無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明中公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)，該輔助系統(tǒng)包括第一電磁體、第二電磁體和夾在第一電磁體、第二電磁體之間的彈性裝置，還包括用于改變所述第二電磁體上的電流方向的電流控制部，通過(guò)所述彈性裝置和兩塊電磁鐵給無(wú)人機(jī)提供越來(lái)越大的向上的作用力，促使無(wú)人機(jī)的速度快速降低，并在接近艦體甲板時(shí)速度接近于零，該系統(tǒng)中還設(shè)置有計(jì)算模塊和測(cè)量模塊，用于通過(guò)觀測(cè)狀態(tài)信息對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行主動(dòng)控制，進(jìn)一步調(diào)整無(wú)人機(jī)的著艦速度，保證其著艦安全、快速，另外，所述彈性裝置還可以在無(wú)人機(jī)著艦后變?yōu)殡姶盆F，牢牢地將無(wú)人機(jī)吸附在艦體上，從而提高無(wú)人機(jī)著艦的安全性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及航空技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)人機(jī)自主飛行技術(shù)多年來(lái)一直是航空領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，具有使用便利、運(yùn)營(yíng)成本低、飛行精度高、機(jī)動(dòng)靈活易于智能化等優(yōu)點(diǎn)，并且在實(shí)際應(yīng)用中存在大量的需求。無(wú)人機(jī)具有軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，起飛時(shí)不需要專(zhuān)門(mén)的起降場(chǎng)地和跑道，可以垂直起飛和降落。然而，無(wú)人機(jī)在3?6級(jí)風(fēng)、浪高0.6?3米條件下的穩(wěn)定?？?、穩(wěn)定著艦的問(wèn)題，目前仍沒(méi)有比較良好的解決方案。
[0003]無(wú)人機(jī)自主著艦是個(gè)艱巨而復(fù)雜的過(guò)程，受海上風(fēng)浪的影響，艦船在海上航行時(shí)會(huì)產(chǎn)生沿三個(gè)坐標(biāo)軸的直線運(yùn)動(dòng):縱蕩、橫蕩、垂蕩，以及繞三個(gè)坐標(biāo)軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng):縱搖、橫搖和艏搖。在陣風(fēng)干擾和地面效應(yīng)的影響下，使得無(wú)人機(jī)成功著艦十分困難。
[0004]各種調(diào)研數(shù)據(jù)表明，影響無(wú)人機(jī)著艦的艦體運(yùn)動(dòng)主要是艦船的縱搖和橫搖，因此如何減少艦體在無(wú)人機(jī)下降過(guò)程中的縱搖和橫搖對(duì)著艦的影響引起了人們的重視。
[0005]數(shù)據(jù)分析表明，艦體的橫搖具有相對(duì)光滑的正弦特性，近似于帶阻尼的二階模型。而艦體的縱搖不近似于正弦特性，不易掌握，但只要無(wú)人機(jī)系統(tǒng)有足夠的帶寬，對(duì)艦體的縱搖運(yùn)動(dòng)的跟蹤是可實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)有技術(shù)中無(wú)法對(duì)艦船橫搖運(yùn)動(dòng)作出準(zhǔn)確預(yù)估，進(jìn)而無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的安全著陸。
[0006]中國(guó)專(zhuān)利CN103955227A公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落的控制方法，該方法利用空間幾何關(guān)系和聲源信號(hào)到達(dá)麥克風(fēng)陣列的時(shí)延值計(jì)算無(wú)人機(jī)的偏航角和俯仰角，然后利用氣壓高度傳感器使無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)降落在降落點(diǎn)位置，該方法能有效控地提高無(wú)人機(jī)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)飛行的降落精度，但是該方法只能應(yīng)用于無(wú)人機(jī)降落平面及降落點(diǎn)固定不變的環(huán)境中，不能應(yīng)用于艦載無(wú)人機(jī)的降落。中國(guó)專(zhuān)利CN104391507A公開(kāi)了一種無(wú)人機(jī)的控制方法及系統(tǒng)、無(wú)人機(jī)，該方法利用激光測(cè)距模塊測(cè)得無(wú)人機(jī)的飛行高度，再通過(guò)計(jì)算獲取無(wú)人機(jī)的機(jī)體相對(duì)降落平面的姿態(tài)角，進(jìn)而控制無(wú)人機(jī)的降落過(guò)程，該方法把降落平面的搖擺轉(zhuǎn)化成無(wú)人機(jī)相對(duì)降落平面的姿態(tài)角，計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，而且在光線強(qiáng)烈或海況較差的情況下，光學(xué)測(cè)距儀測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確。中國(guó)專(zhuān)利CN105302126A公開(kāi)了一種無(wú)人艦載直升機(jī)自主下降著艦的控制方法，該方法在無(wú)人機(jī)下降著艦開(kāi)始時(shí)，通過(guò)艦上設(shè)備不斷測(cè)量甲板著艦點(diǎn)的橫滾角，預(yù)估未來(lái)時(shí)刻甲板著艦點(diǎn)的橫滾角，并且發(fā)送至無(wú)人機(jī)，使無(wú)人機(jī)在預(yù)測(cè)的甲板運(yùn)動(dòng)最小狀態(tài)下著艦，其中，甲板著艦點(diǎn)的橫滾角的預(yù)估是基于改進(jìn)的AR模型計(jì)算得到的，計(jì)算過(guò)程復(fù)雜，計(jì)算量大。
[0007]另外，目前各種無(wú)人機(jī)著艦時(shí)的速度都需要降到足夠低，其著艦所需的時(shí)間也很長(zhǎng)，目前已有的無(wú)人機(jī)著艦系統(tǒng)難以滿(mǎn)足越來(lái)越嚴(yán)峻的無(wú)人機(jī)應(yīng)用要求，不能使得無(wú)人機(jī)在短時(shí)間內(nèi)完成從高速飛行到平穩(wěn)著艦的控制作業(yè)。
[0008]由于上述原因，本發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的無(wú)人機(jī)自主降落的方法進(jìn)行了深入研究，以便設(shè)計(jì)出一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，成本低廉的自主高速著艦的控制系統(tǒng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究，設(shè)計(jì)出無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)，該輔助系統(tǒng)包括第一電磁體、第二電磁體和夾在第一電磁體、第二電磁體之間的彈性裝置，還包括用于改變所述第二電磁體上的電流方向的電流控制部，通過(guò)所述彈性裝置和兩塊電磁鐵給無(wú)人機(jī)提供越來(lái)越大的向上的作用力，促使無(wú)人機(jī)的速度快速降低，并在接近艦體甲板時(shí)速度接近于零，該系統(tǒng)中還設(shè)置有計(jì)算模塊和測(cè)量模塊，用于通過(guò)觀測(cè)狀態(tài)信息對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行主動(dòng)控制，進(jìn)一步調(diào)整無(wú)人機(jī)的著艦速度，保證其著艦安全、快速，另外，所述彈性裝置還可以在無(wú)人機(jī)著艦后變?yōu)殡姶盆F，牢牢地將無(wú)人機(jī)吸附在艦體上，從而提高無(wú)人機(jī)著艦的安全性，從而完成本發(fā)明。
[0010]具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的目的在于提供以下方面:
[0011 ] (I) 一種無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)，其特征在于，該輔助系統(tǒng)包括述第一電磁體1、第二電磁體2和夾在第一電磁體1、第二電磁體2之間的彈性裝置3，
[0012]其中，所述第一電磁體I固定在無(wú)人機(jī)底部或無(wú)人機(jī)的起落架上，所述第二電磁體2與第一電磁體I彼此相互吸引，并壓縮所述彈性裝置3;
[0013]所述第二電磁體2上的電流方向是可變的。
[0014](2)根據(jù)上述(I)所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于，
[0015]所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)在所述第二電磁體2距離甲板垂直高度小于所述彈性裝置自然長(zhǎng)度時(shí)啟動(dòng)工作。
[0016](3)根據(jù)上述(2)所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于，
[0017]所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)包括電流控制部4，其用于在所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)啟動(dòng)工作后，改變所述第一電磁體I或所述第二電磁體2上的電流方向，使得所述第一電磁體I與第二電磁體2之間磁性相同，從而相互排斥，進(jìn)而使得第二電磁體2快速著艦，并為所述無(wú)人機(jī)提供向上的斥力。
[0018](4)根據(jù)上述(I)所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于，
[0019]所述彈性裝置3包括可通電導(dǎo)線，可通電導(dǎo)線使得當(dāng)所述彈性裝置被壓縮到極致時(shí)，所述彈性裝置成為可通電的電磁鐵，進(jìn)而將無(wú)人機(jī)吸附在艦船甲板上。
[0020](5)根據(jù)上述(I)所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于，
[0021]所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)還包括計(jì)算模塊(5)和測(cè)量模塊6，
[0022]其中，測(cè)量模塊6包括設(shè)置在第一電磁體I上的速度感應(yīng)部61，其用于感測(cè)其自身的實(shí)際速度信息，并將該信息傳遞至計(jì)算模塊5;
[0023]所述測(cè)量模塊6還包括設(shè)置在述第一電磁體I上的第一氣壓高度計(jì)62和設(shè)置在第二電磁體2上的第二氣壓高度計(jì)63，所述第一氣壓高度計(jì)62和第二氣壓高度計(jì)63用于在無(wú)人機(jī)著艦時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量無(wú)人機(jī)與艦體甲板之間的高度差，并將測(cè)得的高度差信息傳遞至所述計(jì)算模塊5。
[0024](6)根據(jù)上述(5)所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于，
[0025]所述計(jì)算模塊5還用于接收無(wú)人機(jī)上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳遞出的理論速度信息；
[0026]優(yōu)選地，所述理論速度包括無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)提供的加速度信息。
[0027](7)根據(jù)上述(5)-(6)之一所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于，
[0028]所述計(jì)算模塊5用于根據(jù)接收到的信息計(jì)算獲得無(wú)人機(jī)下一時(shí)刻的理論速度，
[0029]當(dāng)所述高度差為10米以上，且所述實(shí)際速度與理論速度相差0.5m/s以上時(shí)，下一時(shí)刻的理論速度增大，當(dāng)所述高度差為10米以上，且所述實(shí)際速度與理論速度相差0.5m/s以下時(shí)，下一時(shí)刻的理論速度減小，以使得無(wú)人機(jī)平穩(wěn)著艦。
[0030](8) 一種無(wú)人機(jī)自主高速著艦的方法，其特征在于，
[0031]該方法是采用如上述(I)至(7)之一所述的輔助系統(tǒng)進(jìn)行的。
[0032](9)根據(jù)上述(8)所述的方法，其特征在于，
[0033]該方法包括以下步驟:
[0034]步驟I):無(wú)人機(jī)上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)傳遞著艦信號(hào)；
[0035]步驟2):無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)接收到著艦信號(hào)后，電流控制部4反接第二電磁體2的電源，使得第二電磁體2與第一電磁體I脫離后快速降落到艦船甲板上并吸附固定在艦船甲板上；
[0036]步驟3):通過(guò)計(jì)算模塊5計(jì)算獲得下一時(shí)刻的理論速度，并據(jù)此控制無(wú)人機(jī)；
[0037]步驟4):當(dāng)所述無(wú)人機(jī)著艦后，第一電磁體I與第二電磁體2重新將所述彈性裝置3壓迫到極限位置時(shí)，所述彈性裝置上的可通電導(dǎo)線通電，使得彈性裝置成為通電的電磁鐵，進(jìn)而將無(wú)人機(jī)固定吸附在艦船甲板上
[0038]本發(fā)明所具有的有益效果包括:
[0039](I)該輔助系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，具有良好的可靠性，能夠在光線強(qiáng)烈和海況較差的情況下；
[0040](2)該輔助系統(tǒng)吸附在無(wú)人機(jī)的起落架上，不需要改變艦船和無(wú)人機(jī)的外觀；
[0041](3)該輔助系統(tǒng)包括控制模塊，減少在著艦時(shí)對(duì)無(wú)人機(jī)上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的依賴(lài)；
[0042](4)能夠應(yīng)用在3?6級(jí)海風(fēng)、浪高O?3米的海況下；
[0043](5)該輔助系統(tǒng)能夠使得無(wú)人機(jī)在較高的飛行速度下快速著艦，并且提高了著艦后的安全性，能夠防止無(wú)人機(jī)傾倒。
【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)的彈性裝置的伸展?fàn)顟B(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖3示出根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)的彈性裝置的壓縮狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0048]1-第一電磁體
[0049]2-第二電磁體
[0050]3-彈性裝置
[0051]4-電流控制部
[0052]5-計(jì)算模塊
[0053]6-測(cè)量模塊
[0054]61-速度感應(yīng)部
[0055]62-第一氣壓高度計(jì)
[0056]63-第二氣壓高度計(jì)
【具體實(shí)施方式】
[0057]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)這些說(shuō)明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更為清楚明確。
[0058]在這里專(zhuān)用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說(shuō)明性”。這里作為“示例性”所說(shuō)明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0059]根據(jù)本發(fā)明提供的一種無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)，如圖1中所示，該輔助系統(tǒng)包括第一電磁體1、第二電磁體2和夾在第一電磁體1、第二電磁體2之間的彈性裝置3，其中，所述第一電磁體I固定在無(wú)人機(jī)底部或無(wú)人機(jī)的起落架上，所述第二電磁體2與第一電磁體I彼此相互吸引，并壓縮所述彈性裝置3;本發(fā)明中還任選地可以在所述第一磁體和第二磁體之間設(shè)置有輔助固定的掛鉤，用于連接固定兩個(gè)磁體，從而使得兩個(gè)磁體之間的固定更為緊密，當(dāng)?shù)诙朋w需要降落時(shí)，所述掛鉤打開(kāi)，不會(huì)妨礙所述第二磁體下落;本發(fā)明中優(yōu)選地，所述第一磁體包括電磁鐵或者強(qiáng)磁鐵，所述第二磁體包括電磁鐵。
[0060]優(yōu)選地，所述第一電磁體I或者所述第二電磁體2上的電流方向是可變的，優(yōu)選地所述第二電磁體2上磁場(chǎng)的方向是隨著電流方向改變而改變的。
[0061]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖2和圖3中所示，所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)在所述第二電磁體2距離甲板垂直高度小于所述彈性裝置自然長(zhǎng)度時(shí)啟動(dòng)工作。即所述彈性裝置一直能夠?yàn)闊o(wú)人機(jī)提供向上的促使其減速的作用力。
[0062]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)包括電流控制部4，其用于在所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)啟動(dòng)工作后，改變所述第一電磁體I或所述第二電磁體2上的電流方向，優(yōu)選地為第二電磁鐵2，使得所述第一電磁體I與第二電磁體2之間磁性相同，從而相互排斥，進(jìn)而使得第二電磁體2快速著艦并為所述無(wú)人機(jī)提供向上的斥力。
[0063]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述彈性裝置3包括彈簧，所述彈簧是由質(zhì)形變能力強(qiáng)的金屬材料制作，并且優(yōu)選地，該彈簧在豎直方向上變形能力較強(qiáng)，但在水平方向上難以變形，從而起到對(duì)無(wú)人機(jī)的橫向牽制作用。
[0064]由于艦船甲板是不穩(wěn)定平臺(tái)，無(wú)人機(jī)為提高著艦安全性一般會(huì)對(duì)機(jī)身整體進(jìn)行加固處理，加固處理后無(wú)人機(jī)整體會(huì)增重I噸左右，所以觸艦時(shí)刻的沖擊力會(huì)高達(dá)上萬(wàn)牛，根據(jù)彈性裝置3的拉伸壓縮機(jī)構(gòu)特點(diǎn)，彈性裝置3可以最大限度緩沖掉這部分增加的觸艦沖擊力，提高著艦穩(wěn)定性和安全性。
[0065]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述輔助系統(tǒng)各個(gè)部件外層均涂覆抗氧化防腐蝕材料。
[0066]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述彈性裝置3包括可通電導(dǎo)線，可通電導(dǎo)線使得當(dāng)所述彈性裝置被壓縮到極致時(shí)，所述彈性裝置成為可通電的電磁鐵，進(jìn)而將無(wú)人機(jī)吸附在艦船甲板上。
[0067]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖1中所示，所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)還包括計(jì)算模塊5和測(cè)量模塊6，
[0068]其中，測(cè)量模塊6包括設(shè)置在第一電磁體I上的速度感應(yīng)部61，所述速度感應(yīng)部?jī)?yōu)選地為速度傳感器，其用于感測(cè)其自身的實(shí)際速度信息，并將該信息傳遞至計(jì)算模塊5，本發(fā)明中所述的實(shí)際速度是指該物體相對(duì)于地面坐標(biāo)系的實(shí)際運(yùn)行速度，一般由其上承載的其他速度測(cè)量設(shè)備獲得。
[0069]所述測(cè)量模塊6還包括設(shè)置在述第一電磁體I上的第一氣壓高度計(jì)62和設(shè)置在第二電磁體2上的第二氣壓高度計(jì)63，所述第一氣壓高度計(jì)62和第二氣壓高度計(jì)63用于在無(wú)人機(jī)著艦時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量無(wú)人機(jī)與艦體甲板之間的高度差，并將測(cè)得的高度差信息傳遞至所述計(jì)算模塊5。
[0070]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述計(jì)算模塊5還用于接收無(wú)人機(jī)上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳遞出的理論速度信息;優(yōu)選地，所述理論速度包括無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)提供的加速度信息，所述理論速度是指無(wú)人機(jī)在沒(méi)有其他外力作用下，依靠其自身的動(dòng)力所能達(dá)到的速度和加速度等相關(guān)數(shù)值。所述微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)上的核心控制單元，其能夠控制無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)。
[0071]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述計(jì)算模塊5用于根據(jù)接收到的信息計(jì)算獲得無(wú)人機(jī)下一時(shí)刻的理論速度，并根據(jù)該理論速度在下一時(shí)刻對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行控制，
[0072]當(dāng)所述高度差為10米以上，且所述實(shí)際速度與理論速度相差0.5m/s以上時(shí)，下一時(shí)刻的理論速度增大，當(dāng)所述高度差為10米以上，且所述實(shí)際速度與理論速度相差0.5m/s以下時(shí)，下一時(shí)刻的理論速度減小，以使得無(wú)人機(jī)平穩(wěn)著艦。
[0073]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述計(jì)算模塊5通過(guò)比較當(dāng)前實(shí)際速度和理論速度能夠推知當(dāng)前收到的外力(斥力、彈力等)大小，進(jìn)而能夠預(yù)知如果不改變理論速度，下一時(shí)刻無(wú)人機(jī)的實(shí)際速度會(huì)如何變化，而為了使得無(wú)人機(jī)平穩(wěn)著艦，適當(dāng)調(diào)整無(wú)人機(jī)自身的動(dòng)力，即調(diào)整其理論速度，即可使得無(wú)人機(jī)以相對(duì)均勻的速度著艦，具體來(lái)說(shuō)，所述平穩(wěn)著艦是指按照固定的、較小的加速度運(yùn)動(dòng)，最終穩(wěn)定地降落到艦板上的過(guò)程。
[0074]本發(fā)明中將無(wú)人機(jī)著艦的過(guò)程分為多個(gè)時(shí)刻，每個(gè)時(shí)刻間隔0.5s，S卩在Is內(nèi)測(cè)量?jī)纱螣o(wú)人機(jī)的速度，使得對(duì)無(wú)人機(jī)速度的調(diào)整更為及時(shí)、準(zhǔn)確。
[0075]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，該輔助系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)傳輸模塊;所述數(shù)據(jù)傳輸模塊可以通過(guò)有線的方式進(jìn)行傳輸，也可以通過(guò)無(wú)線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；當(dāng)以有線的方式進(jìn)行傳輸時(shí)，其可以纏繞在彈性裝置3上，用于將第二氣壓高度計(jì)和角速度傳感器的測(cè)量結(jié)果傳遞至計(jì)算模塊。
[0076]根據(jù)本發(fā)明提供的一種無(wú)人機(jī)自主高速著艦的方法，其特征在于，該方法是采用如上文所述的輔助系統(tǒng)進(jìn)行的。
[0077]具體來(lái)說(shuō)，該方法包括以下步驟:
[0078]步驟I):無(wú)人機(jī)上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)傳遞著艦信號(hào)；
[0079]步驟2):無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)接收到著艦信號(hào)后，電流控制部4反接第二電磁體2的電源，使得第二電磁體2與第一電磁體I脫離后快速降落到艦船甲板上并吸附固定在艦船甲板上；
[0080]步驟3):通過(guò)計(jì)算模塊5計(jì)算獲得下一時(shí)刻的理論速度，并據(jù)此控制無(wú)人機(jī)；
[0081 ]步驟4):當(dāng)所述無(wú)人機(jī)著艦后，第一電磁體I與第二電磁體2重新將所述彈性裝置3壓迫到極限位置時(shí)，所述彈性裝置上的可通電導(dǎo)線通電，使得彈性裝置成為通電的電磁鐵，進(jìn)而將無(wú)人機(jī)固定吸附在艦船甲板上。
[0082]隨著無(wú)人機(jī)的降落，彈性裝置3被壓縮，兩個(gè)電磁體越來(lái)越近，為無(wú)人機(jī)提供的向上的支撐力越來(lái)越大，即外力提供給我人機(jī)的用以減速的加速度越來(lái)越大，并且在計(jì)算模塊的控制下，無(wú)人機(jī)自身的動(dòng)力也在逐步調(diào)整，最終使得無(wú)人機(jī)平穩(wěn)地降落在艦船甲板上，從而完成無(wú)人機(jī)的快速著艦作業(yè)。
[0083]以上結(jié)合了優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明，不過(guò)這些實(shí)施方式僅是范例性的，僅起到說(shuō)明性的作用。在此基礎(chǔ)上，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多種替換和改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)，其特征在于，該輔助系統(tǒng)包括述第一電磁體(1)、第二電磁體(2)和夾在第一電磁體(I)、第二電磁體(2)之間的彈性裝置(3)， 其中，所述第一電磁體(I)固定在無(wú)人機(jī)底部或無(wú)人機(jī)的起落架上，所述第二電磁體(2)與第一電磁體(I)彼此相互吸引，并壓縮所述彈性裝置(3)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于， 所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)在所述第二電磁體(2)距離甲板垂直高度小于所述彈性裝置自然長(zhǎng)度時(shí)啟動(dòng)工作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于， 所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)包括電流控制部(4)，其用于在所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)啟動(dòng)工作后，改變所述第一電磁體(I)或所述第二電磁體(2)上的電流方向，使得所述第一電磁體(I)與第二電磁體(2)之間磁性相同，從而相互排斥，進(jìn)而使得第二電磁體(2)快速著艦，并為所述無(wú)人機(jī)提供向上的斥力。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于， 所述彈性裝置(3)包括可通電導(dǎo)線，可通電導(dǎo)線使得當(dāng)所述彈性裝置被壓縮到極致時(shí)，所述彈性裝置成為可通電的電磁鐵，進(jìn)而將無(wú)人機(jī)吸附在艦船甲板上。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于， 所述無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)還包括計(jì)算模塊(5)和測(cè)量模塊(6)， 其中，測(cè)量模塊(6)包括設(shè)置在第一電磁體(I)上的速度感應(yīng)部(61)，其用于感測(cè)其自身的實(shí)際速度信息，并將該信息傳遞至計(jì)算模塊(5); 所述測(cè)量模塊(6)還包括設(shè)置在述第一電磁體(I)上的第一氣壓高度計(jì)(62)和設(shè)置在第二電磁體(2)上的第二氣壓高度計(jì)(63)，所述第一氣壓高度計(jì)(62)和第二氣壓高度計(jì)(63)用于在無(wú)人機(jī)著艦時(shí)實(shí)時(shí)測(cè)量無(wú)人機(jī)與艦體甲板之間的高度差，并將測(cè)得的高度差信息傳遞至所述計(jì)算模塊(5)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于， 所述計(jì)算模塊(5)還用于接收無(wú)人機(jī)上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳遞出的理論速度信息； 優(yōu)選地，所述理論速度包括無(wú)人機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)提供的加速度信息。7.根據(jù)權(quán)利要求5-6之一所述的輔助系統(tǒng)，其特征在于， 所述計(jì)算模塊(5)用于根據(jù)接收到的信息計(jì)算獲得無(wú)人機(jī)下一時(shí)刻的理論速度， 當(dāng)所述高度差為10米以上，且所述實(shí)際速度與理論速度相差0.5m/s以上時(shí)，下一時(shí)刻的理論速度增大，當(dāng)所述高度差為10米以上，且所述實(shí)際速度與理論速度相差0.5m/s以下時(shí)，下一時(shí)刻的理論速度減小，以使得無(wú)人機(jī)平穩(wěn)著艦。8.一種無(wú)人機(jī)自主高速著艦的方法，其特征在于， 該方法是采用如權(quán)利要求1至7之一所述的輔助系統(tǒng)進(jìn)行的。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于， 該方法包括以下步驟: 步驟I):無(wú)人機(jī)上的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)向無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)傳遞著艦信號(hào)；步驟2):無(wú)人機(jī)自主高速著艦輔助系統(tǒng)接收到著艦信號(hào)后，電流控制部(4)反接第二電磁體(2)的電源，使得第二電磁體(2)與第一電磁體(I)脫離后快速降落到艦船甲板上并吸附固定在艦船甲板上； 步驟3):通過(guò)計(jì)算模塊(5)計(jì)算獲得下一時(shí)刻的理論速度，并據(jù)此控制無(wú)人機(jī)；步驟4):當(dāng)所述無(wú)人機(jī)著艦后，第一電磁體(I)與第二電磁體(2)重新將所述彈性裝置(3)壓迫到極限位置時(shí)，所述彈性裝置上的可通電導(dǎo)線通電，使得彈性裝置成為通電的電磁鐵，進(jìn)而將無(wú)人機(jī)固定吸附在艦船甲板上。
【文檔編號(hào)】G05D1/08GK105912004SQ201610466647
【公開(kāi)日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年6月23日
【發(fā)明人】紀(jì)毅, 王輝, 林德福, 王江, 宋韜, 韓丁丁, 林時(shí)堯
【申請(qǐng)人】北京理工大學(xué)