制模塊接收到信息后，啟動(dòng)舵 機(jī)2運(yùn)作，舵機(jī)2能夠通過齒輪3給銷釘4 一個(gè)旋轉(zhuǎn)力；使銷釘4脫離電源線1。
[0029] 彈性機(jī)構(gòu)給電源線1 一個(gè)遠(yuǎn)離供電模塊的彈力，電源線1在彈力的作用下脫離供 電模塊，并退出殼體6,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫線；當(dāng)系留式無人機(jī)的電源線1自動(dòng)脫開后，接收端的控 制模塊控制接收端的供電模塊給整個(gè)接收端供電，操作人員再通過遙控端操作有效避開障 礙物。
[0030] 參考圖5,圖5示出了系留式無人飛行裝置的避障方法流程圖500 ;如圖5所示，該 系留式無人飛行裝置的避障方法包括步驟501至步驟504 :
[0031] 在步驟501中，獲取系留式無人機(jī)的環(huán)境參數(shù)；當(dāng)信息采集模塊只由相互配合的 超聲波發(fā)射器和超聲波傳感器組成時(shí)，此時(shí)獲取系留式無人機(jī)的環(huán)境參數(shù)的具體步驟為：
[0032] 超聲波發(fā)射器不間斷地向外發(fā)射超聲波信號(hào)，接收端的控制模塊記錄下發(fā)射時(shí) 間；
[0033] 接收端的控制模塊判斷超聲波傳感器是否收到與已發(fā)射的超聲波信號(hào)相匹配的 反射超聲波信號(hào)，若收到，接收端的控制模塊記錄下接收時(shí)間。
[0034] 當(dāng)信息采集模塊還包括與控制模塊連接、用于對(duì)有輻射障礙物進(jìn)行探測的電磁傳 感器時(shí)，此時(shí)獲取系留式無人機(jī)的環(huán)境參數(shù)還包括以下步驟：
[0035] 電磁傳感器時(shí)刻判斷系留式無人機(jī)周圍是否存在電磁場，若存在，記錄下當(dāng)前電 磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度。
[0036] 在步驟502中，根據(jù)環(huán)境參數(shù)，計(jì)算系留式無人機(jī)與障礙物之間的距離：
[0037] 當(dāng)信息采集模塊只由相互配合的超聲波發(fā)射器和超聲波傳感器組成時(shí)，根據(jù)超聲 波的速度、超聲波的發(fā)射時(shí)間和接收時(shí)間，計(jì)算系留式無人機(jī)與障礙物之間的距離。
[0038] 若是信息采集模塊還包括與控制模塊連接、用于對(duì)有輻射障礙物進(jìn)行探測的電磁 傳感器時(shí)，根據(jù)記錄的磁感應(yīng)強(qiáng)度和畢奧-薩伐爾定律，計(jì)算系留式無人機(jī)與有輻射效應(yīng) 的障礙物的距離。
[0039] 下面結(jié)合圖6的系留式無人機(jī)與障礙物之間距離的示意圖，對(duì)上面提到的步驟 501和步驟502的具體內(nèi)容做進(jìn)一步說明：
[0040] 系留式無人機(jī)加載的超聲波發(fā)射器不斷地向周圍發(fā)射超聲波信號(hào)，障礙物對(duì)聲波 信號(hào)具有反射作用，同時(shí)系留式無人機(jī)通過超聲波傳感器時(shí)刻接收采集超聲波信號(hào)。針對(duì) 于無輻射效應(yīng)的障礙物，具體的理論和方案步驟如下：
[0041] 當(dāng)系留式無人機(jī)與障礙物之間的距離為S時(shí)，超聲波發(fā)射器發(fā)射一次超聲波脈沖 信號(hào)，記錄此次超聲波信號(hào)的發(fā)射時(shí)間tl，然后通過超聲波傳感器接收反射回來的超聲波 信號(hào)，記錄接收到該次超聲波信號(hào)對(duì)應(yīng)的時(shí)間t2,就此可建立等式：
[0042] 2S = V0(Vt1) (1.1)
[0043] 式中，S表示多旋翼與建筑物之間的距離，Vtl表示超聲波在空氣中的傳播速度，由 此可以計(jì)算出：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 自動(dòng)脫線裝置，其特征在于：包括殼體和與系留式無人機(jī)的控制模塊連接的舵機(jī)； 所述殼體上設(shè)置有與殼體內(nèi)部的電源線配合、用于使電源線與系留式無人機(jī)的供電模塊連 接在一起的銷釘；所述銷釘位于殼體外部的端部設(shè)置有一段螺紋段；所述舵機(jī)安裝在所述 殼體上，其輸出軸上設(shè)置的齒輪與所述銷釘?shù)穆菁y段配合；所述銷釘與殼體頂部之間的電 源線上套裝有銷釘退出殼體時(shí)、用于使電源線與系留式無人機(jī)的供電模塊分離的彈性機(jī) 構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)脫線裝置，其特征在于：位于彈性機(jī)構(gòu)下方的電源線上 包裹有一層保護(hù)層，所述保護(hù)層上設(shè)置有與所述銷釘頂端配合的槽孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動(dòng)脫線裝置，其特征在于：所述彈性機(jī)構(gòu)為一彈簧；彈簧一 端位于保護(hù)層頂面與電纜線形成的臺(tái)階上，另一端與殼體頂部接觸。
4. 系留式無人飛行裝置，包括設(shè)置在系留式無人機(jī)上的接收端和通過無線與所述接收 端進(jìn)行通信的遙控端，所述接收端包括控制模塊、與控制模塊連接的信號(hào)采集模塊和給所 述接收端供電的供電模塊；所述供電模塊通過電源線與地面上的電源連接；其特征在于： 還包括權(quán)利要求1-3任一所述的自動(dòng)脫線裝置，所述自動(dòng)脫線裝置與供電模塊連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系留式無人飛行裝置，其特征在于：所述信號(hào)采集模塊為分 別與控制模塊連接、且相互配合的超聲波發(fā)射器和超聲波傳感器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系留式無人飛行裝置，其特征在于：所述信號(hào)采集模塊還包 括與控制模塊連接、用于對(duì)有輻射障礙物進(jìn)行探測的電磁傳感器。
7. 系留式無人飛行裝置的避障方法，其特征在于，包括： 獲取所述系留式無人機(jī)的環(huán)境參數(shù)； 根據(jù)所述環(huán)境參數(shù)，計(jì)算所述系留式無人機(jī)與所述障礙物之間的距離； 判斷所述距離是否是危險(xiǎn)的障礙物距離： 若是，啟動(dòng)自動(dòng)脫線裝置，使電源線脫離系留式無人機(jī)； 控制系留式無人機(jī)避開障礙物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的系留式無人飛行裝置的避障方法，其特征在于，所述啟動(dòng)自 動(dòng)脫線裝置，使電源線脫離系留式無人機(jī)步驟進(jìn)一步包括： 舵機(jī)通過齒輪給銷釘一個(gè)旋轉(zhuǎn)力；銷釘在旋轉(zhuǎn)力作用下向外運(yùn)動(dòng)，使銷釘脫離電源線； 彈性機(jī)構(gòu)給電源線一個(gè)遠(yuǎn)離供電模塊的彈力，電源線在彈力的作用下脫離供電模塊，并退 出殼體。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系留式無人飛行裝置的避障方法，其特征在于， 所述獲取所述系留式無人機(jī)的環(huán)境參數(shù)的步驟進(jìn)一步包括： 不間斷地向外發(fā)射超聲波信號(hào)，并記錄下發(fā)射時(shí)間； 判斷是否收到與已發(fā)射的超聲波信號(hào)相匹配的反射超聲波信號(hào)，若收到，記錄下接收 時(shí)間； 所述根據(jù)所述環(huán)境參數(shù)，計(jì)算所述系留式無人機(jī)與所述障礙物之間的距離進(jìn)一步包 括： 根據(jù)超聲波的速度、超聲波的發(fā)射時(shí)間和接收時(shí)間，計(jì)算系留式無人機(jī)與所述障礙物 之間的距離。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系留式無人飛行裝置的避障方法，其特征在于， 所述獲取所述系留式無人機(jī)的環(huán)境參數(shù)的步驟還包括： 判斷系留式無人機(jī)周圍是否存在電磁場，若存在，記錄下當(dāng)前電磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度； 所述根據(jù)所述環(huán)境參數(shù)，計(jì)算所述系留式無人機(jī)與所述障礙物之間的距離進(jìn)一步包 括： 根據(jù)記錄的磁感應(yīng)強(qiáng)度和畢奧-薩伐爾定律，計(jì)算系留式無人機(jī)與有輻射效應(yīng)的障礙 物的距離。
【專利摘要】本發(fā)明公開了自動(dòng)脫線裝置、系留式無人飛行裝置及系留式無人飛行裝置的避障方法，該自動(dòng)脫線裝置包括殼體和與控制模塊連接的舵機(jī)；殼體上設(shè)置有銷釘；銷釘位于殼體外部的端部設(shè)置有一段螺紋段；舵機(jī)安裝在殼體上，其輸出軸上設(shè)置的齒輪與銷釘?shù)穆菁y段配合；銷釘與殼體頂部之間的電源線上套裝彈性機(jī)構(gòu)。系留式無人飛行裝置包括設(shè)置在系留式無人機(jī)上的接收端、通過無線與接收端進(jìn)行通信的遙控端和自動(dòng)脫線裝置，接收端包括控制模塊、與控制模塊連接的信號(hào)采集模塊和給接收端供電的供電模塊；供電模塊通過電源線與地面上的電源連接；自動(dòng)脫線裝置分別與供電模塊和控制模塊連接。
【IPC分類】B64B1-66, B64C39-00
【公開號(hào)】CN104787334
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510149685
【發(fā)明人】張華 , 弓源, 姚娟, 張敦風(fēng), 王坤朋, 楚紅雨, 劉滿祿, 張靜
【申請(qǐng)人】西南科技大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月31日