CN104477370A - 一种无人飞行器的舱盖锁闭及开启机构 - Google Patents

Abstract

一种无人飞行器的舱盖锁闭及开启机构,将软绳穿过软绳系挂及张紧装置的挂圈上，再穿上电爆切割器，软绳拉紧后两端分别穿入端头联接装置上,用螺钉将舱盖固定在绳盖联接件,舱盖关闭被固。地面维护需要开启舱盖时，将螺钉拧下，分离顶销自动将舱盖顶开；空中飞行需要开启舱盖时，控制电爆切割器切断软绳，解除了软绳系挂及张紧装置与绳盖联接件之间的连接，分离顶销将舱盖顶开，舱盖随同绳盖联接件一起在气流冲击下飞离飞行器。

Description

一种无人飞行器的舱盖锁闭及开启机构

技术领域

本发明涉及无人飞行器，尤其涉及一种无人飞行器的舱盖锁闭及开启机构。

背景技术

无人飞行器的降落伞舱、缓冲气囊舱及其它设备舱的舱盖需要具有自动打开的功能。一种常用的技术方式是：用绷紧的软绳对舱盖进行约束，使舱盖保持锁闭的状态；用割断软绳的方式解除舱盖的约束，使舱盖打开。如图1，舱盖用软绳固定时，一般都是将软绳4的一端通过固定件3连在舱盖2上，另一端通过系挂件5连在飞行器舱体1上，舱盖2和飞行器舱体1之间的约束力由软绳4传递。

上述用软绳锁闭舱盖的方式存在如下一些技术缺陷：

1、由于无人飞行器要求自身重量尽可能的轻，所以其结构都比较薄弱，舱盖2也是如此，通常都是薄壁结构，刚度不够强。舱盖2在最外层表面，必须与气动外形一致，所以其形状往往都是弯曲的。由于飞行器构造的限制，软绳4拉紧舱盖2的作用力的方向并不能保证与舱盖2表面法线方向一致，如果软绳4的作用力与舱盖2表面的法线方向之间的角度较大时，在拉紧的同时也会对施加一个切向的力6，这个力6会使结构刚度较弱的曲面舱盖2发生变形7(如图2所示)，而使得舱盖2密封不严并造成气动外形的破坏。

2、用软绳锁闭舱盖，要进行穿软绳、锁住端头或打结和收紧等操作，操作比较复杂。如果舱盖已经锁闭，要进行地面维护检查等工作时需要再次开启，就比较麻烦，而拆下的软绳由于已经剪去了绳头就不能再使用，造成浪费。

发明内容

本发明针对现有技术之缺陷，提供一种无人飞行器的舱盖锁闭及开启机构，采用以下技术方案：

一种无人飞行器的舱盖锁闭及开启机构，采用软绳的两端分别与舱盖和舱体内壁固定，软绳张紧时，对舱盖进行约束，使舱盖锁闭；割断软绳时，解除对舱盖的约束，使舱盖开启；其特征在于：包括软绳(4)、软索系挂及张紧装置(8)、电爆切割器(9)、端头联接装置(10)及分离顶销(11)，其中：

端头联接装置(10)包括绳盖联接件(12)和定位锁框(13)，定位锁框(13)设有2个铆钉安装孔和1个矩形定位孔，铆钉安装孔用于其自身与飞行器舱体前部外沿边口(31)的联接固定，矩形定位孔用于对绳盖联接件(12)的定位，以限制绳盖联接件(12)沿舱盖表面前后左右4个方向和向舱体内部方向的运动；绳盖联接件(12)包括卡座(14)、销(15)、卡块(17)和螺钉(24)，卡座(14)有1个软绳槽、1个销安装孔和3个螺纹孔，软绳槽能够让软绳(4)穿过，销安装孔用于销(15)的安装，3个螺纹孔中间的螺纹孔用于卡块(17)的安装，两端的螺纹孔用于与舱盖(2)的联接，卡座(14)用于舱盖(2)和软绳(4)之间的联接，销(15)用于软绳(4)的缠绕，螺钉(24)用于固定和压紧卡块(17)，卡块(17)用于将软绳(4)的端头压紧在销(15)上，将其锁住；安装时，定位锁框(13)用铆钉(18)固定在飞行器舱体前部外沿边口(31)上，正位于舱盖(2)前缘螺钉孔的正下方，软绳(4)穿入卡座(14)，并环绕在销(15)上，拧紧螺钉(24)，卡块(17)把软绳(4)的端头压紧在销(15)上，将软绳(4)与卡座(14)连接在一起，软绳(4)收紧后，将绳盖联接件(12)紧紧拉住，使其被固定在定位锁框(13)的矩形定位孔内，既不能向舱体外部方向活动，也不能沿舱体表面的任何切线方向活动，将舱盖(2)的前缘用螺钉(16)固定在绳盖联接件(12)上时，联接点就不会再发生运动，除了法向的作用力外，不会再产生其它会引起舱盖(2)变形的力了；

软绳系挂及张紧装置(8)用于软绳(4)与飞行器舱体(1)的联接，将舱盖(2)和端头联接装置(10)固定在飞行器舱体(1)上，软绳系挂及张紧装置(8)包括挂圈座(19)、挂圈(20)和调节螺母(21)，挂圈座(19)设有2个螺纹孔、1个安装孔和1个防松插销孔，螺纹孔用于螺钉(22)将挂圈座(19)与飞行器舱体前侧板(30)的联接固定，安装孔用于与挂圈(20)的活动配合，防松插销孔用于装配开口销(23)，挂圈(20)顶端为圆环，顶端以下为螺杆，将挂圈(20)的螺杆部分穿过挂圈座(19)的安装孔与调节螺母(21)中心的螺纹孔活动配合，螺母(21)中心螺纹孔的外周设有四个对称布置的插销孔，调节螺母(21)转动时，其中一个插销孔与挂圈座(19)上的防松插销孔位置对应时，用开口销(23)穿过；安装时，挂圈(20)顶端的圆环用于软绳(4)的穿过，软绳(4)的两个端头分别穿过两个电爆切割器(9)后分别联接在与挂圈(20)中心对称的两个端头联接装置(10)上，此时，软绳(4)呈“V”形状态的三点定位，转动调节螺母(21)，调节挂圈螺杆的伸出长度，将软绳(4)逐渐张紧，并将绳盖联接件(12)压紧固定在定位锁框(13)上，扳开开口销(23)将调节螺母(21)定位，维持软绳(4)的张紧状态；

分离顶销(11)包括顶销座(25)、顶销杆(26)、弹簧(27)和压圈(28)，顶销座(25)设有4个螺纹孔和1个安装孔，通过4个螺钉(29)固定在飞行器舱体前侧板(30)上，安装孔为一盲孔，孔内设有螺纹，弹簧(27)置于安装孔内，弹簧(27)的上端与底端设有圆盘的圆柱形顶销杆(26)抵压，顶销杆(26)顶端为球形，压圈(28)外径为螺纹与顶销座(25)的安装孔内螺纹相配，压圈(28)中心设有垂直通孔套接在顶销杆(26)外径上，顶销杆(26)在弹簧(27)的作用下其球形顶端能够伸出压圈(28)的中心孔并通过舱口前侧翻边上设置的通孔与舱盖(2)的前端相抵压；分离顶销(11)组件的安装顺序是：弹簧(27)放置在顶销座(25)安装孔的最里面，其次是顶销杆(26)，最后拧入压圈(28)，顶销杆(26)后端被弹簧(27)顶住，球状前端通过压圈(28)中间的孔向外伸出，并通过飞行器舱体前部外沿边口(31)上的孔伸出并凸出外表面，由于盘状的后端被压圈(28)阻挡，顶销杆(26)球状前端伸出飞行器舱体前部外沿边口(31)外表面的长度被确定在要求的尺寸，当顶销杆(26)的球状前端受到外力压迫时，外力大于弹簧(27)的推力，顶销杆(26)会缩回；外力小于弹簧(27)的推力，顶销杆(26)的球状前端就会伸出，如果软绳(4)张紧时，舱盖(2)将顶销杆(26)的球状前端压回；当软绳(4)被切断时，顶销杆(26)的球状前端将舱盖(2)顶出；

电爆切割器(9)固定在舱体(1)内前壁上，当飞行控制系统发出电信号指令时，电爆切割器(9)将软绳(4)切断，端头联接装置(10)的绳盖联接件(12)就被解除了约束。

本发明的优点及显著效果：用一个可调节行程的挂圈，将舱盖及端头联接装置与飞行器舱体拉紧在一起，并可对拉紧力的大小进行调节，通过螺钉将舱盖联接在绳盖联接件上，实现舱盖的关闭；在地面需要打开舱盖进行操作和维护时，可以不拆卸软绳系挂，仅拆卸螺钉就可以将舱盖与飞行器舱体分离。飞行状态下通过遥控电爆切割器切断软绳，分离顶销将舱盖顶出原来的位置，使舱盖在气流作用下与飞行器脱离；定位锁框能够限制绳盖联接件沿飞行器表面切线方向的运动，克服了现有技术舱盖变形的缺陷。

附图说明

图1为常用软绳固定飞行器舱盖方式的示意图；

图2为常用软绳固定飞行器舱盖方式使舱盖变形的原理示意图；

图3为本发明实施中的舱盖锁闭机构的总体示意图；

图4为本发明实施中的舱盖锁闭机构的外观示意图；

图5为本发明实施中的软绳系挂及张紧装置的分解示意图；

图6为本发明实施中的软绳端头锁紧方式示意图；

图7为本发明实施中的端头联接装置的分解示意图；

图8为本发明实施中的分离顶销的分解示意图；

图9为本发明实施中的地面维护时开启舱盖的操作示意图；

图10为本发明实施中的飞行时开启舱盖的操作示意图。

具体实施方式

参见图3、图4，本发明包括软绳4、软绳系挂及张紧装置8、电爆切割器9、端头联接装置10及分离顶销11，全套机构安装在飞行器舱体1的前部，舱盖2用螺钉16被固定在端头联接装置10的绳盖联接件12上。

参见图3、图5，软绳系挂及张紧装置8用于软绳4与飞行器舱体1的联接，并可调节拉紧力，将舱盖2和端头联接装置10固定在飞行器舱体1上。软绳系挂及张紧装置8包括挂圈座19、挂圈20和调节螺母21。挂圈座19有2个螺纹孔、1个安装孔和1个防松插销孔，螺纹孔用于自身与飞行器舱体前侧板30的联接固定，安装孔用于与挂圈20的联接，防松插销孔用于装配开口销23。挂圈20有一个软绳孔和1个螺杆，软绳孔用于与软绳4的联接，螺杆用于与挂圈座19联接和软绳的张紧。调节螺母21为盘状，中间有一个螺纹孔，四周有4个防松插销孔，螺纹孔与挂圈的螺杆配合，可以调节和固定挂圈20的伸出长度，实现收紧和放松软绳4的功能，防松插销孔用于装配开口销23。安装时，挂圈座19用螺钉22固定在飞行器舱体前侧板30上，将挂圈杆穿过安装孔，拧上调节螺母21就可以将挂圈20安装在挂圈座19上。采用二点锁紧方式时，将软绳穿过挂圈20，软绳的二端分别与连接到二个端头联接装置10，实现二点锁紧。转动调节螺母21减少挂圈杆的伸出长度，使得软绳4逐渐张紧，并将绳盖联接件12压紧固定在定位锁框13上。最终将调节螺母21上的防松插销孔与挂圈座19上的防松插销孔对准，插上开口销23，扳开开口销23使之不会脱落，使调节螺母12的角度位置保持不变，维持软绳4的张紧状态。

参见图3、图6、图7，端头联接装置10包括绳盖联接件12和定位锁框13。定位锁框13有2个铆钉安装孔和1个矩形定位孔，铆钉安装孔用于其自身与飞行器舱体前部外沿边口31的联接固定，矩形定位孔的作用是对绳盖联接件12进行定位，能够限制绳盖联接件12沿舱盖表面前后左右4个方向和向舱体内部方向的运动。绳盖联接件12包括卡座14、销15、卡块17和螺钉24。卡座14有1个软绳槽、1个销安装孔和3个螺纹孔，软绳槽可以让软绳4穿过，销安装孔用于销15的安装，中间的螺纹孔用于卡块17的安装，两端的螺纹孔用于与舱盖2的联接，卡座14作用是实现舱盖2和软绳4之间的联接。销15的作用是用于软绳4的缠绕。螺钉24的作用是固定和压紧卡块17。卡块17的作用是将软绳4的端头压紧在销15上，将其锁住。安装时，定位锁框13用铆钉18固定在飞行器舱体前部外沿边口31上，正位于舱盖2前缘螺钉孔的正下方。软绳4穿入卡座14，并环绕在销15上，拧紧螺钉24，卡块17就可以把软绳4的端头压紧在销15上，使软绳4与卡座14连接在了一起，软绳4收紧后，将绳盖联接件12紧紧拉住，使其被固定在定位锁框13的方框内，既不得向舱体外部方向活动，也不能沿舱体表面的任何切线方向活动。将舱盖2的前缘用螺钉16固定在绳盖联接件12上时，联接点就不会再发生运动，除了法向的作用力外，就不会再产生其它会引起舱盖2变形的力了。

参见图3、图8，分离顶销11包括顶销座25、顶销杆26、弹簧27和压圈28。顶销座有4个螺纹孔和1个安装盲孔，螺纹孔用于自身与飞行器舱体前侧板30的联接固定，安装盲孔孔口有螺纹，用于装配顶销杆26、弹簧27和压圈28。弹簧27的尺寸比顶销座25上的安装孔略小，可放置其内。顶销杆26为杆形，前端为球形，后端为盘状。压圈28中间有孔，可以让顶销杆26杆形部分通过，外圈为螺纹，可以拧入顶销座25的安装孔。装配时，顶销座25用螺钉29固定在飞行器舱体前侧板30上,弹簧27放置在顶销座25安装孔的最里面，其次是顶销杆26，最后拧入压圈28。顶销杆26后端被弹簧27顶住，球状前端通过压圈28中间的孔向外伸出，并通过飞行器舱体前部外沿边口31上的孔伸出并凸出外表面，由于盘状的后端被压圈28阻挡，顶销杆26球状前端伸出飞行器舱体前部外沿边口31外表面的长度被确定在要求的尺寸。当顶销杆26的球状前端受到外力压迫时，外力大于弹簧27的推力，顶销杆26就会缩回；外力小于弹簧27的推力，顶销杆26的球状前端就会伸出。在本发明中，如果软绳4张紧时，舱盖2能将顶销杆26的球状前端压回；当软绳4被切断时，顶销杆26的球状前端可将舱盖2顶出。

参见图3、图4，软绳4穿过2只电爆切割器9，两端固定在端头联接装置10上，中间穿过软绳系挂及张紧装置8上。软绳4被收紧后，端头联接装置10上的绳盖联接件12就被固定。当飞行控制系统发出电信号指令时，电爆切割器9能将软绳4切断，端头联接装置10的绳盖联接件12就被解除了约束。

本发明工作过程，将软绳4穿过软绳系挂及张紧装置8的挂圈19上，再穿上电爆切割器9，将软绳4拉紧后两端分别穿入端头联接装置10上的卡座14，并环绕在销15上，拧紧螺钉24，使卡块17将软绳4的端头压紧在销15上，剪去软绳4的端头多余部分。旋转调节螺母21将软绳收紧。最后用螺钉16将舱盖固定在绳盖联接件12上(参见图3、图4、图5、图6、图7)。这样舱盖2就关闭并被固定了。

当地面维护需要开启舱盖2时，将螺钉16拧下后，分离顶销11会自动将舱盖2顶开，这样可将舱盖2取下，其余部分保持原来的状态不变(参见图9)。需要再次封闭舱盖2时，只需盖上舱盖2，稍用力将分离顶销11压回，拧上螺钉16，舱盖2即被关闭固定。

当在空中飞行需要开启舱盖2时，由飞行控制系统发出指令，电爆切割器9切断软绳4，解除了软绳系挂及张紧装置8与绳盖联接件12之间的连接，分离顶销11自动将舱盖2顶开，舱盖2随同绳盖联接件12一起在气流冲击下飞离飞行器(参见图10)，从而实现舱盖2在空中的自动开启。

Claims (1)

1.一种无人飞行器的舱盖锁闭及开启机构，采用软绳的两端分别与舱盖和舱体内壁固定，软绳张紧时，对舱盖进行约束，使舱盖锁闭；割断软绳时，解除对舱盖的约束，使舱盖开启；其特征在于：包括软绳(4)、软索系挂及张紧装置(8)、电爆切割器(9)、端头联接装置(10)及分离顶销(11)，其中：

端头联接装置(10)包括绳盖联接件(12)和定位锁框(13)，定位锁框(13)设有2个铆钉安装孔和1个矩形定位孔，铆钉安装孔用于其自身与飞行器舱体前部外沿边口(31)的联接固定，矩形定位孔用于对绳盖联接件(12)的定位，以限制绳盖联接件(12)沿舱盖表面前后左右4个方向和向舱体内部方向的运动；绳盖联接件(12)包括卡座(14)、销(15)、卡块(17)和螺钉(24)，卡座(14)有1个软绳槽、1个销安装孔和3个螺纹孔，软绳槽能够让软绳(4)穿过，销安装孔用于销(15)的安装，3个螺纹孔中间的螺纹孔用于卡块(17)的安装，两端的螺纹孔用于与舱盖(2)的联接，卡座(14)用于舱盖(2)和软绳(4)之间的联接，销(15)用于软绳(4)的缠绕，螺钉(24)用于固定和压紧卡块(17)，卡块(17)用于将软绳(4)的端头压紧在销(15)上，将其锁住；安装时，定位锁框(13)用铆钉(18)固定在飞行器舱体前部外沿边口(31)上，正位于舱盖(2)前缘螺钉孔的正下方，软绳(4)穿入卡座(14)，并环绕在销(15)上，拧紧螺钉(24)，卡块(17)把软绳(4)的端头压紧在销(15)上，将软绳(4)与卡座(14)连接在一起，软绳(4)收紧后，将绳盖联接件(12)紧紧拉住，使其被固定在定位锁框(13)的矩形定位孔内，既不能向舱体外部方向活动，也不能沿舱体表面的任何切线方向活动，将舱盖(2)的前缘用螺钉(16)固定在绳盖联接件(12)上时，联接点就不会再发生运动，除了法向的作用力外，不会再产生其它会引起舱盖(2)变形的力了；

软绳系挂及张紧装置(8)用于软绳(4)与飞行器舱体(1)的联接，将舱盖(2)和端头联接装置(10)固定在飞行器舱体(1)上，软绳系挂及张紧装置(8)包括挂圈座(19)、挂圈(20)和调节螺母(21)，挂圈座(19)设有2个螺纹孔、1个安装孔和1个防松插销孔，螺纹孔用于螺钉(22)将挂圈座(19)与飞行器舱体前侧板(30)的联接固定，安装孔用于与挂圈(20)的活动配合，防松插销孔用于装配开口销(23)，挂圈(20)顶端为圆环，顶端以下为螺杆，将挂圈(20)的螺杆部分穿过挂圈座(19)的安装孔与调节螺母(21)中心的螺纹孔活动配合，螺母(21)中心螺纹孔的外周设有四个对称布置的插销孔，调节螺母(21)转动时，其中一个插销孔与挂圈座(19)上的防松插销孔位置对应时，用开口销(23)穿过；安装时，挂圈(20)顶端的圆环用于软绳(4)的穿过，软绳(4)的两个端头分别穿过两个电爆切割器(9)后分别联接在与挂圈(20)中心对称的两个端头联接装置(10)上，此时，软绳(4)呈“V”形状态的三点定位，转动调节螺母(21)，调节挂圈螺杆的伸出长度，将软绳(4)逐渐张紧，并将绳盖联接件(12)压紧固定在定位锁框(13)上，扳开开口销(23)将调节螺母(21)定位，维持软绳(4)的张紧状态；

分离顶销(11)包括顶销座(25)、顶销杆(26)、弹簧(27)和压圈(28)，顶销座(25)设有4个螺纹孔和1个安装孔，通过4个螺钉(29)固定在飞行器舱体前侧板(30)上，安装孔为一盲孔，孔内设有螺纹，弹簧(27)置于安装孔内，弹簧(27)的上端与底端设有圆盘的圆柱形顶销杆(26)抵压，顶销杆(26)顶端为球形，压圈(28)外径为螺纹与顶销座(25)的安装孔内螺纹相配，压圈(28)中心设有垂直通孔套接在顶销杆(26)外径上，顶销杆(26)在弹簧(27)的作用下其球形顶端能够伸出压圈(28)的中心孔并通过舱口前侧翻边上设置的通孔与舱盖(2)的前端相抵压；分离顶销(11)组件的安装顺序是：弹簧(27)放置在顶销座(25)安装孔的最里面，其次是顶销杆(26)，最后拧入压圈(28)，顶销杆(26)后端被弹簧(27)顶住，球状前端通过压圈(28)中间的孔向外伸出，并通过飞行器舱体前部外沿边口(31)上的孔伸出并凸出外表面，由于盘状的后端被压圈(28)阻挡，顶销杆(26)球状前端伸出飞行器舱体前部外沿边口(31)外表面的长度被确定在要求的尺寸，当顶销杆(26)的球状前端受到外力压迫时，外力大于弹簧(27)的推力，顶销杆(26)会缩回；外力小于弹簧(27)的推力，顶销杆(26)的球状前端就会伸出，如果软绳(4)张紧时，舱盖(2)将顶销杆(26)的球状前端压回；当软绳(4)被切断时，顶销杆(26)的球状前端将舱盖(2)顶出；

电爆切割器(9)固定在舱体(1)内前壁上，当飞行控制系统发出电信号指令时，电爆切割器(9)将软绳(4)切断，端头联接装置(10)的绳盖联接件(12)就被解除了约束。