一种天钩式无人机回收装置的制作方法

本发明属于固定翼无人机回收，特别是涉及一种天钩式无人机回收装置。

背景技术：

1、“天钩”式固定翼无人机回收装置最早由美国insitu公司研发成功并公开投入使用，之后国内也有借鉴和改进。现有技术中的“天钩”式回收装置一般包括支撑臂架和绳索系统，支撑臂架包括底盘、上撑杆、下撑杆、组合臂(铰接折叠臂和/或嵌套伸缩臂)等，绳索系统包括回收索、弹性缓冲件、绳索改向件等，绳索改向件布置在支撑臂架上，使回收索的回收段张紧在上撑杆和下撑杆之间。无人机以水平姿态飞向垂直回收索，其后掠机翼与回收索相撞后，无人机偏转的同时回收索沿机翼前沿滑向翼端，最终滑入其翼端锁钩并被锁死，无人机前冲动能被绳索系统吸收，飞行姿态破坏，最终以一翼垂直向上、一翼垂直向下的侧置姿态悬吊在回收索上。

2、为了提升绳索系统的吸能缓冲能力，授权公告号为cn205971887u(公开日期：2017.02.22)的专利公开了一种无人机回收系统，该无人机回收系统的绳索系统包括串联的阻尼器和拉簧(弹簧)，在回收无人机时，阻尼器吸收大多数能量，拉簧将剩余能量储存为弹性势能，多次振荡摆动后停下，以实现无人机回收。

3、随着不同种类的固定翼无人机的推广应用，为了提高回收装置的使用效率、方便回收装置的贮存、转运、使用及维护，迫切需求一种能够兼顾不同重量的固定翼无人机回收装置。然而，上述无人机回收系统的拉簧的弹性和阻尼器的阻尼都是确定的，该专利文本中也并未提及如何改变弹性力和阻尼器的阻尼。并且其阻尼器的线性行程有限，为了放大阻尼器缓冲行程还配置有动滑轮组，但是这样减小了阻尼力，并且无法适时调整阻尼，难以用于不同重量的固定翼无人机回收。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种天钩式无人机回收装置，以解决现有技术中天钩式无人机回收装置的绳索系统因缓冲弹性和阻尼均不可调带来的难以适应不同重量的固定翼无人机回收的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明所提供的天钩式无人机回收装置的技术方案是：

3、一种天钩式无人机回收装置，包括臂架系统和绳索系统，绳索系统包括回收索和至少两个绳索改向件，回收索连接有弹性缓冲件，弹性缓冲件的弹性系数可调和/或至少一个绳索改向件为改向滑轮，改向滑轮包括滑轮本体和滑轮架，滑轮架活动连接在臂架系统上，至少一个改向滑轮集成有阻力矩可调节的旋转阻尼器，旋转阻尼器用于为滑轮本体提供旋转阻力。

4、有益效果是：本发明改进了现有技术中天钩式无人机回收装置的绳索系统。首先可以根据待回收的无人机重量主动调整弹性缓冲件的弹性系数，也可以调整改向滑轮连接的旋转阻尼器的阻力矩输出特性，相当于捕获无人机后回收索和无人机共同组合形成的质量-弹簧-阻尼系统中的弹簧特性和阻尼特性中至少一个是可调整的，从而使得天钩式无人机回收装置适合不同重量的无人机回收作业。同时，在弹性缓冲件和改向滑轮的旋转阻尼器同时存在时，弹性缓冲件的弹性势能振荡释放过程中，改向阻尼滑轮在正反向转动时均具有吸能作用，即改向阻尼滑轮可以吸收无人机冲击动能以及弹性势能，从而也能提升无人机的回收效率。

5、作为进一步地改进，弹性缓冲件包括至少一个分体缓冲单元，分体缓冲单元包括两端的单元接头以及至少一个连接在两端单元接头之间的拉伸弹性体，弹性缓冲件通过单元接头可拆串联在回收索中间。

6、有益效果是：不同分体缓冲单元基于其所包含拉伸弹性体及其数量的不同而具有不同的弹性系数，弹性缓冲件基于其所含分体缓冲单元的不同和/或分体缓冲单元的不同组合而具有不同的整体弹性系数，回收无人机时，根据需要组合成弹性系数适宜的弹性缓冲件，通过单元接头可拆式串联在回收索中间，简单快捷高效。

7、作为进一步地改进，弹性缓冲件包括至少两个分体缓冲单元，各个分体缓冲单元能够通过单元接头依次连接形成串联组合体，并且能够通过单元接头并联连接形成并联组合体。

8、有益效果是：两个以上分体缓冲单元可通过单元接头进行串联或并联组合，从而使弹性缓冲件得到不同的整体弹性系数，以适应不同重量的无人机回收需求。

9、作为进一步地改进，弹性缓冲件包括至少三个分体缓冲单元，各分体缓冲单元形成串并混联组合体。

10、有益效果是：这时进一步拓宽了弹性缓冲件的组合使用模式，即分体缓冲件可以先并联之后再串联，也能够先串联然后再并联，从而形成串并联嵌套结构，且根据不同的分体缓冲单元的数量，嵌套结构可以是多层，每层都可以是下层串联或并联组合体之间的并联或串联，也可以是下层串联或者并联组合体与独立的分体缓冲单元的并联或者串联，这种更为灵活的组合方式使弹性缓冲件对不同重量的无人机具有更好的适应性。

11、作为进一步地改进，分体缓冲单元包括至少两个连接在两端单元接头的拉伸弹性体，两端的单元接头分别设有至少两个用于可拆连接拉伸弹性体的弹性体并联连接位。

12、有益效果是：此时分体缓冲单元结构上具备拓展性，可根据需要灵活选择并联设置不同数量的拉伸弹性体，从而调整弹性缓冲件整体的弹性系数。

13、作为进一步地改进，所述旋转阻尼器为阻力矩实时可调的磁流变旋转阻尼器。

14、有益效果是：此时在回收过程中可以实时调整改向滑轮的阻尼，实现回收缓冲过程中阻尼力的动态调整，提升回收效率与安全性。

15、作为进一步地改进，绳索系统还包括张紧行程可调的回收索张紧装置，回收索至少一端与回收索张紧装置连接。

16、有益效果是：此时可以实现回收索的张紧力的调整，从而使得捕获无人机时，弹性缓冲件可以有合适的预紧力，从而可以更精准地控制弹性缓冲件的弹性变形量。

17、作为进一步地改进，回收索张紧装置包括伸缩缸，回收索的一端与伸缩缸的伸缩杆端连接。

18、有益效果是：伸缩缸可快速输出直线运动，便于进行张紧力的实时控制。

19、作为进一步地改进，伸缩缸的伸缩杆端连接有动滑轮，回收索绕过动滑轮，并固定在臂架系统或其他固定基础上。

20、有益效果是：动滑轮可以放大伸缩缸的行程，从而在获得较大的张紧力及张紧行程调整范围的同时使得回收索张紧装置更紧凑，方便回收装置贮存、转运、使用和维护。

21、作为进一步地改进，伸缩缸为行程实时可调的电动缸。

22、有益效果是：电动缸的自锁效果较好，动作迅速，回收前定值张紧时可提高回收稳定性，回收过程中动态张紧时可提高张紧力及系统弹性势能控制的实时性。

技术特征：

1.一种天钩式无人机回收装置，包括臂架系统和绳索系统，绳索系统包括回收索和至少两个绳索改向件，回收索连接有弹性缓冲件，其特征在于，弹性缓冲件的弹性系数可调和/或至少一个绳索改向件为改向滑轮，改向滑轮包括滑轮本体和滑轮架，滑轮架活动连接在臂架系统上，至少一个改向滑轮集成有阻力矩可调节的旋转阻尼器，旋转阻尼器用于为滑轮本体提供旋转阻力。

2.根据权利要求1所述的天钩式无人机回收装置，其特征在于，弹性缓冲件包括至少一个分体缓冲单元，分体缓冲单元包括两端的单元接头以及至少一个连接在两端单元接头之间的拉伸弹性体，弹性缓冲件通过单元接头可拆串联在回收索中间。

3.根据权利要求2所述的天钩式无人机回收装置，其特征在于，弹性缓冲件包括至少两个分体缓冲单元，各个分体缓冲单元能够通过单元接头依次连接形成串联组合体，并且能够通过单元接头并联连接形成并联组合体。

4.根据权利要求3所述的天钩式无人机回收装置，其特征在于，弹性缓冲件包括至少三个分体缓冲单元，各分体缓冲单元形成串并混联组合体。

5.根据权利要求2-4任一项所述的天钩式无人机回收装置，其特征在于，分体缓冲单元包括至少两个连接在两端单元接头之间的拉伸弹性体，两端的单元接头分别设有至少两个用于可拆连接拉伸弹性体的弹性体并联连接位。

6.根据权利要求1-4任一项所述的天钩式无人机回收装置，其特征在于，所述旋转阻尼器为阻力矩实时可调的磁流变旋转阻尼器。

7.根据权利要求1-4任一项所述的天钩式无人机回收装置，其特征在于，绳索系统还包括张紧行程可调的回收索张紧装置，回收索至少一端与回收索张紧装置连接。

8.根据权利要求7所述的天钩式无人机回收装置，其特征在于，回收索张紧装置包括伸缩缸，回收索的一端与伸缩缸的伸缩杆端连接。

9.根据权利要求8所述的天钩式无人机回收装置，其特征在于，伸缩缸的伸缩杆端连接有动滑轮，回收索绕过动滑轮，并固定在臂架系统或其他固定基础上。

10.根据权利要求9所述的天钩式无人机回收装置，其特征在于，伸缩缸为行程实时可调的电动缸。

技术总结本发明属于固定翼无人机回收技术领域，具体提供了一种天钩式无人机回收装置。该天钩式无人机回收装置包括回收索和至少两个绳索改向件，回收索连接有弹性缓冲件，弹性缓冲件的弹性系数可调和/或至少一个绳索改向件为改向滑轮，改向滑轮包括滑轮本体和滑轮架，滑轮架活动连接在臂架系统上，至少一个改向滑轮集成有阻力矩可调节的旋转阻尼器，旋转阻尼器用于为滑轮本体提供旋转阻力。在回收无人机时，可先将弹性缓冲件的弹性系数以及改向滑轮的阻尼调整到合适的范围，以适应不同重量的无人机。技术研发人员：马伟峰,李奇,潘树国,刘亚彬,刘清照,李苹慧,汪长波受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一三研究所技术研发日：技术公布日：2024/4/22