本發(fā)明屬于無人直升機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種無人直升機(jī)降落輔助裝置。

背景技術(shù)：

艦載無人直升機(jī)已是現(xiàn)代水面艦艇作戰(zhàn)系統(tǒng)不可缺少的組成部分，在未來戰(zhàn)爭中也將起著重要作用。無人艦載直升機(jī)的技術(shù)核心是設(shè)計(jì)與開發(fā)一種十分有效的制導(dǎo)系統(tǒng)，使直升機(jī)自主安全地降落在作六自由度運(yùn)動著的艦船上，值得一提的是當(dāng)無人直升機(jī)降落到甲板上后還需要對直升機(jī)進(jìn)行固定和鎖定，但在甲板上安裝鉤鎖裝置又不是一件簡單的事情，不僅增加實(shí)驗(yàn)步驟，還給直升機(jī)的精準(zhǔn)降落提出更高的要求。

然而，對于一些小型無人直升機(jī)來說設(shè)計(jì)魚叉裝置不算復(fù)雜，但對于大型無人直升機(jī)來說采用魚叉裝置不僅增加額外的機(jī)體重量，而且設(shè)計(jì)一個可以鉤鎖幾百公斤重?zé)o人機(jī)的魚叉并不簡單，要在船甲板和機(jī)體起落架上都要設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)或裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種無人直升機(jī)降落輔助裝置，該裝置用簡單的電磁鐵降落裝置取代復(fù)雜的魚叉裝置，實(shí)現(xiàn)無人直升機(jī)在具有六自由度運(yùn)動的船甲板上降落并鎖定，可以避免機(jī)體的側(cè)翻或滑落。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種無人直升機(jī)降落輔助裝置，包括通斷控制電路及連接在所述通斷控制電路中的電磁鐵模塊，其中電磁鐵模塊設(shè)置于無人直升機(jī)的起落架上，所述通斷控制電路設(shè)置于無人直升機(jī)的機(jī)艙內(nèi)，并且與無人直升機(jī)的飛行控制系統(tǒng)連接。

所述通斷控制電路包括導(dǎo)線、鋰電池及繼電器開關(guān)，所述鋰電池和繼電器開關(guān)通過導(dǎo)線連接，形成閉合控制回路，所述電磁鐵模塊連接在所述閉合控制回路中。

所述電磁鐵模塊包括并聯(lián)連接在所述閉合控制回路中的電磁鐵模塊i和電磁鐵模塊ii，所述電磁鐵模塊i和電磁鐵模塊ii分別安裝在所述無人直升機(jī)的兩個起落架上。

所述電磁鐵模塊i和電磁鐵模塊ii結(jié)構(gòu)相同，均包括電磁屏蔽殼體和嵌設(shè)于所述電磁屏蔽殼體內(nèi)的電磁鐵，其中電磁屏蔽殼體與起落架連接。

所述電磁屏蔽殼體的一端設(shè)有用于與所述起落架連接的安裝孔，所述電磁屏蔽殼體的一側(cè)設(shè)有穿線槽，所述電磁鐵嵌設(shè)于所述電磁屏蔽殼體內(nèi)、并且通過螺栓與電磁屏蔽殼體固定連接，與所述電磁鐵連接的導(dǎo)線由所述穿線槽引出。

在所述通斷控制電路中，所述電磁鐵模塊的兩端并聯(lián)有續(xù)流二極管。

在所述通斷控制電路中，所述電磁鐵模塊的兩端并聯(lián)有指示燈。所述飛行控制系統(tǒng)通過地面站控制系統(tǒng)或遙控器遠(yuǎn)程控制。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是：

1.本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)無人直升機(jī)在船甲板降落時將無人直升機(jī)牢固的吸附在船甲板上，從而避免在降落瞬間由于大風(fēng)和船體搖擺導(dǎo)致的無人直升機(jī)的側(cè)翻或滑落。

2.本發(fā)明的兩個電磁鐵通過電磁屏蔽安裝機(jī)構(gòu)與無人直升機(jī)的起落架固連，不需要在船甲板上設(shè)計(jì)其他機(jī)械裝置，只要甲板為鐵質(zhì)的平整平面即可(很多船甲板均能滿足這個條件)。

3.本發(fā)明的控制電路通過繼電器與無人直升機(jī)的飛控系統(tǒng)連接，相當(dāng)于將兩個電路進(jìn)行了隔離，所以無人直升機(jī)的航電系統(tǒng)不會受電磁鐵輔助降落裝置控制電路的影響，分別獨(dú)立工作。

附圖說明

圖1為安裝有本發(fā)明的無人直升機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的控制電路圖；

圖3為本發(fā)明中電磁屏蔽殼體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的理論計(jì)算受力分析圖。

其中：1為無人直升機(jī)，2為起落架，3為電磁鐵模塊i，4為電磁鐵模塊ii，5為電磁屏蔽殼體，6為連接孔，7為安裝孔，8為穿線槽。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1-2所示，本發(fā)明提供的一種無人直升機(jī)降落輔助裝置，包括通斷控制電路及連接在所述通斷控制電路中的電磁鐵模塊，其中電磁鐵模塊設(shè)置于無人直升機(jī)1的起落架2上，所述通斷控制電路設(shè)置于無人直升機(jī)1的機(jī)艙內(nèi)，并且與無人直升機(jī)1的飛行控制系統(tǒng)連接。

所述通斷控制電路包括導(dǎo)線、鋰電池及繼電器開關(guān)，所述鋰電池和繼電器開關(guān)通過導(dǎo)線連接，形成閉合控制回路，所述電磁鐵模塊連接在閉合控制回路中。

所述電磁鐵模塊包括并聯(lián)連接在閉合控制回路中的電磁鐵模塊i3和電磁鐵模塊ii4，電磁鐵模塊i3和電磁鐵模塊ii4分別安裝在無人直升機(jī)1的兩個起落架2上。

如圖3所示，電磁鐵模塊i3和電磁鐵模塊ii4結(jié)構(gòu)相同，均包括電磁屏蔽殼體5和嵌設(shè)于電磁屏蔽殼體5內(nèi)的電磁鐵，其中電磁屏蔽殼體5與起落架2固定連接，而且固連位置在機(jī)體重心位置，避免重心偏離，影響直升機(jī)飛行。電磁鐵模塊i3和電磁鐵模塊ii4的吸附力為700kg。

進(jìn)一步地，電磁屏蔽殼體5的一端設(shè)有用于與起落架2連接的安裝孔7，電磁屏蔽殼體5的一側(cè)設(shè)有穿線槽8，電磁鐵嵌設(shè)于電磁屏蔽殼體5內(nèi)、并且通過螺栓與電磁屏蔽殼體5固定連接，與電磁鐵連接的導(dǎo)線由穿線槽8引出。

進(jìn)一步地，在所述通斷控制電路中，為了防止斷電瞬間強(qiáng)大的電磁鐵感性元件的反電動勢損壞其他電子設(shè)備，在電磁鐵模塊i3和電磁鐵模塊ii4的兩端并聯(lián)有續(xù)流二極管。

進(jìn)一步地，在所述通斷控制電路中，電磁鐵模塊i3和電磁鐵模塊ii4的兩端還并聯(lián)有指示燈，通過指示燈可以知道電磁鐵降落輔助裝置是否處于正常工作狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述飛行控制系統(tǒng)通過地面站控制系統(tǒng)或遙控器遠(yuǎn)程控制。整個控制電路通過繼電器開關(guān)與無人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)連接，通過無人直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)輸出的高低電平來控制通斷控制電路的開通與關(guān)斷，而且這個控制命令是從地面站控制系統(tǒng)或遙控器發(fā)送給簡易電磁鐵輔助降落裝置，從而遠(yuǎn)程控制裝置的工作。整個通斷控制電路由一個25v鋰電池供電。

所述通斷控制電路通過繼電器開關(guān)與無人直升機(jī)的飛行控制系統(tǒng)連接，相當(dāng)于將兩個電路進(jìn)行了隔離，所以無人直升機(jī)1的航電系統(tǒng)不會受電磁鐵輔助降落裝置控制電路的影響，分別獨(dú)立工作。

本發(fā)明提供的無人直升機(jī)輔助降落裝置，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，而且只需在無人直升機(jī)1的起落架2上安裝兩個吸附力為各350kg的電磁鐵即可，不需要在甲板上設(shè)計(jì)任何其他復(fù)雜的機(jī)械裝置，只要甲板為鐵質(zhì)的平整平面即可(很多船甲板均能滿足這個條件)，而且不受降落位置的限制。

圖4為本發(fā)明所用直升機(jī)機(jī)體的受力分析圖，如圖4所示，要想使無人直升機(jī)1在夾板上保持靜止，必須要滿足一定的摩擦力，對此進(jìn)行如下受力分析。目前，已知飛機(jī)自重約540kg，加上各種載荷后的最大質(zhì)量為600kg。鐵和鐵之間的摩擦系數(shù)u＝0.1，假設(shè)甲板受風(fēng)浪影響到達(dá)的最大搖擺角為45度，則可以建立如下受力分析：

圖4中：f為摩擦力，g為重力，g1和g2分別為重力g的兩個分量；n為支撐力，n1為電磁鐵的吸引力；根據(jù)力平衡的條件，要想使無人直升機(jī)在45度角斜平面上保持靜止的條件是滿足如下公式：

μ×(n1+g1)≥g2(1)

將已知數(shù)據(jù)代入可得如下式子：

從以上分析可知，要想使得飛機(jī)在45度斜坡保持靜止需要的電磁鐵吸附力至少不能低于37414.44n。同理，可計(jì)算得在60度和30度斜坡時的最小吸附力分別為：47982.29n和24307.77n。表1為在不同摩擦系數(shù)(0.1，0.2，0.3)，不同傾斜角下的最小吸附力計(jì)算值。

表1不同摩擦系數(shù)和傾斜角下的電磁鐵最小吸附力計(jì)算值

表中0表示不需要吸附力，重力分量即可滿足最小摩擦力。

綜上所述，斜坡的角度越大，電磁鐵需要的吸附力越大。電磁鐵模塊i3和電磁鐵模塊ii4的吸附力為700kg，完全可以滿足要想使得無人直升機(jī)在45度斜坡保持靜止需要的電磁鐵吸附力至少不能低于37414.44n的要求。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)無人直升機(jī)在船甲板降落時將無人直升機(jī)牢固的吸附在船甲板上，從而避免無人直升機(jī)在降落后船體搖擺導(dǎo)致的側(cè)翻或滑落。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。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)、擴(kuò)展等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。