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专利号: 2020116142385
申请人: 江汉大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 飞行器;航空;宇宙航行
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于海上作业旋翼无人机的安全保护装置,其特征在于:包括安全伞系统及漂浮系统,所述安全伞系统整体安装于旋翼机无人机体(6)正上方,通过绑带与旋翼无人机机体(6)固定连接,漂浮系统包括可调式起落架和气囊装置(7),可调式起落架安装于旋翼无人机机体(6)下方;所述安全伞系统包括安全伞外壳(1)、绑带(2)、安全伞(3)、激发装置(4)、开伞电控装置(5);所述安全伞外壳包括壳盖(11)、方舱(12)、上圆壁(13)、内扣环(14);所述安全伞(3)包括伞体(31)、伞绳(32);所述激发装置(4)包括锁止弹簧(41)、PWM开关(42)、安装板一(43)、支腿(44)、安装板二(45);所述开伞电控装置(5)包括微控制器、陀螺仪传感器、气压传感器、蓝牙通信模块;所述安全伞外壳(1)下表面与所述绑带(2)粘连,所述绑带(2)穿过所述旋翼无人机机体(6),使所述安全伞外壳(1)下表面与所述旋翼无人机机体(6)上表面紧贴;所述方舱(12)内存放所述安全伞(3)、所述激发装置(4)、所述开伞电控装置(5),所述方舱(12)与所述壳盖(11)通过所述上圆壁(13)连接,所述上圆壁(13)内部安装有多个所述内扣环(14),所述壳盖(11)卡在所述上圆壁(13)上,可在外力作用下与所述上圆壁(13)分离;所述伞体(31)通过所述伞绳(32)与所述安全伞外壳(1)底部连接,所述伞绳(32)的数量与所述内扣环(14)相等,所述伞绳(32)安装时穿过所述内扣环(14),所述伞绳(32)一端与所述伞体(31)外延处固定,所有所述伞绳(32)的另一端均固定在所述安装板二(45)中心处;所述激发装置(4)安装在所述方舱(12)内,所述安装板二(45)下表面与所述安全伞外壳(1)底部重合,所述安装板二(45)固定在所述安全伞外壳(1)底部中心处,所述安装板二(45)上表面设置有四个支腿(44),所述安装板二(45)上表面中心处是所述伞绳(32)一端的固定位置,所述安装板一(43)下表面通过所述支腿(44)与所述安装板二(45)固定连接,所述安装板一(43)上表面安装所述PWM开关42及所述锁止弹簧(41),所述锁止弹簧(41)上表面与收拢的所述安全伞伞体(31)接触;

所述气囊装置(7)包括安装底座(71)、气囊(72)、网带(73)、弹性固定带(74)、滑轨(75);

所述可调式起落架(8)包括固定支腿、可调支腿、电动伸缩缸(81)。

2.如权利要求1所述的一种用于海上作业旋翼无人机的安全保护装置,其特征在于:所述的开伞电控装置(5)安装在所述安装板二(45)上,其中,所述微控制器为STM32F103C8T6,所述陀螺仪传感器为MPU6050传感器。

3.如权利要求1所述的一种用于海上作业旋翼无人机的安全保护装置,其特征在于:所述安装底座(71)上表面设置两个滑轨(75),所述固定支腿与所述安装底座(71)铰链,可调支腿安装在所述安装底座的滑轨(75)内,所述安装底座(71)中心设有一个可以通过飞行数据记录仪的通孔,所述气囊(72)为环形气囊,环设于所述安装底座(71)下表面,所述网带(73)一端固定安装在所述安装底座(71)的上表面,通过下表面绕过所述气囊(72),再穿过通孔,包裹飞行数据记录仪(9)后再从通孔穿过,再经过下表面另一侧所述气囊(72)绕到所述安装底座(71)上表面另一侧,所述网带(73)另一端固定在所述安装底座上表面另一侧;

所述通孔内安装飞行数据记录仪,所述飞行数据记录仪上表面由所述网带(73)包裹,下表面由所述弹性固定带(74)支撑,所述弹性固定带(74)两端分别固定在所述安装底座(71)下表面通孔两侧;所述飞行数据记录仪内置GPS信号发射器;所述固定支腿和可调支腿分别为两个,所有所述支腿的一端固定铰接在机体上,所述固定支腿的另一端铰接在所述安装底座上,所述可调支腿的另一端用铰链与滑块连接,与所述滑轨(75)配合,使之能在所述滑轨(75)上移动;所述可调支腿包括电动伸缩缸(81),滑块上部铰接可调支腿的电动伸缩缸(81)。

4.如权利要求3所述的一种用于海上作业旋翼无人机的安全保护装置,其特征在于:所述气囊电控装置10安装在所述安装底座(71)上,包括微控制器STM320F103C8T6、HC‑05蓝牙通信模块、超声波测距模块、L1 激光测距模块。

5.一种使用权利要求1所述的用于海上作业旋翼无人机的安全保护装置的无人机保护方法,其特征在于,包括如下步骤:

判断无人机飞行故障,准备执行保护动作;

执行开伞动作,监控无人机降落姿态及速度;

执行气囊开启动作,调节所述可调支腿的长度,监控无人机降落海面后姿态是否顺利产生倾倒;

搜救人员通过飞行数据记录仪中的GPS定位功能搜索无人机失事位置。

6.根据权利要求5所述的用于海上作业旋翼无人机的安全保护装置采用的保护方法,其特征在于,判断无人机飞行故障,准备执行保护动作的步骤具体包括如下内容:开伞电控装置(5)的微控制器收集陀螺仪传感器、气压传感器采集的横滚角、俯仰角、偏航角、z轴加速度、飞行高度数据;当Z轴加速度数据和飞行高度数据的变化满足自由落体规律时,或是无人机机身翻转超过一定角度后失控,即横滚角、俯仰角超出安全阈值时,确定无人机处于失事状态。

7.根据权利要求5所述的无人机保护方法,其特征在于,搜救人员通过飞行数据记录仪中的GPS定位功能搜索无人机失事位置的步骤具体包括如下内容:失事降落后飞行数据记录仪不断对外发送gps定位信号;

搜救人员通过找寻该信号最终找到无人机具体失事位置。

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