本發(fā)明涉及探測成像，具體地，涉及一種適用于遠(yuǎn)距離、復(fù)雜地形的子母無人機(jī)高精度探測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在當(dāng)今的科技發(fā)展進(jìn)程中，對遠(yuǎn)距離、復(fù)雜地形和人員難以抵達(dá)區(qū)域的高精度探測成像需求日益迫切，然而，目前現(xiàn)有的探測手段在面對這些特殊場景時均存在著不同程度的局限性。

2、無人車作為一種地面探測設(shè)備，在較為平坦的地形中能夠發(fā)揮一定的作用。但是，當(dāng)面對高低差大的區(qū)域時，無人車的行動能力受到極大限制。由于其主要依靠車輪在地面行駛，遇到陡峭的山坡、深谷等地形，往往無法順利通過。而且，無人車的探測范圍相對有限，難以對遠(yuǎn)距離的區(qū)域進(jìn)行有效的探測。此外，無人車在復(fù)雜地形中的行駛速度較慢，這也大大降低了其探測效率。

3、大型無人機(jī)在一定程度上拓寬了探測的范圍，可以在高空進(jìn)行拍照。然而，大型無人機(jī)的局限性也較為明顯。一方面，雖然其能夠從高空俯瞰大面積的區(qū)域，但由于高度較高，所拍攝的照片往往細(xì)節(jié)不足。對于需要高精度探測成像的任務(wù)來說，大型無人機(jī)所提供的圖像可能無法滿足要求。另一方面，大型無人機(jī)的操作和維護(hù)成本較高，需要專業(yè)的人員進(jìn)行操控和管理。

4、小型無人機(jī)雖然具有靈活性高、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，但其飛行距離有限。通常情況下，小型無人機(jī)的續(xù)航能力較弱，難以進(jìn)行遠(yuǎn)距離的飛行探測任務(wù)。而且，小型無人機(jī)在面對復(fù)雜地形時，也容易受到氣流等因素的影響，穩(wěn)定性相對較差。

5、有人探測裝備如直升機(jī)等，雖然在探測能力上具有一定的優(yōu)勢，但危險系數(shù)大。直升機(jī)的飛行需要專業(yè)的飛行員進(jìn)行操作，而在復(fù)雜地形和惡劣天氣條件下，飛行的風(fēng)險大大增加。此外，直升機(jī)的使用成本也非常高，包括燃料消耗、維護(hù)保養(yǎng)以及人員培訓(xùn)等方面的費(fèi)用。

6、現(xiàn)有專利cn201610810042.0公開了一種多涵道垂直起降無人機(jī)，該無人機(jī)包括：機(jī)身；起落架；機(jī)翼，包括中央機(jī)翼和外段機(jī)翼，采用快速拆裝結(jié)構(gòu)連接；升力涵道風(fēng)扇，其外涵道和外段機(jī)翼采用一體成型的結(jié)構(gòu)；推進(jìn)螺旋槳，位于機(jī)身的尾部；垂直尾翼，和水平尾翼構(gòu)成雙垂尾布局；配平涵道風(fēng)扇。在垂直起飛-高速巡航-垂直降落過程中，配平涵道風(fēng)扇用來提供垂直起降階段縱向俯仰所需的抬頭和低頭力矩，通過偏轉(zhuǎn)提供垂直起降階段的偏航力矩；升力涵道風(fēng)扇用于提供垂直起降時升力；推進(jìn)螺旋槳用于提供平飛所需的推力。該專利無人機(jī)僅為單架，無法對遠(yuǎn)距離復(fù)雜地形目標(biāo)的大范圍、高效率探測。

7、綜上所述，為了解決上述技術(shù)問題，設(shè)計一種適用于遠(yuǎn)距離、復(fù)雜地形，實(shí)現(xiàn)對位于百公里甚至千公里級距離外的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)全方位、高細(xì)節(jié)探測成像的子母無人機(jī)高精度探測系統(tǒng)顯得尤為必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種適用于遠(yuǎn)距離、復(fù)雜地形的子母無人機(jī)高精度探測系統(tǒng)。

2、根據(jù)本發(fā)明提供的一種適用于遠(yuǎn)距離、復(fù)雜地形的子母無人機(jī)高精度探測系統(tǒng)，包括：母無人機(jī)(1)、多臺子無人機(jī)(2)和基座(3)；

3、母無人機(jī)(1)包括母主殼體(1-1)、翼尖涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(1-2)、三角翼(1-3)、母載荷(1-4)、多套起落系統(tǒng)(1-5)和起落支架(1-6)；

4、子無人機(jī)(2)包括：豎直涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-1)，折疊翼(2-2)，水平涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-3)，子主殼體(2-4)，起落架(2-5)和載荷(2-6)；

5、基座呈桶狀結(jié)構(gòu)，母無人機(jī)(1)的尾端能插入基座(3)內(nèi)部；

6、基于翼尖涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(1-2)，母無人機(jī)(1)能垂直起降，子無人機(jī)(2)依靠豎直涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-1)和水平涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-3)從起落系統(tǒng)(1-5)上起降，母無人機(jī)(1)和子無人機(jī)(2)均無需跑道，母無人機(jī)(1)用于遠(yuǎn)距離投送，子無人機(jī)(2)用于編組探測實(shí)現(xiàn)高精度、高細(xì)節(jié)成像。

7、優(yōu)選地，三角翼(1-3)的翼根弦長超過母主殼體(1-1)長度的三分之二。

8、優(yōu)選地，一對翼尖涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(1-2)分別設(shè)置于一對三角翼(1-3)的兩端，翼尖涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(1-2)的涵道內(nèi)由前向后設(shè)置有一級風(fēng)扇(1-2-1)、二級風(fēng)扇(1-2-2)、一組連接桿(1-2-3)和一組舵片(1-2-4)，其中，一級風(fēng)扇(1-2-1)與二級風(fēng)扇(1-2-2)的轉(zhuǎn)動方向相反，用于平衡轉(zhuǎn)動力矩，中心體(1-2-6)通過一組連接桿(1-2-3)與涵道殼體(1-2-5)固連，中心體(1-2-6)內(nèi)設(shè)置有三套電機(jī)，分別驅(qū)動一級風(fēng)扇(1-2-1)、二級風(fēng)扇(1-2-2)和舵片(1-2-4)。

9、優(yōu)選地，母無人機(jī)(1)采用矩形截面的母主殼體(1-1)，母主殼體(1-1)的頭部椎形，母主殼體(1-1)的內(nèi)部前半段安裝有一套母載荷(1-4)，由前向后依次為探測設(shè)備、綜合電子、電池組和控制盒，分別用于探測下方地理環(huán)境、數(shù)據(jù)處理及傳輸、控制動力系統(tǒng)和起落系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)作動；

10、母主殼體(1-1)的內(nèi)部后半段為子無人機(jī)組艙，在母主殼體(1-1)上下平面依次成對開有艙口，艙口內(nèi)對應(yīng)安裝有起落系統(tǒng)(1-5)，一個艙口對應(yīng)一臺子無人機(jī)(2)和一套起落系統(tǒng)(1-5)。

11、優(yōu)選地，子無人機(jī)的前端設(shè)有豎直涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-1)，尾端設(shè)有水平涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-3)，豎直涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-1)和水平涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-3)的組成與翼尖涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(1-2)相同，且均為電動動力。

12、優(yōu)選地，子主殼體(2-4)在水平截面的外包絡(luò)呈類似大頭細(xì)尾的水滴狀，大頭前端(2-4-1)作為豎直涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-1)的外涵道，且內(nèi)部的環(huán)形空腔用于安裝子載荷(2-6)，內(nèi)部的環(huán)形空腔的截面呈類三角形，細(xì)尾后端(2-4-2)作為水平涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)(2-3)的外涵道，大頭前端與細(xì)尾后端由過渡框架(2-4-3)連接，過渡框架(2-4-3)為空腔結(jié)構(gòu)，用于排布電池組；

13、子載荷(2-6)包含探測設(shè)備、數(shù)據(jù)處理和傳輸設(shè)備，其中，探測設(shè)備采用光學(xué)及微波多體制，探測器鏡頭或雷達(dá)陣面能成對在大頭前端(2-4-1)三角形截面空腔內(nèi)進(jìn)行上下對稱布設(shè)，實(shí)現(xiàn)子無人機(jī)(2)同時探測其斜上方、斜下方的區(qū)域。

14、優(yōu)選地，每個子無人機(jī)對應(yīng)一套起落系統(tǒng)(1-5)，每個起落系統(tǒng)(1-5)均包括：一臺開關(guān)艙驅(qū)動電機(jī)(1-5-1)、一對第一滾珠絲杠(1-5-2)、一對連桿(1-5-3)、一對軌道(1-5-4)、一個壓板(1-5-5)、一個起落平臺(1-5-6)、一個壓板驅(qū)動電機(jī)(1-5-7)和一對第二滾珠絲杠(1-5-8)；

15、開關(guān)艙驅(qū)動電機(jī)(1-5-1)驅(qū)動兩側(cè)的一對第一滾珠絲杠(1-5-2)，第一滾珠絲杠(1-5-2)帶動相應(yīng)的連桿(1-5-3)推動起落平臺(1-5-6)進(jìn)行開合動作，當(dāng)起落平臺(1-5-6)關(guān)閉時，起落平臺(1-5-6)與母主殼體(1-1)平齊，當(dāng)起落平臺(1-5-6)打開時，起落平臺(1-5-6)垂直于母主殼體(1-1)；

16、起落平臺(1-5-6)的兩側(cè)設(shè)置有一對軌道(1-5-4)，起落平臺(1-5-6)的內(nèi)端設(shè)置有壓板驅(qū)動電機(jī)(1-5-7)，壓板驅(qū)動電機(jī)(1-5-7)通過設(shè)置在軌道(1-5-4)內(nèi)的第二滾珠絲杠(1-5-8)驅(qū)動壓板(1-5-5)移動，壓板(1-5-5)包括板主體(1-5-5-1)和一對彈簧銷(1-5-5-2)，彈簧銷(1-5-5-2)為底部裝有彈簧的梯形結(jié)構(gòu)，梯形結(jié)構(gòu)的后半部與彈簧內(nèi)嵌在板主體(1-5-5-1)的底面凹腔內(nèi)，彈簧始終處于壓縮狀態(tài)，彈簧銷(1-5-5-2)梯形結(jié)構(gòu)外端面始終壓緊在對應(yīng)的外部平面上。

17、優(yōu)選地，子無人機(jī)的起落架(2-5)設(shè)置有凹腔(2-5-1)，起落平臺(1-5-6)由磁性材料制成，起落架(2-5)由受磁性材料吸引的金屬材料制成，起落架(2-5)為水滴狀外形平板，起落架(2-5)通過邊緣連接桿固連于子主殼體(2-4)下方，且起落架(2-5)與子主殼體(2-4)平行。

18、優(yōu)選地，母無人機(jī)(1)最靠近尾部的一對起落系統(tǒng)(1-5)的起落平臺(1-5-6)外側(cè)設(shè)置有起落支架(1-6)，用于母無人機(jī)(1)豎直穩(wěn)定支撐，起落支架(1-6)為通過連桿固連在起落平臺(1-5-6)外側(cè)的平面結(jié)構(gòu)，且平面結(jié)構(gòu)平行于起落平臺(1-5-6)，起落支架(1-6)的高度為起落平臺打開后，起落支架(1-6)的平面結(jié)構(gòu)端面不低于母主殼體(1-1)后端面。

19、優(yōu)選地，基座(3)用于在出發(fā)點(diǎn)時母無人機(jī)(1)的起降及固定，基座(3)為安裝在平板上的具有矩形截面的桶狀結(jié)構(gòu)，母主殼體(1-1)能從尾端插入基座(3)的桶內(nèi)，基座在(3)對應(yīng)于起落支架(1-6)的位置開槽。

20、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

21、1、本發(fā)明包括母無人機(jī)搭載多臺子無人機(jī)，母無人機(jī)采用矩形截面主體加大三角翼和翼尖涵道風(fēng)扇發(fā)動機(jī)，可垂直起降及水平巡飛，子無人機(jī)通過不同涵道風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)多種飛行狀態(tài)及高精度探測，起落系統(tǒng)確保子無人機(jī)穩(wěn)定起降與固定。

22、2、本發(fā)明優(yōu)勢在于可對復(fù)雜地形、人員難以抵達(dá)區(qū)域進(jìn)行大范圍、高效率探測。子母無人機(jī)配合無需跑道，地形適應(yīng)性好，子無人機(jī)編隊(duì)可根據(jù)地形選擇不同數(shù)據(jù)回傳方式，提高探測靈活性與可靠性。適用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測，如地理勘察、災(zāi)害監(jiān)測等，為難以到達(dá)區(qū)域的探測提供了高效解決方案，降低了探測成本與風(fēng)險，提高了探測精度和效率。