[发明专利]一种大型货运无人机自动空投装置及控制方法

权利要求书

1.一种大型货运无人机自动空投装置，其特征在于，所述装置包括连接架装置、信息采集装置和分析控制装置，所述连接架装置设有环形框架，所述环形框架依次设置有减速伞可控锁扣、伸缩绳连接扣和抛投物可控锁扣，所述减速伞可控锁扣两侧设有减速伞连接扣，所述伸缩绳连接扣与伸缩绳的一端连接，所述伸缩绳的另一端设有套环，所述套环通过连接绳与抛投袋相连，所述套环与所述抛投物可控锁扣连接；所述信息采集装置采集飞行信息，所述飞行信息包括：无人机飞行速度、飞行高度、风速、风速方向；所述分析控制装置根据所述飞行信息，并根据所述抛投袋质量、抛投袋大小、减速伞开伞高度及空投目标点坐标，确定空中抛投点；所述减速伞连接扣用以连接减速伞和环形框架，所述减速伞可控锁扣用于锁扣减速伞，所述减速伞可控锁扣打开时，所述减速伞打开。

2.根据权利要求1所述的一种大型货运无人机自动空投装置，其特征在于，所述分析控制装置根据飞行高度和所述减速伞开伞高度控制减速伞可控锁扣开锁时间，所述抛投物可控锁扣开锁时间为减速伞可控锁扣开锁后5秒。

3.根据权利要求1所述的一种大型货运无人机自动空投装置，其特征在于，所述抛投袋内放置有抛投物，所述抛投袋为球形。

4.根据权利要求3所述的一种大型货运无人机自动空投装置，其特征在于，根据抛投物体积大小选择合适半径的所述抛投袋。

5.根据权利要求1所述的一种大型货运无人机自动空投装置，其特征在于，根据抛投物质量大小选择合适弹力系数的所述伸缩绳。

6.一种对权利要求1-5任一项所述的一种大型货运无人机自动空投装置进行控制的控制方法，包括以下步骤：

S1)将抛投物置于抛投袋内，选择合适弹力系数的伸缩绳；

S2)确定空投目标点位置坐标及风向；

S3)设置大型货运无人机航线；

S4)确定所述抛投袋的空中抛投点和所述减速伞可控锁扣开锁时间；

S5)由所述空中抛投点抛投后的抛投袋在空中呈类抛物线姿态向下坠落；

S6)所述减速伞可控锁扣开锁，所述减速伞打开，由于减速伞的阻力作用，所述抛投袋瞬间减速，在空中处于近悬停状态，此时抛投袋位于空投目标点正上方；

S7)随后抛投物可控锁扣打开，套环从抛投物可控锁扣中滑出，抛投袋在伸缩绳的牵引下，继续下落，下降至空投目标点。

7.根据权利要求6所述的一种大型货运无人机自动空投装置的控制方法，其特征在于，S3)所述航线设置方法为：飞行至距空投目标点水平距离s₀时，根据风向，调整航线，水平方向上，以空投目标点竖直向上直线与飞行平面交点为圆心，s₀为航线半径，大型货运无人机沿水平圆形弧形航线飞行至空投目标点顺风下方附近，再转向空投目标点方向，直至呈正逆风方向向空投目标点飞行，并保持匀速平飞状态。

8.根据权利要求6所述的一种大型货运无人机自动空投装置的控制方法，其特征在于，S4)所述减速伞可控锁扣开锁时间确定方法，根据大型货运无人机的飞行高度h、减速伞开伞高度h₁、重力加速度g，所述减速伞可控锁扣开锁时间为：

9.根据权利要求6所述的一种大型货运无人机自动空投装置的控制方法，其特征在于，S4)所述空中抛投点确定方法为：根据飞行高度h、飞行速度v₁、风速v₂、抛投袋及其中抛投物总质量m、抛投袋半径r、减速伞开伞高度h₁、空投目标点坐标确定抛投袋的空中抛投点，抛投袋水平方向上所受阻力为：f＝k·(v₁+v₂)²·r₂，f为水平方向上受到的阻力，k为阻力系数，求出水平方向上加速度抛投袋水平初速度等于飞行速度v₁，时间求出所述抛投袋抛投后经过t₁时间的水平抛投距离s₁，从而确定所述空中抛投点为距所述空投目标点水平抛投距离为s₁的位点。