适用于远距离、复杂地形的子母无人机高精度探测系统的制作方法

本发明涉及探测成像，具体地，涉及一种适用于远距离、复杂地形的子母无人机高精度探测系统。

背景技术：

1、在当今的科技发展进程中，对远距离、复杂地形和人员难以抵达区域的高精度探测成像需求日益迫切，然而，目前现有的探测手段在面对这些特殊场景时均存在着不同程度的局限性。

2、无人车作为一种地面探测设备，在较为平坦的地形中能够发挥一定的作用。但是，当面对高低差大的区域时，无人车的行动能力受到极大限制。由于其主要依靠车轮在地面行驶，遇到陡峭的山坡、深谷等地形，往往无法顺利通过。而且，无人车的探测范围相对有限，难以对远距离的区域进行有效的探测。此外，无人车在复杂地形中的行驶速度较慢，这也大大降低了其探测效率。

3、大型无人机在一定程度上拓宽了探测的范围，可以在高空进行拍照。然而，大型无人机的局限性也较为明显。一方面，虽然其能够从高空俯瞰大面积的区域，但由于高度较高，所拍摄的照片往往细节不足。对于需要高精度探测成像的任务来说，大型无人机所提供的图像可能无法满足要求。另一方面，大型无人机的操作和维护成本较高，需要专业的人员进行操控和管理。

4、小型无人机虽然具有灵活性高、操作简单等优点，但其飞行距离有限。通常情况下，小型无人机的续航能力较弱，难以进行远距离的飞行探测任务。而且，小型无人机在面对复杂地形时，也容易受到气流等因素的影响，稳定性相对较差。

5、有人探测装备如直升机等，虽然在探测能力上具有一定的优势，但危险系数大。直升机的飞行需要专业的飞行员进行操作，而在复杂地形和恶劣天气条件下，飞行的风险大大增加。此外，直升机的使用成本也非常高，包括燃料消耗、维护保养以及人员培训等方面的费用。

6、现有专利cn201610810042.0公开了一种多涵道垂直起降无人机，该无人机包括：机身；起落架；机翼，包括中央机翼和外段机翼，采用快速拆装结构连接；升力涵道风扇，其外涵道和外段机翼采用一体成型的结构；推进螺旋桨，位于机身的尾部；垂直尾翼，和水平尾翼构成双垂尾布局；配平涵道风扇。在垂直起飞-高速巡航-垂直降落过程中，配平涵道风扇用来提供垂直起降阶段纵向俯仰所需的抬头和低头力矩，通过偏转提供垂直起降阶段的偏航力矩；升力涵道风扇用于提供垂直起降时升力；推进螺旋桨用于提供平飞所需的推力。该专利无人机仅为单架，无法对远距离复杂地形目标的大范围、高效率探测。

7、综上所述，为了解决上述技术问题，设计一种适用于远距离、复杂地形，实现对位于百公里甚至千公里级距离外的目标实现全方位、高细节探测成像的子母无人机高精度探测系统显得尤为必要。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于远距离、复杂地形的子母无人机高精度探测系统。

2、根据本发明提供的一种适用于远距离、复杂地形的子母无人机高精度探测系统，包括：母无人机(1)、多台子无人机(2)和基座(3)；

3、母无人机(1)包括母主壳体(1-1)、翼尖涵道风扇发动机(1-2)、三角翼(1-3)、母载荷(1-4)、多套起落系统(1-5)和起落支架(1-6)；

4、子无人机(2)包括：竖直涵道风扇发动机(2-1)，折叠翼(2-2)，水平涵道风扇发动机(2-3)，子主壳体(2-4)，起落架(2-5)和载荷(2-6)；

5、基座呈桶状结构，母无人机(1)的尾端能插入基座(3)内部；

6、基于翼尖涵道风扇发动机(1-2)，母无人机(1)能垂直起降，子无人机(2)依靠竖直涵道风扇发动机(2-1)和水平涵道风扇发动机(2-3)从起落系统(1-5)上起降，母无人机(1)和子无人机(2)均无需跑道，母无人机(1)用于远距离投送，子无人机(2)用于编组探测实现高精度、高细节成像。

7、优选地，三角翼(1-3)的翼根弦长超过母主壳体(1-1)长度的三分之二。

8、优选地，一对翼尖涵道风扇发动机(1-2)分别设置于一对三角翼(1-3)的两端，翼尖涵道风扇发动机(1-2)的涵道内由前向后设置有一级风扇(1-2-1)、二级风扇(1-2-2)、一组连接杆(1-2-3)和一组舵片(1-2-4)，其中，一级风扇(1-2-1)与二级风扇(1-2-2)的转动方向相反，用于平衡转动力矩，中心体(1-2-6)通过一组连接杆(1-2-3)与涵道壳体(1-2-5)固连，中心体(1-2-6)内设置有三套电机，分别驱动一级风扇(1-2-1)、二级风扇(1-2-2)和舵片(1-2-4)。

9、优选地，母无人机(1)采用矩形截面的母主壳体(1-1)，母主壳体(1-1)的头部椎形，母主壳体(1-1)的内部前半段安装有一套母载荷(1-4)，由前向后依次为探测设备、综合电子、电池组和控制盒，分别用于探测下方地理环境、数据处理及传输、控制动力系统和起落系统执行机构作动；

10、母主壳体(1-1)的内部后半段为子无人机组舱，在母主壳体(1-1)上下平面依次成对开有舱口，舱口内对应安装有起落系统(1-5)，一个舱口对应一台子无人机(2)和一套起落系统(1-5)。

11、优选地，子无人机的前端设有竖直涵道风扇发动机(2-1)，尾端设有水平涵道风扇发动机(2-3)，竖直涵道风扇发动机(2-1)和水平涵道风扇发动机(2-3)的组成与翼尖涵道风扇发动机(1-2)相同，且均为电动动力。

12、优选地，子主壳体(2-4)在水平截面的外包络呈类似大头细尾的水滴状，大头前端(2-4-1)作为竖直涵道风扇发动机(2-1)的外涵道，且内部的环形空腔用于安装子载荷(2-6)，内部的环形空腔的截面呈类三角形，细尾后端(2-4-2)作为水平涵道风扇发动机(2-3)的外涵道，大头前端与细尾后端由过渡框架(2-4-3)连接，过渡框架(2-4-3)为空腔结构，用于排布电池组；

13、子载荷(2-6)包含探测设备、数据处理和传输设备，其中，探测设备采用光学及微波多体制，探测器镜头或雷达阵面能成对在大头前端(2-4-1)三角形截面空腔内进行上下对称布设，实现子无人机(2)同时探测其斜上方、斜下方的区域。

14、优选地，每个子无人机对应一套起落系统(1-5)，每个起落系统(1-5)均包括：一台开关舱驱动电机(1-5-1)、一对第一滚珠丝杠(1-5-2)、一对连杆(1-5-3)、一对轨道(1-5-4)、一个压板(1-5-5)、一个起落平台(1-5-6)、一个压板驱动电机(1-5-7)和一对第二滚珠丝杠(1-5-8)；

15、开关舱驱动电机(1-5-1)驱动两侧的一对第一滚珠丝杠(1-5-2)，第一滚珠丝杠(1-5-2)带动相应的连杆(1-5-3)推动起落平台(1-5-6)进行开合动作，当起落平台(1-5-6)关闭时，起落平台(1-5-6)与母主壳体(1-1)平齐，当起落平台(1-5-6)打开时，起落平台(1-5-6)垂直于母主壳体(1-1)；

16、起落平台(1-5-6)的两侧设置有一对轨道(1-5-4)，起落平台(1-5-6)的内端设置有压板驱动电机(1-5-7)，压板驱动电机(1-5-7)通过设置在轨道(1-5-4)内的第二滚珠丝杠(1-5-8)驱动压板(1-5-5)移动，压板(1-5-5)包括板主体(1-5-5-1)和一对弹簧销(1-5-5-2)，弹簧销(1-5-5-2)为底部装有弹簧的梯形结构，梯形结构的后半部与弹簧内嵌在板主体(1-5-5-1)的底面凹腔内，弹簧始终处于压缩状态，弹簧销(1-5-5-2)梯形结构外端面始终压紧在对应的外部平面上。

17、优选地，子无人机的起落架(2-5)设置有凹腔(2-5-1)，起落平台(1-5-6)由磁性材料制成，起落架(2-5)由受磁性材料吸引的金属材料制成，起落架(2-5)为水滴状外形平板，起落架(2-5)通过边缘连接杆固连于子主壳体(2-4)下方，且起落架(2-5)与子主壳体(2-4)平行。

18、优选地，母无人机(1)最靠近尾部的一对起落系统(1-5)的起落平台(1-5-6)外侧设置有起落支架(1-6)，用于母无人机(1)竖直稳定支撑，起落支架(1-6)为通过连杆固连在起落平台(1-5-6)外侧的平面结构，且平面结构平行于起落平台(1-5-6)，起落支架(1-6)的高度为起落平台打开后，起落支架(1-6)的平面结构端面不低于母主壳体(1-1)后端面。

19、优选地，基座(3)用于在出发点时母无人机(1)的起降及固定，基座(3)为安装在平板上的具有矩形截面的桶状结构，母主壳体(1-1)能从尾端插入基座(3)的桶内，基座在(3)对应于起落支架(1-6)的位置开槽。

20、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

21、1、本发明包括母无人机搭载多台子无人机，母无人机采用矩形截面主体加大三角翼和翼尖涵道风扇发动机，可垂直起降及水平巡飞，子无人机通过不同涵道风扇实现多种飞行状态及高精度探测，起落系统确保子无人机稳定起降与固定。

22、2、本发明优势在于可对复杂地形、人员难以抵达区域进行大范围、高效率探测。子母无人机配合无需跑道，地形适应性好，子无人机编队可根据地形选择不同数据回传方式，提高探测灵活性与可靠性。适用于远距离目标探测，如地理勘察、灾害监测等，为难以到达区域的探测提供了高效解决方案，降低了探测成本与风险，提高了探测精度和效率。