一種降落傘脫離系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種降落傘脫離系統及方法，屬于切傘技術領域，其中降落傘脫離系統包括：熔斷裝置，位于降落傘的主傘繩處，用于熔斷主傘繩使降落傘與機體脫離；高度測量裝置，用于測量機體距離地面的高度；脫控裝置，分別與熔斷裝置和高度測量裝置連接，用于根據高度測量裝置測量到的高度控制熔斷裝置的動作。本發明具有可直接重復利用、安全性高、故障率低的優點。
【專利說明】
一種降落傘脫離系統及方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及切傘技術領域，具體涉及一種降落傘脫離系統及方法。
【背景技術】
[0002]飛行器械，例如無人機，在降落過程中，為了防止其沖撞地面等造成機體損傷，通常會使用降落傘。但是，當飛行器械落地后或即將落地前，必須使降落傘和機體立即脫離，以防飛行器械落地后，地面風吹起降落傘，進而拉動飛行器械，使得飛行器械在地面被拖拉甚至翻滾，造成機體損傷。
[0003]目前的降落傘脫離裝置主要是由活動刀片和火藥驅動裝置組成。當飛行器械降落后，火藥驅動裝置爆炸推動活動刀片切斷降落傘主傘繩，起到降落傘脫離的作用。但是，這種降落傘脫離裝置由于采用火藥結構，導致不可簡單重復利用，每次使用后想要再次利用需要比較復雜的復原步驟。并且，由于火藥對機體的安全運行會有一定的隱患，存在安全性低的缺陷。另外這種降落傘脫離裝置的活動部件較多，導致裝置穩定性較差、故障率高。
【發明內容】
[0004]因此，本發明實施例要解決的技術問題在于現有技術中的降落傘脫離裝置不可簡單重復利用、安全性差、故障率高。
[0005]為此，本發明實施例的一種降落傘脫離系統，包括:
熔斷裝置，位于降落傘的主傘繩處，用于熔斷主傘繩使降落傘與機體脫離；
高度測量裝置，用于測量機體距離地面的高度；
脫控裝置，分別與熔斷裝置和高度測量裝置連接，用于根據高度測量裝置測量到的高度控制熔斷裝置的動作。
[0006]優選地，所述熔斷裝置包括:
至少三根直形加熱電阻，每三根直形加熱電阻圍成與主傘繩圓形橫截面相外切的三角形，主傘繩穿過所述三角形區域且與直形加熱電阻相接觸。
[0007]優選地，所述熔斷裝置包括:
螺旋形加熱電阻，主傘繩穿過螺旋形加熱電阻的中空腔且與螺旋形加熱電阻相接觸。
[0008]優選地，所述熔斷裝置還包括:
熱切割模塊，熱切割模塊包括刀片、第一電極和第二電極；
第一電極和第二電極分別與刀片的兩端連接，用于接通電源后導電加熱刀片；
刀片位于靠近主傘繩的位置，用于切斷主傘繩。
[0009]優選地，還包括:
速度測量裝置，用于測量機體的飛行速度，速度測量裝置與脫控裝置連接，脫控裝置根據速度測量裝置測量到的速度控制熔斷裝置的動作。
[0010]優選地，所述高度測量裝置包括測高雷達和激光測距儀中的一種或幾種。
[0011]本發明實施例的一種降落傘脫離方法，包括以下步驟: 高度測量裝置獲取機體距離地面的高度，并將高度發送給脫控裝置；
脫控裝置判斷接收到的高度是否小于或等于預設高度，當接收到的高度小于或等于預設高度時，脫控裝置生成熔斷主傘繩的信號并將其發送給熔斷裝置；
熔斷裝置根據接收到的熔斷主傘繩的信號熔斷主傘繩，使降落傘與機體脫離。
[0012]優選地，所述熔斷裝置根據接收到的熔斷主傘繩的信號熔斷主傘繩，使降落傘與機體脫離的步驟包括:
熔斷裝置根據接收到的熔斷主傘繩的信號，接通加熱電阻使其對主傘繩進行加熱；熔斷裝置判斷在加熱時間達到預設時間后主傘繩是否被熔斷，當在加熱時間達到預設時間后主傘繩沒有被熔斷時，啟動熱切割模塊；
熔斷裝置控制熱切割模塊的第一電極和第二電極接通電源對刀片(131)進行加熱，并控制刀片向主傘繩運動以切斷主傘繩，使降落傘與機體脫離。
[0013]優選地，對主傘繩的加熱為恒溫加熱或變溫加熱。
[0014]優選地，還包括以下步驟:
速度測量裝置獲取機體的飛行速度，并將飛行速度發送給脫控裝置；
脫控裝置判斷接收到的飛行速度是否小于或等于預設飛行速度，當接收到的高度大于預設高度且飛行速度小于或等于預設飛行速度時，脫控裝置生成熔斷主傘繩的信號并將其發送給熔斷裝置；
熔斷裝置根據接收到的熔斷主傘繩的信號熔斷主傘繩，使降落傘與機體脫離。
[0015]本發明實施例的技術方案，具有如下優點:
1.本發明實施例提供的降落傘脫離系統，通過在降落傘的主傘繩處設置熔斷裝置，并設置高度測量裝置，脫控裝置根據高度測量裝置傳送來的高度信息通過電控的方式來控制熔斷裝置的動作，使得可以在飛行器械落地前提前脫離降落傘，不僅可以有效避免飛行器械落地后被降落傘拖拉甚至翻滾，減少機體損傷，而且取代了通過火藥爆炸推動刀片的方式，提高了系統的簡單可重復利用性，并且由于未使用火藥等缺乏安全性的裝置，提高了系統的安全性和穩定性。
[0016]2.本發明實施例提供的降落傘脫離系統，通過設置速度測量裝置，脫控裝置可以根據速度測量裝置傳送來的速度信息輔助判斷是否需要控制熔斷裝置動作，當機體速度低于一定值后，避免風將降落傘刮跑，而改變飛行器械的預設降落位置，增加搜尋難度，可以及時熔斷主傘繩使降落傘和機體脫離，提高了系統的環境適應性，也因系統具有高度和速度的雙重判斷條件，降低了系統的故障率。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】中的技術方案，下面將對【具體實施方式】描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為現有技術中的降落傘結構示意圖；
圖2為本發明實施例1中降落傘脫離系統的一個具體示例的原理框圖；
圖3為本發明實施例1中熔斷裝置的一個具體示例的結構示意圖； 圖4為本發明實施例1中熔斷裝置的另一個具體示例的結構示意圖；
圖5為本發明實施例1中熔斷裝置的又一個具體示例的結構示意圖；
圖6為本發明實施例2中降落傘脫離系統的一個具體示例的原理框圖；
圖7為本發明實施例3中降落傘脫離方法的一個具體示例的流程圖。
[0019]附圖標記:1-熔斷裝置，11-直形加熱電阻，12-螺旋形加熱電阻，13-熱切割模塊，131-刀片，132-第一電極，133-第二電極，2-高度測量裝置，3-脫控裝置，4-速度測量裝置，2-1-傘衣，2-2-支傘繩，2-3-主傘繩。
【具體實施方式】
[0020]下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0021]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0022]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，還可以是兩個元件內部的連通，可以是無線連接，也可以是有線連接。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0023]此外，下面所描述的本發明不同實施方式中所涉及的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互結合。
[0024]實施例1
本實施例提供一種降落傘脫離系統，可用于例如無人機等飛行器械，降落傘的結構如圖1所示，降落傘包括傘衣2-1、支傘繩2-2、主傘繩2-3等，一根主傘繩2-3通過多根支傘繩2-2與傘衣2-1相連。如圖2所示，降落傘脫離系統包括:熔斷裝置1、高度測量裝置2和脫控裝置
3。熔斷裝置I設置于降落傘的主傘繩處，用于熔斷主傘繩使降落傘與機體脫離。高度測量裝置2可設置于飛行器械的機體內部，用于測量機體距離地面的高度。脫控裝置3也可設置于飛行器械的機體內部，分別與熔斷裝置I和高度測量裝置2連接，用于根據高度測量裝置2測量到的高度控制熔斷裝置I的動作。脫控裝置3與熔斷裝置I之間的連接可以采用有線方式，也可以采用無線方式。高度測量裝置2可以為測高雷達或激光測距儀。
[0025]工作原理:高度測量裝置2不斷測量機體距離地面的高度并發送給脫控裝置3，脫控裝置3判斷當高度大于預設高度(如0.5-1米)時，不控制啟動熔斷裝置I。當高度降到預設高度時，脫控裝置3給熔斷裝置I發出信號，控制熔斷裝置I發生熔斷動作，熔斷主傘繩使降落傘與機體脫離。在下次使用是，只需將好的降落傘的傘繩再次穿過熔斷裝置即可，熔斷裝置本身無需重新組裝或復原。
[0026]上述降落傘脫離系統，通過在降落傘的主傘繩處設置熔斷裝置，并設置高度測量裝置，脫控裝置根據高度測量裝置傳送來的高度信息通過電控的方式來控制熔斷裝置的動作，使得可以在飛行器械落地前提前脫離降落傘，不僅可以有效避免飛行器械落地后被降落傘拖拉甚至翻滾，減少機體損傷，而且取代了通過火藥爆炸推動刀片的方式，提高了系統的簡單可重復利用性，并且由于未使用火藥等缺乏安全性的裝置，提高了系統的安全性和穩定性。
[0027]一種優選方式，如圖3所示，熔斷裝置I包括至少三根直形加熱電阻11。每三根直形加熱電阻11圍成與主傘繩圓形橫截面相外切的三角形，主傘繩穿過三角形區域且與直形加熱電阻11相接觸。每三根直形加熱電阻11為一組，多組直形加熱電阻沿主傘繩延伸方向緊密排列。由圖3可知，主傘繩與每一組直形加熱電阻所接觸的橫截面上，至少存在三處與直形加熱電阻接觸，極大地增加的主傘繩與直形加熱電阻的接觸面積，有效提高了熔斷可靠性和效率。優選地，直形加熱電阻的兩端還可以與溫控電路連接，用于在溫控電路的控制下進行有溫度控制的加熱。
[0028]另一種優選方式，如圖4所示，熔斷裝置I包括螺旋形加熱電阻12，主傘繩穿過螺旋形加熱電阻12的中空腔且與螺旋形加熱電阻12相接觸。螺旋形加熱電阻12的形狀與彈簧相類似，螺旋形加熱電阻12的中空腔的形狀與主傘繩的形狀相匹配，當主傘繩穿過螺旋形加熱電阻12的中空腔時，可以與螺旋形加熱電阻12緊密接觸，從而增加的主傘繩與螺旋形加熱電阻的接觸面積，極大地、有效提高了熔斷可靠性和效率。優選地，螺旋形加熱電阻的兩端還可以與溫控電路連接，用于在溫控電路的控制下進行有溫度控制的加熱。
[0029]本領域的技術人員應當理解，除了上述兩種優選方式的熔斷裝置的加熱電阻以夕卜，其他能夠增加主傘繩與加熱電阻接觸面積的方式也是可以的。
[0030]又一種優選方式，熔斷裝置I除了包括上述的直形加熱電阻和螺旋形加熱電阻中的一種或幾種以外，還可以包括熱切割模塊13，如圖5所示。熱切割模塊13包括刀片131、第一電極132和第二電極133。第一電極132和第二電極133分別與刀片131的兩端連接，用于接通電源后導電加熱刀片131，被加熱的刀片更加容易切斷主傘繩，并且切割質量也較好。刀片131位于靠近主傘繩的位置，用于切斷主傘繩。優選地，刀片131的厚度為0.08-0.15毫米、寬度為0.8-1.2毫米，采用鉬片或媽片制作。優選地，第一電極132和第二電極133還可以與溫控電路連接，用于在溫控電路的控制下進行有溫度控制的加熱。通過在熔斷裝置中還設置熱切割模塊，作為一種冗余備份，當在預定時間內加熱電阻還未能熔斷主傘繩時，通過控制刀片切斷主傘繩，從而進一步提高了系統的可靠性，降低了故障率。
[0031]實施例2
本實施例提供一種降落傘脫離系統，除了包括上述實施例1的部件以外，如圖6所示，還包括速度測量裝置4。速度測量裝置4可設置于飛行器械的機體內部，用于測量機體的飛行速度，速度測量裝置4與脫控裝置3連接，脫控裝置3根據速度測量裝置4測量到的速度控制熔斷裝置I的動作。實際工作時，脫控裝置3可以將速度測量裝置4測量到的速度作為控制熔斷裝置I動作的唯一判斷條件，也可以將高度測量裝置2測量到的高度和速度測量裝置4測量到的速度作為控制熔斷裝置I動作的兩個共同的判斷條件。
[0032]上述降落傘脫離系統，通過設置速度測量裝置，脫控裝置可以根據速度測量裝置傳送來的速度信息輔助判斷是否需要控制熔斷裝置動作，當機體速度低于一定值后，避免風將降落傘刮跑，而改變飛行器械的預設降落位置，增加搜尋難度，可以及時熔斷主傘繩使降落傘和機體脫離，提高了系統的環境適應性，也因系統具有高度和速度的雙重判斷條件，降低了系統的故障率。
[0033]實施例3
本實施例提供一種降落傘脫離方法，可應用于上述實施例1和2的降落傘脫離系統，如圖7所示，降落傘脫離方法包括以下步驟:
51、高度測量裝置2獲取機體距離地面的高度，并將高度發送給脫控裝置3;
52、脫控裝置3判斷接收到的高度是否小于或等于預設高度，當接收到的高度小于或等于預設高度時，脫控裝置3生成熔斷主傘繩的信號并將其發送給熔斷裝置I;
53、熔斷裝置I根據接收到的熔斷主傘繩的信號熔斷主傘繩，使降落傘與機體脫離。
[0034]上述降落傘脫離方法，通過脫控裝置根據高度測量裝置傳送來的高度信息來控制熔斷裝置的動作，使得可以在飛行器械落地前提前脫離降落傘，不僅可以有效避免飛行器械落地后被降落傘拖拉甚至翻滾，減少機體損傷，而且取代了通過火藥爆炸推動刀片的方式，提高了系統的簡單可重復利用性，并且由于未使用火藥等缺乏安全性的裝置，提高了系統的安全性和穩定性。
[0035]優選地，上述步驟S3包括:
S3-1、熔斷裝置I根據接收到的熔斷主傘繩的信號，接通加熱電阻使其對主傘繩進行加執.JtW ，
S3-2、熔斷裝置I判斷在加熱時間達到預設時間(如2-10秒)后主傘繩是否被熔斷，當在加熱時間達到預設時間后主傘繩沒有被熔斷時，啟動熱切割模塊13;
S3-3、熔斷裝置I控制熱切割模塊13的第一電極132和第二電極133接通電源對刀片131進行加熱，并控制刀片131向主傘繩運動以切斷主傘繩，使降落傘與機體脫離。
[0036]上述降落傘脫離方法，當在預設時間內利用熔斷裝置的加熱電阻未能有效熔斷主傘繩時，進一步通過啟動熱切割模塊，利用熱切割模塊的刀片將主傘繩切斷，充分保證了飛行器械能夠在落地前主傘繩被切斷，降落傘與機體能可靠脫離，提高了可靠性和安全性，降低了故障率。
[0037]優選地，對主傘繩的加熱為恒溫加熱或變溫加熱，可以通過溫控電路來實現。具體選用哪種加熱方式可以根據所選用的主傘繩的材料來確定，變溫加熱的步驟可以是(即步驟S34具體為):熔斷裝置丨根據接收到的熔斷主傘繩的信號，接通加熱電阻，以第一電流值流過加熱電阻，對主傘繩進行預熱1-2秒;然后以第二電流值流過加熱電阻，對主傘繩進行大功率加熱1-8秒，第二電流值大于第一電流值。
[0038]優選地，降落傘脫離方法還包括以下步驟:
54、速度測量裝置4獲取機體的飛行速度，并將飛行速度發送給脫控裝置3;
55、脫控裝置3判斷接收到的飛行速度是否小于或等于預設飛行速度，當接收到的高度大于預設高度且飛行速度小于或等于預設飛行速度時，脫控裝置3生成熔斷主傘繩的信號并將其發送給熔斷裝置I;當接收到的高度大于預設高度且飛行速度大于預設飛行速度時，維持現狀。
[0039]S6、熔斷裝置I根據接收到的熔斷主傘繩的信號熔斷主傘繩，使降落傘與機體脫離。
[0040]上述降落傘脫離方法，脫控裝置可以根據速度測量裝置傳送來的速度信息輔助判斷是否需要控制熔斷裝置動作，當機體速度低于一定值后，避免風將降落傘刮跑，而改變飛行器械的預設降落位置，增加搜尋難度，可以及時熔斷主傘繩使降落傘和機體脫離，提高了系統的環境適應性，也因系統具有高度和速度的雙重判斷條件，降低了系統的故障率。
[0041]顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明創造的保護范圍之中。
【主權項】
1.一種降落傘脫離系統，其特征在于，包括: 熔斷裝置(I)，位于降落傘的主傘繩處，用于熔斷主傘繩使降落傘與機體脫離； 高度測量裝置(2)，用于測量機體距離地面的高度； 脫控裝置(3)，分別與熔斷裝置(I)和高度測量裝置(2)連接，用于根據高度測量裝置(2)測量到的高度控制熔斷裝置(I)的動作。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熔斷裝置(I)包括: 至少三根直形加熱電阻(11)，每三根直形加熱電阻(11)圍成與主傘繩圓形橫截面相外切的三角形，主傘繩穿過所述三角形區域且與直形加熱電阻(11)相接觸。3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熔斷裝置(I)包括: 螺旋形加熱電阻(12)，主傘繩穿過螺旋形加熱電阻(12)的中空腔且與螺旋形加熱電阻(12)相接觸。4.根據權利要求2或3所述的系統，其特征在于，所述熔斷裝置(I)還包括: 熱切割模塊(13)，熱切割模塊(13)包括刀片(131)、第一電極(132)和第二電極(133); 第一電極(132)和第二電極(133)分別與刀片(131)的兩端連接，用于接通電源后導電加熱刀片(131); 刀片(131)位于靠近主傘繩的位置，用于切斷主傘繩。5.根據權利要求1-4任一項所述的系統，其特征在于，還包括: 速度測量裝置(4)，用于測量機體的飛行速度，速度測量裝置(4)與脫控裝置(3)連接，脫控裝置(3)根據速度測量裝置(4)測量到的速度控制熔斷裝置(I)的動作。6.根據權利要求1-5任一項所述的系統，其特征在于，所述高度測量裝置(2)包括測高雷達和激光測距儀中的一種或幾種。7.一種降落傘脫離方法，其特征在于，包括以下步驟: 高度測量裝置(2)獲取機體距離地面的高度，并將高度發送給脫控裝置(3); 脫控裝置(3)判斷接收到的高度是否小于或等于預設高度，當接收到的高度小于或等于預設高度時，脫控裝置(3)生成熔斷主傘繩的信號并將其發送給熔斷裝置(I); 熔斷裝置(I)根據接收到的熔斷主傘繩的信號熔斷主傘繩，使降落傘與機體脫離。8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述熔斷裝置(I)根據接收到的熔斷主傘繩的信號熔斷主傘繩，使降落傘與機體脫離的步驟包括: 熔斷裝置(I)根據接收到的熔斷主傘繩的信號，接通加熱電阻使其對主傘繩進行加熱； 熔斷裝置(I)判斷在加熱時間達到預設時間后主傘繩是否被熔斷，當在加熱時間達到預設時間后主傘繩沒有被熔斷時，啟動熱切割模塊(13); 熔斷裝置(I)控制熱切割模塊(13)的第一電極(132)和第二電極(133)接通電源對刀片(131)進行加熱，并控制刀片(131)向主傘繩運動以切斷主傘繩，使降落傘與機體脫離。9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，對主傘繩的加熱為恒溫加熱或變溫加熱。10.根據權利要求7-9任一項所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟: 速度測量裝置(4)獲取機體的飛行速度，并將飛行速度發送給脫控裝置(3); 脫控裝置(3)判斷接收到的飛行速度是否小于或等于預設飛行速度，當接收到的高度大于預設高度且飛行速度小于或等于預設飛行速度時，脫控裝置(3)生成熔斷主傘繩的信號并將其發送給熔斷裝置(I);熔斷裝置(I)根據接收到的熔斷主傘繩的信號熔斷主傘繩，使降落傘與機體脫離。
【文檔編號】B64D17/80GK106081124SQ201610652948
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月11日 公開號201610652948.4, CN 106081124 A, CN 106081124A, CN 201610652948, CN-A-106081124, CN106081124 A, CN106081124A, CN201610652948, CN201610652948.4
【發明人】耿昊培, 陳明軍, 張昆, 孫增輝
【申請人】北京耐威智能科技有限公司