CN107176310B - 一种无人机发射架 - Google Patents
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Abstract
一种无人机发射架，其特征在于：包括底架、前支撑组件、后支撑组件，前支撑组件设置在底架的前端，支撑无人机的前部，后支撑组件设置在底架的后端，可支撑无人机的尾部，后支撑组件包括后支撑柱、U形支撑、自锁弹簧，后支撑柱固定在底架上，U形支撑两端与后支撑柱铰接，自锁弹簧连接底架和U形支撑,U形支撑受自锁弹簧的弹力作用，U形支撑上还设有与无人机尾部横梁配套的放置架，放置架的顶端设有U形槽，无人机尾部横梁可放置在U形槽内。本发明的发射架为纯机械结构，不需要控制电路，结构简单，重量轻，方便携带，使用范围广，能满足不同恶劣条件下发射无人机的需求，且不需要发射控制器。
Description
技术领域
本发明涉及无人机发射装置设计领域，具体涉及一种无人机发射架。
技术背景
目前无人机的发射方式可分为：滑跑起飞、弹射起飞、火箭助推发射、手抛发射、空中投放和垂直起飞。
滑跑起飞是指无人机装备有滑跑装置，在启动无人机后，无人机通过滑跑装置在跑道上起飞升空的过程。滑跑起飞具有的优点为这种方式的成本相对较低，所需的保障设备比较少，加速过程中的过载比较小；它的缺点是对跑道地面环境要求高，起落架在机载上。目前，使用滑跑起飞的无人机主要有美国捕食者、澳大利亚的金迪维克无人机等等。
弹射起飞是指无人机安装在滑轨上以后，依靠外界能量给以加速度，然后升空的过程。弹射起飞它的优点是隐蔽性比较好，它的缺点为无人机起飞的滑轨不能够太长，而且无人机发射时的质量不能太大。弹射起飞按照无人机发射时所具有的动力能源的不同可分为如下几种方式：液压弹射、气压弹射、电磁弹射、弹力弹射和燃气弹射等等。
火箭助推发射过程中，无人机起飞的动能来自于火箭助推器中燃料的燃烧所产生的能量。火箭助推发射方式具有的优点为整个发射装置占用的地方比较小，成本较低，受到外界的影响比较小，能够以较快的速度部署等；它的缺点为所用的火工品并不安全，发射过程中会产生声、光、烟，这样就容易暴露发射的地方。
手抛发射是指无人机借助于操作者手的力量，把无人机抛到空中完成发射过程。采用手抛发射方式的无人机一般为小型和微型无人机。
其中火箭助推发射技术目前己系列化，并且成本低，推力大，应用广泛。无人机采用火箭助推发射起飞时无需机场跑道，而且机动灵活，因此得到广泛应用。现在的火箭助推发射技术采用的发射架一般采用了各类传感器等电气控制装置，这大大降低了火箭助推发射技术在极端条件下使用范围，比如在无电的情况，寒冷的地区，雨水天气等等都可能会影响无人机发射的稳定性。从无人机发射架上点火到脱离发射架是起飞的第一阶段，研究这个阶段的发射方式和发射参数对整个无人机发射过程的研究有着重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种不需要控制电路，结构简单、能够满足极端条件如无电的情况、寒冷的地区、雨水天气的发射需求，操作简单、能够在不平坦地形上进行无人机发射的无人机发射架。
为了解决上述技术问题本发明的技术方案如下：一种无人机发射架，其特征在于：包括底架、前支撑组件、后支撑组件，前支撑组件设置在底架的前端，支撑无人机的前部，后支撑组件设置在底架的后端，支撑无人机的尾部，后支撑组件包括后支撑柱、U形支撑、自锁弹簧，后支撑柱固定在底架上，U形支撑两端与后支撑柱铰接，自锁弹簧连接底架和U形支撑，U形支撑受自锁弹簧的弹力作用，U形支撑上还设有与无人机尾部横梁配套的放置架，放置架的顶端设有U形槽，无人机尾部横梁放置在U形槽内。
可选的实施方案，所述的前支撑组件包括前支撑柱和燕尾型滑轨，前支撑柱固定安装在底架上，燕尾型滑轨安装在前支撑柱的顶端，燕尾型滑轨与无人机的燕尾槽相配套。
优选的，所述前支撑柱数量为2根，所述2根前支撑柱并排固定安装在底架上，所述燕尾型滑轨为2个。
可选的实施方案，所述的前支撑组件包括前支撑柱、燕尾型滑轨、千斤顶，所述千斤顶底端固定在底架上，顶端与前支撑柱底部固定连接，所述燕尾型滑轨安装在前支撑柱的顶端，燕尾型滑轨与无人机的燕尾槽相配套。
进一步的，所述的千斤顶为菱形千斤顶。
可选的实施方案，所述的一种无人机发射架还包括角度调节架，所述的角度调节架由处于同一平面的两根的纵杆和横杆固定连接构成，角度调节架的一端与底架的尾端铰接，所述的前支撑组件包括前支撑柱、燕尾型滑轨、千斤顶，所述千斤顶一端与底架铰接，另一端与角度调节架的横杆铰接，所述的前支撑柱固定安装在角度调节架上，所述燕尾型滑轨安装在前支撑柱的顶端，燕尾型滑轨与无人机的燕尾槽相配套。
进一步的，所述的前支撑柱与调节架垂直固定安装。
进一步的，所述的千斤顶为菱形千斤顶。
进一步的，所述的底架设有支撑腿，支撑腿的末端设有可拆卸的圆盘支撑脚。
更进一步的，U形支撑上还设有限位杆，限位杆一端固定在U形支撑上，一端底架或角度调节架固定。
本发明的有益效果是：
1.无人机放置在U形支撑的U形槽内，U形状支撑通过自锁弹簧与底架连接，当无人机起飞点火时，无人机获得一个向前的推力有向前滑动的趋势，但是因为有自锁弹簧的作用，U形支撑会保持静止，U形支撑处于自锁状态，无人机尾部横梁放置在U形槽内不会滑出去。然后随时时间的推移，无人机受到的推力越来越大就慢慢向前滑动，无人机向前滑动带动U形支撑向前倾斜，自锁弹簧被拉长，U形支撑收到的弹簧弹力越来越大，阻止无人机直接脱离U形支撑，无人机获得的推力持续增加，当无人机点火后的推力达到成功起飞的临界推力时，自锁弹簧的弹力被拉到最大，U形支撑的U形槽的槽口朝向飞机的前方，无人机脱离U形支撑的U形槽，无人机发射成功。
2.本发明所述的发射架为纯机械结构，不需要控制电路。因为有自锁弹簧连接底架和U形支撑构成的自锁装置，当无人机发射火箭的推力没有达到成功起飞的临界推力时，发射架上的放置架的U形槽开口方向与无人机发射时的飞出方向垂直或反向，能够起到自锁作用；当无人机发射火箭的推力达到成功起飞的临界推力时，火箭的推力克服自锁弹簧的弹力，使放置架的U形槽开口方向与无人机发射时的飞出方向相同，无人机尾部的横梁脱离U形槽，无人机发射成功。本发明的无人机发射架控制无人机是否脱离发射架只采用了一个自锁装置，结构简单，重量轻，方便携带，使用范围广，能满足不同恶劣条件下发射无人机的需求，不需要发射控制器，提高了发射架的可靠性。
3.前支撑组件设置燕尾型滑轨，与无人机本体的燕尾槽匹配，让无人机尾部脱离U新支撑后，能沿着燕尾型滑轨顺利的向前发射，提高无人机发射的可靠性。
4.千斤顶与前支撑柱连接，可调节前支撑柱的高度，进而调节无人机发射的的俯仰角度。满足不同地形，不同场景下发射的要求。
5.菱形千斤顶不仅可以满足使用时调节无人机起飞角度的功能，同时在存放和运输时，菱形千斤顶能完全的收起来，降低了无人机发射架的所占空间，方便存放和运输。
6.设置角度调节架，前支撑组件安装在角度调节架上，千斤顶连接底架与角度调节架，使得角度调节机构更加稳定可靠，并且前支撑组件安装在角度调节架上，当调整无人机发射角度时，前支撑组件与角度调节架的角度不用改变，前支撑组件就可以采用固定安装的方式固定，使发射架整体更加稳定。
7.设置支撑脚和支撑腿，可以满足不同场景使用时的需求。当在平整的底面发射无人机时，使用支撑脚，避免发射架具体凹陷使得发射角度偏移；当在斜面发射无人机时，如山坡发射，拆除支撑脚，支撑腿陷在地面上，避免发射架随着斜面滑动。
8.设置限位杆，可以预备状态下可以设定自锁弹簧处于弹性状态，为U形支撑预设一部分弹力，在无人机发射时，达到较大的推力后，U形支撑才开始受力向前倾，可以适当降低弹簧的性能要求，提高发射架的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种带有调节架的无人机发射架的结构示意图的主视图。
图2是本发明一种带有调节架的无人机发射架的结构示意图的左视图。
图3是本发明一种无人机发射架中的U形支撑的结构示意图。
图中，底架1，前支撑组件2，后支撑组件3，调节架4，前支撑柱201，燕尾型滑轨202，千斤顶203，后支撑柱301，U形支撑302，自锁弹簧303，放置架3021，角度限位杆3022。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种无人机发射架，其特征在于：包括底架1、前支撑组件2、后支撑组件3，前支撑组件2设置在底架1的前端，支撑无人机的前部，后支撑组件3设置在底架1的后端，支撑无人机的尾部，后支撑组件3包括后支撑柱301、U形支撑302、自锁弹簧303，后支撑柱301固定在底架1上，U形支撑302两端与后支撑柱301铰接，自锁弹簧303连接底架1和U形支撑302,U形支撑302受自锁弹簧303的弹力作用，U形支撑302上还设有与无人机尾部横梁配套的放置架3021，放置架3021的顶端设有U形槽，无人机尾部横梁放置在U形槽内。图1和图2是具有调节架和千斤顶的具体实施例，本发明的技术方案还可以不需要调节架和千斤顶，将前支撑组件直接固定设置在底架的前端，但是如此会减少调节无人机发射仰角功能。
无人机放置在U形支撑302的U形槽内，U形状支撑通过自锁弹簧303与底架1连接，当无人机起飞点火时，无人机获得一个向前的推力有向前滑动的趋势，但是因为有自锁弹簧303的作用，U形支撑302会保持静止，U形支撑302处于自锁状态，无人机尾部横梁放置在U形槽内不会滑出去。然后随时时间的推移，无人机受到的推力越来越大就慢慢向前滑动，无人机向前滑动带动U形支撑302向前倾斜，自锁弹簧303被拉长，U形支撑302收到的弹簧弹力越来越大，阻止无人机直接脱离U形支撑302，无人机获得的推力持续增加，当无人机点火后的推力达到成功起飞的临界推力时，自锁弹簧303的弹力被拉到最大，U形支撑302的U形槽的槽口朝向飞机的前方，无人机脱离U形支撑302的U形槽，无人机发射成功。
本发明所述的发射架为纯机械结构，不需要控制电路。因为有自锁弹簧连接底架1和U形支撑302构成的自锁装置，当无人机发射火箭的推力没有达到成功起飞的临界推力时，发射架上的放置架3021的U形槽开口方向与无人机发射时的飞出方向垂直或反向，能够起到自锁作用；当无人机发射火箭的推力达到成功起飞的临界推力时，火箭的推力克服自锁弹簧的弹力，使放置架3021的U形槽开口方向与无人机发射时的飞出方向相同，无人机尾部的横梁脱离U形槽，无人机发射成功。本发明的无人机发射架控制无人机是否脱离发射架只采用了一个自锁装置，结构简单，重量轻，方便携带，使用范围广，能满足不同恶劣条件下发射无人机的需求，不需要发射控制器，提高了发射架的可靠性。
更进一步可选的实施方案，所述的前支撑组件2包括前支撑柱201和燕尾型滑轨202，前支撑柱201固定安装在底架1上，燕尾型滑轨202安装在前支撑柱201的顶端，燕尾型滑轨202与无人机的燕尾槽相配套。
更进一步优选的实施方案，所述前支撑柱201数量为2根，所述2根前支撑柱201并排固定安装在底架1上，所述燕尾型滑轨202为2个。
前支撑组件2设置燕尾型滑轨202，与无人机本体的燕尾槽匹配，让无人机尾部脱离U新支撑后，能沿着燕尾型滑轨202顺利的向前发射，防止无人机在火箭助推作用下直接向上脱离发射架，进一步提高无人机发射的可靠性。
一种可选的实施方案，所述的前支撑组件2包括前支撑柱201、燕尾型滑轨202、千斤顶203，所述千斤顶203底端固定在底架1上，顶端与前支撑柱201底部固定连接，所述燕尾型滑轨202安装在前支撑柱201的顶端，燕尾型滑轨202与无人机的燕尾槽相配套。该实施例相比图1图2省去了调节架这一技术特征。
千斤顶203与前支撑柱201连接，可调节前支撑柱201的高度，进而调节无人机发射的的俯仰角度。满足不同地形，不同场景下发射的要求。
进一步的，所述的千斤顶203为菱形千斤顶。
菱形千斤顶不仅可以满足使用时调节无人机起飞角度的功能，同时在存放和运输时，菱形千斤顶能完全的收起来，降低了无人机发射架的所占空间，方便存放和运输。
进一步可选的实施方案，所述的一种无人机发射架还包括角度调节架4，所述的角度调节架4由处于同一平面的两根的纵杆和横杆固定连接构成，角度调节架4的一端与底架1的尾端铰接，所述的前支撑组件2包括前支撑柱201、燕尾型滑轨202、千斤顶203，所述千斤顶203一端与底架1铰接，另一端与角度调节架4的横杆铰接，所述的前支撑柱201固定安装在角度调节架4上，所述燕尾型滑轨202安装在前支撑柱201的顶端，燕尾型滑轨202与无人机的燕尾槽相配套。
设置角度调节架4，前支撑组件2安装在角度调节架4上，千斤顶203连接底架1与角度调节架4，使得角度调节机构更加稳定可靠，并且前支撑组件2安装在角度调节架4上，当调整无人机发射角度时，前支撑组件2与角度调节架4的角度不用改变，前支撑组件2就可以采用固定安装的方式固定，使发射架整体更加稳定。
进一步的，所述的前支撑柱201与调节架4垂直固定安装。方便加工和固定。
进一步的，所述的千斤顶203为菱形千斤顶。
菱形千斤顶不仅可以满足使用时调节无人机起飞角度的功能，同时在存放和运输时，菱形千斤顶能完全的收起来，降低了无人机发射架的所占空间，方便存放和运输。
进一步的，所述的底架1设有支撑腿，支撑腿的末端设有可拆卸的圆盘支撑脚。
设置支撑脚和支撑腿，可以满足不同场景使用时的需求。当在平整的底面发射无人机时，使用支撑脚，避免发射架具体凹陷使得发射角度偏移；当在斜面发射无人机时，如山坡发射，拆除支撑脚，支撑腿陷在地面上，避免发射架随着斜面滑动。
更进一步的，U形支撑302上还设有限位杆3022，限位杆3022一端固定在U形支撑302上，一端底架1或角度调节架4固定。
设置限位杆3022，可以预备状态下可以设定自锁弹簧处于弹性状态，为U形支撑预设一部分弹力，在无人机发射时，达到较大的推力后，U形支撑才开始受力向前倾，可以适当降低弹簧的性能要求，提高发射架的可靠性。
Claims (10)
1.一种无人机发射架，其特征在于：包括底架（1）、前支撑组件（2）、后支撑组件（3），前支撑组件（2）设置在底架（1）的前端，支撑无人机的前部，后支撑组件（3）设置在底架（1）的后端，支撑无人机的尾部，后支撑组件（3）包括后支撑柱（301）、U形支撑（302）、自锁弹簧（303），后支撑柱（301）固定在底架（1）上，U形支撑（302）两端与后支撑柱（301）铰接，自锁弹簧（303）连接底架（1）和U形支撑（302），U形支撑（302）上还设有与无人机尾部横梁配套的放置架（3021），放置架（3021）的顶端设有U形槽，无人机尾部横梁放置在U形槽内。
2.根据权利要求1所述的一种无人机发射架，其特征在于：所述的前支撑组件（2）包括前支撑柱（201）和燕尾型滑轨（202），前支撑柱（201）固定安装在底架（1）上，燕尾型滑轨（202）安装在前支撑柱（201）的顶端，燕尾型滑轨（202）与无人机的燕尾槽相配套。
3.根据权利要求2所述的一种无人机发射架，其特征在于：所述前支撑柱（201）数量为2根，所述2根前支撑柱（201）并排固定安装在底架（1）上，所述燕尾型滑轨（202）为2个。
4.根据权利要求1所述的一种无人机发射架，其特征在于：所述的前支撑组件（2）包括前支撑柱（201）、燕尾型滑轨（202）、千斤顶（203），所述千斤顶（203）底端固定在底架（1）上，顶端与前支撑柱（201）底部固定连接，所述燕尾型滑轨（202）安装在前支撑柱（201）的顶端，燕尾型滑轨（202）与无人机的燕尾槽相配套。
5.根据权利要求4所述的一种无人机发射架，其特征在于：所述的千斤顶（203）为菱形千斤顶。
6.根据权利要求1所述的一种无人机发射架，其特征在于：还包括角度调节架（4），所述的角度调节架（4）由处于同一平面的两根的纵杆和横杆固定连接构成，角度调节架（4）的一端与底架（1）的尾端铰接，所述的前支撑组件（2）包括前支撑柱（201）、燕尾型滑轨（202）、千斤顶（203），所述千斤顶（203）一端与底架（1）铰接，另一端与角度调节架（4）的横杆铰接，所述的前支撑柱（201）固定安装在角度调节架（4）上，所述燕尾型滑轨（202）安装在前支撑柱（201）的顶端，燕尾型滑轨（202）与无人机的燕尾槽相配套。
7.根据权利要求6所述的一种无人机发射架，其特征在于：所述的前支撑柱（201）与调节架（4）垂直固定安装。
8.根据权利要求6所述的一种无人机发射架，其特征在于：所述的千斤顶（203）为菱形千斤顶。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种无人机发射架，其特征在于：所述的底架（1）设有支撑腿，支撑腿的末端设有可拆卸的圆盘支撑脚。
10.根据权利要求6-8中任意一项所述的一种无人机发射架，其特征在于：U形支撑（302）上还设有限位杆（3022），限位杆（3022）一端固定在U形支撑（302）上，另一端与底架（1）或角度调节架（4）固定。
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