CN105667789A - 螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器 - Google Patents

螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，包括本体、弹射架组件、抛射架组件和固定在飞行器下部的飞行器机体结构增强抛射组件；本体安装滑轨，滑轨内嵌置滑块；本体尾端安装有弹射器开关组件；本体下部安装有绞盘；本体两侧安装有方向可调支撑架组件；本体首端安装有滚轮减震保持器组件；滑轨内滑块上部连接弹射架组件；弹射架组件上部连接抛射扩展装置，抛射扩展装置上装置有飞行器；飞行器机体下部安装有与抛射扩展装置契合的机体结构增强抛射组件。本发明采用模块化设计，拆装简易，携带方便，抛射扩展装置及本体便于根据具体情况灵活整合，提升弹射器针对无人飞行器及环境的适应性，可有效提升使用效费比。

Description

螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器
技术领域
本发明涉及固定翼无人飞行器辅助起飞领域，特别是涉及一种螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器。
背景技术
目前，军事侦察、城市安防、灾害救援等许多应用领域都飞行器的介入与辅助。现阶段无人飞行器主要分为固定翼型无人飞行器及旋翼型无人飞行器。其中，固定翼无人飞行器正在向两个极端进行发展，一类是体型较大，强调多模块、高负载、长航时等特点的无人飞行器；另一类是体型较小，强调机动灵活、易于携带等特点的无人飞行器，但具备此特点的小型无人飞行器往往因其携带特点被设计为无起落架型的飞行器(飞翼飞行器)亦或是其起飞表面往往是野外环境，无法利用常规起落架进行起飞。此外，在飞行器方面：前述小型无人飞行器因其多任务需要，整机质量有上升趋势，这就为成功进行人工抛投起飞带来了很多限制因素；在操纵人员方面，设计小型无人飞行器的目的之一即便携性，在客观因素造成的无法进行人工抛投起飞的限制下，飞行器辅助起飞工具的便携性、易操作性及该工具的使用效费比的优越性就显得格外重要。同时因螺旋桨后置型无人飞行器需考虑并避免弹射装置在飞机起飞过程中与运转的螺旋桨可能发生的干涉问题及非同一水平面串翼在起飞过程中与弹射器可能发生的干涉问题。因此，采用模块化设计理念、以纯机械式设计简化工作原理、简化拆装步骤并提高可操作性、零部件外形规整易于携带、抛射扩展装置及本体所具有的灵活整合特性用以适应飞行器具体质量及起飞要求的不同情况、产品的使用功能效费比等特征，对无人飞行器弹射装置的实际应用及推广具有较大的指导意义。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的提供了一种螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器。
本发明采取的技术方案为：一种螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，包括包括本体、弹射架组件、抛射扩展装置和飞行器机体结构增强抛射组件；
所述本体包括基架，所述基架上安装滑轨，所述滑轨内嵌置滑块，本体下部安装有绞盘，本体尾端安装有弹射器开关组件，本体两侧安装支撑杆组件，本体首端安装有滚轮减震保持器组件；
所述弹射架组件固装在滑块上；
所述抛射扩展装置铰装在弹射架组件上，抛射扩展装置上装置有飞行器；
所述飞行器机体结构增强抛射组件包括连接于飞行器下表面的机体加强连接架和串接于机体加强连接架下方的两个弹射弓臂。
优选地，所述弹射器开关组件包括固连在基架尾端的底座，所述底座上分别安装开关固定器和触发开关，所述触发开关下方有开关拨环，该拨环连通过接钢丝与开关触发手柄相连。
优选地，所述弹射架组件包括基座，所述基座前部凸起处连接有两个弹簧绳拾拉器，基座前端固定橡胶减震块，基座上对称排列安装有4个摆杆固定器，基座末端固装弹射开关柱销，每个摆杆固定器分别连接一个弹射摆杆，两并排设置的弹射摆杆之间连接有横向稳定杆。
优选地，所述支撑杆组件包括连接于本体两侧的固定支脚，固定支脚底部安装防滑撑架支脚，固定支脚围绕与基架的接触面进行旋转位置调节。
优选地，所述滚轮减震保持器组件的保持器上对称安装4个滑轮，保持器上方正中安装减震器固定架，所述减震器固定架中安装有柱形减震阻尼器。
优选地，所述抛射扩展装置底部由两个抛弹扩展架组成，所述抛弹扩展架顶端分别固定抛射龙骨，两个抛射龙骨在运动过程中全程同步运动，抛射龙骨下表面两个缺口处分别固定龙骨保形承力盖板，抛射龙骨中部分别嵌置回弹钩板，所述回弹钩板轴部内置U型弹簧，所述U型弹簧封闭端搭接于对应的回弹钩板外表面，U型弹簧开放端嵌置于抛射龙骨中后部固定槽内，在弹射阶段回弹钩板分别伸出指向对应的抛射龙骨，抛射龙骨两侧各连接4个抛射调整杆，4个抛射调整杆顶部分别铰接抛射调整平面，抛射调整平面与对应的抛射调整杆、抛射龙骨表面构成平行四边形，每一个抛射调整平面可以独立调节高度用以适应不同飞行器的机翼支撑位置。
优选地，所述弹射摆杆为前后向摆动且带有机械极限位置。
优选地，所述两个弹射弓臂为上下设置。
优选地，所述滑块为低滚阻滑块。
优选地，所述支撑杆组件安装在本体顶部两侧。
优选地，所述基架由多个铝合金基架串接而成。
优选地，所述两个弹簧绳拾拉器为上下设置。
采用上述技术方案，本发明产生的技术效果有：
1、适应性广，效费比指标优异，抛射扩展装置的可调节性令本发明对于不同固定翼构型的无人飞行器有广泛的支撑适应性，可以在抛射扩展装置上固定多种类型机翼构型的无人飞行器，如传统的上、中、下单翼型飞行器及特殊的串翼型飞行器；同时，抛射平面预留多组可作自主改装固定使用的安装位置，可为该发明的使用人员日后改装提供灵活的选择；本体的串联重组性为弹射不同质量级别的无人飞行器提供了灵活的弹射能量调节选择性，可通过添加本体及滑轨组件同时更换对应长度弹簧绳来自由调节弹射蓄能大小。
2、易于使用、维护，采用模块化设计理念，本发明将以可更换部件形式提供给用户，用户只需进行简单的连接工作即可完成产品的组装工作。飞行器端组件可在不改变飞行器总体气动外形、小部分进行飞行器适应性改造基础上完成最终安装，且该组件可额外为飞行器提升机体刚度并保护安装在该组件对应位置机体内部的精密仪器设备。本发明以纯机械原理进行设计制造，没有复杂电控组件，易于在实际使用环境中快速安装或更换备用组件。
3、便于携带，运输过程可将本发明还原为多个组件，组件外形规整，可整合为约一米长的零散形式封装，易于携带。采用减重原则设计，轻质金属制造，本发明对于携带者的负担较小。
附图说明
图1是本发明总体结构示意图；
图2是本发明本体结构示意图；
图3是本发明弹射架组件结构示意图；
图4是本发明抛射扩展装置爆炸结构图；
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的结构示意图，包括包括本体1、弹射架组件2、抛射扩展装置3和飞行器机体结构增强抛射组件4；本体1包括基架11，基架11由多个铝合金基架串接而成，基架11上安装多个串接而成的滑轨12，滑轨12内嵌置低滚阻滑块13，本体1下部安装有绞盘14，本体1尾端安装有弹射器开关组件20，本体1两侧安装支撑杆组件30，本体1首端安装有滚轮减震保持器组件40；弹射架组件2固装在滑块13上；抛射扩展装置3铰装在弹射架组件2上，抛射扩展装置3上装置有飞行器；飞行器机体结构增强抛射组件4包括连接于飞行器下表面的机体加强连接架41和串接于机体加强连接架41下方的两个弹射弓臂42，两个弹射弓臂42为上下设置，其中紧邻机体加强连接架41的为上弹射弓臂421，上弹射弓臂421下方的为下弹射弓臂422。弹射器开关组件20包括固连在基架11尾端的底座201，底座201上分别安装开关固定器202和触发开关203，触发开关203下方有开关拨环，该拨环连通过接钢丝与开关触发手柄204相连。
支撑杆组件30包括连接于本体1前部左侧的左固定支脚301，右固定支脚302，左支脚301连接左支撑杆303一端、右支脚302连接右支撑杆304一端，左支撑杆303另一端连接左防滑撑架支脚305，右支撑杆304另一端连接右防滑撑架支脚306，左、右固定支脚301、302可绕与基架11接触面进行旋转位置调节。
滚轮减震保持器组件40，其保持器400上方和下方左右两侧对称安装4个滑轮，分别为左上滑轮401、左下滑轮402、右上滑轮403、右下滑轮404，保持器上方正中安装减震器固定架405、减震器固定架中安装有柱形减震阻尼器406。
如图3所示，本发明射架组件结构示意图，弹射架组件2包括基座21，基座21前部凸起处连接有两个弹簧绳拾拉器22，分别为上方的弹簧绳拾拉器221、下方的弹簧绳拾拉器222，基座21前端固定橡胶减震块23，基座21上对称排列安装有4个摆杆固定器24，分别为左前摆杆固定器241、左后摆杆固定器242、右前摆杆固定器243、右后摆杆固定器244，基座21末端固装弹射开关柱销25，弹射开关柱销25用于弹射架组件2与触发开关203的锁定，当捏动开关触发手柄204时，动作带动钢丝使触发开关203开关拨环动作，触发开关203释放弹射架组件2中的弹射开关柱销25。每个摆杆固定器241、242、243、244分别连接1个前后向带有机械极限位置的弹射摆杆26，分别为左前弹射摆杆261、左后弹射摆杆262、右前弹射摆杆263、右后弹射摆杆264，两个横向稳定杆27用于稳定弹射过程中弹射摆杆的动作过程，左前弹射摆杆261与右前弹射摆杆263中部连接前横向稳定杆271、左后弹射摆杆262与右后弹射摆杆264中部连接后横向稳定杆272。
如图4所示，本发明抛射扩展装置爆炸结构图，抛射扩展装置3底部由抛弹扩展架31中左侧抛弹扩展架311、右侧抛弹扩展架312组成，抛弹扩展架31顶端固定抛射龙骨32、左侧为左抛射龙骨321、右侧为右抛射龙骨322，两个抛射龙骨在运动过程中全程同步运动，抛射龙骨32下表面两个缺口处分别固定两个龙骨保形承力盖板39，承力盖板用来加强抛射龙骨不连续表面的结构强度，抛射龙骨32中部嵌置回弹钩板33、其中左抛射龙骨321中部嵌置右回弹钩板331、右抛射龙骨321中部嵌置左回弹钩板332，回弹钩板33轴部内置U型弹簧34，U型弹簧34封闭端搭接于回弹钩板33外表面，U型弹簧34开放端嵌置于抛射龙骨32中后部固定槽内，在弹射阶段右回弹钩板331伸出指向右抛射龙骨322、左回弹钩板332伸出指向左抛射龙骨321，左抛射龙骨321左右两侧各连接4个左侧抛射调整杆35、其中左抛射龙骨321左前部连接左侧左前抛射调整杆351、左抛射龙骨左前中部连接左侧左前中抛射调整杆352、左抛射龙骨左后中部连接左侧左后中抛射调整杆353、左抛射龙骨左后部连接左侧左后抛射调整杆354、左抛射龙骨321右前部连接左侧右前抛射调整杆355、左抛射龙骨右前中部连接左侧右前中抛射调整杆356、左抛射龙骨右后中部连接左侧右后中抛射调整杆357、左抛射龙骨右后部连接左侧右后抛射调整杆358、右抛射龙骨322左右两侧各连接4个右侧抛射调整杆36、其中右抛射龙骨321左前部连接右侧左前抛射调整杆361、右抛射龙骨左前中部连接右侧左前中抛射调整杆362、右抛射龙骨左后中部连接右侧左后中抛射调整杆363、右抛射龙骨左后部连接右侧左后抛射调整杆364、右抛射龙骨321右前部连接右侧右前抛射调整杆365、右抛射龙骨右前中部连接右侧右前中抛射调整杆366、右抛射龙骨右后中部连接右侧右后中抛射调整杆367、右抛射龙骨右后部连接右侧右后抛射调整杆368、左侧抛射调整杆35连接左抛射调整平面37、其中左侧抛射调整杆351、352、355、356连接左前抛射调整平面371、左侧抛射调整杆353、354、357、358连接左后抛射调整平面372、右侧抛射调整杆36连接右抛射调整平面38、其中右侧抛射调整杆361、362、366、366连接右前抛射调整平面381、右侧抛射调整杆363、364、367、368连接右后抛射调整平面382，四个抛射调整平面与其所对应的抛射调整杆与对应抛射龙骨上表面构成空间平行四边形，每一个抛射调整平面可以独立调节高度用以适应不同飞行器的机翼支撑位置。
本发明的工作原理为：
飞行器弹射准备阶段：
首先将弹射器本体1放置在合适的弹射场地，根据需要弹射的飞行器质量选择适当数量的铝合金基架11及滑轨12串接安装好，调整可调支撑杆组件30中的固定支脚301、302方向，使本体呈30°～35°锐角于水平面，同时令本体底座201良好地支撑于地面以提供足够的抓地力以保证足够的本体稳定性。
其次，将绞盘14设置为解锁状态，令连接绞盘与弹射架组件2中弹簧绳拾拉器22左右两端的两条弹簧绳以松弛状态分别绕过滚轮减震保持器40中的左侧滑轮组401、402及右侧滑轮组403、404，同时拉动滑块13使其带动弹射架组件2至本地末端并令弹射开关柱销25与弹射触发开关203锁止，调节抛射龙骨32使弹射摆杆26均处于准备极限位置，调节左侧抛射调整平面37及右侧抛射调整平面38使其能够适应需弹射的飞行器机翼高度并满足安装在机体下方的飞行器机体结构增强抛射组件4中的弹射弓臂42恰好可与抛射扩展装置中的回弹钩板33正确搭接用以为飞行器提供固定约束力及弹射阶段的推力。
最后，转动绞盘14使弹簧绳由松弛状态变为全负荷拉紧状态，锁定绞盘14。
飞行器弹射阶段：
首先确定弹射器弹射工作区域没有人员、杂物干扰。
将飞行器螺旋桨油门设定为低速状态。
捏动触发手柄204，弹射触发开关203释放弹射开关柱销25，张紧的弹簧绳拉动弹射架组件2、弹射架组件带动抛射扩展装置3、抛射扩展装置中的两个回弹钩板33推动飞行器机体结构增强抛射组件4中的弹射弓臂42、弹射弓臂带动飞行器机体与弹射架组件2与抛射扩展装置3做高加速度加速运动。
当高速运动的弹射架组件2运行到本体前部时，柱形减震阻尼器406在弹射过程中直接与弹射架基座21前端固定橡胶减震块23直接接触用来缓冲高速运动的弹射架组件2与抛射扩展装置3，因弹射架组件2在本体前部做外力干扰的急减速运动，而其上方的抛射扩展装置3与飞行器并未受外力干扰继续高速前向运动，此时抛射架扩展装置3将带动弹射摆杆26由准备极限位置转动至弹射极限位置，该转动运动使弹射摆杆26及其连接的抛射架扩展装置3做圆弧运动，圆弧运动最高点时因飞行器惯性，飞行器将脱离左侧抛射调整平面37及右侧抛射调整平面38的支撑继续向前运动，而此时抛射架扩展装置3高度回落，飞行器机体结构增强抛射组件4中的弹射弓臂42与回弹钩板33脱离，回弹钩板在U型弹簧34的弹性作用下迅速收回至抛射龙骨32的固定槽内，为飞行器后置螺旋桨的前进空间扫除障碍，飞行器得以顺利起飞。
起飞后的飞行器其上弹射弓臂421及下弹射弓臂422将收回至机体加强连接架41下方。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：包括包括本体(1)、弹射架组件(2)、抛射扩展装置(3)和飞行器机体结构增强抛射组件(4)；
所述本体(1)包括基架(11)，所述基架(11)上安装滑轨(12)，所述滑轨(12)内嵌置滑块(13)，本体(1)下部安装有绞盘(14)，本体(1)尾端安装有弹射器开关组件(20)，本体(1)两侧安装支撑杆组件(30)，本体(1)首端安装有滚轮减震保持器组件(40)；
所述弹射架组件(2)固装在滑块(13)上；
所述抛射扩展装置(3)铰装在弹射架组件(2)上，抛射扩展装置(3)上装置有飞行器；
所述飞行器机体结构增强抛射组件(4)包括连接于飞行器下表面的机体加强连接架(41)和串接于机体加强连接架(41)下方的两个弹射弓臂(42)。
2.根据权利要求1所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述弹射器开关组件(20)包括固连在基架(11)尾端的底座(201)，所述底座(201)上分别安装开关固定器(202)和触发开关(203)，所述触发开关(203)下方有开关拨环，该拨环连通过接钢丝与开关触发手柄(204)相连。
3.根据权利要求1所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述弹射架组件(2)包括基座(21)，所述基座(21)前部凸起处连接有两个弹簧绳拾拉器(22)，基座(21)前端固定橡胶减震块(23)，基座(21)上对称排列安装有4个摆杆固定器(24)，基座(21)末端固装弹射开关柱销(25)，每个摆杆固定器(24)分别连接一个弹射摆杆(26)，两并排设置的弹射摆杆(26)之间连接有横向稳定杆(27)。
4.根据权利要求1所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述支撑杆组件(30)包括连接于本体(1)两侧的固定支脚，固定支脚底部安装防滑撑架支脚，固定支脚围绕与基架(11)的接触面进行旋转位置调节。
5.根据权利要求1所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述滚轮减震保持器组件(40)的保持器(400)上对称安装4个滑轮，保持器(400)上方正中安装减震器固定架(405)，所述减震器固定架(405)中安装有柱形减震阻尼器(406)。
6.根据权利要求1所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述抛射扩展装置(3)底部由两个抛弹扩展架(31)组成，所述抛弹扩展架(31)顶端分别固定抛射龙骨(32)，两个抛射龙骨(32)在运动过程中全程同步运动，抛射龙骨(32)下表面两个缺口处分别固定龙骨保形承力盖板(39)，抛射龙骨(32)中部分别嵌置回弹钩板(33)，所述回弹钩板(33)轴部内置U型弹簧(34)，所述U型弹簧(34)封闭端搭接于对应的回弹钩板(33)外表面，U型弹簧(34)开放端嵌置于抛射龙骨(32)中后部固定槽内，在弹射阶段回弹钩板(33)分别伸出指向对应的抛射龙骨(32)，抛射龙骨(32)两侧各连接4个抛射调整杆，4个抛射调整杆顶部分别铰接抛射调整平面，抛射调整平面与对应的抛射调整杆、抛射龙骨表面构成平行四边形，每一个抛射调整平面可以独立调节高度用以适应不同飞行器的机翼支撑位置。
7.根据权利要求3所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述弹射摆杆(26)为前后向摆动且带有机械极限位置。
8.根据权利要求1所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述两个弹射弓臂(42)为上下设置。
9.根据权利要求1所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述滑块(13)为低滚阻滑块。
10.根据权利要求1或3所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述支撑杆组件(30)安装在本体顶部两侧。
11.根据权利要求1所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述基架(11)由多个铝合金基架串接而成。
12.根据权利要求3所述的螺旋桨后置单串翼无人机通用型弹性势能机械式弹射器，其特征在于：所述两个弹簧绳拾拉器(22)为上下设置。
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