一種警戒驅逐無人機

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、精準定位、連續打擊的新型飛行器。該種警戒驅逐無人機是一款采用易于拆卸結構的四翼無人機，其搭載的相機圖傳模塊可用于檢測捕食者（或入侵者），農場主可用其來監測動物。同時，該種警戒驅逐無人機還搭載了17毫米塑料彈丸的連續發射裝置。為了既起到驅逐警告的作用而又不傷害到捕食者或入侵者，種警戒驅逐無人機還在彈丸發射出口還搭載了測速模塊，將其輸出的傷害控制在可承受的范圍內。

關鍵詞：無人機；發彈裝置；警戒驅逐

1、研究背景及意義

隨著大疆無人機等一系列無人機研發企業的興起，無人機逐漸從軍用過渡到民用、商用領域，常常作為二次開發的平臺。比較常見的有：無人機應用于航拍方面或者用到運輸貨物方面再或者用到農業撒農藥方面等，這些領域已經衍生出了譬如京東傾轉旋翼無人機VT1、大疆DJI MG-1S農業植保機、農藥機等優秀產品。然而目前市場上還少有一種具備垂直起降性能的，并集合圖像傳輸、精準定位、連續打擊的新型飛行器。我們團隊研發的一種警戒驅逐無人機，就具備了這樣的功能，該款無人機專為獸醫及狩獵人員研發。

具體來說，該種警戒驅逐無人機是一款采用易于拆卸結構的四翼無人機，其搭載的相機圖傳模塊可用于檢測捕食者（或入侵者），農場主可用其來監測動物。同時，該種警戒驅逐無人機還搭載了17毫米塑料彈丸的連續發射裝置。為了既起到驅逐警告的作用而又不傷害到捕食者或入侵者，種警戒驅逐無人機還在彈丸發射出口還搭載了測速模塊，將其輸出的傷害控制在可承受的范圍內。

該種警戒驅逐無人機最大載重達5千克，單次飛行時間可達30分鐘。除此之外，支持雙電池倉，通過增加額外的電池組延長其續航時間。在無人機的機身加裝組件后，可通過前后移動上層電池倉的位置，使整機重心達到平衡。

2、方案設計

a）機械部分

一種警戒驅逐無人機，主要包括無人機部分、圖像傳輸部分和彈丸發射部分。

所述無人機為四旋翼飛行平臺，最大載重達5千克，單次飛行時間可達40分鐘。支持雙電池倉，通過增加額外的電池組延長其續航時間。在無人機的機身加裝組件后，可通過前后移動上層電池倉的位置，使整機中心達到平衡。

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

接下來就發射裝置的結構進行介紹。

此種彈丸發射裝置，包括蝶形連接板、橫梁、側板、Pitch軸電機GM3510、發射裝置安裝板、安裝板連接塊、轉軸、聯軸器、限位裝置、限位螺釘、彈丸發射管、測速模塊、激光瞄準裝置和圖傳模塊，所述蝶形連接板分別與無人機平臺、橫梁固接；所述橫梁與左右兩側的側板固接；所述Pitch軸電機GM3510安裝于左側的側板上；所述Pitch軸電機GM3510的輸出端與左側的安裝板連接塊固接；所述發射裝置安裝板通過左右兩個安裝板連接塊固接在一起；所述聯軸器與右側的安裝板連接塊固接；所述轉軸一端套固于聯軸器中，另一端活動套設于右側的側板的軸承中；所述限位裝置與右側的側板固接；所述限位裝置的前后兩側安裝有限位螺釘；所述測速模塊與彈丸發射管固接；所述激光瞄準裝置與測速模塊固接；所述圖傳模塊與測速模塊固接；

其特征在于：此種彈丸發射裝置，還包括彈倉、撥彈盤、撥彈電機、壓彈裝置、彈丸接口、摩擦輪安裝基座和摩擦輪；所述彈倉與上側的發射裝置安裝板固接；所述撥彈電機與上側的發射裝置安裝板固接；所述撥彈盤與撥彈電機輸出軸固接；所述壓彈裝置與上側的發射裝置安裝板固接；所述彈丸接口與上下兩側的發射裝置安裝板固接，安裝于上下兩側的發射裝置安裝板的中軸線位置；所述彈丸發射管套固在彈丸接口中；所述摩擦輪安裝基座有兩個對稱分布在彈丸接口兩側并與上側的發射裝置安裝板固接；所述摩擦輪有兩對，安裝于兩個摩擦輪安裝基座上。

如上所述的一種彈丸發射裝置，其特征在于：所述壓彈裝置為帶有安裝孔的一種頂部和側面具有流線型曲面的半包圍結構零件。所述彈丸接口為內徑略大于塑料彈丸直徑的彈丸導引裝置，其水平部分兩側有開口，開口高度略大于摩擦輪厚度。所述限位裝置，限制彈丸發射裝置的俯仰角度。

一種彈丸發射裝置，其優勢在于：利用彈倉、撥彈盤、壓彈裝置、彈丸接口和摩擦輪等零件實現了塑料彈丸的連續性發射功能。彈倉用于存儲彈丸，彈倉底層的彈丸受到撥彈盤撥片和彈倉外壁的作用圍繞撥彈盤中軸線轉動，當其轉動到壓彈裝置時則受到三者的聯合作用進入彈丸接口，又由轉向相反的一對摩擦輪的擠壓作用被發射。該裝置結構簡單，成本低廉，可實現穩定的彈丸連續發射功能。

接下來進行附圖說明。

圖1是此種彈丸發射裝置的一種實施例的等軸測視圖。

圖2是圖1所示實施例的爆炸圖。

圖3至圖5是圖1所示實施例的撥彈過程示意圖（未畫出部分零件）。

圖6至圖8是圖1所示實施例的彈丸發射示意圖（未畫出部分零件）。

彈倉用于存儲彈丸，彈倉底層的彈丸受到撥彈盤撥片、彈倉外壁的作用圍繞撥彈盤中軸線轉動，當其轉動到壓彈裝置時則受到三者的聯合作用進入彈丸接口，又由轉向相反的一對摩擦輪的擠壓作用被發射。

參考文獻：

[1] 雷添杰， 李長春， 何孝瑩. 無人機航空遙感系統在災害應急救援中的應用[J]. 自然災害學報， 2011（1）：178-183.

[2] 淳于江民， 張珩. 無人機的發展現狀與展望[J]. 飛航導彈， 2005（2）：23-27.

[3] 高暉， 陳欣， 夏云程. 無人機航路規劃研究[J]. 南京航空航天大學學報， 2001， 33（2）：135-138.