阅读说明：本技术 一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置及方法 (Unmanned automatic grabbing, hanging and transporting device and method for helicopter ) 是由 雍利鹏 白新玉 李永亮 薛美萍 薛振华 常飞 张学程 于 2020-07-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置及方法,所述方法包括：标靶放置方法、识别定位方法、自动抓取方法、吊挂监控方法和投放卸载方法。有人直升机或无人直升机在地面无人值守的情况下,借助标靶识别定位系统,实现对与货物连接的标靶进行抓取吊挂,进而完成货物吊挂运输,具有人工参与度低,安全性高等特点。(The invention discloses an unattended automatic grabbing, hanging and transporting device and method for a helicopter, wherein the method comprises the following steps: the target placement method, the identification positioning method, the automatic grabbing method, the hanging monitoring method and the throwing unloading method. Someone helicopter or unmanned helicopter are under the unmanned on duty's on ground condition, with the help of mark target identification positioning system, realize snatching the target of being connected with the goods and hang, and then accomplish the goods and hang the transportation, have artifical participation degree low, characteristics such as security height.)

一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置及方法

技术领域

本发明属于直升机外吊挂运输领域，具体涉及一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置及方法。

背景技术

直升机在执行货物外吊挂运输之前，需要将与货物连接的索具悬挂在货物挂钩装置的挂钩上。现有悬挂方法有两种：一种悬挂方法是直升机降落地面，货物放置于直升机侧面，人工将索具悬挂在货物挂钩装置的挂钩上，直升机起飞，吊挂货物运输飞行。该种方法存在以下问题：1、需要调整好货物与直升机之间的距离，既需保证旋翼与货物不发生碰撞，又需保证人工顺利悬挂索具；2、直升机起落架一般较低，操作空间狭小，人工挂载不方便；3、直升机起飞时，如果姿态调整不及时，容易受索具侧向拉力，造成安全事故。

另一种悬挂方法是直升机飞至货物上空悬停，人工将索具悬挂在货物挂钩装置的挂钩上，直升机上升，吊挂货物运输飞行。该种方法存在以下问题：1、直升机需要尽可能降低高度，以便操作人员能够悬挂索具，此时，一旦受到侧风等环境影响，直升机将很难操控，造成安全事故；2、直升机飞行过程中将产生最大300kV的电压，容易电击伤人；3、直升机旋翼旋转产生的风较大，可能对悬挂索具人员造成伤害。

发明内容

本发明的目的是提供一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置及方法，具体通过标靶放置方法、识别定位方法、自动抓取方法、吊挂监控方法和投放卸载方法实现直升机无人值守自动抓取吊挂运输，人工参与度低，安全性高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置，包括自动抓取装置、标靶；所述自动抓取装置连接在直升机的底部，发射机安装在所述自动抓取装置的顶部；所述标靶顶部安装有电子标签，所述标靶下部固定有索具，所述索具连接有吊钩，所述吊钩用于连接货物；

所述直升机上安装有标靶识别定位系统，所述标靶识别定位系统包括接收机。

本发明的另一个技术方案是：

一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输方法，基于所述的直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置，包括以下步骤：

1)直升机上的标靶识别定位系统搜寻到所需吊挂得货物对应的标靶上的电子标签发出的货物信息后，锁定该标靶；

2)利用自动抓取装置上发射机发出的信息和标靶上电子标签发出的信息，得到自动抓取装置和标靶之间的相对位置，根据相对位置，引导直升机调整位置姿态，直升机带动自动抓取装置进入标靶的可抓取范围内，直升机下降，标靶进入自动抓取装置内，实现对标靶的自动抓取。

进一步的，还包括步骤3)，标靶自动抓取后，直升机上升，带动自动抓取装置上升，进而吊起货物，运输至目的地。

进一步的，步骤1)中，吊挂运输任务开始之前，地面人员提前将货物与吊钩连接好，打开电子标签的开关，输入货物的信息。

进一步的，如果有多批次或不同的货物，则分别将货物与各货物各自对应的标靶连接后，输入相应货物得信息，将各个标靶均支撑放置于地面。

进一步的，吊挂运输任务开始之前，分开标靶的支撑腿，将标靶放置于平坦地面。

进一步的，步骤3)中，直升机在吊挂飞行过程中，如果出现不能继续吊挂飞行的情况时，打开自动抓取装置，投放标靶和货物。

进一步的，步骤3)中，如果吊挂飞行正常，直升机运输货物至目的地后，下降高度，货物触地后，打开自动抓取装置，投放标靶，直升机飞离，地面人员将货物与吊钩分离，获得所需物资。

进一步的，步骤3)中，在吊挂运输飞行过程中，通过监测发射机的摆动位置信息得到货物的摆动姿态。

进一步的，如果货物摆动超出允许范围，则及时调整直升机姿态，保证吊挂飞行安全。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明实施例提供的直升机无人值守自动抓取吊挂运输方法包括：标靶放置方法、识别定位方法、自动抓取方法、吊挂监控方法和投放卸载方法。有人直升机或无人直升机在地面无人值守的情况下，借助标靶识别定位系统，实现对与货物连接的标靶进行抓取吊挂，进而完成货物吊挂运输，具有人工参与度低，安全性高等特点。

进一步的，地面人员提前将货物与标靶上索具的吊钩连接好，打开标靶上电子标签的开关，输入货物信息，分开标靶的支撑腿，放置于较为平坦地面。如果有多批次或不同货物，则分别与各标靶连接后，输入相应货物信息，均放置于地面，之后挂载过程无需地面人员参与。

进一步的，直升机飞至标靶附近上空，根据预先接收到的吊挂运输指令，标靶识别定位系统搜寻到所需吊挂货物对应标靶上电子标签发出的货物信息后，确认信息并锁定该标靶，实现标靶的识别定位。

进一步的，利用自动抓取装置上发射机发出的信息和标靶上电子标签发出的信息，解算出自动抓取装置和标靶之间的相对位置，根据相对位置，引导直升机调整位置姿态，直升机带动自动抓取装置进入标靶的可抓取范围内，直升机下降，标靶头进入自动抓取装置内，实现对标靶的自动抓取。

进一步的，直升机上升，带动自动抓取装置上升，进而吊起货物，运输至目的地。在吊挂运输飞行过程中，通过监测自动抓取装置上发射机的摆动位置信息，反算出货物摆动姿态，如果货物摆动超出允许范围，则及时调整直升机姿态，保证吊挂飞行安全。

进一步的，直升机在吊挂飞行过程中，如果出现不能继续吊挂飞行的情况时，打开自动抓取装置投放标靶和货物。如果吊挂飞行正常，直升机运输货物至目的地后，下降高度，货物触地后，打开自动抓取装置投放标靶，直升机飞离，地面人员将货物与标靶上索具的吊钩分离，获得所需物资。

因此，采用直升机无人值守自动抓取吊挂运输方法，只需人工提前将与货物连接的标靶支撑于地面，直升机实现对标靶进行抓取吊挂，悬挂过程无需人工参与，可以规避现有两种方法存在的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置示意图；

图2为本发明实施例提供的直升机无人值守自动抓取吊挂运输方法中标靶识别定位示意图；

图3为本发明实施例提供的直升机无人值守自动抓取吊挂运输方法中货物摆动幅度监测示意图；

其中：1直升机，2发射机，3自动抓取装置，4电子标签，5标靶，6索具，7吊钩，8货物，9接收机。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

本发明实施例提供了一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置及方法。

一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输方法，包括标靶放置方法、识别定位方法、自动抓取方法、吊挂监控方法和投放卸载方法实现直升机无人值守自动抓取吊挂运输，示意图如图1所示，具有人工参与度低，安全性高等特点。

吊挂运输任务开始之前，地面人员提前将货物8与标靶5上的索具6的吊钩7连接好，打开标靶5上电子标签4的开关，输入货物信息，分开标靶5的支撑腿，放置于较为平坦地面。如果有多批次或不同货物，则分别与各标靶5连接后，输入相应的货物信息，将各个标靶5均分别支撑放置于地面，之后挂载过程无需地面人员参与。

吊挂运输任务开始之后，直升机1飞至标靶5附近上空，根据预先接收到的吊挂运输指令，标靶识别定位系统搜寻到所需吊挂货物对应标靶上的电子标签4发出的货物信息后，确认信息并锁定该标靶5，实现标靶5的识别定位。

如图2所示，标靶识别定位后，标靶识别定位系统中四个接收机9(d1、d2、d3、d4)接收到自动抓取装置3上发射机2发出的坐标信息和标靶5上电子标签4发出的坐标信息，得到自动抓取装置3和标靶5之间的相对位置，根据相对位置，直升机1调整位置姿态，自动抓取装置3进入标靶5的可抓取范围内，直升机1下降，标靶进入自动抓取装置3内实现对标靶5的自动抓取。

标靶自动抓取后，直升机1上升，带动自动抓取装置3上升，进而吊起货物8，运输至目的地。在吊挂运输飞行过程中，如图3所示，通过监测自动抓取装置3上的发射机2相对直升机的摆动位置信息，得到货物8的摆动姿态，如果货物8的摆动超出允许范围，则及时调整直升机1姿态，保证吊挂飞行安全。

直升机1在吊挂飞行过程中，如果出现不能继续吊挂飞行的情况时，打开自动抓取装置3投放标靶5和货物8。如果吊挂飞行正常，直升机1运输货物8至目的地后，下降高度，货物8触地后，打开自动抓取装置3投放标靶5，直升机1飞离，地面人员将货物8与标靶5上索具6的吊钩7分离，获得所需物资。

本发明的另一个技术方案是：一种直升机无人值守自动抓取吊挂运输装置，用于所述的直升机无人值守自动抓取吊挂运输方法，包括自动抓取装置3、标靶5；所述自动抓取装置3连接在直升机1的底部，发射机2安装在所述自动抓取装置3的顶部；所述标靶5顶部安装有电子标签4，所述标靶5下部固定有索具6，所述索具6连接有吊钩7，所述吊钩7用于连接货物8；所述直升机1上安装有标靶识别定位系统，所述标靶识别定位系统包括接收机9。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。