[发明专利]一种牵引式无人机空中回收系统及姿态控制方法

说明书

一种牵引式无人机空中回收系统及姿态控制方法，涉及无人机回收技术领域，为解决现有技术中固定翼无人机空中回收困难的问题，包括：伸缩臂、空中稳定器、牵引绳、对接锥和立杆，所述伸缩臂一端与载机底部连接，另一端与空中稳定器连接，所述牵引绳一端与对接锥连接，另一端与设置在伸缩臂上的绞盘机连接，所述立杆设置在无人机背部。本发明减小了无人机与载机发生碰撞的危险，并可以避免回收过程中无人机与空中稳定器之间相互碰撞造成的冲击，使得无人机回收的可靠性和安全性得到很大的提高。本回收装置既适用于小翼展无人机，也适用于大翼展无人机的空中回收，回收方法简单、回收速度快、回收效率高，适用于短时间内回收大量无人机的场合。

技术领域

本发明涉及无人机回收技术领域，具体为一种牵引式无人机空中回收系统及姿态控制方法。

背景技术

人机用来执行特定任务的无人驾驶飞行器。其具有应用范围广泛，成本低，无人员伤亡风险，生存能力强,机动性能好,隐蔽能力高等特点，在军用、民用等诸多领域均受到了广泛的应用。但无人机空中回收具有一定难度，同时，无人机回收时间的长短也将直接影响无人机工作效率，进而影响作战效果。

发明内容

本发明的目的是：针对现有技术中固定翼无人机空中回收困难的问题，提出一种牵引式无人机空中回收系统及姿态控制方法。

本发明为了解决上述技术问题采取的技术方案是：一种牵引式无人机空中回收系统，包括：伸缩臂2、空中稳定器3、牵引绳5、对接锥6和立杆7，所述伸缩臂2一端与载机1底部连接，另一端与空中稳定器3连接，所述牵引绳5一端与对接锥6连接，另一端与设置在伸缩臂2上的绞盘机17连接，所述立杆7设置在无人机4背部。

进一步的，所述伸缩臂2和空中稳定器3为球形铰链连接。

进一步的，所述空中稳定器3设有姿态增稳系统，所述姿态增稳系统包括：飞行控制计算机、电源模块、数据通讯模块、舵机驱动模块、捷联惯导模块、GPS定位模块和执行机构；

所述姿态增稳系统用于控制并实现空中组合体的空中姿态稳定；

所述捷联惯导模块和GPS定位模块用于提供姿态和定位数据，所述捷联惯导模块由惯性测量元件组成，捷联惯导模块实时测量组合体的三轴的姿态角度、姿态角速率和加速度信息，并与GPS定位模块的数据进行融合；

所述飞行控制计算机用于实时采集捷联惯导模块、GPS定位模块和传感器组件的测量数据，所述飞行控制计算机通过所述数据通信模块接收载机飞行系统发送的指令，并执行姿态控制算法解算，然后将解算后的控制输出信号发送给增稳系统的各个执行机构；同时，所述飞行控制计算机将空中组合体的位置和姿态信息传送回载机的飞行系统中。

进一步的，所述伸缩臂2包括基座13、旋转大臂14、前臂15、大臂液压杆16、一级延展臂20、二级延展臂22、一级前臂液压杆18、二级前臂液压杆21和牵引绳19，所述基座13和旋转大臂14固定连接，所述旋转大臂14和前臂15转动连接，所述大臂液压杆16的两端分别与旋转大臂14和前臂15转动连接，所述一级前臂液压杆18的两端分别与前臂15和一级延展臂20固定连接，所述一级延展臂20套装在前臂15中，所述二级前臂液压杆21的两端分别与一级延展臂20和二级延展臂22固定连接，所述二级延展臂22套装在一级延展臂20中，所述绞盘机17设置在一级延展臂20上，所述二级延展臂22上设有定滑轮，所述定滑轮、绞盘机17和牵引绳19配合使用。

进一步的，所述空中稳定器3包括机体、机翼8、尾翼9和卡紧爪10，所述卡紧爪10设置在机体下部。

进一步的，一种牵引式无人机空中回收姿态控制方法，包括以下步骤：

步骤一：飞行控制计算机接收载机发送的指令，并通过传感器组件实时采集数据，获取无人机和空中稳定器组成的空中组合体与载机的相对位置和姿态；