[发明专利]一种子母式无人机系统及其工作方法

说明书

本发明涉及无人机侦察与协同作业技术领域，涉及一种子母式无人机系统，包括母机和子机，在母机上安装有装载平台，装载平台上设有固定闭锁装置，子机通过固定闭锁装置固定在装载平台上；子机包括旋翼系统、电源模块、飞控航电模块、侦察相机模块、定位模块和视觉识别系统；侦察相机模块包括相机和图像传输模块，相机和图像传输模块连接，用于在侦察作业阶段负责实时搜索成像和图像回传；定位模块和视觉识别系统共同组成子机的定位系统。还公开了其工作方法，利用母机进行高空长航程巡航侦察任务，子机分离后可独自进行低空局部精细侦察与搜索任务；子机通过固定闭锁装置固定在母机机身，结构稳定性与抗干扰能力强。

技术领域

本发明涉及无人机侦察与协同作业技术领域，特别涉及一种子母式无人机系统及其工作方法。

背景技术

传统中型固定翼侦察无人机只能利用航拍设备进行高空远距离、大范围侦察，对于复杂且隐蔽的地形(如丘陵，地穴，树林，楼房等)，无法进行低空局部精细侦察搜索；而传统小型无人机(旋翼)虽然可以进行近距离局部侦察搜索，但缺陷在于航程小，航时短。而在很多需要侦察作业的实际情况中，一般既需要远距离长航时巡航侦察，又需要局部精确侦察搜索；传统的侦察无人机通常难以满足需求，需要对同时满足复杂工况与环境的侦察无人机进行研究与设计。

子母式构型的多无人机系统可以解决当前问题，但现有技术方案存在诸多缺陷，其中最主要的是结构缺陷：现有子母回收机构采用悬吊式外置机构，结构稳定性差，抗干扰能力弱，难以应对各种突发情况与恶劣空况；此外性能方面：母机机动性不足，子母回收机构限制了子母双系统的灵活分离与回收；系统体积较大，隐蔽性弱，在进行局部精细侦察时极易暴露目标；并且母机功能受限，主要作为子机载具，子母协同能力弱；子机数量(单架)少，不足以满足实际侦察作业中多地点，多目标协同作业需求。因此，需要结合侦察作业的实际要求，对子母式无人机系统的稳定性，机动性与协同性方面做出改进与进一步设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种子母式无人机系统及其工作方法，解决了传统子母式构型无人机结构稳定性差，抗干扰能力弱，难以应对各种突发情况与恶劣空况的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种子母式无人机系统，包括母机和子机；

在母机上安装有装载平台，装载平台上设有固定闭锁装置，子机通过固定闭锁装置固定在装载平台上；

子机包括旋翼系统、电源模块、飞控航电模块、侦察相机模块、定位模块和视觉识别系统；

飞控航电模块，用于负责飞行控制、卫星定位和数据链路传输；

侦察相机模块包括相机和图像传输模块，相机和图像传输模块连接，用于在侦察作业阶段负责实时搜索成像和图像回传；

视觉识别系统，用于对装载平台上的固定闭锁装置进行识别与搜索，并引导子机飞到固定闭锁装置处；

定位模块包括电磁装置，用于将子机牵引降落到固定闭锁装置上；

定位模块和视觉识别系统共同组成子机的定位系统，用于实现子机在回收阶段时在装载平台上进行定位与降落。

进一步，装载平台设置在母机的机身上方，装载平台上方设有防护罩、第一步进电机和牵引环，防护罩一侧与装载平台铰接，另一侧与装载平台通过牵引环连接；牵引环与第一步进电机连接，步进电机与飞控航电模块连接，第一步进电机的工作指令通过飞控航电模块由地面站实时操纵。

进一步，固定闭锁装置包括限位装置和闭锁装置，限位装置为磁性吸附块，用于吸附子机；

闭锁装置包括重量感应器、机械卡锁和第二步进电机，第二步进电机内部装有电机螺柱，电机螺柱一端与机械卡锁的中心孔套接并紧固；重量感应器安装在磁性吸附块下方，第二步进电机固定在母机机身上；