本發(fā)明涉及降落傘技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種無人旋翼機(jī)整機(jī)降落傘及其方向控制方法。

背景技術(shù)：

無人旋翼機(jī)在執(zhí)行飛行任務(wù)時(shí)，難免會(huì)遇到突發(fā)情況，一旦無人旋翼機(jī)失控從高空墜落，無論是無人旋翼機(jī)、搭載設(shè)備還是對地面人員、設(shè)施都會(huì)造成極大損傷，然而無人旋翼機(jī)如何實(shí)現(xiàn)傘降一直是困擾無人直升機(jī)領(lǐng)域的一個(gè)難題。

目前，無人旋翼機(jī)若在高空發(fā)生故障，其結(jié)果一般是粉身碎骨，即便有些型號的無人機(jī)有備用的降落傘，但在打開的過程中，降落傘常常會(huì)被旋翼纏繞，最終導(dǎo)致不能軟著陸。另外，即便沒有出現(xiàn)降落傘被旋翼纏繞的情況，直升機(jī)在傘降過程中隨機(jī)降落，有可能會(huì)降落在不適合降落的地點(diǎn)，如河流、湖泊、居民區(qū)等，也會(huì)造成較大的損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種無人旋翼機(jī)整機(jī)降落傘及其方向控制方法，來解決上述問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案包括：無人旋翼機(jī)整機(jī)降落傘，包括開傘部件、主傘和小傘，主傘和小傘均位于主傘包內(nèi)，開傘部件連接在主傘包上，在無人旋翼機(jī)上設(shè)有平降控制器，所述平降控制器包括自動(dòng)駕駛儀、GPS、作動(dòng)器和視覺模塊；所述開傘部件接收所述自動(dòng)駕駛儀的開傘信號或者地面操縱基站的開傘信號，所述作動(dòng)器至少設(shè)置有四個(gè)，作動(dòng)器均勻分布在主傘傘衣的邊緣處，作動(dòng)器接收所述自動(dòng)駕駛儀的信號從而控制主傘的移動(dòng)方向。

一種可選擇的技術(shù)方案為：所述主傘的傘衣邊緣處設(shè)有與所述作動(dòng)器一一對應(yīng)的開口，每個(gè)開口處分別設(shè)有控制開口大小的傘繩，所述控制開口大小的傘繩與所述作動(dòng)器相連接。

在主傘傘衣的邊緣設(shè)置開口，當(dāng)開口變大時(shí)，傘衣內(nèi)的空氣從變大的開口處漏出，從而產(chǎn)生反作用力，推動(dòng)主傘向漏出空氣的反方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)主傘的移動(dòng)方向的調(diào)整。傘衣上的開口至少應(yīng)設(shè)置四個(gè)，對應(yīng)東、南、西、北四個(gè)方位，開口的數(shù)量還可以增多。

另一種可選擇的技術(shù)方案為：所述作動(dòng)器與主傘上相應(yīng)位置的傘繩相連接。傘衣上不設(shè)置開口時(shí)，通過作動(dòng)器收放傘繩，控制主傘下降的姿態(tài)，也可控制主傘的移動(dòng)方向。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述主傘與無人旋翼機(jī)的槳葉根部之間設(shè)有連接繩，所述連接繩一端形成套置在槳葉根部的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)只可收緊、不可回縮松散，連接繩另一端連接在主傘的傘繩上，連接繩粘貼在旋翼機(jī)的外表面上并可與旋翼機(jī)外表面分離。

連接繩一端的環(huán)形結(jié)構(gòu)，可通過如下方式形成：在該端部設(shè)置一個(gè)套環(huán)，連接繩的另一端繞過槳葉轉(zhuǎn)軸之后從所述套環(huán)穿過，形成套置在槳葉根部的環(huán)形結(jié)構(gòu)。主傘彈出時(shí)，在主傘牽引力的作用下，連接繩會(huì)迅速與直升機(jī)外表面分離，使主傘展開后位于直升機(jī)的上方，同時(shí)，由于降落傘對連接繩施加的力是向上的，可以迅速的將上述環(huán)形結(jié)構(gòu)拉緊在槳葉根部，環(huán)形結(jié)構(gòu)位于槳葉根部時(shí)，對于槳葉施加的力矩最大，可在最短時(shí)間內(nèi)使槳葉停止旋轉(zhuǎn)并到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，避免主傘的連接繩被槳葉纏繞。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為：還包括固定安裝在無人旋翼機(jī)上的連接繩定位裝置，連接繩定位裝置的端部設(shè)有套置在槳葉轉(zhuǎn)軸上的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)為板片拼裝構(gòu)成；連接繩定位裝置的表面和連接繩的表面設(shè)有相互配合的可分離連接裝置。

連接繩定位裝置，在降落傘未彈出時(shí)可以使連接繩可靠的定位，可分離連接裝置可采用強(qiáng)力魔術(shù)貼、背膠魔術(shù)貼或者其他的粘扣帶，既保證了足夠的固定強(qiáng)度，又可以使連接繩定位裝置在需要時(shí)與連接繩分離。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述連接繩的中部設(shè)有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸承。通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承將連接繩分為兩部分，連接繩下端部件的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)傳遞到主傘。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述的作動(dòng)器為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的機(jī)體連接在所述平降控制器上，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與控制開口大小的傘繩連接。

進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述主傘包放置在降落傘固定盒內(nèi)，降落傘固定盒的開口處設(shè)有端蓋，所述小傘與主傘包相連接；所述開傘部件接收開傘信號使得所述端蓋彈開，開傘部件將容納有主傘的主傘包拉出，并繼續(xù)使主傘包從主傘的傘衣上脫落，以使降落傘順利的打開。

此方案的整機(jī)降落傘可使降落傘固定盒安裝位置與降落傘拉力作用點(diǎn)分離，便于布局拉力作用點(diǎn)位置，且降落傘固定盒在機(jī)身內(nèi)布局靈活，通過合適的位置布局可達(dá)到對旋翼機(jī)重心位置影響小，或調(diào)解旋翼機(jī)重心站位，改善旋翼機(jī)飛行品質(zhì)。此方案的整機(jī)降落傘可水平開傘，可保證開傘時(shí)開傘部件與旋翼機(jī)旋轉(zhuǎn)部件不發(fā)生碰撞。此方案的整機(jī)降落傘可保證旋翼機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件不與傘繩纏繞。此方案的整機(jī)降落傘可使降落傘拉力作用點(diǎn)位于主軸槳箍附近，作用力對旋翼機(jī)重心產(chǎn)生的力矩大，開傘時(shí)可使旋翼機(jī)迅速穩(wěn)定。此方案的整機(jī)降落傘在傘降時(shí)穩(wěn)定下降過程中，降落傘作用力作用于主軸槳箍處，可使直升機(jī)保持良好接地姿態(tài)，防止旋翼機(jī)頭部接地或尾部接地。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案還包括：一種無人旋翼機(jī)整機(jī)降落傘的方向控制方法，其特征是，視覺模塊拍攝的信息或地面操縱基站的操縱信息傳輸?shù)阶詣?dòng)駕駛儀，自動(dòng)駕駛儀確定主傘的移動(dòng)方向并控制作動(dòng)器動(dòng)作，作動(dòng)器控制相應(yīng)的開口變大或者縮?。灰粋€(gè)或者幾個(gè)相鄰的所述開口變大時(shí)，傘衣內(nèi)的空氣從變大的開口處漏出，從而產(chǎn)生反作用力，推動(dòng)主傘向漏出空氣的反方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)主傘的移動(dòng)方向的調(diào)整。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案還包括：一種無人旋翼機(jī)整機(jī)降落傘的方向控制方法，其特征是，視覺模塊拍攝的信息或地面操縱基站的操縱信息傳輸?shù)阶詣?dòng)駕駛儀，自動(dòng)駕駛儀確定主傘的移動(dòng)方向并控制作動(dòng)器動(dòng)作，作動(dòng)器通過收放傘繩控制主傘下降的姿態(tài)，進(jìn)而控制主傘的移動(dòng)方向。

本發(fā)明的有益效果是：

1、設(shè)置有視覺模塊，可以拍攝主傘下方的地面的情況，判斷最佳降落地點(diǎn)，并且在主傘傘衣的邊緣處設(shè)置大小可變的開口，通過調(diào)整開口的大小，可以調(diào)整主傘的移動(dòng)方向，從而使直升機(jī)降落在最佳地點(diǎn)，避免降落地點(diǎn)不合適帶來的損失。

2、主傘的連接繩的一端套置在直升機(jī)的槳葉轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)主傘打開時(shí)，連接繩的環(huán)形結(jié)構(gòu)會(huì)收緊在槳葉的根部，對于槳葉施加的力矩最大，可在最短時(shí)間內(nèi)使槳葉停止旋轉(zhuǎn)并到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，避免主傘的連接繩被槳葉纏繞。

3、設(shè)置連接繩定位裝置，連接繩和連接繩定位裝置之間通過粘扣帶相互配合，在降落傘未彈出時(shí)可以使連接繩可靠的定位，降落傘彈出時(shí)能夠與直升機(jī)快速的分離。

4、所述連接繩的中部設(shè)有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承將連接繩分為兩部分，連接繩下端部件的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)傳遞到主傘。

5、此方案的整機(jī)降落傘可使降落傘固定盒安裝位置與降落傘拉力作用點(diǎn)分離，便于布局拉力作用點(diǎn)位置，且降落傘固定盒在機(jī)身內(nèi)布局靈活，通過合適的位置布局可達(dá)到對旋翼機(jī)重心位置影響小，或調(diào)解旋翼機(jī)重心站位，改善旋翼機(jī)飛行品質(zhì)。

6、此方案的整機(jī)降落傘不僅限于開傘時(shí)可水平開傘，在保證開傘部件不與旋翼機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件相撞的情況下，也可以與旋翼機(jī)橫軸以一定角度開傘。

7、此方案的整機(jī)降落傘可使降落傘拉力作用點(diǎn)位于主軸槳箍附近，作用力對旋翼機(jī)重心產(chǎn)生的力矩大，開傘時(shí)可使旋翼機(jī)迅速穩(wěn)定。此方案的整機(jī)降落傘在傘降時(shí)穩(wěn)定下降過程中，降落傘作用力作用于主軸槳箍處，可使直升機(jī)保持良好接地姿態(tài)，防止旋翼機(jī)頭部接地或尾部接地。

8、本發(fā)明的方向控制方法，通過控制傘衣邊緣的開口來調(diào)整主傘的移動(dòng)方向，或通過作動(dòng)器拉動(dòng)傘繩，改變主傘的下降姿態(tài)，以改變其移動(dòng)方向，結(jié)構(gòu)簡單，操作性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例降落傘彈出前的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例連接繩定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例連接繩定位裝置的分解圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例連接繩的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例降落傘從傘包彈出時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6～圖7為本發(fā)明實(shí)施例降落傘打開過程示意圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例小傘的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例1主傘傘衣的仰視圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例的工作原理圖。

圖中：1旋翼機(jī)，2槳葉，3降落傘固定盒，4旋翼機(jī)主軸，5連接繩定位裝置，6連接繩，7主傘包，8開傘部件，9主傘，10轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，11小傘，12開口，13平降控制器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：

實(shí)施例1：

如圖1、圖10所示，無人旋翼機(jī)整機(jī)降落傘，包括開傘部件8、主傘9和小傘11，主傘9和小傘11均位于主傘包7內(nèi)，開傘部件8連接在主傘包7上，在無人旋翼機(jī)1上設(shè)有平降控制器13，所述平降控制器13包括自動(dòng)駕駛儀、GPS、作動(dòng)器和視覺模塊；所述開傘部件8接收所述自動(dòng)駕駛儀的開傘信號或者地面操縱基站的開傘信號，所述作動(dòng)器沿主傘9傘衣的邊緣均勻設(shè)置有四個(gè)，作動(dòng)器接收所述自動(dòng)駕駛儀的信號從而控制主傘9的移動(dòng)方向。

如圖9，所述主,9的傘衣邊緣處設(shè)有與所述作動(dòng)器一一對應(yīng)的開口12，每個(gè)開口12處分別設(shè)有控制開口大小的傘繩，所述控制開口大小的傘繩與所述作動(dòng)器相連接。所述的作動(dòng)器為步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的機(jī)體連接在所述平降控制器13上，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與控制開口大小的傘繩連接。

所述主傘9與旋翼機(jī)主軸4根部之間設(shè)有連接繩6，所述連接繩6一端形成套置在旋翼機(jī)主軸4根部的環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)只可收緊、不可回縮松散，連接繩6另一端連接在主傘9的傘繩上，連接繩6粘貼在旋翼機(jī)1的外表面上并可與旋翼機(jī)1外表面分離。

連接繩6一端的環(huán)形結(jié)構(gòu)，通過如下方式形成：如圖4所示，在該端部設(shè)置一個(gè)套環(huán)，連接繩6的另一端繞過旋翼機(jī)主軸4之后從所述套環(huán)穿過，形成套置在旋翼機(jī)主軸4根部的環(huán)形結(jié)構(gòu)。主傘9彈出時(shí)，在主傘9牽引力的作用下，連接繩6會(huì)迅速與旋翼機(jī)1外表面分離，使主傘9展開后位于旋翼機(jī)1的上方，同時(shí)，由于降落傘對連接繩6施加的力是向上的，可以迅速的將上述環(huán)形結(jié)構(gòu)拉緊在旋翼機(jī)主軸4根部，環(huán)形結(jié)構(gòu)位于旋翼機(jī)主軸4根部時(shí)，對于旋翼施加的力矩最大，可在最短時(shí)間內(nèi)使旋翼停止旋轉(zhuǎn)并到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，避免主傘9的連接繩6被旋翼纏繞。

如圖2所示，還包括固定安裝在無人旋翼機(jī)1上的連接繩定位裝置5，連接繩定位裝置5的端部設(shè)有套置在旋翼機(jī)主軸4上的環(huán)形結(jié)構(gòu)，如圖3所示，所述環(huán)形結(jié)構(gòu)為板片拼裝構(gòu)成；連接繩定位裝置5的表面和連接繩的表面設(shè)有相互配合的背膠魔術(shù)貼粘扣帶。連接繩定位裝置5在降落傘未彈出時(shí)可以使連接繩6可靠的定位，背膠魔術(shù)貼粘扣帶既保證了足夠的固定強(qiáng)度，又可以使連接繩定位裝置在需要時(shí)與連接繩分離。

所述連接繩6的中部設(shè)有一轉(zhuǎn)動(dòng)軸承10。通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸承10將連接繩6分為兩部分，連接繩6下端部件的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)傳遞到主傘9。

如圖5所示，所述主傘包7放置在降落傘固定盒3內(nèi)，降落傘固定盒3的開口處設(shè)有端蓋，所述小傘11與主傘包7相連接；所述開傘部件8接收開傘信號使得所述端蓋彈開，開傘部件8將容納有主傘9的主傘包7拉出，并繼續(xù)使主傘包7從主傘9的傘衣上脫落，以使降落傘順利的打開。

如圖6、圖7及圖10所示，本實(shí)施例的無人旋翼機(jī)整機(jī)降落傘的工作過程如下：

當(dāng)旋翼機(jī)1在高空發(fā)生故障時(shí)，無人機(jī)飛控系統(tǒng)或者地面操縱基站會(huì)向開傘部件8發(fā)出信號，開傘部件8動(dòng)作，主傘包8的端蓋拉開，開傘部件8將容納有主傘9的主傘包7拉出，并繼續(xù)使主傘包7從主傘9的傘衣上脫落。主傘9彈出后，在主傘9牽引力的作用下，連接繩6會(huì)迅速與旋翼機(jī)1外表面分離，使主傘9展開后位于旋翼機(jī)1的上方，同時(shí)，由于降落傘對連接繩6施加的力是向上的，可以迅速的將上述環(huán)形結(jié)構(gòu)拉緊在旋翼機(jī)主軸4根部，環(huán)形結(jié)構(gòu)位于旋翼機(jī)主軸4時(shí)，可在最短時(shí)間內(nèi)使旋翼機(jī)1姿態(tài)穩(wěn)定，且可使旋翼機(jī)1保持良好的接地姿態(tài)，連接繩6拉直后可避免主傘9的傘繩被旋翼纏繞。

平降控制器13上設(shè)有視覺模塊(攝像頭)，旋翼機(jī)1降落的過程中，視覺模塊會(huì)實(shí)時(shí)的拍攝旋翼機(jī)1下方的情況，并將信號傳送至自動(dòng)駕駛儀，判斷最佳的降落地點(diǎn)。當(dāng)旋翼機(jī)1的正下方為河流等不適合降落的地點(diǎn)時(shí)，自動(dòng)駕駛儀向作動(dòng)器發(fā)出信號，相應(yīng)的作動(dòng)器動(dòng)作，將主傘9的傘衣上的相應(yīng)開口變大，空氣從變大的開口處漏出，在反作用力的作用下，主傘9向反方向移動(dòng)，以避開不適合降落的地點(diǎn)。

在主傘9的傘衣邊緣設(shè)置四個(gè)開口12，正好對應(yīng)四個(gè)方位，以四個(gè)開口分別對應(yīng)東、南、西、北為例，當(dāng)位于東側(cè)的開口變大時(shí)，空氣從該開口漏出，主傘9向西方移動(dòng)；當(dāng)位于東側(cè)和位于南側(cè)的兩個(gè)開口同時(shí)變大時(shí)，空氣同時(shí)從兩個(gè)開口漏出，主傘9向西北方向移動(dòng)。向其余方向移動(dòng)的原理與此相同，在此不再贅述。

如圖8所示，為避免脫落的開傘部件8和主傘包7下落時(shí)在重力加速度的作用下出現(xiàn)意外事故，開傘部件8和主傘包7上設(shè)有小傘11，開傘部件8和主傘包7從主傘9上脫落后，小傘11開啟。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例與實(shí)施例1相同的特征不再贅述，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同的特征在于：本實(shí)施例中，主傘9的傘衣上沒有設(shè)置開口，所述作動(dòng)器與主傘9上相應(yīng)位置的傘繩相連接。

本實(shí)施例中，主傘的移動(dòng)方向需要調(diào)整時(shí)，通過作動(dòng)器收放傘繩，控制主傘下降的姿態(tài)，也可控制主傘的移動(dòng)方向。當(dāng)一側(cè)的傘繩被收緊時(shí)，傘衣向被收緊的一側(cè)傾斜，傘衣內(nèi)的空氣從另一側(cè)漏出，會(huì)對傘衣形成反作用力，從而使主傘向收緊側(cè)移動(dòng)。

本發(fā)明中，連接繩定位裝置5和連接繩6之間的連接裝置也可選用強(qiáng)力魔術(shù)貼粘扣帶或者可分離膠貼等其他的可分離連接裝置。

本發(fā)明中的作動(dòng)器不限于采用步進(jìn)電機(jī)，還可采用其他的線性進(jìn)給裝置。本發(fā)明中，作動(dòng)器和用于控制主傘11移動(dòng)方向的開口12不限于實(shí)施例1所述的四個(gè)，可以設(shè)置更多的開口，但為了便于方向的調(diào)整，設(shè)置的開口應(yīng)均勻布置，且優(yōu)選為四的倍數(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不是本發(fā)明的全部實(shí)施例，不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

除說明書所述技術(shù)特征外，其余技術(shù)特征均為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知技術(shù)，為了突出本發(fā)明的創(chuàng)新特點(diǎn)，上述技術(shù)特征在此不再贅述。