CN102145754B - 航空航天回落物体信标机自动弹出装置 - Google Patents

Abstract

一种航空航天回落物体信标机自动弹出装置含有高压气罐、无线信标机、自动控制单元、步进电机和减速飘带，其构成在于飘带缠绕在信标机外表面，信标机置入旋转弹膛中，旋转弹膛安装在与高压气罐出气口相连的枪管中，旋转弹膛旋转后封闭枪管的气流外泄，自动控制单元与步进电机连接控制，步进电机转轴与旋转弹膛相连接。本发明通过信标机发出的信号，搜索人员根据信号进行准确无误地回收从天而降的回落物体，而且结构简单，便于制作。

Description

航空航天回落物体信标机自动弹出装置

技术领域

本发明涉及一种航空航天落体的自动弹出装置，特别是一种用于航空航天领域可回收装置的信标机自动弹出装置。

背景技术

航空航天需要回收存储有重要参数的可回收装置，但由于航空航天产品从高空落下过程中很多不可控因素导致这些产品的位置难以确定，如卫星发射后，助推火箭在燃料耗尽以后坠落地面并在空中解体，碎片散落在几十平方公里的地面上，由于可回收产品能经受下落过程中巨大的冲击力，而现有回收装置是固定在火箭内壁上，随火箭碎片一同下落并实现硬着陆，然后由搜索人员通过搜索无线信标机的无线信号进行找寻，但由于落地时的速度很大，可回收产品可能钻入地下，而且由于信标机是安装在产品外部，也有可能破坏信标机的结构，造成无线信标机的损坏，由此形成了可回收产品难找寻的问题。

现有对可回收产品的搜索都是直升机和地面搜索队伍进行覆盖式搜索，耗费人力财力，而且如果信标机损坏就很有可能造成搜索失败。

在公开报道的文献中，也有一些弹出结构，如公开号为：CN201445807U“一种具有可自动弹出飞行翼的手掷飞盘”包括呈飞碟状的主体和铰接在主体内的飞行翼；主体内设有底盘，底盘外缘套设有压环，压环内固接有吸盘，压环与底盘之间设有压簧；压环顶部连接有按钮；飞行翼一端设置有卡柱，主体内对应卡柱的位置铰接有限位柱；压环周缘凸设有可抵触限位柱的敲击片。再如公开号为：CN2696158“自动弹出线路板的导电片结构”包括接线端子和导电片结构，其中导电片结构的上部分由弹出簧片、导正面、压板簧片和其一端部的“V”形钩形成，弹出簧片的一端与导电片结构的下部分相连，另一端与导正面相连其两端头的两条部位交接线所在的平面在与上下分界面成一锐角的范围内，导正面另一端与压板簧片相连其在与线路板所在平面成一锐角的范围内，压板簧片另一端设有开口向上的“V”形钩其在与导正面两端头的两条部位交接线所在平面成一钝角的范围内。当线路板插入“V”形钩时，迫使弹出簧片、导正面、压板簧片发生弹性形变，压板簧片紧紧地压着线路板实现牢靠的电连接。当外力消失时，弹出簧片和导正面向外释放能量，将线路板弹出，从而达到拔出线路板时无阻力和自动弹出的目的。还有公开号为：CN201016666“降落伞弹头”用弹簧枪把它弹射到空中后，弹头内会自动弹出一顶降落伞来，该伞托着弹头体降落到地面后经整理可重复使用。其构造是用一个高12公分，直径3公分的金属皮圆筒做弹头，它的上端开口，底部有一个圆形洞口，降落伞置于弹头内顶端，伞线固定在弹口周围，弹射降落伞的弹簧固定在降落伞下面的弹头内壁上，控制弹射降落伞弹簧作延时弹射的装置固定在弹头内底部。当弹簧枪凸字形撞针同时撞击弹头体和弹头体底部洞口内的延时弹射装置时，弹头体被迅速弹射到空中，与此同时，弹射降落伞的弹簧被延时装置拖延了几秒钟后才把降落伞弹出弹头外，此时降落伞正好在空中展开。

上述这些现有公开报道的可弹射到空中的结构难以应用到航空航天可回收装置的信标机自动弹出装置中，为了实现航空航天落体可回收装置的地面准确无误的定位回收，迫切需要设计一种可回收的信标自动控制装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种航空航天回落物体信标机自动弹出装置，以解决现有信标机随回落物体钻入地下致使信标机无法传输信息的问题。

为了解决上述问题，本发明所采取的措施是一种航空航天回落物体信标机自动弹出装置，该装置包括高压气罐、无线信标机、自动控制单元、步进电机、减速飘带，其构成在于飘带缠绕在信标机外表面，信标机置入旋转弹膛中，旋转弹膛安装在与高压气罐出气口相连的枪管中，旋转弹膛旋转后封闭枪管的气流外泄，自动控制单元与步进电机连接控制，步进电机转轴与旋转弹膛相连接。

通过实现上述一种可回收装置的信标机自动弹出装置的技术方案，解决了航空航天领域可回收装置落地后信标机随可回收装置钻入地下导致无线信号无法传出导致的信标机失灵的问题。整套装置采用高度传感器及单片机组成的自动控制装置，使信标机在落地前从可回收装置上弹出，从而避免了信标机钻入地下，实现了信标机正常工作指引搜索回收装置的目的。

本发明一种可自动控制的信标机弹出装置，通过高度计、单片机组成的控制装置控制。高度计得到高度信息，单片机读入高度信息，如果到达临界高度，单片机控制步进电机，步进电机转过相应角度，高压气罐中的高压气体将信标机弹出，信标机与可回收产品分离后，在空中展开减速飘带，达到减速的目的。经过减速无线信标机落在地面，并停留在地表发出无线定位信号，搜索人员根据无线信号进行搜索，准确无误地回收从天而降的可回收装置。

附图说明

图1是本发明装置的主视结构示意图；

图2是本发明装置的侧视结构示意图；

图3是本发明装置安装在可回收装置上的俯视结构示意图；

图4是本发明装置安装在可回收装置上的侧视结构示意图；

图5是本发明信标机及减速飘带的结构示意图；

图6是本发明枪管侧视结构示意图；

图7是本发明枪管俯视结构示意图；

图8是本发明枪管内侧视结构示意图；

图9是本发明旋转弹膛侧视结构示意图；

图10是本发明旋转弹膛俯视结构示意图。

图中：1：高压气罐；2：枪管；3：旋转弹膛；4：飘带信标机；5：自动控制单元；6：步进电机；7：电机转轴；8：回收装置；9：回收装置固定件；10：弹射装置固定件；11：无线信标机；12：飘带；13：枪管固定耳；14：电机转轴孔；15：枪口；16：枪管固定螺栓；17：枪管固定螺栓孔；18：枪管固定螺丝；19：旋转弹膛座槽；20：转轴卡槽。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式对本发明作出进一步的详细说明，以使本专业领域的技术人员能够实施为准。

如附图1和附图2，实施本发明一种航空航天回落物体信标机自动弹出装置，该装置主要包括高压气罐1、无线信标机11、自动控制单元5、步进电机6以及减速飘带12等元部件。

将减速飘带12紧密的缠绕在无线信标机11外部表面上，然后将缠绕后的无线信标机11放入旋转弹膛3中，旋转弹膛3安装在与高压气罐1出气口相连的枪管2中，将旋转弹膛3位置摆正使旋转弹膛3将枪管2堵住不使气流外泄，自动控制单元5读取高度计的高度信息并做出判断，当得到的高度达到某个临界值的时刻，自动控制单元5控制与旋转弹膛3相连的步进电机6转过某个角度，使旋转弹膛3的过孔与枪口对准，从而将无线信标机11发射出去，无线信标机11脱离回收装置后，在空中利用风力将减速飘带12展开，借助飘带12的拉力进行减速，达到减速着陆的目的。

高压气罐1主要是为了给无线信标机11发射提供足够的动力，而且可以对无线信标机11的减速提供一定的帮助。

自动控制单元5主要有高度计、单片机等元器件构成。

高度计得到即时的高度信息，由单片机读取后进行判断，当单片机判断达到某一特定高度时单片机发出命令控制步进电机6动作。

步进电机6与旋转弹膛3相连，控制旋转弹膛3的旋转，达到发射目的。

减速飘带12缠绕在无线信标机11的外部表面，在被发射出去脱离可回收产品以后由风力展开达到对信标机减速的目的。

其工作原理为：通过高度计采集到回收产品的高度信息，发送给单片机，单片机通过计算高度计发送的回收产品的高度信息，然后判断回收产品的高度是否到达预先设定好的临界高度。如果回收产品达到临界高度，则单片机发出控制指令，启动步进电机6工作。如果回收产品未达到临界高度，则单片机通过高度计继续采样高度信息。

步进电机6、高压气罐1和减速飘带12主要完成无线信标机11的弹出和达到对无线信标机11进行减速的目的。

其工作原理为：当回收产品到达接近地面的特定高度时单片机作出反应，给步进电机6发送启动信号，步进电机6得到启动信号后启动，带动旋转弹膛3转过特定角度，此时旋转弹膛3与枪管2对准，利用高压气罐1中的高压气体将无线信标机11快速弹射出去，无线信标机11在空中，减速飘带12被风力展开，达到对信标机减速的目的。

无线信标机11主要完成回收产品自动弹出装置的位置信息的发送和指引搜索人员进行搜索的目的。搜索人员根据无线信标机发送的位置信息进行搜索。

图1，图2为本装置的主视图和侧视图，将本套装置如图3，图4所示安装在可回收产品上，当可回收产品从空中下落，高度传感器将高度信息传给单片机处理，当到达接近地面的特定高度时单片机作出反应给步进电机6启动信号，步进电机6得到信号后启动，带动旋转弹膛转过特定角度，此时旋转弹膛3与枪管2对准，高压气罐1中的高压气体将无线信标机11快速射出，无线信标机11在空中飘带被风力展开，达到对信标机减速的目的。信标机虽然与可回收产品分开，但由于时间短所以信标机不会与可回收产品相距太远，信标机定位的信息仍然有很大的可参考性，极大的缩小了搜索半径。

本装置的安装使用信息，如图4所示，将减速飘带12缠绕在无线信标机11的外壳上并压紧，将缠绕完成的无线信标机11放入旋转弹膛3中，在旋转弹膛座槽19表面涂抹润滑油，然后将旋转弹膛3放入旋转弹膛座槽19中，将旋转弹膛3的角度调整好，使旋转弹膛3可以完全封住枪口15，将枪管组合螺栓16穿过枪管组合螺栓孔17通过枪管固定耳13将枪管2的两部分组合起来，然后将枪管2通过枪管固定螺丝18固定到高压气罐1上，螺丝内应垫入气密橡胶圈以加强气密性，将步进电机6与自动控制单元5的控制电缆连接好并固定成一体，然后将步进电机6的电机转轴7穿过枪管2上的电机转轴过孔14并卡入旋转弹膛3上的转轴卡槽20中，然后将步进电机与自动控制单元5固定在高压气罐1上，然后用弹射装置固定钢筋10将高压气罐及弹射装置固定在可回收产品固定钢筋9上，这杆就将可回收产品与弹射装置连接成为一体，完成了对整套装置的安装。

当可回收产品完成指定任务后返回地面的过程中，自动弹出装置按照指定工作程序，或有地面发出指令来启动有高度计和单片机等组成的控制装置，单片机不断读入有高度计采集到的产品的高度信息，并判断产品是否到达预先设定好的临界高度，当产品到达临界高度时，单片机发出控制指令，步进电机接到指令开始工作，当步进电机转过相应的角度后，打开高压气罐，高压气罐中的高压气体将信标机弹出。信标机与产品分离后，在空中展开减速飘带，达到减速的目的。经过减速，无线信标机落在地面，并停留在地表发出无线定位信号，搜索人员根据无线信号进行搜索回收可回收装置。

Claims (1)

1.一种航空航天回落物体信标机自动弹出装置，其含有高压气罐、无线信标机、自动控制单元、步进电机和减速飘带，其特征在于：飘带(12)缠绕在无线信标机(11)外表面并置入旋转弹膛(3)中，旋转弹膛(3)安装在与高压气罐(1)出气口相连的枪管(2)中，旋转弹膛(3)旋转后封闭枪管(2)的气流外泄，通过自动控制单元(5)与步进电机(6)连接控制，步进电机转轴(7)与旋转弹膛(3)相连接，从而将无线信标机(11)发射出去； 

所述自动弹出装置是按照指定工作程序来启动设有高度计和单片机构成的自动控制单元(5)，单片机不断读入由高度计采集到的产品的高度信息，并判断产品是否到达预先设定的临界高度，当产品到达临界高度时，单片机发出控制指令，步进电机接到指令开始工作，当步进电机转过相应的角度后，打开高压气罐，高压气罐中的高压气体将信标机弹出；信标机与产品分离后，在空中展开减速飘带，达到减速的目的；经过减速，无线信标机落在地面，并停留在地表发出无线定位信号，搜索人员根据无线信号进行搜索回收可回收装置。 

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