阅读说明：本技术 一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统 (Rope hook recovery damping system based on brushless motor ) 是由 陆方舟 马祥森 曾鹏 王宣博 崔志兴 于 2019-12-09 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统,所述绳钩回收阻尼系统包括回收电机、回收绳索、线轮、系统支架和回收电机支架；所述回收绳索用于传递无人机的缓冲力,提供少量弹性及阻尼：所述线轮用于将回收电机输出的扭矩传递至回收绳索；所述回收电机用于电能与机械能之间的双向转换。本发明用无刷电机为动力源,系统响应速度快,且可通过电控系统对回收力度快速调整,回收阻尼自适应,安全可靠,设计性强。(The invention provides a rope hook recovery damping system based on a brushless motor, which comprises a recovery motor, a recovery rope, a wire wheel, a system support and a recovery motor support, wherein the recovery motor is arranged on the recovery rope; retrieve the rope and be used for transmitting unmanned aerial vehicle's buffer power, provide a small amount of elasticity and damping: the wire wheel is used for transmitting the torque output by the recovery motor to the recovery rope; the recovery motor is used for bidirectional conversion between electric energy and mechanical energy. The invention uses the brushless motor as a power source, has high system response speed, can quickly adjust the recovery force through the electric control system, has self-adaptive recovery damping, is safe and reliable and has strong design.)

一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统

【技术领域】

本发明涉及航空飞行器的回收装置设计技术领域，尤其涉及一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统。

【背景技术】

无人机绳钩回收系统可实现中、小型无人机的精确定点回收，促进了无人机在特殊场地的广泛应用。为保证无人机系统的地域适应性，满足机动灵活、高效可靠的使用要求，绳钩回收系统需要具备结构简单、响应快速、适应性强、安全可靠等特性。

阻尼系统为无人机绳钩回收实现的核心关键，常规无人机绳钩回收系统，多采用橡筋或水涡轮作为阻尼装置，实现对机体的缓冲及动能吸收，并利用橡筋弹性实现无人机减速后的拉升。该类阻尼系统结构复杂，维护性相对差，且易产生振荡，可靠性相对较低，对于机体的缓冲效果较差，难以保证机体结构安全，导致一定的维修成本。

因此，有必要研究一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统，来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【

发明内容

】

有鉴于此，本发明提供了一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统，其优点在于，采用无刷电机为动力源，系统响应速度快，且可通过电控系统对回收力度快速调整，回收阻尼自适应，安全可靠，设计性强。

一方面，本发明提供一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统，所述绳钩回收阻尼系统用于无人机回收，所述绳钩回收阻尼系统包括回收电机、回收绳索和线轮，所述回收绳索绕设于线轮上，所述线轮连接回收电机。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述绳钩回收阻尼系统包括回收绳索、两个回收电机和两个线轮，所述回收绳索绕两端分别绕设于两个线轮上，两个所述线轮连接两个回收电机。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述线轮的转轴与回收电机的输出轴相连。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述回收绳索用于传递无人机的缓冲力，提供部分弹性及阻尼：

所述线轮用于将回收电机输出的扭矩传递至回收绳索；

所述回收电机用于电能与机械能之间的双向转换。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述绳钩回收阻尼系统还包括系统支架和回收电机支架，所述回收电机通过回收电机支架连接系统支架，所述系统支架固定于地面或回收车。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述系统支架上设有滑动机构，所述回收绳索用于无人机回收的部分穿过系统支架上的滑动机构，形成缓冲段，并固定在系统支架的对应位置。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述回收电机为可双向输出的无刷电机，所述回收电机连接电控系统。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种基于无刷电机的无人机回收方法，所述无人机回收方法包括：回收绳索伸长过程和回收绳索回收过程；

所述回收绳索伸长过程为：无人机以回收速度撞向回收绳索，回收绳索沿机翼前缘滑向位于翼梢的锁紧机构并锁紧，无人机继续运动，带动回收绳索伸长，从而带动线轮转动，线轮转动带动回收电机转动做功，将机械能转化为电能，通过电阻耗散或存储于电容；

所述回收绳索回收过程为：无人机速度降低后，电控系统根据无人机高度计算牵拉高度，提供角位移给回收电机，回收电机带动线轮反向旋转，收缩回收绳索，使无人机达到安全高度。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电控系统用于在回收绳索回收过程中，实时测量缓冲力并实时调整。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

(1)采用无刷电机为动力源，系统可靠性高，回收阻尼可实现自适应。

(2)结构简单，维护性好，可兼容不同的回收系统结构形式，应用范围广。

(3)响应速度快，采用电控系统实时计算缓冲力及安全高度，缓冲性能稳定。

(4)参数可控性强，可通过电控系统实现较强的设计性，缓冲力可调范围广，有效减小系统结构尺寸，应用范围更广泛。

安全高效，可避免回收过程中的振荡及过度回弹造成的机体结构损伤，降低维修成本。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一个实施例提供的绳钩回收阻尼系统的结构图。

其中，图中：

1-回收电机；2-线轮；3-回收绳索；4-无人机；5-系统支架；6-回收电机支架。

【

具体实施方式

】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本发明提供一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统，所述绳钩回收阻尼系统用于无人机回收，所述绳钩回收阻尼系统包括回收电机1、回收绳索3和线轮2，所述回收绳索3绕设于线轮2上，所述线轮2连接回收电机1。

一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统，所述绳钩回收阻尼系统用于无人机回收，所述绳钩回收阻尼系统包括回收绳索3、两个回收电机1和两个线轮2，所述回收绳索3绕两端分别绕设于两个线轮2上，两个所述线轮2连接两个回收电机1。

所述回收绳索3用于传递无人机4的缓冲力，提供部分弹性及阻尼：

所述线轮2用于将回收电机1输出的扭矩传递至回收绳索3；

所述回收电机1用于电能与机械能之间的双向转换。

所述线轮2的转轴与回收电机1的输出轴相连。

所述绳钩回收阻尼系统还包括系统支架5和回收电机支架6，所述回收电机1通过回收电机支架6连接系统支架5，所述系统支架5固定于地面或回收车。所述系统支架5上设有滑动机构，所述回收绳索3用于无人机4回收的部分穿过系统支架5上的滑动机构，形成缓冲段，并固定在系统支架5的对应位置。所述回收电机1为可双向输出的无刷电机，所述回收电机1连接电控系统。

一种基于无刷电机的无人机回收方法，所述无人机回收方法包括：回收绳索3伸长过程和回收绳索3回收过程；

所述回收绳索3伸长过程为：无人机4以回收速度撞向回收绳索3，回收绳索3沿机翼前缘滑向位于翼梢的锁紧机构并锁紧，无人机4继续运动，带动回收绳索3伸长，从而带动线轮2转动，线轮2转动带动回收电机1转动做功，将机械能转化为电能，通过电阻耗散或存储于电容；

所述回收绳索3回收过程为：无人机4速度降低后，电控系统根据无人机4高度计算牵拉高度，提供角位移给回收电机1，回收电机1带动线轮2反向旋转，收缩回收绳索3，使无人机4达到安全高度,防止与地面或系统支架发生触碰。

所述电控系统用于在回收绳索3回收过程中，实时测量缓冲力并实时调整。

实施例

本实施例提供一种基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统及无人机回收方法，其中以回收电机1和线轮2均为一个为例。如图1所示，本发明的绳钩回收阻尼系统，包括回收电机1、线轮2、回收电机支架6、回收绳索3等。优选所述基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统包括回收电机1，线轮2，回收绳索3，无人机4，回收电机支架6，系统支架5。

系统支架5固定于地面或回收车；

回收电机支架6与系统支架5相连接；

回收电机1固定于回收电机支架6；

回收绳索3一端固定于线轮2，并缠绕于线轮2；

线轮2转轴与回收电机1的输出轴相连；

回收绳索3另一端穿过系统支架5的对应滑动机构，形成缓冲段，并固定在系统支架5对应位置；

回收时无人机4以回收速度撞向回收绳索3，回收绳索3沿机翼前缘滑向位于无人机4翼梢的锁紧钩并锁紧，随着无人机4继续运动，带动回收绳索3伸长，从而带动线轮2转动，线轮2转动带动回收电机1转动做功，将动能转化为电能，通过电阻耗散或存储于电容。

回收过程中，电控系统实时测量缓冲力并实时调整；

无人机4降低到要求速度后，电控系统根据无人机4高度计算牵拉高度，控制回收电机1带动线轮2反向旋转，收缩回收绳索3，使无人机4达到安全高度。

回收绳索3根据实际的回收速度要求，选取合适的弹性及阻尼特性。

系统支架5的结构形式，可根据无人机4的特性及实际回收要求设计。

综上所述，可实现本发明的适用于中、小型无人机回收的基于无刷电机的绳钩回收阻尼系统，该系统采用无刷电机为动力源，结构简单，可靠性强，具有安全高效，缓冲参数可调，适用范围广，可设计性强等优势，能够满足中、小型无人机系统精确定点回收的需求。

本发明采用无刷电机作为吸能耗散装置，将回收机械能转化为电能并通过电阻发热耗散，并由无刷电机输出拉力提升无人机至安全高度。

该阻尼系统采用无刷电机为动力源，系统更加稳定可靠。回收阻尼可实现自适应，从而有效避免在缓冲阶段产生的振荡过载，不会对机体结构产生附加伤害。

该阻尼系统结构更为简单，无刷电机动力源的使用，简化了传统的弹簧阻尼系统形式，提高了维护性，并且可兼容不同的回收系统结构形式，及较广的回收系统结构尺寸范围。

该阻尼系统响应速度更快，采用电控系统保证缓冲性能稳定，避免回弹振荡造成机体结构损伤。通过电控系统实时计算安全高度，保证机体提升阶段的安全高效。

该阻尼系统采用无刷电机实现缓冲，因此回收缓冲力度可实时调整，与传统阻尼系统相较，参数可控性更强。同时可通过电控系统实现较强的可设计性，缓冲力可调范围广，可减小系统结构尺寸，应用范围更广泛。

以上对本申请实施例所提供的一种绳钩回收阻尼系统，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。