[发明专利]无人机下投探空仪及其释放控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种安装在无人飞机上的下投探空仪及其释放控制方法。

背景技术

自开展气象探空资料收集以来，探空仪的释放在许多较发达的国家都还是采用人工释放探空气球方法，这种传统的放球方法一直延续了近百年的历史，操作起来难度很大，精确度小，需要人工通过雷达紧密跟踪释放后的气球以及探空仪，如果遇到大风、大雾天气，或者由于人工跟踪时间长，感觉上产生失误，很容易错误地将雷达接收到的错误信号作为主要信号，从而缩短跟踪时间，丢失气象探测资料数据。为了避免了放球时间与信号接收产生的误差，并可在最短时间内跟踪到气球并收集到探空气象资料信息，避免了大风、大雾天气以及人工跟踪出现的错觉，特别是解决了大风天气放球难的问题，进而产生新的释放探测仪的仪器，但仍然不能实时准确的获取探空仪所在位置和大气中温度、湿度、气压等数据，也不能最有效最直接地获取到大气垂直剖面的数据资料。 如果探空仪不能准确的投放到预定的地点和高度，会造成某一大气层记录的缺测或探测高度的降低,导致重新投放探空仪,不仅造成财产损失而且延误了最佳探测时间,影响到天气预报及资料的使用与服务工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种无人机下投探空仪及其释放控制方法，要解决现有探空仪投放地点和高度不准确，同时很难实时采集探空仪所在位置和大气中温度、湿度、气压等数据的技术问题；并解决探空仪释放过程中要求更好保护性措施，整个释放控制电路设计简单容易控制的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种无人机下投探空仪，包括壳体内装的GPS天线、GPS接收单元、电池、探空采集控制电路、无线发射单元、降落伞、气压传感器、温度传感器、湿度传感器以及壳体上安装的发射天线，所述壳体的上部连有挂钩，壳体的上表面固定有触点，所述电池经继电器与GPS接收单元、无线发射单元和探空采集控制电路连接成控制回路，控制回路中并联有与触点接触连接的两个触点簧片，所述气压传感器、温度传感器和湿度传感器装在探空采集控制电路的电路板上，湿度传感器和温度传感器的感应部分伸出机舱外面，所述壳体的上面有断电孔，断电孔内置有一常闭触点，当有针状物体通过断电孔，可以将常闭触点顶开，断开电路。

所述机舱自前至后顺序分为降落伞舱、GPS天线舱、GPS接收单元舱、电池舱、探空采集控制电路舱和无线发射单元舱，无线发射单元舱的尾部连接发射天线。

一种无人机下投探空仪的释放控制方法，步骤如下：

步骤1，无人机下投探空仪通过其挂钩挂在无人机机体或机翼下部。

步骤2，无人机飞行到预定的地点和高度，通过遥控指令或程序预置，给无人机下投探空仪命令。

步骤3，机载控制电路控制接点闭合，通过固定板上的触点簧片和无人机下投探空仪上的触点，使继电器的线圈加电，继电器常开接点闭合，探空仪电路接通电池，开始工作。

步骤4延迟2分钟后，探空采集控制电路控制无人机下部的电磁铁吸合，电磁铁的定位销从挂钩抽出，无人机下投探空仪由于重力的作用，尾部先离开无人机。

步骤5放无人机下投探空仪，无人机下投探空仪离开无人机后，降落伞自动打开，下投探空仪由于重力的作用缓缓下落。

步骤6在无人机下投探空仪下落的过程中，温度传感器、湿度传感器和气压传感器感应大气的温度、湿度和压力，并通过探空采集控制电路转化成数值，通过无线发射单元发至GPS接收单元。

所述步骤1，无人机下投探空仪通过其挂钩挂在无人机机体或机翼下部的固定板上，在固定板的前端连有整流罩，无人机下投探空仪的前端插入固定板上的整流罩，固定板的后端连有定位槽，挂钩插入定位槽，固定板的中部下面连有电磁铁，所述电磁铁与定位销相连，定位销挂住挂钩，所述定位槽用于定位挂钩和定位销，所述两个触点簧片与无人机下投探空仪壳体上的触点相接。

所述两个触点簧片并联在控制回路中。

所述无人机下投探空仪的下落速度是8～10米/秒。

与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：本发明的探空仪挂在无人机机体或机翼的下部，选择电磁铁锁定或释放无人机下投探空仪；电磁铁与定位销相连，定位销挂住挂钩定位在定位槽内，当电磁铁的定位销从挂钩下抽出，无人机下投探空仪由于重力的作用，尾部先离开无人机。

其中的探空采集控制电路控制探空仪加电控制电路的接点闭合，通过固定板上的触点簧片和无人机下投探空仪上的触点，使继电器的线圈加电，继电器常开接点闭合，探空仪电路接通电池电源，开始工作；当用一根针状物体通过探空仪壳体上的断电孔，顶开常闭触点，继电器的线圈断电，继电器常开接点断开，探空仪电路断电，停止工作。