一種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)

趙騰飛 蔣晴晴 馮潔 單悅悅

摘 要：本文介紹了一種具備垂直起降性能的，并集合圖像傳輸、精準(zhǔn)定位、連續(xù)打擊的新型飛行器。該種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)是一款采用易于拆卸結(jié)構(gòu)的四翼無(wú)人機(jī)，其搭載的相機(jī)圖傳模塊可用于檢測(cè)捕食者（或入侵者），農(nóng)場(chǎng)主可用其來(lái)監(jiān)測(cè)動(dòng)物。同時(shí)，該種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)還搭載了17毫米塑料彈丸的連續(xù)發(fā)射裝置。為了既起到驅(qū)逐警告的作用而又不傷害到捕食者或入侵者，種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)還在彈丸發(fā)射出口還搭載了測(cè)速模塊，將其輸出的傷害控制在可承受的范圍內(nèi)。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)；發(fā)彈裝置；警戒驅(qū)逐

1、研究背景及意義

隨著大疆無(wú)人機(jī)等一系列無(wú)人機(jī)研發(fā)企業(yè)的興起，無(wú)人機(jī)逐漸從軍用過(guò)渡到民用、商用領(lǐng)域，常常作為二次開(kāi)發(fā)的平臺(tái)。比較常見(jiàn)的有：無(wú)人機(jī)應(yīng)用于航拍方面或者用到運(yùn)輸貨物方面再或者用到農(nóng)業(yè)撒農(nóng)藥方面等，這些領(lǐng)域已經(jīng)衍生出了譬如京東傾轉(zhuǎn)旋翼無(wú)人機(jī)VT1、大疆DJI MG-1S農(nóng)業(yè)植保機(jī)、農(nóng)藥機(jī)等優(yōu)秀產(chǎn)品。然而目前市場(chǎng)上還少有一種具備垂直起降性能的，并集合圖像傳輸、精準(zhǔn)定位、連續(xù)打擊的新型飛行器。我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)，就具備了這樣的功能，該款無(wú)人機(jī)專(zhuān)為獸醫(yī)及狩獵人員研發(fā)。

具體來(lái)說(shuō)，該種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)是一款采用易于拆卸結(jié)構(gòu)的四翼無(wú)人機(jī)，其搭載的相機(jī)圖傳模塊可用于檢測(cè)捕食者（或入侵者），農(nóng)場(chǎng)主可用其來(lái)監(jiān)測(cè)動(dòng)物。同時(shí)，該種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)還搭載了17毫米塑料彈丸的連續(xù)發(fā)射裝置。為了既起到驅(qū)逐警告的作用而又不傷害到捕食者或入侵者，種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)還在彈丸發(fā)射出口還搭載了測(cè)速模塊，將其輸出的傷害控制在可承受的范圍內(nèi)。

該種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)最大載重達(dá)5千克，單次飛行時(shí)間可達(dá)30分鐘。除此之外，支持雙電池倉(cāng)，通過(guò)增加額外的電池組延長(zhǎng)其續(xù)航時(shí)間。在無(wú)人機(jī)的機(jī)身加裝組件后，可通過(guò)前后移動(dòng)上層電池倉(cāng)的位置，使整機(jī)重心達(dá)到平衡。

2、方案設(shè)計(jì)

a）機(jī)械部分

一種警戒驅(qū)逐無(wú)人機(jī)，主要包括無(wú)人機(jī)部分、圖像傳輸部分和彈丸發(fā)射部分。

所述無(wú)人機(jī)為四旋翼飛行平臺(tái)，最大載重達(dá)5千克，單次飛行時(shí)間可達(dá)40分鐘。支持雙電池倉(cāng)，通過(guò)增加額外的電池組延長(zhǎng)其續(xù)航時(shí)間。在無(wú)人機(jī)的機(jī)身加裝組件后，可通過(guò)前后移動(dòng)上層電池倉(cāng)的位置，使整機(jī)中心達(dá)到平衡。

所述圖像傳輸部分與彈丸發(fā)射部分固接，可隨著彈丸發(fā)射部分的俯仰等動(dòng)作同步傳輸圖像。所述彈丸發(fā)射部分具體還包括，用于儲(chǔ)存彈丸的彈倉(cāng)、用于分揀彈丸的撥彈裝置、用于瞄準(zhǔn)的激光射線(xiàn)、用于發(fā)射彈丸的發(fā)射裝置、用于限制殺傷力的測(cè)速裝置等。

接下來(lái)就發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。

此種彈丸發(fā)射裝置，包括蝶形連接板、橫梁、側(cè)板、Pitch軸電機(jī)GM3510、發(fā)射裝置安裝板、安裝板連接塊、轉(zhuǎn)軸、聯(lián)軸器、限位裝置、限位螺釘、彈丸發(fā)射管、測(cè)速模塊、激光瞄準(zhǔn)裝置和圖傳模塊，所述蝶形連接板分別與無(wú)人機(jī)平臺(tái)、橫梁固接；所述橫梁與左右兩側(cè)的側(cè)板固接；所述Pitch軸電機(jī)GM3510安裝于左側(cè)的側(cè)板上；所述Pitch軸電機(jī)GM3510的輸出端與左側(cè)的安裝板連接塊固接；所述發(fā)射裝置安裝板通過(guò)左右兩個(gè)安裝板連接塊固接在一起；所述聯(lián)軸器與右側(cè)的安裝板連接塊固接；所述轉(zhuǎn)軸一端套固于聯(lián)軸器中，另一端活動(dòng)套設(shè)于右側(cè)的側(cè)板的軸承中；所述限位裝置與右側(cè)的側(cè)板固接；所述限位裝置的前后兩側(cè)安裝有限位螺釘；所述測(cè)速模塊與彈丸發(fā)射管固接；所述激光瞄準(zhǔn)裝置與測(cè)速模塊固接；所述圖傳模塊與測(cè)速模塊固接；

其特征在于：此種彈丸發(fā)射裝置，還包括彈倉(cāng)、撥彈盤(pán)、撥彈電機(jī)、壓彈裝置、彈丸接口、摩擦輪安裝基座和摩擦輪；所述彈倉(cāng)與上側(cè)的發(fā)射裝置安裝板固接；所述撥彈電機(jī)與上側(cè)的發(fā)射裝置安裝板固接；所述撥彈盤(pán)與撥彈電機(jī)輸出軸固接；所述壓彈裝置與上側(cè)的發(fā)射裝置安裝板固接；所述彈丸接口與上下兩側(cè)的發(fā)射裝置安裝板固接，安裝于上下兩側(cè)的發(fā)射裝置安裝板的中軸線(xiàn)位置；所述彈丸發(fā)射管套固在彈丸接口中；所述摩擦輪安裝基座有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)分布在彈丸接口兩側(cè)并與上側(cè)的發(fā)射裝置安裝板固接；所述摩擦輪有兩對(duì)，安裝于兩個(gè)摩擦輪安裝基座上。

如上所述的一種彈丸發(fā)射裝置，其特征在于：所述壓彈裝置為帶有安裝孔的一種頂部和側(cè)面具有流線(xiàn)型曲面的半包圍結(jié)構(gòu)零件。所述彈丸接口為內(nèi)徑略大于塑料彈丸直徑的彈丸導(dǎo)引裝置，其水平部分兩側(cè)有開(kāi)口，開(kāi)口高度略大于摩擦輪厚度。所述限位裝置，限制彈丸發(fā)射裝置的俯仰角度。

一種彈丸發(fā)射裝置，其優(yōu)勢(shì)在于：利用彈倉(cāng)、撥彈盤(pán)、壓彈裝置、彈丸接口和摩擦輪等零件實(shí)現(xiàn)了塑料彈丸的連續(xù)性發(fā)射功能。彈倉(cāng)用于存儲(chǔ)彈丸，彈倉(cāng)底層的彈丸受到撥彈盤(pán)撥片和彈倉(cāng)外壁的作用圍繞撥彈盤(pán)中軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)到壓彈裝置時(shí)則受到三者的聯(lián)合作用進(jìn)入彈丸接口，又由轉(zhuǎn)向相反的一對(duì)摩擦輪的擠壓作用被發(fā)射。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的彈丸連續(xù)發(fā)射功能。

接下來(lái)進(jìn)行附圖說(shuō)明。

圖1是此種彈丸發(fā)射裝置的一種實(shí)施例的等軸測(cè)視圖。

圖2是圖1所示實(shí)施例的爆炸圖。

圖3至圖5是圖1所示實(shí)施例的撥彈過(guò)程示意圖（未畫(huà)出部分零件）。

圖6至圖8是圖1所示實(shí)施例的彈丸發(fā)射示意圖（未畫(huà)出部分零件）。

彈倉(cāng)用于存儲(chǔ)彈丸，彈倉(cāng)底層的彈丸受到撥彈盤(pán)撥片、彈倉(cāng)外壁的作用圍繞撥彈盤(pán)中軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)其轉(zhuǎn)動(dòng)到壓彈裝置時(shí)則受到三者的聯(lián)合作用進(jìn)入彈丸接口，又由轉(zhuǎn)向相反的一對(duì)摩擦輪的擠壓作用被發(fā)射。

參考文獻(xiàn)：

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