【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于艦載無人機，尤其涉及一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置及方法。
技術(shù)介紹
1、無人機產(chǎn)品主要可分為固定翼無人機和垂直起降無人機兩大類。相比較而言，垂直起降無人機具有可垂直起降、定點懸停、低空低速性能好、對環(huán)境依賴程度低等特點，在軍事和民用領(lǐng)域都具有十分廣闊的應(yīng)用場景。隨著無人機產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，垂直起降無人機整機技術(shù)日趨成熟，已廣泛應(yīng)用于地理測繪、農(nóng)林植保、電力巡檢、快遞物流等行業(yè)。相對于陸上垂直起降無人機應(yīng)用的“火熱”，艦載垂直起降無人機的實際應(yīng)用還很少，主要原因在于海上環(huán)境更加復(fù)雜、高海況條件下無人機垂直起降存在尚未攻克的關(guān)鍵技術(shù)難點。相對于陸地起降條件，艦船甲板面積狹小，高海況下風浪引起艦船大幅度搖擺起伏，增加了艦載無人機著艦的難度；著艦后無人機必須快速與艦船甲板連接鎖止，防止無人機因艦船搖擺發(fā)生移動或側(cè)翻等事故。
2、目前的艦載垂直起降無人機尚未發(fā)展形成成熟可靠的著艦裝置及著艦方法，現(xiàn)有技術(shù)中主要借鑒有人艦載直升機所采用的液壓或氣動助降系統(tǒng)，但這些技術(shù)無法從根本上解決高海況條件下艦船大幅度搖擺的問題，由于無人機相對有人機而言一般體型較小，抗風能力較差，在高海況條件下從艦船上起降的難度更高，因此現(xiàn)有助降技術(shù)應(yīng)用于艦載垂直起降無人機的效果并不理想。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置及方法，以解決高海況條件下艦載垂直起降無人機艦上起降作業(yè)困難的問題。
2、為達到上述目的，本專利
3、一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，包括：
4、減搖裝置，設(shè)置在艦船甲板中，包括若干個第一伺服電動缸，第一伺服電動缸的下端和艦船甲板活動連接；
5、格柵裝置，活動設(shè)置在艦船甲板的表面，和第一伺服電動缸的上端活動連接；所述格柵裝置上設(shè)置有多個格柵孔；
6、魚叉機構(gòu)，設(shè)置在無人機的下端，包括和無人機下端連接的魚叉底座，魚叉底座的下端連接有魚叉套筒，魚叉套筒的底部連接有錐形前端；
7、第二伺服電動缸，用于連接無人機和魚叉機構(gòu)；
8、控制裝置，用于接收設(shè)置在艦船甲板上的傳感器傳遞的艦船甲板運動姿態(tài)信號，計算出六個第一伺服電動缸的補償量，將補償量傳遞給對應(yīng)的第一伺服電動缸；
9、所述魚叉套筒和錐形前端用于插入到格柵孔中，剛性連接格柵裝置和無人機；剛性連接格柵裝置和無人機時，格柵裝置和魚叉機構(gòu)的預(yù)緊力通過無人機的質(zhì)量、艦船甲板在風浪作用下的最大傾斜角度、艦船甲板在風浪作用下?lián)u擺運動的最大線加速度和無人機的起落架與格柵裝置的摩擦系數(shù)確定。
10、本專利技術(shù)的進一步改進在于：
11、優(yōu)選的，所述艦船甲板設(shè)置有放置減搖裝置的凹坑；
12、所述減搖裝置包括上平臺和下平臺，若干個第一伺服電動缸設(shè)置在上平臺和下平臺之間；
13、所述上平臺和格柵裝置的底部連接，下平臺固定設(shè)置在艦船甲板上。
14、優(yōu)選的，所述第一伺服電動缸和上平臺之間通過虎克鉸連接；所述第一伺服電動缸和下平臺之間通過虎克鉸連接；
15、所述第一伺服電動缸在上平臺和下平臺之間傾斜設(shè)置，所有的第一伺服電動缸在上平臺和下平臺之間呈折線狀。
16、優(yōu)選的，所述格柵裝置包括上下設(shè)置且連接的格柵和格柵底座，格柵孔設(shè)置在格柵上，格柵底座插入在艦船甲板中；格柵底座的底部和減搖裝置連接。
17、優(yōu)選的，所述魚叉底座的上端連接有第二伺服電動缸，第二伺服電動缸的上端連接有關(guān)節(jié)軸承，關(guān)節(jié)軸承的上端通過機身連接板與無人機連接。
18、優(yōu)選的，所述關(guān)節(jié)軸承外套裝有補償彈簧，補償彈簧的兩端分別與第二伺服電動缸以及機身連接板連接。
19、優(yōu)選的，所述魚叉套筒中設(shè)置有推拉電磁鐵，推拉電磁鐵穿過魚叉套筒的下端耦合有推桿，推桿設(shè)置在兩個卡爪的上方，推桿和兩個卡爪相抵；兩個卡爪的下端設(shè)置在彈簧套上，彈簧套插入在錐形前端中，彈簧套插入錐形前端的部分套裝有復(fù)位彈簧。
20、優(yōu)選的，所述預(yù)緊力公式為：
21、
22、式中：
23、f為魚叉機構(gòu)與格柵裝置連接的預(yù)緊力，單位為n；
24、m為無人機的最大質(zhì)量，單位為kg；
25、g為重力加速度，單位為n/s2；
26、θ為艦船甲板在風浪作用下的最大傾斜角度，單位為°；
27、a為艦船甲板在風浪作用下?lián)u擺運動的最大線加速度，單位為n/s2；
28、μ為無人機起落架與格柵之間的摩擦系數(shù)。
29、一種基于上述的艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置的著艦方法，包括以下步驟：
30、步驟1，無人機在艦船甲板上方懸停，等待著艦；
31、步驟2，啟動減搖裝置，控制裝置接收設(shè)置在艦船甲板上傳感器傳遞的艦船甲板的運動姿態(tài)信號，計算出六個第一伺服電動缸的補償量，將補償量傳遞給第一伺服電動缸；六個第一伺服電動缸工作，使格柵裝置的搖擺角度不超過1°；
32、步驟3，無人機5降落在格柵裝置上；
33、步驟4，第二伺服電動缸推動魚叉機構(gòu)遠離無人機，魚叉機構(gòu)插入在格柵中，魚叉機構(gòu)和格柵鎖緊；
34、步驟5，第二伺服電動缸回收魚叉機構(gòu)，使得魚叉機構(gòu)和格柵裝置3連接的預(yù)緊力滿足設(shè)定預(yù)緊力要求；
35、步驟6，關(guān)閉減搖裝置。
36、一種基于上述的艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置的起飛方法，
37、步驟1，啟動減搖裝置，控制裝置接收設(shè)置在艦船甲板上傳感器傳遞的艦船甲板的運動姿態(tài)信號，計算出六個第一伺服電動缸的補償量，將補償量傳遞給第一伺服電動缸；六個第一伺服電動缸工作，使格柵裝置的搖擺角度不超過1°；
38、步驟2，第二伺服電動缸驅(qū)動魚叉機構(gòu)向下移動，去除魚叉機構(gòu)和格柵裝置連接的預(yù)緊力；
39、步驟3，魚叉機構(gòu)和格柵之間分離，解除鎖定；
40、步驟4，第二伺服電動缸驅(qū)動魚叉機構(gòu)從格柵內(nèi)拔出；
41、步驟5，無人機起飛，關(guān)閉減搖裝置。
42、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有以下有益效果：
43、本專利技術(shù)公開了一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，該裝置包括減搖裝置、格柵裝置和魚叉機構(gòu)三部分：減搖裝置安裝在艦船甲板內(nèi)，由若干個第一伺服電動缸組成部件組成；格柵裝置通過螺栓安裝在減搖裝置上方，用于通過魚叉機構(gòu)和無人機剛性連接，魚叉機構(gòu)安裝在艦載垂直起降無人機機身下方，由錐形前端、魚叉套筒、魚叉底座、復(fù)位彈簧、彈簧套、卡爪、銷軸、推桿、推拉電磁鐵、伺服電動缸、伺服電機、關(guān)節(jié)軸承、補償彈簧等部件組成。通過減搖裝置和格柵裝置組合成為無人機著艦平臺，為艦載垂直起降無人機在高海況條件下起降作業(yè)提供安全平穩(wěn)的起降平臺，無人機著艦后通過魚叉機構(gòu)與格柵裝置迅速建立剛性連接，確保艦載垂直起降無人機著艦后的系留安全，以解決高海況條件下艦載垂直起降無人機艦上起降作業(yè)困難的問本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述艦船甲板(2)設(shè)置有放置減搖裝置(1)的凹坑；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述第一伺服電動缸(9)和上平臺(10)之間通過虎克鉸(7)連接；所述第一伺服電動缸(9)和下平臺(6)之間通過虎克鉸(7)連接；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述格柵裝置(3)包括上下設(shè)置且連接的格柵(11)和格柵底座(12)，格柵孔(17)設(shè)置在格柵(11)上，格柵底座(12)插入在艦船甲板(2)中；格柵底座(12)的底部和減搖裝置(1)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述魚叉底座(21)的上端連接有第二伺服電動缸(14)，第二伺服電動缸(14)的上端連接有關(guān)節(jié)軸承(28)，關(guān)節(jié)軸承(28)的上端通過機身連接板(16)與無人機(5)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種艦載垂直
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述魚叉套筒(20)中設(shè)置有推拉電磁鐵(27)，推拉電磁鐵(27)穿過魚叉套筒(20)的下端耦合有推桿(26)，推桿(26)設(shè)置在兩個卡爪(25)的上方，推桿(26)和兩個卡爪(25)相抵；兩個卡爪(25)的下端設(shè)置在彈簧套(22)上，彈簧套(22)插入在錐形前端(19)中，彈簧套(22)插入錐形前端(19)的部分套裝有復(fù)位彈簧(23)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述預(yù)緊力的公式為：
9.一種基于權(quán)利要求1所述的艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置的著艦方法，其特征在于，包括以下步驟：
10.一種基于權(quán)利要求1所述的艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置的起飛方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述艦船甲板(2)設(shè)置有放置減搖裝置(1)的凹坑；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述第一伺服電動缸(9)和上平臺(10)之間通過虎克鉸(7)連接；所述第一伺服電動缸(9)和下平臺(6)之間通過虎克鉸(7)連接；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述格柵裝置(3)包括上下設(shè)置且連接的格柵(11)和格柵底座(12)，格柵孔(17)設(shè)置在格柵(11)上，格柵底座(12)插入在艦船甲板(2)中；格柵底座(12)的底部和減搖裝置(1)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種艦載垂直起降無人機輔助著艦裝置，其特征在于，所述魚叉底座(21)的上端連接有第二伺服電動缸(14)，第二伺服電動缸(14)的上端連接有關(guān)節(jié)軸承(28)，關(guān)節(jié)軸承(28)的上端通過機身連接板(16)與無人機(5)連接。
<...【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉中臣，陳新民，牟迪，徐茂，胡雄龍，董益磊，潘嘉誠，陳文镥，
申請(專利權(quán))人：中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：
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