CN114426099A - 一种单兵察打一体化无人机 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及无人作战领域，具体公开了一种单兵察打一体化无人机，包括弹射箱和无人机，无人机包括1个主翼段、2个侧翼段、2个翼尖小翼，侧翼段转动连接于主翼段的两侧，翼尖转动连接于侧翼段远离主翼段的端部，主翼段与侧翼段之间、侧翼段与翼尖小翼之间均有自锁式扭簧，用以将无人机折叠存入弹射箱；弹射箱包括箱体、设置于箱体内的滑道、设置于箱体内用于弹射无人机的弹力绳；无人机位于弹射箱内时，侧翼段位于主翼段的上表面，翼尖位于侧翼段的上部，无人机脱离弹射箱时，自锁式扭簧驱动无人机展开。达到了可在弹射箱中弹射起飞、可超低空飞行、并具备一定挂载能力。
Description
技术领域
本发明提供了一种单兵察打一体化无人机，属于无人作战领域，主要应用于侦察作战，对地表目标进行侦察与地形记录，投放标识模块提供火力坐标信息，对关键目标实施毁伤。
背景技术
在信息化现代作战体系中，“快速到位、快速打击”的目标均可实现，但复杂、智能信息化的作战体系生态较为脆弱，在某些关键设施遭受打击之后，整个系统的作战能力在短时间内会受到较大影响。
对于超低空飞行且RCS足够小的飞行器，雷达不具备有效的探测作用，该类飞行器可以在不激活敌方放空预警系统的情况下执行作战任务。旋翼无人机飞行速度劣势明显，巡航半径较小，仿生飞行器挂载能力较弱，执行任务种类严重受限，需要一种巡航半径较大且有一定挂载能力，在野战环境下可以直接放飞的固定翼无人机执行特定任务。
发明内容
为了解决旋翼、仿生等飞行器在巡航半径、挂载能力方面有较大缺陷的问题，缺少相应的单兵便携式固定翼飞行器执行察打一体化任务，提出了一种弹射箱中弹射起飞、可超低空飞行、具备一定挂载能力的单兵察打一体化无人机。
本发明提供的一种单兵察打一体化无人机可以由单兵直接携带并弹射放飞，无人机按照操作人员设定的航线进行巡航，昼夜均可对贴地目标进行侦查，飞行过程中操作人员可操控无人机执行毁伤攻击任务或者投放标识模块，丰富作战任务需求。
本申请采用如下的技术方案：
一种单兵察打一体化无人机，包括弹射箱和无人机，无人机包括1个主翼段、2个侧翼段、2个翼尖，侧翼段转动连接于主翼段的两侧，翼尖转动连接于侧翼段远离主翼段的端部，主翼段与侧翼段之间、侧翼段与翼尖小翼之间均有自锁式扭簧，用以将无人机折叠存入弹射箱；弹射箱包括箱体、设置于箱体内的滑道、设置于箱体内用于弹射无人机的弹力绳；无人机位于弹射箱内时，侧翼段位于主翼段的上表面，翼尖位于侧翼段的上部，无人机脱离弹射箱后，自锁式扭簧驱动无人机展开。
在上述的一体化无人机中，所述主翼段下表面设置有加强肋，加强肋设置有与滑道配合的导向片。
无人机的两根加强肋向下翼面延伸形成导向片。
在上述的一体化无人机中，所述弹射箱内设置有多个用于支撑弹力绳的导柱，导柱分布于滑道的两侧。
在上述的一体化无人机中，所述每个所述滑道两侧各设置至少两个导柱，弹力绳绕过导柱形成U形形状，导向片从弹力绳U形的底部将弹力绳压紧。
在上述的一体化无人机中，所述翼尖设置有滑轮，弹射箱内部与设置滑道的侧面相对的侧面设置有引导轨道，引导轨道与滑轮相适配。
在上述的一体化无人机中，所述无人机设置有机械防抖高清摄像头和红外摄像头，机械防抖高清摄像头负责视觉侦察，红外摄像头负责红外侦察，对热成像敏感度高的位置点进行标记并反馈到地面站。
在上述的一体化无人机中，所述无人机设置有弹药模块和标识模块，标识模块被投放于某区域后，会发射位置信息，由地面站接收并发送到上级作战单元，无人机会向地面报告位置坐标，出现突然通讯异常且无法执行返航时，会执行自爆程序而使弹药模块爆炸，电池位置口盖设置电平开关，未中断自爆程序且打开口盖的情况下会触发自爆开关。
在上述的一体化无人机中，所述弹药模块外壳由玻纤、碳纤铺设，弹药模块内置TNT，单个弹药模块内置TNT药量为400g；标识模块外壳为非金属材料，标识模块集成锂电及信号发射单元，模块整体重量小于200g。
在上述的一体化无人机中，所述主翼段、侧翼段、翼尖小翼的主梁为上下梁复式布局，且主梁材料为碳纤、玻纤，翼肋为碳纤材料。
在上述的一体化无人机中，所述弹射箱设置有用于固定和松开无人机的固定机构，固定机构包括开设于导向片底部的豁口、连接于箱体的弹射钩，弹射钩在垂直箱体连接滑道的侧壁的方向移动，无人机位于箱体内时，弹射钩与豁口正对。
具体的，驱动弹射钩移动的可以为任何能够实现使弹射钩沿着垂直箱体连接滑道的侧壁的方向移动的驱动结构。
比如，弹射钩穿过箱体且与箱体转动连接，弹射钩伸出箱体外的端部与箱体外壁之间设置有弹性件。弹性件可以为弹簧。
当无人机沿着滑道逐渐进入箱体内时，随着导向片的移动，导向片压动弹射钩转动，直到豁口正对弹射钩，此时弹射钩被弹性件驱动卡入豁口内，实现了对无人机的固定。对无人机进行发射时，将弹射钩伸出箱体外的端部向靠近箱体外壁的方向按动，弹射钩即脱离豁口。
比如，弹射钩穿过箱体，弹射钩沿着垂直于箱体连接滑道的侧壁的方向移动，弹射钩伸出箱体的端部之间连接有端板，端板于箱体外壁之间设置有弹性件。
箱体与弹射钩之间设置有保险销。
综上所述，本申请至少包括以下有益技术效果：
1)本发明的无人机本体自身可折叠机存放于弹射箱中，便于单兵携带；
2)无人机可于弹射箱中弹射起飞，在无跑道的情况下可执行作战任务；
3)自动化程度高，无人机按照操作人员输入巡航路线进行巡航，集成的测距传感器可完善控制逻辑；
4)全机采用轻量化结构设计，整机结构重量小于设备及挂载载荷重量。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中一体化无人机的全机结构数模图；
图2为弹射箱主要结构示意图；
图3为弹射箱的立体结构图；
附图标记说明：1、主翼段；2、侧翼段；3、翼尖小翼；
4、箱体；41、滑道；42、弹力绳；43、导柱。
具体实施方式
下面结合附图1-3和具体实施例对本申请作进一步详细的描述：
参照图1-3，一种单兵察打一体化无人机，可单兵携带、弹射箱弹射起飞、低空飞行、视觉侦察、红外侦察，无人机包括5个翼段，其中1个主翼段1、2个侧翼段2、2个翼尖小翼，侧翼段2转动连接于主翼段1的两侧，翼尖小翼3转动连接于侧翼段2远离主翼段1的端部，主翼段1与侧翼段2之间、侧翼段2与翼尖小翼3之间均有自锁式扭簧，用以将无人机折叠存入弹射箱。无人机可折叠存放于弹射箱中，并从弹射箱弹射起飞，实现单兵携带且使用不受场地限制。
无人机主要配置系统有飞控系统、推进系统、能源系统、测控系统、战斗部、标识模块系统、弹射箱系统、单兵便携式地面站系统。飞控系统为飞控机；推进系统包括驱动无人机移动的电机；能源系统为电池，用于对推进系统提供能源；测控系统为链路，用于跟地面进行通信；战斗部为弹药模块，用于被投射作战；标识模块系统用于被投射后标记目标位置；弹射箱系统用于将无人机弹射出去；单兵便携式地面站系统用于操控无人机并观察分析传回的可视化数据和图像。
主翼段1、侧翼段2、翼尖小翼3的主梁为上下梁复式布局，且主梁材料为碳纤、玻纤，翼肋为碳纤材料。蒙皮使用含纤维热缩膜。高速无刷电机位于飞机前部，电机控制器由锂电池供电，锂电舱口位于主翼段1的上翼面。
参照图2和图3，弹射箱包括箱体4、设置于箱体4内的滑道41、设置于箱体4内用于弹射无人机的弹力绳42、设置于箱体4内的多个用于支撑弹力绳42的导柱43，滑道41内有多个滑轮，导柱43分布于滑道41的两侧，每个滑道41两侧各设置至少两个导柱43，弹力绳42绕过导柱43形成U形形状，主翼段1下表面设置有加强肋，加强肋连接有与滑道41配合的导向片，无人机的两根加强肋向下翼面延伸的导向片为金属材质。。导向片可以从弹力绳42的U形底部将弹力绳42压紧。本实施例中，滑道41设置两个，导柱43设置7个，且导柱43形成M形，M形的顶部位置由两个导柱43形成，弹力绳42绕过导柱43形成M形，滑道41垂直于弹力绳42在M形顶部位置的水平段。无人机位于弹射箱内时，侧翼段2位于主翼段1的上表面，翼尖小翼3位于侧翼段2的上部，主翼段1平行于滑道41，无人机脱离弹射箱后，自锁式扭簧驱动无人机展开。
翼尖小翼3设置有金属的滑轮，弹射箱内部与设置滑道41的侧面相对的侧面设置有引导轨道，引导轨道与滑轮相适配。无人机在弹出时，导向片与弹射箱底面滑道41的滑轮接触，翼尖小翼3的滑轮与箱体4内的引导轨道接触
弹射箱设置有用于固定和松开无人机的固定机构，固定机构包括开设于导向片底部的豁口、连接于箱体4的弹射钩，弹射钩在垂直于箱体4连接有滑道41的侧壁的方向移动，无人机位于箱体4内时，弹射钩与豁口正对。本实施例中，弹射钩穿过箱体4且与箱体4转动连接，弹射钩伸出箱体4外的端部与箱体4外壁之间设置有弹簧。当无人机沿着滑道逐渐进入箱体4内时，随着导向片的移动，导向片压动弹射钩转动，直到豁口正对弹射钩，此时弹射钩被弹簧驱动卡入豁口内，实现了对无人机的固定。对无人机进行发射时，将弹射钩伸出箱体外的端部向靠近箱体外壁的方向按动，弹射钩即脱离豁口。箱体4与弹射钩之间设置有保险销。
无人机折叠后放入箱体4时，导向片沿着滑道41像箱体4内移动，同时导向片推着弹力绳42并拉伸弹力绳42，直到无人机位于箱体4的底部后，固定机构将无人机固定于箱体4内。需要发射无人机时，首先使电机转到一定转速，然后固定机构将无人机的固定解除，然后导向片与滑道41连接的滑轮接触，翼尖小翼3的滑轮与引导轨道接触，弹性绳的弹力驱动无人机弹出弹射箱。
无人机设置有机械防抖高清摄像头和红外摄像头，红外摄像头位于主翼段1的下表面，机械防抖高清摄像头负责视觉侦察，红外摄像头负责红外侦察，对热成像敏感度高的位置点进行标记并反馈到地面站。
无人机设置有链路终端与飞控机，无人机的红外摄像头与高清摄像头的实时数据同时发送到链路终端与飞控机，图像存至飞控机进行压缩存储，同时通过链路进行下传发送到地面站，地面站对异常热源与目标物进行智能识别，由操作人员进行判别与分析。
无人机设置有弹药模块和标识模块，弹药模块与标识模块均存放于主翼段1，携带弹药模块不超过2个，标识模块不超过1个，标识单元、弹药模块舱口位于主翼段1的下翼面，主翼段1的下翼面舱口开关的锁紧与打开由舵机作为主要的执行机构，弹药模块与标识模块均由下翼面的舱口进行投放。标识模块被投放于某区域后，会发射位置信息，由地面站接收并发送到上级作战单元，无人机会向地面报告位置坐标，出现突然通讯异常且无法执行返航时，会执行自爆程序而使弹药模块爆炸，电池位置口盖设置电平开关，未中断自爆程序且打开口盖的情况下会触发自爆开关。弹药模块外壳由玻纤、碳纤铺设，弹药模块内置TNT，单个弹药模块内置TNT药量为400g；标识模块外壳为非金属材料，标识模块集成锂电及信号发射单元，模块整体重量小于200g。
无人机装有前向、下向测距传感器，测距传感器数据辅助完成飞控与弹药模块的控制逻辑。
无人机会一直向地面报告位置坐标，无人机的位置坐标可以通过GPS、北斗等获得，出现突然通讯异常且无法执行返航时，会执行自爆程序，电池位置口盖设置电平开关，未中断自爆程序且打开口盖的情况下会触发自爆开关。
标识模块被投放于某区域后，会发射位置信息，由地面站接收并发送到上级作战单元。
单兵便携式地面站系统由链路地面装置与PC组成。
本实施例的实施原理如下：
无人机不执行任务时，弹力带处于松弛状态,此时无人机的导向片不钩住弹力带并存放于弹射箱中。
无人机准备执行任务时,将无人机取出，使导向片钩住弹力带并往弹射箱内推动，直至弹射钩卡入导向片的豁口中，此时便达到发射状态。
拔出保险销，按住弹射钩伸出箱体的一端，弹射钩便不再卡住加强肋，弹力带推动无人机弹出弹射箱，无人机没有弹射箱限位后，机翼在空中展开。
以上所述内容，仅为本发明的最佳的具体方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：包括弹射箱和无人机，无人机包括1个主翼段(1)、2个侧翼段(2)、2个翼尖小翼(3)，侧翼段(2)转动连接于主翼段(1)的两侧，翼尖小翼(3)转动连接于侧翼段(2)远离主翼段(1)的端部，主翼段(1)与侧翼段(2)之间、侧翼段(2)与翼尖小翼(3)之间均有自锁式扭簧，用以将无人机折叠存入弹射箱；
弹射箱包括箱体(4)、设置于箱体(4)内的滑道(41)、设置于箱体(4)内用于弹射无人机的弹力绳(42)；
无人机位于弹射箱内时，侧翼段(2)位于主翼段(1)的上表面，翼尖小翼(3)位于侧翼段(2)的上部，无人机脱离弹射箱后，自锁式扭簧驱动无人机展开。
2.根据权利要求1所述的一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：所述主翼段(1)下表面设置有加强肋，加强肋设置有与滑道(41)配合的导向片。
3.根据权利要求2所述的一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：所述弹射箱内设置有多个用于支撑弹力绳(42)的导柱(43)，导柱(43)分布于滑道(41)的两侧。
4.根据权利要求3所述的一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：所述每个所述滑道(41)两侧各设置至少两个导柱(43)，弹力绳(42)绕过导柱(43)形成U形形状，导向片的端部从弹力绳(42)U形的底部将弹力绳(42)压紧。
5.根据权利要求1所述的一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：所述翼尖小翼(3)设置有滑轮，弹射箱内部与设置滑道(41)的侧面相对的侧面设置有引导轨道，引导轨道与滑轮相适配。
6.根据权利要求1所述的一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：所述无人机设置有机械防抖高清摄像头和红外摄像头，机械防抖高清摄像头负责视觉侦察，红外摄像头负责红外侦察，对热成像敏感度高的位置点进行标记并反馈到地面站。
7.根据权利要求1所述的一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：所述无人机设置有弹药模块和标识模块，标识模块被投放于某区域后，会发射位置信息，由地面站接收并发送到上级作战单元，无人机会向地面报告位置坐标，出现突然通讯异常且无法执行返航时，会执行自爆程序而使弹药模块爆炸，电池位置口盖设置电平开关，未中断自爆程序且打开口盖的情况下会触发自爆开关。
8.根据权利要求7所述的一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：所述弹药模块外壳由玻纤、碳纤铺设，弹药模块内置TNT，单个弹药模块内置TNT药量为400g；标识模块外壳为非金属材料，标识模块集成锂电及信号发射单元，模块整体重量小于200g。
9.根据权利要求1所述的一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：所述主翼段(1)、侧翼段(2)、翼尖小翼(3)的主梁为上下梁复式布局，且主梁材料为碳纤、玻纤，翼肋为碳纤材料。
10.根据权利要求1所述的一种单兵察打一体化无人机，其特征在于：所述弹射箱设置有用于固定和松开无人机的固定机构，固定机构包括开设于导向片底部的豁口、连接于箱体(4)的弹射钩，弹射钩在垂直于箱体(4)连接有滑道(41)的侧壁的方向移动，无人机位于箱体(4)内时，弹射钩与豁口正对。
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- 2021-12-30 CN CN202111651716.4A patent/CN114426099A/zh active Pending
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