CN103287567B - 一种浮空器气囊自动充放气气压调节系统 - Google Patents

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一种浮升器气囊自动充放气气压调节系统涉及飞行器气囊气压调节系统。包括主气囊、副气囊及气压调节装置。气压调节装置包括接有传感器的压差监控器、由脉宽信号发生器和放气继电器及充气继电器构成的充放气控制器、压差监控器输出的控制信号分别连接充气继电器及放气继电器的控制线圈、充放气控制器输出的控制信号连接风机和舵机。本发明的有益效果是：由传感器检测气囊内气压差的变化值，送压差监控器与设定压差上下限值进行比较，输出继电器动作信号，使脉宽信号发生器内部电路产生输入电位，并有控制信号输出，分别控制风机和舵机的启停工作。闭环控制充放气调节气压差，效果好。采用舵机控制阀门较现有电磁铁控制阀门省电。采用无刷电机较现有有刷电机安全，无火灾隐患。

Description

一种浮空器气囊自动充放气气压调节系统
技术领域：
本发明涉及浮空飞行器技术领域，特别涉及浮空器气囊之气压调节系统。
背景技术：
浮空器包括具有浮升气囊的可浮升的飞艇、气球等，因其浮升的高度不同或因天空大气气温的变化或因其某部件气密性差造成气囊气体泄漏等原因，均可造成气囊内外的气压差发生变化，此将影响和威胁到浮升器的安全飞行。解决的办法是在浮升器主气囊内设置一个副气囊，副气囊安装一充放气装置，当主气囊气压下降时，给副气囊充气，使副气囊体积增大，从而挤压主气囊内的气体，使主气囊压力升高。当主气囊内气压升高时，让副气囊放气，使其压力降低，依此来平抑和减小浮升器气囊内外压力差的变化。
现有副气囊充放气装置存在如下不足之处，一是，它是由风机和电磁阀构成，是根据飞行高度、气温变化粗略估计气压差的变化，由地面遥控风机和充放气电磁阀的启闭，实现对副气囊的充放气，因其不具有自动伺服调节功能，需人工介于遥控，调节效果差。二是，电磁阀是由电磁铁与阀门构成，开启状态耗电大，而浮升器上的储电非常宝贵。三是，风机采用有刷电机，电刷换向时易产生火花，给浮升器造成火灾隐患。
发明内容：
本发明的目的，是针对现有技术的不足，提供一种飞艇气囊自动充放气气压调节系统，实现自动闭环伺服控制调节充放气，调节效果好。采用舵机开启阀门省电。采用无刷电机的风机，不产生火花、安全。
本发明是如此实施，一种浮空器气囊自动充放气气压调节系统，包括浮空器主气囊19、处于主气囊内的副气囊18以及副气囊所设充放气气压调节装置。所述副气囊充放气气压调节装置，包括其输入端连接有压差传感器2的压差监控器1、由脉宽信号发生器4和放气继电器5和充气继电器6构成的充放气控制器3以及风机8和舵机9；所述压差监控器1之控制信号输出分别连接充气继电器6及放气继电器5的控制线圈；所述充放气控制器3之控制信号输出分别连接风机8和舵机9。
进一步优选的是，所述风机8由无刷电机15和叶轮17构成，无刷电机15具有调速器7；所述充放气控制器3的控制信号输出连接风机8，是指由充放气控制器之脉宽信号发生器4信号输出端连接放气继电器5第三触点组的动触点11，第三触点组的静触点3连接调速器7的信号输入端，调速器7的信号输出端连接无刷电机定子线圈。
本发明所产生的有益效果：
本发明通过压差传感器2实时监控测试气压差的变化值，送压差监控器1与设定压差上下限值进行比较，输出充放气继电器动作信号，从而使脉宽信号发生器4内部电路产生高电位或低电位输入，并产生输出控制信号分别控制风机8和舵机9启停工作，达到为副气囊充放气调节气囊内外气压差之目的。实时检测，自动闭环伺服控制调节，免人工干预，控制灵敏，调节效果佳。本发明采用舵机控制充气阀门较现有电磁铁控制阀门省电。本发明风机采用无刷电机较现有技术采用有刷电机不会产生火花，安全无火灾隐患。
附图说明：
附图1本发明(气囊不充、放气时)方框连线图
附图2本发明(气囊放气时)方框连线图
附图3本发明(气囊充气时)方框连线图
附图4本发明具有主、副气囊之浮升器飞艇主视图
附图5本发明舵机控制充气阀门与风机一体构造剖视图
具体实施方式：
上述说明书附图给出了本发明的一种具体实施方式，对其构造和工作原理进一步说明如下。
一种浮空器气囊自动充放气气压调节系统，包括浮空器主气囊19、处于主气囊内的副气囊18以及副气囊所设充放气气压调节装置。副气囊充放气气压调节装置，包括其输入端连接有压差传感器2的压差监控器1、由脉宽信号发生器4和放气继电器5及充气继电器6构成的充放气控制器3，还包括风机8和舵机9。压差监控器1之控制信号输出分别连接充气继电器6及放气继电器5的控制线圈。充放气控制器3之控制信号输出分别连接风机8和舵机9。
本发明风机8由无刷电机15和叶轮17及支架16构成，无刷电机15具有调速器7。所述充放气控制器3的控制信号输出连接风机8，是指由充放气控制器之脉宽信号发生器4信号输出端连接放气继电器5第三触点组的动触点11，第三触点组的静触点3连接调速器7的信号输入端，调速器7的信号输出端连接无刷电机定子线圈。
本发明构成充放气控制器3的脉宽信号发生器4具有c、a、b三个输入端，三个输入端分别连接充气继电器6的第一触点组动触点V、放气继电器5第一触点组的动触点9和放气继电器5第二触点组的动触点10。同时，充气继电器6第一触点组的动触点V还连接放气继电器5之第二触点组的静触点6。充气继电器6之第一触点组的静触点I连接放气继电器5之第一触点组的静触点1。充气继电器6之第一触点组的静触点III连接放气继电器5之第二触点组的静触点2。
本发明所述舵机9之输出轴装有扭力臂10，扭力臂经连杆11铰链连接充气阀门20之阀芯12。舵机安装于固定立架21上。本发明的风机8与舵机9连接装为一体，风机之筒体8′内具有横隔断板13，横隔断板中心设充气阀门20，充气阀门由锥盆状阀腔12′和与之相配合的锥堵状阀芯12构成。风机筒体8′上部有外螺纹14，可与设于浮升器腹部的充放气口的内螺纹旋合，使接装一体的风机与舵机固定于浮升器腹部，以构成副气囊与外界大气的充放气通道。
本发明的工作过程、原理是：
由压差传感器2实时检测的压差值送自驾仪压差监控器1，与其设定值的上下限进行比较，且，
1、当检测值接近或等于压差上限值时，自驾仪压差监控器1输出放气继电器控制信号给放气继电器线圈，使放气继电器动作，脉宽信号发生器4的c输入端连接充气继电器6第一触点组的动触点V，动触点V连接放气继电器5第二触点组的静触点6，静触点6经该触点组的动触点10连接脉宽信号发生器4的b输入端，使脉宽信号发生器4内部电路产生高电位输入，脉宽信号发生器4则有控制信号输出，二路控制信号的其中一路因放气继电器5之第三触点组的动触点11与静触点3已断开，故风机调速器无输入信号，风机不启动；而另一路输出直接接舵机输入，使舵机工作，打开充气阀门，放气泄压。
2、当测试值接近或等于下限值时，自驾仪压差监控器1输出充气继电器控制信号给充气继电器线圈，使充气继电器6动作，脉宽信号发生器4的c端连接充气继电器6第一触点组的动触点V与静触点III接通，静触点III连接放气继电器5之第二触点组的静触点2，静触点2经该触点组的动触点10连接脉宽信号发生器4的b端，使脉宽信号发生器4内部电路同样产生高电位输入，脉宽信号发生器4有控制信号输出，一路输出接舵机9，使舵机工作，打开充气阀门。此时，因放气继电器5之第三触点组的静触点3与动触点11接通，故脉宽信号发生器4的另一路控制信号输出经放气继电器5之第三触点组的动触点11至静触点3至无刷电机调速器7之输入端，调速器7输出脉冲信号给无刷电机，风机启动，空气经打开的充气阀充气增压。
3、当测试值在上下限之间时，自驾仪压差监控器1无输出，放气继电器和充气继电器均不动作，脉宽信号发生器4的c端连接充气继电器6第一触点组的动触点V，动触点V经该触点组的静触点I连接放气继电器5之的第一触点组的静触点1，静触点1经动触点9连接脉宽信号发生器4的a输入端，脉宽信号发生器4内部电路产生低电位输入，无控制信号输出，风机、舵机均不工作，浮升器气囊气压差保持在上下限之间。
本发明所述压差传感器2、压差监控器1、脉脉信号发生器4、放气继电器5、充气继电器6、调速器7、无刷电机15、舵机9均采用市售产品。

Claims (2)

1.一种浮空器气囊自动充放气气压调节系统，包括浮空器主气囊(19)、处于主气囊内的副气囊(18)以及副气囊所设充放气气压调节装置，所述副气囊充放气气压调节装置，包括其输入端连接有压差传感器(2)的压差监控器(1)、由脉宽信号发生器(4)和放气继电器(5)和充气继电器(6)构成的充放气控制器(3)以及风机(8)和舵机(9)；所述压差监控器(1)之控制信号输出分别连接充气继电器(6)及放气继电器(5)的控制线圈；所述充放气控制器(3)之控制信号输出分别连接风机(8)和舵机(9)，其特征是，
所述风机(8)由无刷电机(15)和叶轮(17)构成，无刷电机(15)具有调速器(7)；
所述充放气控制器(3)的控制信号输出连接风机(8)和舵机(9)，是指由充放气控制器之脉宽信号发生器(4)信号输出端连接放气继电器(5)第三触点组的动触点11，第三触点组的静触点3连接调速器(7)的信号输入端，调速器(7)的信号输出端连接无刷电机定子线圈；而脉宽信号发生器(4)信号输出端的另一路输出直接接舵机输入;
所述构成充放气控制器(3)的脉宽信号发生器(4)具有c、a、b三个输入端，三个输入端分别连接充气继电器(6)的第一触点组动触点V、放气继电器(5)第一触点组的动触点9和放气继电器(5)第二触点组的动触点10；同时，充气继电器(6)第一触点组的动触点V还 连接放气继电器(5)之第二触点组的静触点6；充气继电器(6)之第一触点组的静触点I连接放气继电器(5)之第一触点组的静触点1；充气继电器(6)之第一触点组的静触点III连接放气继电器(5)之第二触点组的静触点2。
2.根据权利要求1所述一种浮空器气囊自动充放气气压调节系统，其特征是，所述舵机(9)之输出轴装有扭力臂(10)，扭力臂经连杆(11)铰链连接充气阀门(20)之阀芯(12)；所述风机(8)与舵机(9)连接装为一体，风机之筒体(8′)内具有横隔断板(13)，横隔断板中心设充气阀门(20)，充气阀门由锥盆状阀腔(12′)和与之相配合的锥堵状阀芯(12)构成。
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