[发明专利]一种具有雀降功能的翼伞安全着陆系统和方法

权利要求书

1.一种具有雀降功能的翼伞安全着陆系统，其特征在于：包括主控制器、高度传感器、三轴加速度传感器、2个伺服电机、2个绞盘以及2个雀降装置，所述2个伺服电机、2个绞盘和2个雀降装置分别设置在系统两侧，从而控制翼伞两侧的后缘操纵绳，每个伺服电机分别与同侧的绞盘相连接，翼伞两侧的后缘操纵绳分别绕设在2个绞盘上，每个雀降装置均包括推杆电机、推杆、安全销、涡卷弹簧和连接带，涡卷弹簧内侧一端固定，它的外侧一端通过连接带与同侧的后缘操纵绳连接，推杆的两端分别连接推杆电机和安全销，连接带上设有小孔，翼伞投放前，安全销穿过连接带上的小孔，从而限止连接带的位移；翼伞投放后，高度传感器和三轴加速度传感器实时采集系统的高度和下降速度并传送给主控制器，主控制器根据高度和下降速度驱动2个伺服电机和2个推杆电机，伺服电机带动绞盘转动，并通过绞盘的转动控制两侧的后缘操纵绳，推杆电机带动推杆发生位移，从而使安全销脱离连接带，涡卷弹簧收缩产生下拉力，并通过连接带将下拉力作用于两侧的后缘操纵绳上。

2.根据权利要求1所述一种具有雀降功能的翼伞安全着陆系统，其特征在于：连接带与后缘操纵绳的连接点至绞盘之间的后缘操纵绳的长度L1与连接带自身长度L2相等，均为后缘操纵绳下拉的满行程量。

3.根据权利要求2所述一种具有雀降功能的翼伞安全着陆系统，其特征在于：所述雀降装置设在一外壳内，该外壳上表面设有小孔，用于伸出连接带，在连接带与后缘操纵绳的连接点处固定有卡扣，当涡卷弹簧通过连接带带动后缘操纵绳下拉时，卡扣移动到外壳的小孔位置后卡住，使后缘操纵绳不能被继续下拉。

4.根据权利要求3所述一种具有雀降功能的翼伞安全着陆系统，其特征在于：在降落过程中，以翼伞前进方向为前方，则绞盘安装在同侧的雀降装置的前上方。

5.根据权利要求1所述一种具有雀降功能的翼伞安全着陆系统，其特征在于：所述连接带上的小孔的内边缘用金属包边。

6.基于权利要求1所述具有雀降功能的翼伞安全着陆系统的着陆方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在翼伞投放前，对三轴加速度传感器进行校准；

(2)翼伞投放后，主控制器通过驱动伺服电机来控制后缘操纵绳，使翼伞向目标着陆点飞去，同时高度传感器实时采集翼伞的高度信息，三轴加速度传感器实时采集翼伞的下降速度；

(3)在翼伞距地面高度h₁时，系统调整翼伞航向逆风对准目标着陆点，此时伺服电机下拉两侧的后缘操纵绳至下拉满行程的50％；

(4)当翼伞下降至雀降高度h₂时，主控制器根据当前检测到的下降速度v进行判断，若v小于等于安全速度阈值V，则主控制器发出“电机雀降”指令，两侧的伺服电机迅速转动，下拉两侧的后缘操纵绳，此时下拉量为下拉满行程量的若v大于V，则主控制器发出“弹簧雀降”指令，伺服电机停止运转，推杆电机运转带动推杆，推杆带动安全销脱离连接带，涡卷弹簧收缩产生下拉力，在时间t内，通过连接带拉动两侧的后缘操纵绳至下拉满行程处；

(5)通过雀降操作，使翼伞下降速度降低至安全的着陆速度，最终在目标着陆点安全着陆。

7.根据权利要求6所述的着陆方法，其特征在于：在步骤(3)中，h₁的取值是100～200m。

8.根据权利要求6所述的着陆方法，其特征在于：在步骤(4)中，雀降高度h₂＝10m，安全速度阈值V＝5m/s，时间t＝1s。