无人机投弹测试系统技术方案

本发明专利技术提供了一种无人机投弹测试系统，采用无人机挂载投弹装置来进行载弹与投弹，采用地面监测雷达来测量弹体的下落弹道，采用无线传输技术使地面人员监控系统状态。本发明专利技术采用竖直式投放筒携带弹体以保证弹体下落初始状态，采用直线伺服电机实现载弹与投弹；采用遥控正反开关控制直线伺服电机的伸出与缩回；采用3

【技术实现步骤摘要】
无人机投弹测试系统


[0001]本专利技术涉及无人机技术，具体涉及一种无人机投弹测试系统。

技术介绍

[0002]弹药在研发过程中需要对其各个性能参数进行大量实验，其中对弹药的末端弹道性能研究尤其重要，这与弹药的命中率息息相关。在测试弹药性能时，通常通过炮射和高塔投放来模拟其末端弹道，但其需要耗费较大的人力物力财力；随着智能灵巧弹药的发展，对其飞行动力学与电子模块的研究必不可少，此类研究试验通常不含有火工品，因此需要摆脱炮射的方式，而高塔试验局限性较大，利用无人机投弹成为一种较为方便的试验方式。
[0003]中国专利201911035358.7中公开了《一种无人机投弹装置》，其利用连接板和挂弹装置将功能弹连接在无人机下方，通过解锁块和弹簧组件实现投弹释放。但其载弹方式为水平载弹，且需要在弹体上附加挂钩装置，而大多数攻顶弹药的末端弹道均为竖直姿态，此种投弹方式的投弹初始姿态无法保证，并且改变弹体外形会对其性能产生较大影响。
[0004]中国专利201910528087.2中公开了一种《投弹装置及消防救灾无人机》，其使用储弹筒和限位机构进行装载和投放灭火弹，其投弹装置与无人机固定连接且可以装载多个灭火弹。但由于其投弹装置的固定，只能竖直装弹，不适用于质量较大的弹药，而且在依次投放多个弹药时会对无人机产生较大的偏重，从而产生安全隐患。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种无人机投弹测试系统，用于模拟和研究弹药的末端弹道特性，使试验研究和使用更加方便。
[0006]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种无人机投弹测试系统，包括无人机、投弹装置、弹体、地面监测雷达、地面监控站、无线收发系统。
[0007]所述投弹装置与无人机连接，用于投放弹体。
[0008]所述地面监测雷达用于测量弹体下落过程中的弹道，其测量出的物体观测距离、方位角和沿观测方向的物体径向速度，通过计算公式可以得出弹体下落弹道中相对地面的位置与速度。
[0009]所述地面监控站配有无线收发装系统，可以控制无人机飞行、监控无人机状态信息、控制投弹装置装弹与投弹、配合地面监测雷达处理数据、获取并处理弹体的下落弹道。
[0010]所述投弹装置，包括连接板、上板、投放筒、电源、遥控正反开关、遥控接收天线、下板、遥控器，以及若干垫块、若干合页、若干卡销、若干拉杆、若干直线伺服电机。
[0011]所述连接板与无人机底部固定连接，并通过若干合页与上板连接，使连接板和上板可以相对转动，所述连接板上装有至少一个可以旋转的卡销，用于固定上板，每个合页配有一个垫块，用于匹配上板的厚度。
[0012]所述投放筒置于上板与下板之间并固定连接，其周围设有若干拉杆用来承受弹体的主要重力。
[0013]所述下板上固定有若干直线伺服电机，其伸缩杆在伸出时可以托住弹体，缩回时可以离开投放筒下方区域使弹体顺利下落，直线伺服电机内部设有限位装置，防止持续供电造成损坏。
[0014]所述遥控正反开关可以转换输出的正负极，在给直线伺服电机供电时通过转换正负极来实现其伸出和缩回动作，并配有遥控接收天线用于远距离信号传输。
[0015]所述电源用于给遥控装置和直线伺服电机供电。
[0016]所述遥控器用于控制遥控正反开关的输出正负极转换，在地面装弹时使用遥控器来控制直线伺服电机载弹，在无人机升空后地面人员使用遥控器控制投弹。
[0017]所述投弹装置有竖直状态和水平状态，通过若干合页和卡销来实现旋转和固定，装弹时将投弹装置旋转至水平，将弹体放入投放筒并控制直线伺服电机的伸缩杆伸出，载弹时将投弹装置旋转至竖直并旋转卡销进行固定，投弹时将无人机升空至指定位置，地面人员利用遥控器控制投弹。
[0018]所述投弹装置可以模块化使用或与无人机系统集成，所述电源可以使用无人机电池代替，所述遥控正反开关和遥控接收天线可以与无人机内部集成，所述遥控器可以与无人机控制器集成。
[0019]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0020](1)本专利技术采用竖直式投放筒携带弹体并保证投弹初始姿态，采用直线伺服电机实现载弹与投弹，可以较好地适用于所投弹体外形。
[0021](2)本专利技术采用遥控正反开关控制直线伺服电机，并配有遥控接收天线，有利于地面人员远距离控制投弹。
[0022](3)本专利技术投弹装置中的遥控正反开关、遥控接收天线和电源可以和无人机系统集成，方便操作与控制。
[0023](4)本专利技术采用若干拉杆来承受弹体的主要重量，可以保证投弹装置的强度以及减轻投弹装置的重量。
[0024](5)本专利技术采用旋转机构来使投弹装置转动至水平，方便装弹。
[0025](6)本专利技术利用地面监测雷达和弹载记录系统来测量弹体的下落弹道，可以更好的保证测量准确性。
[0026](7)本专利技术无需在弹体上附加挂弹结构，使用本专利技术进行投弹，可以较为方便地研究弹的末端弹道性能以及进行目标打击。
附图说明
[0027]图1为本专利技术无人机投弹测试系统组成图。
[0028]图2为本专利技术投弹装置安装示意图。
[0029]图3为本专利技术投弹装置装弹示意图。
[0030]图4为本专利技术投弹装置组成图。
[0031]图5为本专利技术投弹装置载弹状态图。
[0032]图6为本专利技术投弹装置投弹状态图。
[0033]图7为本专利技术投弹装置转动示意图。
[0034]图8为本专利技术投弹装置卡销关闭状态图。
[0035]图9为本专利技术投弹装置卡销打开状态图。
[0036]以上图中：1
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无人机，2
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投弹装置，3
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弹体，4
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地面监测雷达，5
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地面监控站，6
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无线收发系统，201
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连接板，202
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上板，203
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垫块，204
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合页，205
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卡销，206
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投放筒，207
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拉杆，208
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电源，209
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遥控正反开关，210
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遥控接收天线，211
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下板，212
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直线伺服电机，213
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遥控器。
[0037]图10为弹体下落弹道速度
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高度曲线图。
[0038]图11为弹体下落过程图。
[0039]图12为无环境风影响时弹体对地面目标的稳态扫描线。
[0040]图13为有环境风影响时弹体对地面目标的稳态扫描线，阴影块表示地面目标。
[0041]以上图中：H
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弹体高度，V
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弹体下落速度，A
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弹体下落初始位置，B
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稳态扫描时弹体位置，Ω
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机投弹测试系统，其特征在于：包括无人机(1)、投弹装置(2)、弹体(3)、地面监测雷达(4)、地面监控站(5)、无线收发系统(6)；所述投弹装置(2)与无人机(1)连接，用于投放弹体(3)；所述地面监测雷达(4)用于测量弹体(3)下落过程中的弹道，其测量出的物体观测距离、方位角和沿观测方向的物体径向速度，进而得到弹体下落弹道中相对地面的位置与速度；所述地面监控站(5)配有无线收发装系统(6)，用于控制无人机(1)的飞行、监控无人机状态信息、控制投弹装置(2)装弹与投弹、配合地面监测雷达(4)处理数据、获取并处理弹体(2)的下落弹道。2.根据权利要求1所述的无人机投弹测试系统，其特征在于：投弹装置包括连接板(201)、上板(202)、投放筒(206)、电源(208)、遥控正反开关(209)、遥控接收天线(210)、下板(211)、遥控器(213)、若干垫块(203)、若干合页(204)、若干卡销(205)、若干拉杆(207)、若干直线伺服电机(212)；所述连接板(201)顶面与无人机(1)底部固连，连接板(201)一侧通过若干合页(204)与上板(202)实现转动连接，所述连接板(201)上装有1
‑
3个能够旋转的卡销(205)，用于固定上板(202)，每个合页(204)配有一个垫块(203)，用于匹配上板(202)的厚度；所述投放筒(206)置于上板(202)与下板(211)之间并固定连接，其周围设有3
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6个拉杆(207)用来承受弹体的主要重力；所述下板(211)上固定有若干直线伺服电机(212)，其伸缩杆在伸出时托住弹体(3)，缩回时离开投放筒(206)下方区域使弹体(3)顺利下落；所述遥控正反开关(209)用于转换其输出的正负极，在给直线伺服电机(212)供电时通过转换正负极来实现其伸出和缩回动作，并配有遥控接收天线(210)用于远距离信号传输；所述电源(208)用于给遥控正反开关(209)、遥控接收天线(210)和直线伺服电机(212)供电；所述遥控器(213)用于控制遥控正反开关(209)的输出正负极转换，在地面装弹时使用遥控器(213)来控制直线伺服电机(212)载弹，在无人机升空后地面人员使用遥控器(213)控制投弹。3.根据权利要求2所述的无人机投弹测试系统，其特征在于：所述投弹装置(2)存在竖直状态和水平状态，通过若干合页(204)和卡销(205)来实现旋转和固定，装弹时将投弹装置(2)旋转至水平状态，将弹体(3)放入投放筒(206)并控制直线伺服电机(212)的伸缩杆伸出，载弹时将投弹装置(2)旋转至竖直状态并旋转卡销(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭锐，唐玉勇，段立阳，刘正军，位国旭，陈佑明，杨永亮，武军安，周昊，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：