利索能及
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专利号: 2020111237285
申请人: 镇江市高等专科学校
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种半潜式无人艇搭载无人机起降装置,其特征在于:包括安置在半潜式无人艇的控制舱上盖(4)底部的能够相对移动的一号限位机构(6)和二号限位机构(7)以及安置在控制舱下盖内的卷扬机绞盘(10)和能够驱动卷扬机绞盘动作的卷扬机电机(13),所述控制舱上盖(4)上方安置有无人机,所述无人机的侦察模块(8)能够伸向控制舱上盖(4)下方并由一号限位机构(6)和二号限位机构(7)进行夹紧固定,所述卷扬机绞盘(10)上缠绕的通信绳索(3)与无人机的侦察模块(8)连接并能够在卷扬机绞盘(10)的带动下释放或收回,所述卷扬机电机(13)、无人机的控制器以及一号限位机构(6)和二号限位机构(7)的控制端均与起降控制系统连接并能够在起降控制系统的控制下运行;

所述一号限位机构(6)和二号限位机构(7)的控制端包括能够控制一号限位机构(6)的一号直线电机(15)和能够控制二号限位机构(7)的二号直线电机(16), 所述一号限位机构包括控制舱上盖(4)底部设置的一号丝杠导轨以及与一号丝杠导轨配合安装的一号限位块,所述二号限位机构(7)包括控制舱上盖(4)底部设置的二号丝杠导轨以及与二号丝杠导轨配合安装的二号限位块,所述一号直线电机(15)与一号丝杠导轨连接,所述二号直线电机(16)与二号丝杠导轨连接;在一号丝杠导轨和二号丝杠导轨的传动下推动一号限位块和二号限位块移动并水平固定住无人机侦察模块(8),所述卷扬机绞盘(10)固定安装在控制舱安装托盘(11)上,所述起降控制系统同样固定安装在安装托盘(11)上;

该起降控制系统,包括控制单元、用于驱动一号直线电机的一号直线电机驱动器、用于驱动二号直线电机的二号直线电机驱动器、与一号直线电机驱动器连接的一号方向位置控制模块以及与二号直线电机驱动器连接的二号方向位置控制模块,所述控制单元通过通讯线连接一号方向位置控制模块和二号方向位置控制模块,所述控制单元还连接有微惯导姿态传感器、GPS/北斗位置传感器、卷扬机电机以及无人机控制器;

所述控制单元上集成有PWM输出模块、GPIO数字量信号输入输出模块、模拟信号输入输出模块以及PROT0串口通讯模块和PROT1串口通讯模块,所述模拟信号输入输出模块与卷扬机电机通过信号线相连,所述GPIO数字量信号输入输出模块与微惯导姿态传感器和GPS/北斗位置传感器通过信号线相连;PROT0串口通讯模块通过通信绳索(3)与无人机控制器实现有线通讯。

2.按照权利要求1所述的半潜式无人艇搭载无人机起降装置,其特征在于:所述控制单元还集成有PWR电源模块,所述PWR电源模块连接锂电池,所述锂电池与一号方向位置控制模块和二号方向位置控制模块连接。

3.按照权利要求1或2所述的半潜式无人艇搭载无人机起降装置,其特征在于:所述控制单元为S7‑200 PLC控制器。

4.一种基于半潜式无人艇搭载无人机起降装置的控制方法,包括以下步骤:

步骤A:上电后,使控制单元初始化、一号直线电机(15)、二号直线电机(16)、卷扬机电机(13)初始化,一号限位机构、二号限位机构进行归零动作;

步骤B:接到无人机起飞侦察命令,并将无人机控制指令目标数据经过通信绳索传递至无人机控制器中;

步骤C:无人机控制器收到控制指令准备起飞,控制单元通过信号线分别向一号电机驱动模块及二号电机驱动模块的PWM输出模块发送动作信号,一号直线电机和二号直线电机执行动作,一号限位机构和二号限位机构释放无人机,无人机即时起飞开始侦察任务;

步骤D:当无人机侦察完毕后,控制单元通过通信绳索向无人机发送返航指令,同时将无人艇目前位置信息,姿态角信息发送给无人机控制器,当返航正常时,无人机控制器实时将半潜式无人艇位置信息与姿态角信息作为飞行目标,实时修正目标位置、姿态角误差,引导无人机降落在控制舱上盖上;当无人机侦察模块压入控制舱上盖下方后,控制单元通过信号线分别向一号电机驱动模块及二号电机驱动模块PWM输出模块发送动作信号,一号直线电机和二号直线电机执行动作,一号限位机构和二号限位机构固定无人机,最后,控制单元通过模拟量输入输出端口向卷扬机电机发出动作指令,电机正转,收紧通信绳索,从而从垂直方向固定住无人机;

步骤E:当返航出现通信中断、无人机失去控制时,控制单元立即通过模拟量输入输出端口向卷扬机电机发出动作指令,电机正转,收紧通信绳索,直接回收无人机,并向岸基撤离。