CN106995060B - 一种无人机自动切伞器 - Google Patents

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Abstract

一种无人机自动切伞器，涉及无人机降落伞自动分离技术领域，解决现有无人机手动切伞器存在不确定因素，自动切伞器存在增加无人机质量，同时自动检测系统存在误触发以及检测失效等隐患的问题，包括基体、左耳片、右耳片、舌片、螺旋弹簧、带有折弯角的挡片、挂钩和柱销螺栓；所述带有折弯角的挡片与基体通过螺栓固定，所述左耳片和右耳片与基体通过螺栓固定，并且在左耳片和右耳片之间安装柱销螺栓，所述柱销螺栓作为舌片安装轴与舌片构成转动副；所述舌片下部与基体之间安装螺旋弹簧，所述螺旋弹簧为挂钩脱离基体提供推力；本发明结构紧凑，实现了无人机触地降落伞自动分离功能，能够有效的保护机体结构。

Description

一种无人机自动切伞器
技术领域
本发明涉及无人机的降落伞自动切伞技术领域，具体涉及一种无人机自动切伞器。
背景技术
随着技术的进步无人机市场逐渐火热起来，特别是民用无人机市场规模呈现快速的增长。固定翼无人机在实际应用中通常难以保证有合适的跑道，因此在民用市场中固定翼无人机通常采用弹射伞降的起降方式。无人机伞降经常会遇到无人机触地后在降落伞拖拽无人机滑行的现象，这种现象直接威胁着无人机的机体安全。
目前常见的切伞器主要分为手动和自动切伞两种。手动切伞依赖于地面中操作手对切伞器进行操作，该方式受限于操作手的视线、操作距离等因素切伞操作具有不确定性。自动切伞装置依赖于软件或者硬件设备对是否着陆进行判断，并控制切伞装置实现降落伞与机体的分离；该方式需要无人机配置检测系统和切伞系统，两套系统增加了整机质量，同时自动检测系统存在误触发以及检测失效等隐患。
发明内容
本发明为解决现有无人机手动切伞器存在不确定因素，自动切伞器存在增加无人机质量，同时自动检测系统存在误触发以及检测失效等隐患的问题，提供一种无人机自动切伞器。
一种无人机自动切伞器，包括基体、左耳片、右耳片、舌片、螺旋弹簧、带有折弯角的挡片、挂钩和柱销螺栓；所述带有折弯角的挡片与基体通过螺栓固定，所述左耳片和右耳片与基体通过螺栓固定，并且在左耳片和右耳片之间安装柱销螺栓，所述柱销螺栓作为舌片安装轴与舌片构成转动副；所述舌片下部与基体之间安装螺旋弹簧，所述螺旋弹簧为挂钩脱离基体提供推力；
降落伞未打开时，所述挂钩位于带有折弯角的挡片与基体围成的空间内；
降落伞打开过程中，所述挂钩推开带有折弯角的挡片并压住舌片，所述挂钩位于基体与舌片形成的槽中；
无人机触地时，所述挂钩不再压迫舌片，舌片在螺栓弹簧的作用下绕柱销螺栓逆时针旋转并推出挂钩，使挂钩与基体分离，实现无人机触地瞬间无人机机体与降落伞的分离。
本发明的有益效果：
一、本发明所述的自动切伞器，在初始阶段挂钩位于挡片上部与基体形成的闭合空间处；在主伞张开的冲击载荷作用下挂钩推动挡片张开，挂钩落至舌片上部凹槽中并在无人机的重力作用下保持在槽中；无人机触地后，挂钩对舌片的压力减小并在螺旋弹簧的作用下挂钩脱离切伞器，实现降落伞与无人机分离动作。本发明结构紧凑，实现了无人机触地降落伞自动分离功能，能够有效的保护机体结构。
二、本发明所述的无人机自动切伞器，以无人机开伞、触地的力学过程为基础，采用全机械结构的方式完成自动切伞动作。
三、本发明所述的无人机自动切伞器，具有结构简单、可靠性高、重量轻，可维护性强等特点，能够有效的保证无人机与降落伞的顺利自动分离，并且可以重复使用具有极高的经济适用性。
附图说明
图1为本发明所述的一种无人机自动切伞器在开伞后工作状态的位置示意图；
图2为本发明所述的一种无人机自动切伞器在开伞前工作状态的位置示意图；
图3为无人机触地后本发明所述的一种无人机自动切伞器工作状态的位置示意图；
图4为本发明所述的一种无人机自动切伞器中舌片的侧视图。
图中：1、基体，2、带有折弯角的挡片，3、挂钩，4、舌片，5、左耳片，6、螺旋弹簧，7、右耳片。
具体实施方式
具体实施方式一、结合图1至图4说明本实施方式，一种无人机自动切伞器，包括基体1、左耳片5、右耳片7、舌片4、螺旋弹簧6、带有折弯角的挡片2和挂钩3，切伞器中基体1是切伞器的装配基础，所述带有折弯角的挡片2使用螺栓固定，带有折弯角的挡片2折弯处对挂钩3有限位作用；所述左耳片5、右耳片7通过螺栓与基体1固定，并且在左耳片5、右耳片7之间安装柱销螺栓8为舌片4提供安装轴；所述舌片4与柱销螺栓8之间构成转动副，舌片4下部与基体1之间安装有螺旋弹簧6，所述螺旋弹簧6为挂钩3脱离切伞器提供推力。
本实施方式中，降落伞未打开时所述挂钩3在带有折弯角的挡片2的作用下位于带有折弯角的挡片2上部的带有折弯角的挡片2挡片与基体1围成的空间内，带有折弯角的挡片2对挂钩3起限位作用，确保开伞前挂钩3不会脱出。
本实施方式中，降落伞打开过程中主伞充气带来的冲击载荷导致挂钩3推开带有折弯角的挡片2并进入如1所示位置，并在无人机重力作用下挂钩3压住舌片4，挂钩3保持在切伞器基体1与舌片4形成的槽中。
本实施方式中，无人机触地时，挂钩3不再压迫舌片4，舌片4在螺栓弹簧6的作用下向上旋转并推出挂钩3，使得挂钩3与切伞器基体1分离，从而实现无人机触地瞬间机体与降落伞的分离。
本实施方式中，降落伞通过基体1上部的螺栓孔与降落伞连接，无人机与挂钩3之间通过绳索连接。切伞以前降落伞与机体通过本实施方式所述的切伞器连接，降落伞与无人机分离过程即挂钩3与切伞器分离的过程。挂钩3的运动按照无人机伞降过程中伞绳的受力状况依次完成各个指定的动作；
本实施方式所述的带有折弯角的挡片2为135°折弯的弹簧片，能够保证初始时刻、开伞时刻、无人机触地时刻挂钩能够处于规定的位置。舌片通过保持如图2所示的截面形状，从而对舌片的运动角度进行限位，保证开伞时挂钩能够正确的压住舌片，使得挂钩进入正确的位置。所述舌片4包括转动部4-1和弹出部4-2，所述转动部4-1在螺栓弹簧6的作用下绕柱销螺栓8逆时针旋转并通过弹出部4-2弹出挂钩3，使挂钩3与基体1分离。
所述转动部4-1截面左侧直边a长度为2mm与基体1配合避免舌片张开角度过大，圆弧边b半径为2mm保证在允许的转动角度内不于基体1发生运动干涉，截面下侧直边c所处的平面与基体1形面配合提供对挂钩3的支撑力；舌片4使用自身的截面形状对运动角度进行限位保证开伞时挂钩下落过程中能够正确的压住舌片，使得挂钩进入正确的位置。
具体实施方式二、结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式为采用具体实施方式一所述的一种无人机自动切伞器，实现无人机与降落伞分离的方法：
步骤一、在降落伞未打开时挂钩3在带有折弯角的挡片2的作用下位于挡片2上部的挡片2与基体围成的空间内，带有折弯角的挡片2对挂钩3起限位作用，确保开伞前挂钩不会脱出。
步骤二、降落伞打开过程中主伞充气带来的冲击载荷导致挂钩3推开带有折弯角的挡片2，并在无人机重力作用下挂钩3压住舌片4，挂钩3保持在切伞器基体1与舌片4形成的槽中。另外，带有折弯角的挡片2在挂钩3脱出以后自动恢复到原来的位置。
步骤三、无人机触地时，挂钩3不再压迫舌片4，舌片4在螺栓弹簧6的作用下向上旋转向上推起挂钩3，结合挡片2的外形轮廓作用使得挂钩3与切伞器基体1分离，从而实现无人机触地瞬间机体与降落伞的分离。
本实施方式中，所述的一种无人机自动切伞器在完成开伞过程后，还可以通过简单的调整后实现重复使用，操作过程如下：
步骤A、卸下固定带有折弯角的挡片2的两个螺栓；
步骤B、将挂钩3放置在图2所示位置，即：挂钩3位于带有折弯角的挡片2与基体1围成的空间内；
步骤C、使用螺栓将带有折弯角的挡片2固定在基体1上。
在本实施方式中，基体1分别与带有折弯角的挡片2、挂钩3配合对挂钩限位，保证挂钩在未开伞时不会意外与基体1分离，保证在开伞后挂钩3与基体1能够可靠的连接；同时，带有折弯角的挡片2、舌片4的形状以及与基体1的相对位置也可以保证挂钩3按照指定的方向运动并完成规定的切伞动作。
本发明通过力学与结构的结合实现了降落伞与机体的自动分离，提高了系统的环境适应性，并且结构简单可以提高切伞器的可靠性。
显然，上述实施方式仅仅是为了清楚的说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，上述说明的基础上还可以做出其它的不同形式的变化或者变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此引伸出的显而易见的变化或者变动仍处于本发明的创造保护范围之中。

Claims (2)

1.一种无人机自动切伞器，包括基体（1）、左耳片（5）、右耳片（7）、舌片（4）、螺旋弹簧（6）、带有折弯角的挡片（2）、挂钩（3）和柱销螺栓（8），其特征是；
所述带有折弯角的挡片（2）与基体（1）通过螺栓固定，所述左耳片（5）和右耳片（7）与基体（1）通过螺栓固定，并且在左耳片（5）和右耳片（7）之间安装柱销螺栓（8），所述柱销螺栓（8）作为舌片（4）安装轴与舌片（4）构成转动副；所述舌片（4）下部与基体（1）之间安装螺旋弹簧（6），所述螺旋弹簧（6）为挂钩（3）脱离基体提供推力；
降落伞未打开时，所述挂钩（3）位于带有折弯角的挡片（2）与基体（1）围成的空间内；
降落伞打开过程中，所述挂钩（3）推开带有折弯角的挡片（2）并压住舌片（4），所述挂钩（3）位于基体（1）与舌片（4）形成的槽中；
无人机触地时，所述挂钩（3）不再压迫舌片（4），舌片（4）在螺旋弹簧（6）的作用下绕柱销螺栓（8）逆时针旋转并推出挂钩（3），使挂钩（3）与基体（1）分离，实现无人机触地瞬间无人机机体与降落伞的分离；
所述带有折弯角的挡片（2）采用135°折弯的弹簧片；
所述舌片（4）包括转动部（4-1）和弹出部（4-2），所述转动部（4-1）在螺旋弹簧（6）的作用下绕柱销螺栓（8）逆时针旋转并通过弹出部（4-2）弹出挂钩（3），使挂钩（3）与基体（1）分离；
所述转动部（4-1）截面左侧直边（a）长度为2mm，圆弧边（b）半径为2mm，截面下侧直边（c）所处的平面与基体（1）形面配合对挂钩（3）提供支撑力。
2.根据权利要求1所述的一种无人机自动切伞器，其特征在于，所述基体（1）通过上部的螺栓孔与降落伞连接，无人机与挂钩（3）之间通过绳索连接。
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