多旋翼无人机回收系统的制作方法
【专利摘要】本发明为多旋翼无人机回收系统，应用于舰载、车载、基站等无人机领域多旋翼无人机回收装置。所使用的主动回收吸附装置能够产生定向的磁场，作用于机载被动回收吸附装置对无人机进行回收。在该系统中，机载被动回收吸附装置对主动回收吸附装置搜索，并通过智能控制系统控制无人机自主飞行到最佳着陆位置。当无人机处于最佳着陆状态时，主动回收吸附装置产生的有向磁场对机载被动回收装置进行吸附回收无人机。主动回收吸附装置与机载被动回收装置之间的接触面采用了防滑处理，保证在车、舰高速运动时多旋翼无人机不会自动脱落滑出。多旋翼无人机回收后，主动回收吸附装置会将机载被动回收装置通过机械方式进行锁定，并对多旋翼无人机进行充电。
【专利说明】多旋翼无人机回收系统
【技术领域】
[0001]本发明是应用于舰载、车载、基站等处的多旋翼无人机的回收装置。
【背景技术】
[0002]近年来由于无人机技术的长足发展，小型无人机已广泛应用于军事侦察、战术规避误导、灾情现场探测、核生化污染区的采样监控等领域。其中旋翼机具有垂直起降和悬停等特殊功能，且具有低成本、高效费比、生存适应能力强、配置灵活、任务多元化等特点。目前以多旋翼无人飞行器为代表的旋翼无人机已广泛应用于军、民用各个领域。由于小型旋翼型无人机其稳定性与抗风性较弱，对于高速移动的车、舰载，旋翼型无人机的回收控制制约了该类型无人机在车、舰载方面的发展。增强小型旋翼无人机的回收发射技术，将使多旋翼型无人机更加灵活方便的应用于军、民用领域，使多旋翼型无人机在监视侦察、战术干扰、预警、评估、攻击、通信中继等方面发挥重要作用。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明的目的是提供一种携带方便、便于安装、使用简单、具有智能、自主的多旋翼无人机回收系统。
[0004]为实现上述目的，本发明采取以下技术方案进行实现:
[0005]本发明提供一种多旋翼无人机回收系统，包括安装在回收基地、舰或车载的主动回收吸附装置，以及在多旋翼无人机上设置的被动回收吸附装置。
[0006]所述的主动回收吸附装置包含有向强磁场发生器、引导图标、机械锁定装置和充电装置。
[0007]有向强磁场发生器可产生对多旋翼无人机进行吸附的有向强磁场；引导图标为类十字型引导图标，喷涂在主动回收吸附装置表面，以此为中心形成回收吸附区域，用于对多旋翼无人机进行引导回收；机械锁定装置安装在主动回收吸附装置表面，包括由控制机构控制的四个机械锁扣，用于对多旋翼无人机进行机械锁定；充电装置是一种智能充电装置，安装在主动回收吸附装置内，用于对多旋翼无人机进行自动充电；主动回收吸附装置的上表面通过防滑处理，形成一防滑层。
[0008]所述的被动回收吸附装置包含自动锁定目标跟随定位控制装置和磁性吸附回收架。
[0009]自动锁定目标跟随定位控制装置设置在多旋翼无人机的下方，用于自动锁定主动回收吸附装置，控制多旋翼无人机自动跟随主动回收吸附装置，并准确返回到主动回收吸附装置上方的回收吸附区域；自动锁定目标跟随定位控制装置采用外挂有摄像装置的微型控制器，通过微型控制器扫描锁定主动回收吸附装置表面喷涂的类十字型引导图标得到目标位置指引信息，根据目标位置指引信息控制多旋翼无人机自动跟随主动回收吸附装置，通过微型控制器控制多旋翼无人机飞行姿态，准确返回到主动回收吸附装置上。
[0010]磁性吸附回收架是一种设置在多旋翼无人机底部的用磁性材料制作的外框架，主要用于由主动回收吸附装置产生的有向强磁场对无人机进行吸附回收；该磁性吸附回收架还用于对多旋翼无人机载荷进行搭载；该磁性吸附回收架与主动回收吸附装置的接触面通过防滑处理，形成一防滑层。
[0011]在回收基地、舰或车载内设置有系统控制平台，主动回收吸附装置及多旋翼无人机中均设置有无线通信装置，共同组成整个系统的无线通信系统，该系统控制平台对主动回收吸附装置、被动回收吸附装置、自动锁定目标跟随定位控制装置等进行控制；系统控制平台将通过无线通信系统与主动回收吸附装置、被动回收吸附装置、自动锁定目标跟随定位控制装置等进行通信得到各装置的实时信息，将根据各装置的实时信息，进行分析解算出各装置的实时状态，根据内部装载的算法程序及操控的控制输入得出各装置的控制信息；再将各装置的控制信息通过无线通信系统发送到主动回收吸附装置、被动回收吸附装置的自动锁定目标跟随定位控制装置，控制多旋翼无人机的飞行姿态，控制各装置做出相应的响应状态；自动锁定跟随定位控制装置7将控制自身装载的摄像装置自动扫描锁定回收基地、舰或车载等搭载的主动回收吸附装置上的自动引导图标；自动锁定跟随定位控制装置将所扫描锁定信息、及多旋翼无人机自身位置位置、状态信息等，通过无线通信系统发送到基地控制平台；基地控制平台根据所得信息及历史飞行轨道信息综合分析计算，得出多旋翼无人机飞行控制信息；基地控制平台通过无线通信系统将多旋翼无人机飞行控制信息发送给自动锁定跟随定位控制装置；自动锁定跟随定位控制装置根据多旋翼无人机飞行控制信息，控制多旋翼无人机飞行跟随回收基地、舰或车载等搭载的主动回收吸附装置；自动锁定跟随定位控制装置与基地控制平台不断的进行信息交换，不断修正多旋翼无人机飞行控制信息，进行控制多旋翼无人机飞行跟随回收基地、舰或车载等搭载的主动回收吸附装置，并最终抵达主动回收吸附装置方有效回收吸附区域且保持相对静止状态；当多旋翼无人机达到可吸附回收状态时，基地控制平台将控制主动回收吸附装置产生强有向磁场，吸附多旋翼无人机上搭载被动回收吸附装置，同时通过自动锁定跟随定位控制装置控制多旋翼无人机逐渐降低缓慢着陆于主动回收吸附装置上；当多旋翼无人机着陆到主动回收吸附装置后，基地控制平台控制主动回收吸附装置上的机械锁定装置锁定多旋翼无人机上搭载被动回收吸附装置，保证当回收基地、舰或车载等在高速移动过程中不会因惯性而自动脱落；当主动回收吸附装置成功锁定多旋翼无人机后，基地控制平台可控制主动回收吸附装置中的充电装置为多旋翼无人机智能充电，为下一次飞行任务做准备。
[0012]本发明具有以下优点:
[0013]1、本发明使用先进的电磁技术对无人机进行吸附回收。该装置共分为两个主要装置一是回收基地、舰或车载的主动回收吸附装置，二是目标多旋翼无人机上搭载的被动回收吸附装置。目标多旋翼无人机搭载装置抵达装置上空有效吸附区域时，装置将根据需要自动启动产生有向强磁场对无人机进行吸附。
[0014]2、本发明在目标多旋翼无人机上搭载的被动回收吸附装置上加载了自动跟踪定位装置。目标多旋翼无人机搭载装置抵达装置上空有效吸附区域时，装置通过摄像头用光流算法自动查找装置上的定位显示图标。装置上搭载的控制单元将控制多旋翼无人机自主跟踪定位装置，以达到最佳着陆位置进行回收着陆。
[0015]3、本发明在主动回收吸附装置上设置有机械锁定装置。当多旋翼无人机着陆到主动回收吸附装置上时，控制系统将控制机械锁定装置锁定目标多旋翼无人机上搭载的被动回收吸附装置，从而锁定目标多旋翼无人机。
[0016]4、本发明在主动回收吸附装置着陆表面及目标多旋翼无人机搭载装置着陆面都经过防滑处理，以增大多旋翼无人机在主动回收吸附装置上横向移动的阻尼。
[0017]5、本发明在主动回收吸附装置上设置有自动充电装置，当多旋翼无人机着陆到主动回收吸附装置上时，控制系统将通过目标多旋翼无人机上搭载的被动回收吸附装置对目标多旋翼无人机进行充电。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明整体装置示意图。
[0019]图中:1、主动回收吸附装置，2、多旋翼无人机，3、有向强磁场发生器，4、自动引导图标，5、机械锁定装置，6、充电装置，7、自动锁定目标跟随定位控制装置，8、磁性吸附回收架、9、摄像装置。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0021]如图1所示:
[0022]本发明提供一种多旋翼无人机回收系统，包括安装在回收基地、舰或车载的主动回收吸附装置1，以及在多旋翼无人机2上设置的被动回收吸附装置。
[0023]所述的主动回收吸附装置I包含有向强磁场发生器3、引导图标4、机械锁定装置5和充电装置6。有向强磁场发生器3可产生对多旋翼无人机2进行吸附的有向强磁场。引导图标4为类十字型引导图标，喷涂在主动回收吸附装置I表面，以此为中心形成回收吸附区域，用于对多旋翼无人机进行引导回收。机械锁定装置5安装在主动回收吸附装置表面，包括由控制机构控制的四个机械锁扣，用于对多旋翼无人机进行机械锁定，防止在回收基地、舰或车载的高速移动过程中多旋翼无人机从主动回收吸附装置上脱落。充电装置6是一种智能充电装置，安装在主动回收吸附装置内，用于对多旋翼无人机进行自动充电，保障多旋翼无人机的连续使用。另外，主动回收吸附装置I的上表面通过防滑处理，形成一防滑层，以增大多旋翼无人机2在主动回收吸附装置I上的横向移动阻尼。
[0024]所述的被动回收吸附装置包含自动锁定目标跟随定位控制装置7和磁性吸附回收架8。自动锁定目标跟随定位控制装置7设置在多旋翼无人机2的下方，用于自动锁定主动回收吸附装置1，控制多旋翼无人机2自动跟随主动回收吸附装置1，并准确返回到主动回收吸附装置I上方的回收吸附区域。自动锁定目标跟随定位控制装置7采用外挂有摄像装置9的微型控制器，通过微型控制器扫描锁定主动回收吸附装置I表面喷涂的类十字型引导图标4得到目标位置指引信息，根据目标位置指引信息控制多旋翼无人机2自动跟随主动回收吸附装置I，通过微型控制器控制多旋翼无人机2飞行姿态，准确返回到主动回收吸附装置I上。磁性吸附回收架8是一种设置在多旋翼无人机2底部的用磁性材料制作的外框架，主要用于由主动回收吸附装置I产生的有向强磁场对无人机2进行吸附回收；该磁性吸附回收架8还用于对多旋翼无人机2载荷进行搭载，它将根据搭载载荷的不同采用不同的外观形状。该磁性吸附回收架8与主动回收吸附装置I的接触面通过防滑处理，形成一防滑层，以增大多旋翼无人机在主动回收吸附装置上横向移动的阻尼。
[0025]本发明进一步，在回收基地、舰或车载内设置有系统控制平台，主动回收吸附装置I及多旋翼无人机2中均设置有无线通信装置，共同组成整个系统的无线通信系统，该无线通信系统将完成整个系统中各个设备与系统控制平台的信息交互，及各装置间的信息交互过程。该系统控制平台对主动回收吸附装置、被动回收吸附装置、自动锁定目标跟随定位控制装置等进行控制。本系统控制平台将通过无线通信系统与主动回收吸附装置1、被动回收吸附装置、自动锁定目标跟随定位控制装置7等进行通信得到各装置的实时信息；本系统控制平台将根据各装置的实时信息，进行分析解算出各装置的实时状态，根据内部装载的算法程序及操控的控制输入得出各装置的控制信息；本系统控制平台将各装置的控制信息通过无线通信系统发送到主动回收吸附装置1、被动回收吸附装置、自动锁定目标跟随定位控制装置7等装置，自动锁定目标跟随定位控制装置7受控于系统控制平台，同时又能控制多旋翼无人机的飞行姿态，控制各装置做出相应的响应状态。
[0026]自动锁定跟随定位控制装置7将控制自身装载的摄像装置9自动扫描锁定回收基地、舰或车载等搭载的主动回收吸附装置I上的自动引导图标4 ;
[0027]自动锁定跟随定位控制装置7将所扫描锁定信息、及多旋翼无人机2自身位置位置、状态信息等，通过无线通信系统发送到基地控制平台；
[0028]基地控制平台根据所得信息及历史飞行轨道信息综合分析计算，得出多旋翼无人机2飞行控制信息；
[0029]基地控制平台通过无线通信系统将多旋翼无人机2飞行控制信息发送给自动锁定跟随定位控制装置7 ;
[0030]自动锁定跟随定位控制装置7根据多旋翼无人机2飞行控制信息，控制多旋翼无人机2飞行跟随回收基地、舰或车载等搭载的主动回收吸附装置I ;
[0031]自动锁定跟随定位控制装置7与基地控制平台不断的进行信息交换，不断修正多旋翼无人机2飞行控制信息，进行控制多旋翼无人机2飞行跟随回收基地、舰或车载等搭载的主动回收吸附装置1，并最终抵达主动回收吸附装置I方有效回收吸附区域且保持相对静止(可吸附回收状态)；
[0032]当多旋翼无人机2达到可吸附回收状态时，基地控制平台将控制主动回收吸附装置I产生强有向磁场，吸附多旋翼无人机2上搭载被动回收吸附装置，同时通过自动锁定跟随定位控制装置7控制多旋翼无人机2逐渐降低缓慢着陆于主动回收吸附装置I上；
[0033]当多旋翼无人机2着陆到主动回收吸附装置I后，基地控制平台控制主动回收吸附装置I上的机械锁定装置5锁定多旋翼无人机2上搭载被动回收吸附装置，保证当回收基地、舰或车载等在高速移动过程中不会因惯性而自动脱落；
[0034]机械锁定装置5锁定被动回收吸附装置的过程为，通过控制机构控制四个机械锁扣相向运动挤住被动回收吸附装置的圆形磁性吸附回收架8，再下压住吸附架回收架8，从而锁定被动回收吸附装置；
[0035]多旋翼无人机2上搭载被动回收吸附装置的磁性吸附回收架8与主动回收吸附装置I的接触面通过防滑处理，同时主动回收吸附装置上表面有微小幅度半球形下凹，以上两者共同作用增大多旋翼无人机在主动回收吸附装置上横向移动的阻尼，增强多旋翼无人机在主动回收吸附装置上的附着性；
[0036]当主动回收吸附装置I成功锁定多旋翼无人机2后，基地控制平台可控制主动回收吸附装置I中的充电装置6为多旋翼无人机2智能充电，为下一次飞行任务做准备。
[0037]本发明中的各种设施，如自动锁定目标跟随定位控制装置7、有向强磁场发生器3、机械锁定装置5的控制机构和无线通信系统等，均为现有的技术和设备，本说明书中不再过多说明。
[0038]上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种多旋翼无人机回收系统，其特征在于:包括安装在回收基地、舰或车载的主动回收吸附装置(I)，以及在多旋翼无人机(2)上设置的被动回收吸附装置。
2.根据权利要求1所述的无人机回收系统，其特征在于:所述的主动回收吸附装置(I)包含有向强磁场发生器(3)、引导图标(4)、机械锁定装置(5)和充电装置(6)。
3.根据权利要求1或2所述的无人机回收系统，其特征在于:有向强磁场发生器(3)可产生对多旋翼无人机(2)进行吸附的有向强磁场；引导图标(4)为类十字型引导图标，喷涂在主动回收吸附装置(I)表面，以此为中心形成回收吸附区域，用于对多旋翼无人机进行引导回收；机械锁定装置(5)安装在主动回收吸附装置表面，包括由控制机构控制的四个机械锁扣，用于对多旋翼无人机进行机械锁定；充电装置(6)是一种智能充电装置，安装在主动回收吸附装置内，用于对多旋翼无人机进行自动充电；主动回收吸附装置(I)的上表面通过防滑处理，形成一防滑层。
4.根据权利要求1所述的无人机回收系统，其特征在于:所述的被动回收吸附装置包含自动锁定目标跟随定位控制装置(7)和磁性吸附回收架(8)。
5.根据权利要求1或4所述的无人机回收系统，其特征在于:自动锁定目标跟随定位控制装置(7)设置在多旋翼无人机(2)的下方，用于自动锁定主动回收吸附装置(1)，控制多旋翼无人机(2)自动跟随主动回收吸附装置(1)，并准确返回到主动回收吸附装置(I)上方的回收吸附区域；自动锁定目标跟随定位控制装置(7)采用外挂有摄像装置(9)的微型控制器，通过微型控制器扫描锁定主动回收吸附装置(I)表面喷涂的类十字型引导图标(4)得到目标位置指引信息，根据目标位置指引信息控制多旋翼无人机(2)自动跟随主动回收吸附装置(I)，通过微型控制器控制多旋翼无人机(2)飞行姿态，准确返回到主动回收吸附装置⑴上。
6.根据权利要求1或4所述的无人机回收系统，其特征在于:磁性吸附回收架(8)是一种设置在多旋翼无人机(2)底部的用磁性材料制作的外框架，主要用于由主动回收吸附装置(I)产生的有向强磁场对无人机(2)进行吸附回收；该磁性吸附回收架(8)还用于对多旋翼无人机(2)载荷进行搭载；该磁性吸附回收架(8)与主动回收吸附装置(I)的接触面通过防滑处理，形成一防滑层。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的无人机回收系统，其特征在于:在回收基地、舰或车载内设置有系统控制平台，主动回收吸附装置(I)及多旋翼无人机(2)中均设置有无线通信装置，共同组成整个系统的无线通信系统，该系统控制平台对主动回收吸附装置、被动回收吸附装置、自动锁定目标跟随定位控制装置等进行控制；系统控制平台将通过无线通信系统与主动回收吸附装置(I)、被动回收吸附装置、自动锁定目标跟随定位控制装置(7)等进行通信得到各装置的实时信息，将根据各装置的实时信息，进行分析解算出各装置的实时状态，根据内部装载的算法程序及操控的控制输入得出各装置的控制信息；再将各装置的控制信息通过无线通信系统发送到主动回收吸附装置(1、被动回收吸附装置的自动锁定目标跟随定位控制装置(7)，控制多旋翼无人机的飞行姿态，控制各装置做出相应的响应状态；自动锁定跟随定位控制装置(7)将控制自身装载的摄像装置(9)自动扫描锁定回收基地、舰或车载等搭载的主动回收吸附装置(I)上的自动引导图标(4);自动锁定跟随定位控制装置(7)将所扫描锁定信息、及多旋翼无人机(2)自身位置位置、状态信息等，通过无线通信系统发送到基地控制平台；基地控制平台根据所得信息及历史飞行轨道信息综合分析计算，得出多旋翼无人机(2)飞行控制信息；基地控制平台通过无线通信系统将多旋翼无人机(2飞行控制信息发送给自动锁定跟随定位控制装置(7);自动锁定跟随定位控制装置(7)根据多旋翼无人机(2)飞行控制信息，控制多旋翼无人机(2)飞行跟随回收基地、舰或车载等搭载的主动回收吸附装置(I);自动锁定跟随定位控制装置(7)与基地控制平台不断的进行信息交换，不断修正多旋翼无人机(2)飞行控制信息，进行控制多旋翼无人机(2)飞行跟随回收基地、舰或车载等搭载的主动回收吸附装置(I)，并最终抵达主动回收吸附装置(I)方有效回收吸附区域且保持相对静止状态；当多旋翼无人机(2)达到可吸附回收状态时，基地控制平台将控制主动回收吸附装置(I)产生强有向磁场，吸附多旋翼无人机(2)上搭载被动回收吸附装置，同时通过自动锁定跟随定位控制装置(7)控制多旋翼无人机(2)逐渐降低缓慢着陆于主动回收吸附装置(I)上；当多旋翼无人机(2)着陆到主动回收吸附装置(I)后，基地控制平台控制主动回收吸附装置(I)上的机械锁定装置(5)锁定多旋翼无人机(2)上搭载被动回收吸附装置，保证当回收基地、舰或车载等在高速移动过程中不会因惯性而自动脱落；当主动回收吸附装置(I)成功锁定多旋翼无人机(2)后，基地控制平台可控制主动回收吸附装置(I)中的充电装置(6)为多旋翼无人机(2)智能充电，为下一次飞行任务做准备。
【文档编号】G05D1/10GK104503459SQ201410682322
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】不公告发明人 申请人:深圳市鸣鑫航空科技有限公司