一种倾转旋翼无人机降落伞定向释放装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种倾转旋翼无人机降落伞定向释放装置，所述机械自动化领域。其主要结构是一种在普通四轴无人机机架的基础上加入可全方位转动的球壳结构以及可控制球壳方向的伺服系统的结构。利用球壳结构中的陀螺仪判断当前开伞口的方向，并通过伺服系统改变球壳的方向，使降落伞弹出的方向始终保持在竖直向上或斜向上的方向上。内外球壳使用的都是ABS塑料，减轻重量的同时，又不减小强度。而且触点材料也为ABS塑料，外球壳一体成型，触点不容易发生断裂。使用ABS塑料也可以减小内球壳与触电之间的摩擦力，延长使用寿命。本实用新型专利技术能够在无人机是去控制时快速响应，向上方喷射出降落伞，使无人机安全落地。

A parachute directional release device for tilt rotor UAV

【技术实现步骤摘要】
一种倾转旋翼无人机降落伞定向释放装置
本技术涉机械结构领域,特别是定向开伞的降落伞系统。
技术介绍
降落伞是利用空气阻力原理，依靠相对于空气运动充气展开的可展式气动力减速器。随着降落伞技术的不断发展，降落伞应用在不同领域。已经广泛应用在空投空降，应急救险等领域。无人机即无人驾驶飞机，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。本专利主要用于其中的四旋翼、固定翼和倾转旋翼无人机飞行器上，这些飞行器具有造价低、使用方便等优点，但不排除某些特殊情况下，如电池电量过低或操作不当时，无人机可能无法安全着陆，因此需要降落伞系统来进行保护。目前无人机降落伞系统已经得到了应用，但现有的设备中，无法稳定开伞方向在可接受范围内，容易造成因开伞方向有误导致的事故。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的缺陷或改进需求，本技术提供了一种无人机降落伞定向释放装置，可以保障降落伞竖直向上释放，大大减少了因机体旋转坠落时降落伞释放方向和时机不当导致无人机损毁的可能。本技术解决其技术问题，所采用的技术方案是：一种倾转旋翼无人机降落伞定向释放装置,该装置包括：带有隔板的内球壳、降落伞弹出装置、电子陀螺仪、限位壳、内球壳转动伺服系统、球壳姿态控制系统、限位壳固定装置、数据传输系统；所述内球壳中的隔板将内球壳内部空间平均分为两部分，隔板一侧中心位置设置降落伞弹出装置，另一侧中心位置设置电子陀螺仪；降落伞弹出装置针对的内球壳壳壁设有开口，用于降落伞从开口弹出；所述限位壳为一个从球形壳体上截取下腰部位置的壳体；所述内球壳设置于限位壳内部，且同球心重合，限位壳内表面设置有多个与内球壳的外壁接触的光滑凸点，保证内球壳与限位壳之间距离不变的情况下在凸点上滑动；所述内球壳中心镂空，有向外延伸的限位壳固定装置；所述限位壳固定于限位壳固定装置的中心位置，且限位壳侧面开口，内球壳转动伺服系统一侧固定于限位壳上，另一侧通过限位壳的开口与内球壳外壁接触；所述电子陀螺仪通过无线方式与数据传输系统进行数据交互；球壳姿态控制系统、数据传输系统都设置有限位壳固定装置上。进一步的，所述限位壳的上边缘和下边缘与距离最近的位置各设置一颗光滑凸起。进一步的，所述内球壳半径为100mm，厚度为1mm，其壳壁开口边缘到球心的连线与竖直方向角度为22.5°；所述限位壳半径为103mm厚度为1mm竖截面弧度为π/8，其上边缘或下边缘到球心的连线与水平方向的角度为22.5°。进一步的，内球壳材料为ABS塑料，限位壳材料也为ABS塑料，所述限位壳凸起的材料与球壳材料相同，也为ABS塑料。由于使用内外球壳使用的都是ABS塑料，减轻重量的同时，又保证强度。而且触点材料也为ABS塑料，外球壳一体成型，触点不容易发生断裂。使用ABS塑料也可以减小内球壳与触电之间的摩擦力，延长使用寿命。附图说明图1是整体结构图。图2是内部球壳结构示意图。图3是内外球壳之间触点示意图。各零部件名称如下：1、球壳伺服控制系统，2、触点，3、降落伞弹出装置，4、内球壳陀螺仪，5、限位壳固定装置，6、外球壳，7、内球壳。具体实施方式所述限位壳的上边缘和下边缘与限位壳固定装置距离最近的位置各设置一颗光滑凸起。所述内球壳半径为100mm，厚度为1mm，其壳壁开口边缘到球心的连线与竖直方向角度为22.5°；所述限位壳半径为103mm厚度为1mm竖截面弧度为π/8，其上边缘或下边缘到球心的连线与水平方向的角度为22.5°。进一步的，内球壳材料为ABS塑料，限位壳材料也为ABS塑料，所述限位壳凸起的材料与球壳材料相同，也为ABS塑料。限位壳固定装置的长度为200mm，材料为碳纤维。在限位壳上，在与限位壳固定装置同一平面，任意两固定臂夹角的角平分线上，以该位置为圆心，截取一个半径为37mm的截面，用于放置伺服控制系统。伺服控制系统内有一球体以及驱动模块，驱动模块的参数和球体的参数与Sphero的bb-9e相同。内部的球体驱动模块采用Sphero的bb-9e，型号:bb-9e品牌:Sphero型号:bb-8材质:PVC颜色分类:BB-9e生产企业:sphero,Inc.兼容平台:ANDROIDiOS保修期:12个月长：73mm宽：60mm高：90mm。在飞行器起飞之前，校准机架平面与水平面平行，同时球壳内的陀螺仪记录当前角度a1，起飞之后该陀螺仪以0.1s为间隔不停的将此时的角度数据a2通过wifi传输到球壳姿态控制系统，同时飞行器自带的飞控也将当前机架的角度数据a3通过wifi传输到球壳姿态控制系统.球壳姿态控制系统判定|a1-a2|<n（n为一常数）是否成立，若|a1-a2|<n不成立则控制球壳姿态控制系统将球壳朝某一方向（一般选用a1-a2所在平面）的转动，使|a1-a2|<n。球壳姿态控制系统判定|a1-a3|>m（m为一常数）是否成立，若不成立则控制球壳姿态控制系统将球壳朝某一方向（一般选用a1-a3所在平面）的转动，使|a1-a3|>m。通过以上数据的采集与处理，姿态控制系统可以不断修正中心球壳的开口方向，即可以保证开伞的方向在向上或斜向上，同时降落伞弹出时也不会因为被机架本身阻挡而无法开伞，发挥其最大作用。当检测到无人机处于失控状态，且开伞的方向在向上或斜向上，打开降落伞。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种倾转旋翼无人机降落伞定向释放装置,其特征在于该装置包括：带有隔板的内球壳、降落伞弹出装置、电子陀螺仪、限位壳、内球壳转动伺服系统、球壳姿态控制系统、限位壳固定装置、数据传输系统；所述内球壳中的隔板将内球壳内部空间平均分为两部分，隔板一侧中心位置设置降落伞弹出装置，另一侧中心位置设置电子陀螺仪；降落伞弹出装置针对的内球壳壳壁设有开口，用于降落伞从开口弹出；所述限位壳为一个从球形壳体上截取下腰部位置的壳体；所述内球壳设置于限位壳内部，且同球心重合，限位壳内表面设置有多个与内球壳的外壁接触的光滑凸点，保证内球壳与限位壳之间距离不变的情况下在凸点上滑动；所述内球壳中心镂空，有向外延伸的限位壳固定装置；所述限位壳固定于限位壳固定装置的中心位置，且限位壳侧面开口，内球壳转动伺服系统一侧固定于限位壳上，另一侧通过限位壳的开口与内球壳外壁接触；所述电子陀螺仪通过无线方式与数据传输系统进行数据交互；球壳姿态控制系统、数据传输系统都设置有限位壳固定装置上。/n

【技术特征摘要】
1.一种倾转旋翼无人机降落伞定向释放装置,其特征在于该装置包括：带有隔板的内球壳、降落伞弹出装置、电子陀螺仪、限位壳、内球壳转动伺服系统、球壳姿态控制系统、限位壳固定装置、数据传输系统；所述内球壳中的隔板将内球壳内部空间平均分为两部分，隔板一侧中心位置设置降落伞弹出装置，另一侧中心位置设置电子陀螺仪；降落伞弹出装置针对的内球壳壳壁设有开口，用于降落伞从开口弹出；所述限位壳为一个从球形壳体上截取下腰部位置的壳体；所述内球壳设置于限位壳内部，且同球心重合，限位壳内表面设置有多个与内球壳的外壁接触的光滑凸点，保证内球壳与限位壳之间距离不变的情况下在凸点上滑动；所述内球壳中心镂空，有向外延伸的限位壳固定装置；所述限位壳固定于限位壳固定装置的中心位置，且限位壳侧面开口，内球壳转动伺服系统一侧固定于限位壳上，另一侧通过限位壳的开口与内球壳外壁接触；所述电子陀...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐帆，王春强，郝炳培，姜天天，李维豪，袁昊扬，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：新型
国别省市：四川;51