[发明专利]一种可空中释放回收的子母式无人机系统

说明书

本发明公开了一种可空中释放回收的子母式无人机系统，采用可悬停或者低速前飞的多旋翼或复合式飞行器作为无人母机，使用无人母机上方释放回收无人子机的方式，减小子母机下洗气流的相互耦合干扰，提高无人子机释放回收的成功率。同时设有位于无人母机中心位置附近的释放回收系统，减小无人子机回收过程对无人母机的冲击载荷对无人母机飞行稳定性的影响。收放系统采用叠放式设计，多架无人子机叠放于收放系统内部，有利于提高空间利用率。

技术领域

本发明属于无人飞行器技术领域，尤其涉及一种可空中自主释放回收的子母式无人飞行器。

背景技术

由于无人机具有受路况影响小、方便灵活等特点，目前小型无人机在航空摄影、灾害救援、电力巡检、环保检测、交通监视、侦查打击等军用和民用领域都有着重要作用。然而，小型无人机由于其自身航程近、续航时间短、载重能力差等特点，实际应用中受到许多局限。为拓展小型无人机作业应用半径，延长小型无人机作业时间，增强小型无人机任务可靠性，同时降低系统成本，本专利提出一种可空中自主释放与回收、高空间利用率的无人子母式飞行系统。利用单个大型无人母机携带多个小型无人子机的方式，运送子机到达任务场景执行任务。任务过程中，无人母机作为保障系统，为子机提供通讯保障或更换子机电池。任务完毕，子机自主降落在母机收放机构内部后，母机携带子机返回进行补给和待命。

子母式无人机系统这一概念早在二战期间已经提出，十九世纪60年代，美国DC-130携带火蜂无人机执行空域侦察任务；2016年，直11携带“SW6”无人机亮相珠海航展。但是，这些子母式无人机无法做到空中回收，作战成本高。

近些年，随着自动化智能化技术的发展，美国提出无人母机与无人子机结合的方式执行任务。然而目前由于固定翼飞行器飞行速度快，难以做到精准同速下协同回收，因此目前都只停留在概念阶段。

现有的子母式无人机系统，可以实现空基自主释放，但不可实现空基自主回收。原因如下：固定翼构型飞行器不可低速飞行，因此子机需要在母机下洗干扰下与母机保证同步高速飞行，这对子母机双方的精准定位与协同能力、子机的机动高速前飞能力与抗干扰稳定飞行能力都提出了相当大的要求。直升机构型的飞行器，由于直升机顶部存在巨大的螺旋桨，仅能从下方进行子机的释放与回收。然而，由于直升机巨大的下洗干扰，小型无人机或其他飞行器无法在该下洗干扰下稳定飞行，因而无法做到空基回收。

发明内容

为解决上述空基回收难的问题，提出一种新型的可空基释放回收的无人子母式飞行器系统，采用多旋翼或者复合式构型的无人母机，从无人母机上方释放与回收无人子机。本发明的具体技术方案如下：

一种可空中释放回收的子母式无人机系统，包括无人母机和设置在所述无人母机内部的至少一架无人子机，

其中，所述无人子机即为执行任务的飞行平台，所述无人子机的空中释放与回收均从所述无人母机上方进行，

起飞阶段，所述无人母机悬停或低速前飞，配合所述无人子机自主完成起飞；

降落阶段，所述无人子机通过GPS、RTK和视觉信息，获取所述无人子机和所述无人母机之间的相对位置和姿态后，自主降落在所述无人母机上。

进一步地，所述无人母机包括动力系统、航电系统、通讯保障系统、机体结构和任务载荷，其特征在于，还包括设置于所述无人母机几何中心的收放保障系统，其中，所述收放保障系统采用叠放式设计，能够同时装载多架无人子机。

进一步地，所述收放保障系统包括收放方舱、设置在所述收放方舱顶部的能够自主打开闭合的舱盖、沿所述收放方舱的内壁设置的导轨、与所述无人子机数量相同的卷帘式搭载平台、控制所述卷帘式搭载平台状态的伺服电机；所述卷帘式搭载平台能够由展开状态变成卷曲状态，所述收放保障系统与所述无人子机相配合，实现所述无人子机的逐一起飞与降落。

进一步地，所述无人母机为任意多旋翼飞行器或带旋翼的复合式飞行器。