[发明专利]飞行器快速起降装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种起降装置，是一种飞行器快速起降装置。

背景技术

无人飞行器在自主起飞与自主着陆研究和应用方面，各国的科研单位进行了广泛的探索，国内外先进的无人直升机基本上具备了普通的陆基起降的能力，有部分无人直升机实现了在海面风的影响下跟踪移动舰船并实现无人干涉下的自主舰面起降，已经初步达到工程实用的要求。

牵引着陆方法在运动中平台上直升机着陆主要方法，根据牵引装置类型分为“硬牵引”和“软牵引”。“硬牵引”着陆方法典型方法如“鱼叉—格栅”式着舰系统：是由直升机底部的“鱼叉”锁紧机构与舰船甲板上的“格栅”组成。直升机在空中悬停，伸出“鱼叉”勾住“格栅”，通过系留模式，液压驱动把直升机拉在甲板上；“软牵引”着陆方法如拉降式着舰系统：主要包括直升机和舰船上的引索、绞车、主探管、尾探管和控制台。直升机准备降落时，直升机放下主探管，引索绳引入拉降索到直升机内卡住后，收紧拉降索，拉直升机下落。直升机着舰后，插入夹紧机构，固定直升机；

“拉降式”着舰系统要求舰船横向摇摆角在±31°内，纵向俯仰在±8°内，甲板上下波动速度小于6m/s；“鱼叉—格栅”式着舰装置要求舰船横向摇摆角在±8°内，纵向俯仰在±2°内。“软牵引”着陆系统相对于“硬牵引”着陆系统对着陆的平台摆动幅度更强的适应能力。“拉降式”着舰系统方法能够适应较大的摇摆角度，但需要人工锁扣牵引绳，“鱼叉—格栅”着舰可以随时锁紧、脱离满足复飞条件保障安全，但是需要液压系统支持。

显然，由于受无人直升机和车辆的承载能力和空间范围限制，起降装置对重量和体积均为严格的限制要求，“拉降式”和“鱼叉—格栅”着舰系统方法均不适用于车辆环境。无人机直升机在车辆上的着陆须要考虑车辆上的特殊性，由于受路基和行驶速度的影响，车辆着陆平台横摇、纵摇，速度、加速度变化大，降落场地尺寸小，对无人直升机降落机构和飞行控制提出很高的要求，无人直升机需具备很强的跟踪能力，着陆装置地陆可靠且不滑动，而且基本随时复飞能力，而且着陆过程须在无人操作下自主完成。

发明内容

本发明的目的在于提供一种飞行器快速起降装置。

实现本发明目的的技术方案为：一种飞行器快速起降装置，包括机载装置和车载装置；

所述机载装置包括着陆凸座、电动绞盘、牵引绳、绳锤、牵引球、球弹射器、光电接收器和起降控制器，所述着陆凸座固定设置在飞行器舱外底部，所述电动绞盘、光电接收器和起降控制器均设置在着陆凸座内，所述牵引球通过牵引绳与电动绞盘相连，绳锤串接在牵引绳上；所述球弹射器设置在电动绞盘上，所述牵引球设置在球弹射器内；

所述车载装置包括降落凹坪、落球孔、锁定装置、检测反馈装置和光电发射器；所述降落凹坪固定设置在车辆顶部，所述落球孔设置在降落凹坪的底部，口径大于牵引球直径；所述锁定装置检测反馈装置设置在落球孔的圆柱壁侧面，锁定装置高于检测反馈装置，所述光电发射器设置在落球孔底部；

机载装置的着陆凸座和车载装置的降落凹坪均呈开口向上的漏斗形状，两者可内嵌配合。

与现有技术相比，本发明的显著优点为：

(1)本发明在采用嵌入式处理器实现降落全程的流程控制，无需人工干预情况可实现自主可靠稳定的降落。

(2)本发明的采用“软牵引”方式，可适应运动平台大幅度的横向和纵向的摇摆角，在对准时刻牵引球采用弹射方式快速进入降落凹坪的落球孔，有效解决了“软牵引”中的牵引球“单摆”效应，实现快速对准、锁定和系留。

(3)本发明的飞行器和车辆之间的对准检测采用光电自检测方法，捕获飞行器和降落平台对准时刻，迅速抛射牵引球，使之立即锁定，有效提高了降落的效率，而且避免了复杂的长时间动态跟踪和精确的对准难题，降低飞行控制器设计难度，提高着陆成功率。

(4)本发明的着陆对接装置，采用上口大下口小漏斗形状的着陆凸座和降落凹坪，且两者可内嵌配合，只需拉紧牵引绳即可实现飞行器的固定，并且有利于牵引球快速滑入落球孔，加快着陆效率。

(5)本发明的装置中采用牵引绳系留的“软牵引”着陆，不仅有利于着陆时保障飞行器对降落点跟踪高精度，而且避免飞行器在运动平台上的起飞侧倒危险，可在车辆静止、行车、拐弯、起伏路等均可安全、精确地起飞和降落；

(6)本发明的机载装置上选用部件的质量均较轻，因此机载装置具有质量轻，结构简单、易拆卸、维修方便、成本低，满足机载设备对质量的限制要求，具有重要的工程价值；