CN102897310B - 一种无人操作小型浮空装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人操作小型浮空装置，其特征是由分体设置的浮空组件和落地组件构成；浮空组件中具有浮空气囊和工作载荷：落地组件中配置储气单元和控制单元，在控制单元的控制下，由储气单元中储气罐适时通过截止开关、减压阀以及单向阀向浮空气囊充气；并在完成充气后浮空组件升空、落地组件落地，浮空组件和落地组件通过线绳连接。本发明装置机动性强、便于携带投放、由外界接触发信号启动工作后无需人工介入；其重量轻、体积小，能够用多种平台迅速投放到海面或地形复杂的山区，以满足抗震救灾、边防警戒以及反恐等应急条件下的监控、通信等需要。<!--1-->

Description

一种无人操作小型浮空装置

技术领域

本发明涉及一种可以携带投放及无人操作的小型浮空装置，属于航空器领域。

背景技术

在特定地域使用的空中观测、目标探测和通信中继等设备的应用平台，除卫星、飞机以外，还可选择飞艇、系留气球等。飞机燃料消耗量大、留空时间短，不适合连续长期使用；卫星可长期使用，但轨道高，观测精度往往达不到，这两者的运行成本都比较高；因此，对于某个特定地域和特定时间段内的持续监控或其它持续的应用，飞艇或系留气球是个不错的选择。

飞艇充有惰性气体，如氦气，是依靠惰性气体的浮力升空，同时利用自身携带的动力装置克服风阻，由于它的抗风能力有限，在低空应用时往往受气象条件的影响，当在10000m以上的高空应用时，由于空气稀薄，加上动力及燃料的重量，使得飞艇的体积必须十分庞大，以致造价不菲；而在中低空应用时，系留气球是一种不需要动力的绿色环保的应用平台，气球（带负荷）飘在高空，通过一根特制的缆绳与地面系载物连接。但是，系留气球不像飞机或飞艇那样具有机动性，加上气球充气时需要多人操作，如果要在海面或地形复杂的山区应用，则往往不方便，特别是在一些诸如抗震救灾或反恐等特殊场合，系统开设时间比较长、反应速度比较缓慢。

发明内容

本发明提供一种机动性强，便于携带投放、由外界接触发信号启动工作后无需人工介入的无人操作小型浮空装置，其重量轻、体积小，能够用多种平台迅速投放到海面或地形复杂的山区，以满足抗震救灾、边防警戒以及反恐等应急条件下的监控、通信等需要。

本发明为解决技术问题采用如下方案：

本发明无人操作小型浮空装置的结构特点是由分体设置的浮空组件和落地组件构成。

所述浮空组件的结构设置为：

一能够适时充入惰性气体以使浮空组件悬浮在空中的浮空气囊，在所述浮空气囊的充气口上设置用于阻止惰性气体由浮空气囊的充气口溢出的单向阀；

一工作载荷，固定设置在所述浮空气囊上，用于完成设定工作任务。

所述落地组件的结构设置包括：

一储气单元，是以储气罐储放惰性气体，在所述储气罐的出气管路上依次设置可以与外部充气设备相连通的三通接头、可以关断或开通出气管路的截止开关，用于降低充气压力的减压阀，以及连接所述截止开关和减压阀的充气管, 所述减压阀的输出口通过充气管道与所述单向阀相连通；所述浮空组件是由所述充气管道固定设置在落地组件上；

一控制单元，是以感应启动装置接收外部启动信号，由时序控制装置适时通过火工推动装置打开截止开关，并在打开截止开关之后经过预先设置的时间延时后启动火工切割装置切断充气管道；

一绕线轮，是以绕线轮架固定设置在落地组件中，绕线轮中的线绳一端固定在绕线轮架上，另一端连接在浮空组件上。

在系统接收外来信号启动并自动完成充气后，浮空组件得以升空、落地组件落到地面，浮空组件和落地组件通过线绳连接。与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、已有技术中的系留球、储气罐和充气控制设备都是分开的，在海面或地形复杂的山区应用时操作不方便，也不便于携带和投放；在本发明中分体设置的浮空组件和落地组件是通过充气管道固连，整体结构紧凑、体积小、重量轻，便于运输，可投放在山区及海面使用，不受地形条件限制。

2、和通常系留球相比，本发明中充气及控制等一系列过程都是在投放后自动进行，该装置在接收外界触发信号后，启动过程无需人员操作和控制，自动化程度高，适合抗震救灾或反恐等需要迅速反应的场合。

附图说明

图1为本发明结构框图；

图1标号：1浮空组件；2落地组件；11浮空气囊；12工作载荷；13单向阀；21感应启动装置；22时序控制装置；23火工推动装置；24火工切割装置；25截止开关；26减压阀；27充气管；28三通接头；29储气罐；31充气管道；32线绳；210绕线轮。

具体实施方式

参见图1，本实施例中无人操作小型浮空装置是分体设置的浮空组件1和落地组件2构成；

如图1所示，浮空组件1的结构设置为：

一能够适时充入惰性气体以使浮空组件1悬浮在空中的浮空气囊11，在浮空气囊11的充气口上设置用于阻止惰性气体由浮空气囊11的充气口溢出的单向阀13；

一工作载荷12，固定设置在浮空气囊11上，用于完成设定工作任务，工作载荷12可以是信号监测装置或通信转发装置等。

如图1所示，落地组件2的结构设置包括：

一储气单元，是以储气罐29储放惰性气体，在储气罐29的出气管路上依次设置可以与外部充气设备相连通的三通接头28、可以关断或开通出气管路的截止开关25，用于降低充气压力的减压阀26，以及连接截止开关25 和减压阀26的充气管27，减压阀26的输出口通过充气管道31与单向阀13相连通，形成充气通道。浮空组件1是由充气管道31固定设置在落地组件2上。

一控制单元，是以感应启动装置21接收外部启动信号，由时序控制装置22通过火工推动装置23打开截止开关25，开始由储气罐向浮空气囊充气，在完成充气之后启动火工切割装置24切断充气管道31，使浮空组件1与落地组件2分离，浮空组件1得以升空；具体实施中，时序控制装置22按设定的时序分别产生引爆火工推动装置23和火工切割装置24的触发电流。

一绕线轮210是以绕线轮架固定设置在落地组件2中，绕线轮210中的线绳32一端固定在绕线轮架上，另一端连接在浮空组件1上；在浮空组件1升空后仍然由线绳连接到落地组件2，防止浮空组件1被空中气流吹走。

工作过程：

预备过程是通过三通接头28由外部高压充气设备向储气罐29进行充气，可以使用氦气，完成充气之后封闭三通接头28的该充气端口。

由运输平台将本发明装置运抵指定地域的上空，投放后，即由外部信号通过感应启动装置21启动落地组件2投入工作，首先是由时序控制装置22通过火工推动装置23打开截止开关25，由储气罐29向浮空气囊11充气，在完成充气之后启动火工切割装置24切断充气管道31，使浮空组件1与落地组件2分离，浮空组件1得以升空；落地组件2自由坠落到地面；此时，线绳32保持浮空组件1与落地组件2之间的相互连接，防止浮空组件1被风吹走。

浮空组件1升空到受线绳长度限制的设定区域，工作载荷12投入自身工作。

Claims (2)

1.一种无人操作小型浮空装置，其特征是由分体设置的浮空组件(1)和落地组件(2)构成；

所述浮空组件(1)的结构设置为：

一能够适时充入惰性气体以使浮空组件(1)悬浮在空中的浮空气囊(11)，在所述浮空气囊(11)的充气口上设置用于阻止惰性气体由浮空气囊(11)的充气口溢出的单向阀(13)；

一工作载荷(12)，固定设置在所述浮空气囊(11)上，用于完成设定工作任务；

所述落地组件(2)的结构设置包括：

一储气单元，是以储气罐(29)储放惰性气体，在所述储气罐(29)的出气管路上依次设置可以与外部充气设备相连通的三通接头(28)、可以关断或开通出气管路的截止开关(25)，用于降低充气压力的减压阀(26)，以及连接所述截止开关(25)和减压阀(26)的充气管(27),所述减压阀(26)的输出口通过充气管道(31)与所述单向阀(13)相连通；所述浮空组件(1)是由所述充气管道(31)固定设置在落地组件(2)上；

一控制单元，是以感应启动装置(21)接收外部启动信号，由时序控制装置(22)适时通过火工推动装置(23)打开截止开关(25)，并在打开截止开关(25)之后经过预先设置的时间延时后启动火工切割装置(24)切断充气管道(31)；

在系统接收外来信号启动并自动完成充气后，浮空组件得以升空、落地组件落到地面，浮空组件和落地组件通过线绳连接。

2.根据权利要求1所述的无人操作小型浮空装置，其特征是在所述落地组件中设置一绕线轮(210)，是以绕线轮架固定设置在落地组件(2)中，绕线轮(210)中的线绳(32)一端固定在绕线轮架上，另一端连接在浮空组件(1)上。