CN104369870B - 一种随动自适应控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种随动自适应控制装置，包括机架，机架上从左至右依次安装有第一下摩擦轮、过渡摩擦轮、第二下摩擦轮、上摩擦轮、滚轮、压轮和挡绳圈，有控制绳依次从第一下摩擦轮的上部、过渡摩擦轮的下部、第二下摩擦轮的上部、上摩擦轮的下部、滚轮的上部及压轮的下部绕过后从挡绳圈内穿过，机架通过销轴铰接有杠杆，第一下摩擦轮、第二下摩擦轮和滚轮均安装于杠杆上，滚轮通过轮轴固定安装有能降低滚轮转速的离心机构，杠杆上连接有回位弹簧。本发明能对线性带体能进行有效的展直控制，并能通过同等长度的控制绳来满足了不同长度线性带体的展直控制需要，使用效果好，能在不同海拔地区、不同气候条件下使用。

Description

一种随动自适应控制装置

技术领域

本发明属于展直装置领域，更具体地，涉及一种随动自适应控制装置。

背景技术

目前在对线性带体进行展直控制时，一般使用阻力伞或定距绳连接在线性带体上。阻力伞是依靠其飞行时产生的阻力来对线性带体进行展直控制，而定距绳则是一端固定在某一物体上，另一端连接在线性带体上，以对线性带体进行展直控制。

由于高原地带较平原地带的气象与气温等自然环境等因素更恶劣，线性带体在高原飞行时，空气摩擦阻力小、飞行速度快，如果采用阻力伞对线性带体展直控制，产生的阻力、冲击较平原地带要大，因此对线性带体的反作用力更大，对线性带体强度和连接强度都有很大影响，而且阻力伞在刮风、下雨等自然条件下使用时，对线性带体展直控制会有较大的影响。

在平原地带，如果采用单一的定距绳对于固定长度的线性带体有较好地控制效果，可是不同海拔地区、飞行距离的变化会给定距绳的调整带来极大困难，而且要经过大量试验验证；对于不同长度的线性带体，在平原地带或高原地带进行展直控制，采用定距绳控制并不是简单的匹配关系。而定距绳在温度相差较大的环境下使用，即使一批线性带体的长度相同，展直控制也会有相当大的差异，这样会使控制装置的结构复杂、操作方法繁琐。

因此，采用阻力伞或定距绳的方法都不满足线性带体产品在不同海拔地区、不同气候条件的展直控制要求，其展直控制是一大技术难题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种随动自适应控制装置，通过对控制绳的摩擦力，能对连接在控制绳上的线性带体进行有效的展直控制，使用同等长度的控制绳，能满足不同长度线性带体的控制需要，使用效果好。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种随动自适应控制装置，包括机架，机架上从左至右依次安装有第一下摩擦轮、过渡摩擦轮、第二下摩擦轮、上摩擦轮、滚轮、压轮和挡绳圈，有控制绳依次从第一下摩擦轮的上部、过渡摩擦轮的下部、第二下摩擦轮的上部、上摩擦轮的下部、滚轮的上部及压轮的下部绕过后从挡绳圈内穿过，控制绳能在移动时能与第一下摩擦轮、过渡摩擦轮、第二下摩擦轮、上摩擦轮、滚轮、压轮摩擦，压轮位于滚轮和挡绳圈的下方从而使控制绳绕过压轮后形成开口朝上的V形部，控制绳靠近挡绳圈的一端为载荷接入端，机架通过销轴铰接有杠杆，第一下摩擦轮、第二下摩擦轮和滚轮均安装于杠杆上，销轴位于第二下摩擦轮和滚轮之间，机架在对应于第一下摩擦轮、第二下摩擦轮和滚轮的位置分别设置有便于杠杆转动的第一上弧形孔、第二上弧形孔和下弧形孔，滚轮通过轮轴固定安装有能降低滚轮转速的离心机构，滚轮能在控制绳的摩擦力带动下与轮轴一起旋转，杠杆上连接有能使杠杆复位的回位弹簧，回位弹簧的另一端安装在机架上。

优选地，所述控制绳的V形部的角度为35°～40°。

优选地，所述杠杆上固定安装有棘块，棘块上设置有棘齿，所述机架在对应于棘块的位置安装有能与棘齿配合对棘块限位的限位销。

优选地，所述离心机构包括轮圈，轮圈内设置有支撑幅条，支撑幅条固定安装在轮轴上，所述支撑幅条上安装有能利用绕轴轮旋转产生的离心力与轮圈内壁摩擦的离心块。

优选地，所述离心块通过弹性装置安装在支撑幅条上。

优选地，所述机架在第一下摩擦轮的下方设置有多个导向轮。

优选地，所述导向轮的数量为三个，所述三个导向轮呈三角形布置。

优选地，所述机架上设置有用于将控制绳剪断的剪切机构。

优选地，所述机架上设置有用于放置控制绳的绳盒，控制绳靠近第一下摩擦轮的一端盘绕后放置在绳盒内。

优选地，所述机架上设置有用于围住控制绳的外罩。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明的控制绳的载荷接入端连接线性带体后，线性带体能在飞行时带动控制绳移动，控制绳在移动时能与第一下摩擦轮、过渡摩擦轮、第二下摩擦轮、上摩擦轮、滚轮及压轮产生摩擦力；

2)控制绳上的V形部会对直线飞行运动形成阻碍，对线性带体产生阻力，使线性带体速度有一定的衰减；当线性带体的飞行速度上升时，控制绳对滚轮向下的作用力也增大，控制绳使滚轮在下弧形孔内向下移动，同时杠杆带动第一下摩擦轮和第二下摩擦轮在第一上弧形孔和第二上弧形孔内向上移动，这样就逐渐加大控制绳与第一下摩擦轮、过渡摩擦轮、第二下摩擦轮、上摩擦轮和滚轮的包覆角，即增加了摩擦阻力，该摩擦阻力使线性带体惯性飞行速度减小直到其着地，从而起到减缓线性带体惯性飞行速度，同时达到线性带体展直控制的目的；

3)离心机构在滚轮的转速增大时，能通过其自身的离心摩擦力原理使滚轮的转速降下来，使得滚轮与控制绳的摩擦力不会太小；

4)经过在平原地带、高原地带和不同气候环境试验，随动自适应控制装置能对线性带体能进行有效的展直控制，并能通过同等长度的控制绳来满足了不同长度线性带体的控制需要，使用效果好，能在不同海拔地区、不同气候条件下使用。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的后视图；

图3是本发明的旋转剖视图；

图4是本发明中棘块与限位销配合的棘齿部分的示意图；

图5是图4中沿A-A线的剖视图；

图6是本发明中离心机构的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1～图6所示，一种随动自适应控制装置，包括机架1，机架1上从左至右依次安装有第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5、滚轮6、压轮7和挡绳圈11，有控制绳8依次从第一下摩擦轮2的上部、过渡摩擦轮3的下部、第二下摩擦轮4的上部、上摩擦轮5的下部、滚轮6的上部及压轮7的下部绕过后从挡绳圈11内穿过。此处的“绕过”，是指控制绳8与第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5、滚轮6、压轮7是半包覆式接触，而不是全包裹式接触，即控制绳8并不是在上述每个轮上绕一圈，而是被轮压紧弯折后在压紧处产生一夹角。优选地，所述机架1上设置有用于放置控制绳8的绳盒110，控制绳8靠近第一下摩擦轮2的一端盘绕后放置在绳盒110内，这样控制绳8就不会占用太大的空间，而且控制绳8的抖动也不会很厉害。挡绳圈11用于控制绳8的起飞时防护和限位，压轮7上装有向心轴承，可灵活旋转。

控制绳8能在移动时能与第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5、滚轮6、压轮7摩擦，压轮7位于滚轮6和挡绳圈11的下方从而使控制绳8绕过压轮7后形成开口朝上的V形部81，V形部81能增加压轮7与控制绳8的摩擦力。控制绳8靠近挡绳圈11的一端为载荷接入端82，工作时，载荷输入端可以连接线性带体。作为优选，所述控制绳8的V形部81的角度θ为35°～40°。角度θ如果太大，则压轮7对控制绳8的摩擦力不够大，对线性带体的展直控制效果不是很好；而如果角度θ如果太小，则摩擦力又太大，控制绳8容易崩断。

机架1通过销轴12铰接有杠杆13，第一下摩擦轮2、第二下摩擦轮4和滚轮6均安装于杠杆13上，销轴12位于第二下摩擦轮4和滚轮6之间，机架1在对应于第一下摩擦轮2、第二下摩擦轮4和滚轮6的位置分别设置有便于杠杆13转动的第一上弧形孔21、第二上弧形孔41和下弧形孔61。杠杆13绕销轴12转动时，安装在杠杆13上的第一下摩擦轮2、第二下摩擦轮4和滚轮6也跟着一起转动。第一下摩擦轮2、第二下摩擦轮4和滚轮6分别在第一上弧形孔21、第二上弧形孔41和下弧形孔61内移动。

杠杆13上连接有能使杠杆13复位的回位弹簧14，回位弹簧14的另一端安装在机架1上。杠杆13在转动时，回位弹簧14能施加弹力在杠杆13上，使杠杆13在转动时比较平稳。线性带体的展直工作完成后，杠杆13又能在回位弹簧14的回复力作用下自动复位。

进一步，所述杠杆13上固定安装有棘块15，棘块15上设置有棘齿16，所述机架1在对应于棘块15的位置安装有能与棘齿16配合对棘块15限位的限位销17。优选地，限位销17活动穿装在机架1上，限位销17上套接有压缩弹簧，限位销17上安装有能挤压压缩弹簧的限位块。展直工作完成后，如果要让杠杆13复位，则可以拉动限位销17，使限位块挤压压缩弹簧，从而使限位销17与棘块15分离，然后杠杆13就可以在回位弹簧14的弹力作用下自动复位。

上述的杠杆13、销轴12、回位弹簧14、棘块15组成本发明的铰接机构，铰接机构对于线性带体的展直控制非常重要。参照图1，线性带体飞行时，控制绳8会使滚轮6在下弧形孔61内顺时针转动，滚轮6带动杠杆13绕销轴12转动，杠杆13的另一端同时带动第一下摩擦轮2和第二下摩擦轮4在第一上弧形孔21和第二上弧形孔41内顺时针转动，这样就会使得控制绳8与第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5和滚轮6上的包覆角逐渐变大，第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5和滚轮6与控制绳8的摩擦力会增大，控制绳8对线性带体的阻滞拖曳作用也增大，有助于线性带体的展直控制。另外，回位弹簧14为一拉簧，杠杆13在转动时，回位弹簧14被杠杆13拉长，其能施加弹力在杠杆13上，使杠杆13能平缓地转动，其转动时的角加速度不会突然增大，因此上述的包覆角是逐渐变大，摩擦阻力也是逐渐上升，杠杆13不会在滚轮6突然施加的作用力下快速移动而对机架1或控制绳8等产生冲击。

另外，对于不同长度的线性带体，其在飞行时对控制绳8的拉力不一样，控制绳8施加在滚轮6上的作用力也会不相同，这样就会使杠杆13转动的行程不一样。限位销17进入哪两个棘齿16之间的槽内，与线性带体的长度有关。限位销17与棘齿16配合限位后，棘齿16抵靠在限位销16上，杠杆13就不再转动，此时第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5和滚轮6与控制绳8的包覆角就不变了，摩擦阻力就比较稳定，有利于线性带体的展直控制。

参照图6，滚轮6通过轮轴62固定安装有能降低滚轮6转速的离心机构9，滚轮6能在控制绳8的摩擦力带动下与轮轴62一起旋转，轮轴62又会带动离心机构9一起旋转。优选地，所述离心机构9包括轮圈91，轮圈91内设置有支撑幅条92，支撑幅条92固定安装在轮轴62上，所述支撑幅条92上设置有凹槽，所述凹槽内安装有能利用绕轴轮旋转产生的离心力与轮圈91内壁摩擦的离心块93。将离心块93放置在凹槽内，则支撑幅条92可以对离心块93进行限位，以防离心块93离开轮圈91。滚轮6的转速越大，则离心块93的离心力越大，其与轮圈91的摩擦力也就越大，而离心块93与轮圈91的摩擦能降低滚轮6的转速，这样就能起到自适应的作用，让滚轮6的转速不会太高。所述离心块93通过弹性装置94安装在支撑幅条92上，这样滚轮6停止转动后，离心块93就能在弹性装置94的作用下自动回位。此处弹性装置94可以选用拉伸弹簧。

离心机构9是随动自适应控制装置的辅助机构，可起到增加一定摩擦阻力作用，离心块93装配在支撑幅条92的凹槽中，并通过弹性装置94与支撑幅条92。离心块93可在凹槽内滑动。离心机构9的作用机理是离心块93利用旋转时产生的离心力，与轮圈91产生摩擦来降低滚轮6的转速，并随滚轮6转速的提高而对其进行“刹车”，可增加滚轮6与控制绳8间的摩擦，起到辅助增加摩擦阻力作用。在现有技术中，利用摩擦原理来进行减速的离心机构9有很多种结构。本发明的离心机构9的原理是依靠离心块93转动时与轮圈91产生摩擦力来降低轮圈91的转速。

进一步，所述机架1在第一下摩擦轮2的下方设置有多个导向轮18。优选地，所述导向轮18的数量为三个，所述三个导向轮18呈三角形布置。控制绳8接入第一下摩擦轮2之前，先从其中的一个导向轮18绕过。通过选择从哪个导向轮18绕过，可以改变初始时控制绳8的接入方向，进而改变控制绳8与导向轮18的摩擦力。

进一步，所述机架1上设置有用于将控制绳8剪断的剪切机构19。线性带体到达目标地点后，剪切机构19即可将控制绳8剪断。剪切机构19用于在控制绳8完成作用使命后，将控制绳8割断而与系统脱开，使控制绳8对系统后续行动不产生干涉。

进一步，所述机架1上设置有用于围住控制绳8的外罩111。控制绳8在移动时，其两个端部会甩动，甩动力比较大，因此要设置外罩111来隔离控制绳8来进行防护。另外，外罩111也可以保护机架1上的零件。

本发明通过控制绳8对线性带体进行展直控制。初始设置时，将控制绳8从第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5、滚轮6及压轮7绕过；控制绳8上的载荷接入端82和线性带体尾部连接，控制绳8的另一端为自由端，并不需要固定在机架1上，因此控制绳8的移动行程可以很大。

本发明的控制绳8的载荷接入端82连接线性带体后，通过其它的发射装置将线性带体的头部发射出去，线性带体在飞行时能带动控制绳8移动。控制绳8在移动时能与第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5、滚轮6及压轮7摩擦，以对线性带体的飞行产生一定的阻滞作用；另外，控制绳8上的V形部81也会对线性带体的飞行运动形成阻碍，在线性带体尾部产生阻力；线性带体的头部在发射后，在一段时间内线性带体的飞行速度会上升，控制绳8对滚轮6向下的作用力也会变大，控制绳8使滚轮6在下弧形孔61内向下移动，杠杆13开始转动，杠杆13同时带动第一下摩擦轮2和第二下摩擦轮4在第一上弧形孔21和第二上弧形孔41内向上移动，移动过程中控制绳8与第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5和滚轮6上的包覆角逐渐变大，摩擦面积增加了，则摩擦阻力也就增加了，该摩擦阻力使线性带体惯性飞行速度减小直到线性带体着地，从而起到减缓线性带体惯性飞行速度，同时达到线性带体展直控制的目的。

此外，控制绳8的移动使滚轮6的转速增大时，轮轴62上的离心机构9能通过其离心块93与轮圈91的离心摩擦力使滚轮6的转速降下来，这样滚轮6与控制绳8的摩擦力不会因为滚轮6的转速太快而偏小。

本发明的第一下摩擦轮2和第二下摩擦轮4均紧固在机架1上；第一下摩擦轮2、第二下摩擦轮4、滚轮6和离心机构9均装配在杠杆13上，可随杠杆13作一定角度的转动；上摩擦轮5的下方，将杠杆13用回位弹簧14连接在机架1进行弹性连接，回位弹簧14为一拉簧；轮轴62通过向心轴承装配在杠杆13上，轮轴62与离心机构9的支撑幅条92用平键联结，滚轮6旋转时则带着离心机构9上的离心块93转动。当滚轮6受控制绳8的压力向下移动时，则会通过杠杆13使第一下摩擦轮2和第二下摩擦轮4随之向上转动，实现控制绳8在第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5上的包覆角度的增加，从而增大第一下摩擦轮2、过渡摩擦轮3、第二下摩擦轮4、上摩擦轮5和控制绳8间的摩擦阻力，达到了对线性带体的拖拽控制。

综上所述，线性带体在飞行时，主要是通过摩擦力来达到降低线性带体飞行速度。本随动自适应控制装置操作方便，在平原地带、高原地带和不同气候环境下试验，都能对线性带体都进行有效的展直控制，并且采用同等长度的控制绳8，满足了不同长度线性带体的展直控制需要，使用效果良好，实现了线性带体展直控制技术的重大突破。

本发明在使用时，如果需要目标物越过河流或从一座高山到达另一座高山上时，线性带体可以带着目标物越过河流或高山，实现抛索功能，线性带体能准确到达目标位置。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种随动自适应控制装置，包括机架(1)，其特征在于：机架(1)上从左至右依次安装有第一下摩擦轮(2)、过渡摩擦轮(3)、第二下摩擦轮(4)、上摩擦轮(5)、滚轮(6)、压轮(7)和挡绳圈(11)，有控制绳(8)依次从第一下摩擦轮(2)的上部、过渡摩擦轮(3)的下部、第二下摩擦轮(4)的上部、上摩擦轮(5)的下部、滚轮(6)的上部及压轮(7)的下部绕过后从挡绳圈(11)内穿过，控制绳(8)能在移动时能与第一下摩擦轮(2)、过渡摩擦轮(3)、第二下摩擦轮(4)、上摩擦轮(5)、滚轮(6)、压轮(7)摩擦，压轮(7)位于滚轮(6)和挡绳圈(11)的下方从而使控制绳(8)绕过压轮(7)后形成开口朝上的V形部(81)，控制绳(8)靠近挡绳圈(11)的一端为载荷接入端(82)，机架(1)通过销轴(12)铰接有杠杆(13)，第一下摩擦轮(2)、第二下摩擦轮(4)和滚轮(6)均安装于杠杆(13)上，销轴(12)位于第二下摩擦轮(4)和滚轮(6)之间，机架(1)在对应于第一下摩擦轮(2)、第二下摩擦轮(4)和滚轮(6)的位置分别设置有便于杠杆(13)转动的第一上弧形孔(21)、第二上弧形孔(41)和下弧形孔(61)，滚轮(6)通过轮轴(62)固定安装有能降低滚轮(6)转速的离心机构(9)，滚轮(6)能在控制绳(8)的摩擦力带动下与轮轴(62)一起旋转，杠杆(13)上连接有能使杠杆(13)复位的回位弹簧(14)，回位弹簧(14)的另一端安装在机架(1)上。

2.根据权利要求1所述的一种随动自适应控制装置，其特征在于：所述控制绳(8)的V形部(81)的角度为35°～40°。

3.根据权利要求1所述的一种随动自适应控制装置，其特征在于：所述杠杆(13)上固定安装有棘块(15)，棘块(15)上设置有棘齿(16)，所述机架(1)在对应于棘块(15)的位置安装有能与棘齿(16)配合对棘块(15)限位的限位销(17)。

4.根据权利要求1所述的一种随动自适应控制装置，其特征在于：所述离心机构(9)包括轮圈(91)，轮圈(91)内设置有支撑幅条(92)，支撑幅条(92)固定安装在轮轴(62)上，所述支撑幅条(92)上安装有能利用绕轴轮旋转产生的离心力与轮圈(91)内壁摩擦的离心块(93)。

5.根据权利要求4所述的一种随动自适应控制装置，其特征在于：所述离心块(93)通过弹性装置(94)安装在支撑幅条(92)上。

6.根据权利要求1所述的一种随动自适应控制装置，其特征在于：所述机架(1)在第一下摩擦轮(2)的下方设置有多个导向轮(18)。

7.根据权利要求6所述的一种随动自适应控制装置，其特征在于：所述导向轮(18)的数量为三个，所述三个导向轮(18)呈三角形布置。

8.根据权利要求1所述的一种随动自适应控制装置，其特征在于：所述机架(1)上设置有用于将控制绳(8)剪断的剪切机构(19)。

9.根据权利要求1所述的一种随动自适应控制装置，其特征在于：所述机架(1)上设置有用于放置控制绳(8)的绳盒(110)，控制绳(8)靠近第一下摩擦轮(2)的一端盘绕后放置在绳盒(110)内。

10.根据权利要求1所述的一种随动自适应控制装置，其特征在于：所述机架(1)上设置有用于围住控制绳(8)的外罩(111)。