CN104260892A - 一种无人机与降落伞的电控分离机构 - Google Patents

一种无人机与降落伞的电控分离机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无人机与降落伞的电控分离机构，包括回转装置、电磁铁和锁紧装置；当锁紧装置处于锁紧状态时，电磁铁不通电，电磁铁衔铁不伸出，主动杆与连杆成一直线，利用铰链四杆机构死点位置，受降落伞拉力的从动杆无法转动；当锁紧装置处于解锁状态时，电磁铁通电，电磁铁的衔铁伸出，推动铰链四杆机构的主动杆转动，破坏铰链四杆机构死点位置。本发明的有益效果是：1、降落伞的较大的拉力用铰链四杆机构的主动杆、连杆、从动杆等构件承受，而构件本身的强度较高，承载能力较强。2、由于电磁铁输出推力值较小，可以有效减小电磁铁及电控分离机构的外形尺寸及质量。3、机构的结构原理简单实用，可靠性高，具有较大的应用价值。

Description

一种无人机与降落伞的电控分离机构
技术领域
本发明涉及一种分离装置，具体是一种用于无人机与降落伞的电控分离机构。
背景技术
无人机降落着陆通常分为滑(跑)降和伞降两种方式，无人机回收目前主要采用降落伞回收，在风速较大的气象条件下，伞降着陆的无人机会被降落伞拖曳着，出现摆动、摇晃、侧滑等诸多不利姿态，并可能发生磕碰，可能对无人机或机载器材造成损毁。飞机着陆时的抛伞机构，目前一般采用电爆方法，由触地开关启动，但存在炸药存储不安全等问题。为此，需要研制一种解决上述问题的降落伞与无人机之间的电控分离机构。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种结构合理，可在无人机使用降落伞着陆时接受抛伞指令将回收降落伞与无人飞机分离的无人机与降落伞的电控分离机构。
这种无人机与降落伞的电控分离机构，包括回转装置、电磁铁和锁紧装置；当锁紧装置处于锁紧状态时，电磁铁不通电，电磁铁衔铁不伸出，主动杆与连杆成一直线，利用铰链四杆机构死点位置，受降落伞拉力的从动杆无法转动；当锁紧装置处于解锁状态时，电磁铁通电，电磁铁的衔铁伸出，推动铰链四杆机构的主动杆转动，破坏铰链四杆机构死点位置，实现无人机与回收降落伞相分离。
作为优选：所述回转装置采用球销回转副结构，由回转球头、销轴和回转套构成，回转套与飞机吊带连接，回转套通过销轴和回转球头相连接，回转球头与端盖采用回转副的形式相连接，端盖通过固定销与机架固定连接。
作为优选：所述电磁铁由铁心、线圈、衔铁组成；设有限位块用于限制电磁铁的衔铁的缩回位置，电磁铁的铁心右侧与机架接触，实现电磁铁的右侧轴向定位；电磁铁的铁心左侧与限位块接触，限位块与端盖接触，端盖通过固定销与机架固定连接，从而实现电磁铁的左侧轴向定位；通电时电磁铁动作，其衔铁伸出，输出推力。
作为优选：所述锁紧装置采用铰链四杆机构，由主动杆、连杆、从动杆、机架组成，主动杆、连杆、从动杆分别通过铰链轴与机架相连接；锁紧装置的前端装有连接杆，连接杆通过转轴与机架联接，连接杆通过吊带与回收降落伞相连接；压缩弹簧放置在弹簧座上，弹簧座固定在机架上。
作为优选：所述锁紧装置处于锁紧状态时，电磁铁不通电，电磁铁衔铁不伸出，主动杆与连杆成一直线，连接杆与从动杆有部分接触，连接杆位于从动杆的左侧，利用铰链四杆机构死点位置，受降落伞拉力的从动杆不能转动，同时压缩弹簧处于压缩状态，压缩弹簧的输出力确保铰链四杆机构处于死点位置；电磁铁通电，电磁铁的衔铁伸出，克服压缩弹簧的弹性压力，推动主动杆转动一定角度，破坏铰链四杆机构死点位置，锁紧装置解除锁紧状态，从动杆相对于机架转过一定角度，连接杆与从动杆分离，回收降落伞的吊带从连接杆处滑出，无人机与降落伞相分离。
本发明的有益效果是：1、电控分离机构处于锁紧状态时，利用铰链四杆机构死点位置特性，降落伞的较大的拉力用铰链四杆机构的主动杆、连杆、从动杆等构件承受，而构件本身的强度较高，承载能力较强。2、电控分离机构解锁时，电磁铁的衔铁输出较小的力就能推动铰链四杆机构的主动杆转动，破坏铰链四杆机构死点位置，实现回收降落伞的吊带从连接杆处滑出，由于电磁铁输出推力值较小，可以有效减小电磁铁及电控分离机构的外形尺寸及质量。3、机构的结构原理简单实用，可靠性高，具有较大的应用价值。
附图说明
图1为本发明锁紧状态示意图。
图2为本发明解锁状态示意图。
图3为本发明使用状态示意图。
附图标记说明：回转球头1、销轴2、回转套3、端盖4、固定销5、机架6、限位块7、铁心8、线圈9、衔铁10、主动杆11、铰链轴12、压缩弹簧13、弹簧座14、转轴15、连接杆16、从动杆17、连杆18、无人机19、降落伞20。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。虽然本发明将结合较佳实施例进行描述，但应知道，并不表示本发明限制在所述实施例中。相反，本发明将涵盖可包含在有附后权利要求书限定的本发明的范围内的替换物、改进型和等同物。
参照图1至图2所示，本实施例的用于无人机与降落伞的电控分离机构由回转装置、电磁铁和锁紧装置三部分组成。回转装置采用球销回转副结构，由回转球头1、销轴2和回转套3构成，回转套3与飞机吊带连接，回转套3通过销轴2和回转球头1相连接，回转球1头与端盖4采用回转副的形式相连接，端盖4通过固定销5与机架6固定连接。
电磁铁由铁心8、线圈9、衔铁10组成。限位块7用于限制电磁铁的衔铁10的缩回位置，电磁铁的铁心8右侧与机架6接触，实现电磁铁的右侧轴向定位；电磁铁的铁心8左侧与限位块7接触，限位块7与端盖4接触，端盖4通过固定销5与机架6固定连接，从而实现电磁铁的左侧轴向定位。通电时电磁铁动作，其衔铁10伸出，输出推力。输入电源是交流电源，则采用交流电磁铁；输入电源是直流电源，则采用直流电磁铁。
锁紧装置采用铰链四杆机构，由主动杆11、连杆18、从动杆17、机架6组成，主动杆11、连杆18、从动杆17分别通过铰链轴12与机架6相连接。锁紧装置的前端装有连接杆16，连接杆16通过转轴15与机架6联接，连接杆16通过吊带与回收降落伞相连接。压缩弹簧13放置在弹簧座14上，弹簧座14固定在机架6上。
锁紧装置处于锁紧状态时，电磁铁不通电，电磁铁衔铁10不伸出，主动杆11与连杆18成一直线，连接杆16与从动杆17有部分接触，连接杆16位于从动杆17的左侧，利用铰链四杆机构死点位置，受降落伞20拉力的从动杆17不能转动，同时压缩弹簧13处于压缩状态，压缩弹簧1的输出力确保铰链四杆机构处于死点位置。
电磁铁通电，电磁铁的衔铁10伸出，克服压缩弹簧13的弹性压力，推动主动杆11转动一定角度，破坏铰链四杆机构死点位置，锁紧装置解除锁紧状态，从动杆17相对于机架6转过一定角度，连接杆16与从动杆17分离，回收降落伞20的吊带从连接杆16处滑出，无人机19与降落伞20相分离。如图3所示。

Claims (5)

1.一种无人机与降落伞的电控分离机构，其特征在于：包括回转装置、电磁铁和锁紧装置三部分组成；当锁紧装置处于锁紧状态时，电磁铁不通电，电磁铁衔铁(10)不伸出，主动杆(11)与连杆(18)成一直线，利用铰链四杆机构死点位置，受降落伞拉力的从动杆(17)无法转动；当锁紧装置处于解锁状态时，电磁铁通电，电磁铁的衔铁(10)伸出，推动铰链四杆机构的主动杆(11)转动，破坏铰链四杆机构死点位置，实现无人机(19)与回收降落伞(20)相分离。
2.根据权利要求1所述的无人机与降落伞的电控分离机构，其特征在于：所述回转装置采用球销回转副结构，由回转球头(1)、销轴(2)和回转套(3)构成，回转套(3)与飞机吊带连接，回转套(3)通过销轴(2)和回转球头(1)相连接，回转球(1)头与端盖(4)采用回转副的形式相连接，端盖(4)通过固定销(5)与机架(6)固定连接。
3.根据权利要求1所述的无人机与降落伞的电控分离机构，其特征在于：所述电磁铁由铁心(8)、线圈(9)、衔铁(10)组成；设有限位块(7)用于限制电磁铁的衔铁(10)的缩回位置，电磁铁的铁心(8)右侧与机架(6)接触，实现电磁铁的右侧轴向定位；电磁铁的铁心(8)左侧与限位块(7)接触，限位块(7)与端盖(4)接触，端盖(4)通过固定销(5)与机架(6)固定连接，从而实现电磁铁的左侧轴向定位；通电时电磁铁动作，其衔铁(10)伸出，输出推力。
4.根据权利要求1所述的无人机与降落伞的电控分离机构，其特征在于：所述锁紧装置采用铰链四杆机构，由主动杆(11)、连杆(18)、从动杆(17)、机架(6)组成，主动杆(11)、连杆(18)、从动杆(17)分别通过铰链轴(12)与机架(6)相连接；锁紧装置的前端装有连接杆(16)，连接杆(16)通过转轴(15)与机架(6)联接，连接杆(16)通过吊带与回收降落伞相连接；压缩弹簧(13)放置在弹簧座(14)上，弹簧座(14)固定在机架(6)上。
5.根据权利要求4所述的无人机与降落伞的电控分离机构，其特征在于：所述锁紧装置处于锁紧状态时，电磁铁不通电，电磁铁衔铁(10)不伸出，主动杆(11)与连杆(18)成一直线，连接杆(16)与从动杆(17)有部分接触，连接杆(16)位于从动杆(17)的左侧，利用铰链四杆机构死点位置，受降落伞(20)拉力的从动杆(17)不能转动，同时压缩弹簧(13)处于压缩状态，压缩弹簧(1)的输出力确保铰链四杆机构处于死点位置；电磁铁通电，电磁铁的衔铁(10)伸出，克服压缩弹簧(13)的弹性压力，推动主动杆(11)转动一定角度，破坏铰链四杆机构死点位置，锁紧装置解除锁紧状态，从动杆(17)相对于机架(6)转过一定角度，连接杆(16)与从动杆(17)分离，回收降落伞(20)的吊带从连接杆(16)处滑出，无人机(19)与降落伞(20)相分离。
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