、步骤s4、通过释放环响应控制环的三次控制进行三次释放，每次释放拉出保险拉销的全部行程的1/3；通过三次释放使保险拉销完全滑出，将弹体投放。

23、本发明可实现以下有益效果之一：

24、本发明公开的具有独立通信控制链路的高安全性无人机投放装置及方法，为信息指令的接收和输出提供自己的通信链路通道，不依赖于无人机的通信链路，通用性好，方便集成到多种、多类、不同厂家的无人机上，减少了开发的成本和周期。

25、实现了开启保险与弹体投放的同步，将保险开启和弹体投放的两个步骤简化成一个步骤，整体操作高效便捷，同时避免了中间步骤出现故障而导致后续无法实现投放甚至原地爆炸的问题。

26、适应不同弹体的握片的宽度，增加该投放装置的适用范围，同时弹体正向反向均可被挂载于夹持组件内，并且通过弹簧的回弹力能够高效夹持弹体，提高夹持效率。

27、确保保险握片在水平面上横向方向的固定，并通过固定夹持件的水平部内壁上设置的定位弹簧实现对握片竖直方向上的固定；两种固定相辅相成实现对握片更好的固定效果，使弹体的固定更牢固可靠。同时，握片在水平面上竖直方向上为自由维度，能够确保拔出保险拉销时，确保弹体水平面竖直方向失衡，使弹体的弹本体与握片分离，实现弹本体的投放。

技术特征：

1.一种具有独立通信控制链路的高安全性无人机投放装置，其特征在于，包括：通信链路模块、控制链路模块和弹体挂载投放机构；

2.根据权利要求1所述的高安全性无人机投放装置，其特征在于，所述挂载夹持组件包括固定夹持件、可调夹持件和导向杆；所述固定夹持件固定连接于所述导向杆的一端，所述可调夹持件滑动设置于所述导向杆上，使所述可调夹持件能够相对于所述固定夹持件靠近或远离，以夹持具有不同宽度的保险握片的弹体。

3.根据权利要求2所述的高安全性无人机投放装置，其特征在于，所述固定夹持件与可调夹持件均包括水平部、竖直部和弯折部；所述水平部垂直设置于所述竖直部的一端，所述弯折部设置于所述竖直部的另一端；

4.根据权利要求3所述的高安全性无人机投放装置，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的高安全性无人机投放装置，其特征在于，所述挂载夹持组件还包括压缩弹簧和定位弹簧；所述压缩弹簧以压缩状态外套于所述导向杆的外壁，用于对所述可调夹持件提供向固定夹持件移动的弹力；

6.根据权利要求1所述的高安全性无人机投放装置，其特征在于，所述投放动作组件包括驱动舵机、绞盘和牵拉绳；所述绞盘设置于所述驱动舵机的输出轴上，随输出轴的转动而转动；所述牵拉绳的一端绕设于绞盘上，另一端为自由端连接在保险拉销的拉环上；

7.根据权利要求1-6任一项所述的高安全性无人机投放装置，其特征在于，所述通信链路模块提供的是基于nb-iot的4g通信链路。

8.根据权利要求6所述的高安全性无人机投放装置，其特征在于，在所述4g通信链路建立过程中，通过多次握手状态确认成功后，进行投放命令的传输；每次握手状态确认的通信数据内容不同，前一次握手状态确认成功后，进入下一次握手状态确认，当任一次握手状态确认失败后，则回复到第一次握手状态，重新进行通信链路建立。

9.根据权利要求7所述的高安全性无人机投放装置，其特征在于，所述控制链路模块向投放动作组件多次发送控制命令，每次控制命令使投放动作组件拉出保险拉销一定的距离；单次拉出距离均不大于保险拉销插入弹体的深度；多次累积的拉出距离大于保险拉销插入弹体的深度。

10.一种根据权利要求1-9所述的具有独立通信控制链路的高安全性无人机投放装置的投放方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种具有独立通信控制链路的高安全性无人机投放装置及方法；装置包括：通信链路模块、控制链路模块和弹体挂载投放机构；通信链路模块用于为投放装置与地面站的通信提供独立的通信链路，控制链路模块用于通过通信链路接收投放命令产生控制指令输出到弹体挂载投放机构；弹体挂载投放机构包括挂载夹持组件和投放动作组件；挂载夹持组件用于夹持弹体的保险握片顶部将弹体挂载于无人机的下方；投放动作组件用于连接弹体的保险拉销，在控制指令的控制下拉出保险拉销，利用保险握片和弹本体的分离力投放弹本体。本发明实现了投放装置在无人机的通用部署以及安全投放。

技术研发人员：洪天阁,张少群,董仕鹏,董忆雪
受保护的技术使用者：中国兵器工业计算机应用技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12