CN108382560A

CN108382560A - 一种折叠式系留塔

Info

Publication number: CN108382560A
Application number: CN201810167477.7A
Authority: CN
Inventors: 施志强; 郑杨涛
Original assignee: Danyang Haotian Aircraft Technology Co Ltd
Current assignee: Danyang Haotian Aircraft Technology Co Ltd
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2018-08-10

Abstract

本发明提供了一种折叠式系留塔，包括固定塔架(1)，转动塔架(2)和举升机构(3,4)，所述转动塔架(2)在一侧固定连接固定塔架(1)并沿固定点A转动，所述举升机构(3,4)连接位于固定塔架(1)上的施力点B和转动塔架(2)上的施力点C，通过缩短或扩大施力点B和C之间的距离实现转动塔架(2)的举升和倒伏，所述施力点C和固定点A之间的间距为r，所述施力点B和固定点A之间在两个正交方向上的间距分别为a和b，其中，b/r在0.2‑2.0范围内且a/r在1.2‑10.0范围内。采用本发明可以在有限空间内方便快捷地完成系留塔的举升与倒伏。

Description

一种折叠式系留塔

技术领域

本发明涉及浮空器地面锚泊技术领域，特别是涉及一种(电控)折叠式系留塔。

背景技术

系留气球是无动力浮空器的一种。一般存在空中系留和地面锚泊两种状态。由于系留气球本身的工作特性对气候条件依耐性较大，所以在地面锚泊的时间要长于空中系留的时间。在地面锚泊时主要靠头部与两侧的拉锁共同实现。

头部锚固点一般较高，需要有专门的塔架或者立杆作为头部锚固的平台，平台上安放头锥锁。系留气球的锚泊系统又分为车载机动式和阵地固定式，阵地固定式由于其场地固定，对锚泊系统上的设备的机动性及尺寸没有要求，而车载机动式则对其设备的尺寸及机动性存在较高的要求，而且锚泊系统包含主卷扬机、辅助卷扬机、控制柜、导向滑轮、发电机等设备，使得平台空间紧张，所以需要考虑运输高度问题及运输平台所能存放设备的体积。

现有的车载机动式锚泊系统所配备的系留塔一般为完全倒伏式，举升依靠液压推杆或吊车起吊直立，其特点是：倒伏所需空间大，限制其他设备的安置，液压举升还需要增添液压系统或者起吊设备，使操作繁琐，增加系统复杂程度，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明提出了一种新型的系留塔，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采用以下任一技术方案。

一种折叠式系留塔，包括固定塔架(1)，转动塔架(2)和举升机构(3,4)，其特征在于，

所述转动塔架(2)在一侧固定连接固定塔架(1)并沿固定点A转动，

所述举升机构(3,4)连接位于固定塔架(1)上的施力点B和转动塔架(2)上的施力点C，通过缩短或扩大施力点B和C之间的距离实现转动塔架(2)的举升和倒伏，

所述施力点C和固定点A之间的间距为r，

所述施力点B和固定点A之间在两个正交方向上的间距分别为a和b，

其中，b/r在0.2-2.0范围内且a/r在1.2-10.0范围内，

所述b/r可以是0.2-2.0范围内以0.01为公差的所有数值组成的数值集合中的任何一个数值，比如0.63，为简便起见，此处不列举该数值集合中的所有数值，

所述a/r可以是1.2-10.0范围内以0.01为公差的所有数值组成的数值集合中的任何一个数值，比如2.18，为简便起见，此处不列举该数值集合中的所有数值。

在本发明的一个方面，所述b/r在0.5-1.5范围内且a/r在1.5-3.0范围内。

在本发明的一个方面，所述施力点B和固定点A在水平方向上的间距为a且在竖直方向上的间距为b。

在本发明的一个方面，所述转动塔架(2)由举升状态沿固定点A转动的角度为α，

其中，α在0-45度范围内，

其中，b/r在1.0-2.0范围内且a/r在1.2-2.0范围内。

其中，α在45-90度范围内，

其中，b/r在0.2-1.0范围内且a/r在2.0-10.0范围内。

在本发明的一个方面，所述转动塔架(2)在举升状态时，α＝0度，在倒伏状态时，α＝90度。

在本发明的一个方面，α可以是0-90度范围内以0.1度为公差的所有数值组成的数值集合中的任何一个数值，比如38.6度，为简便起见，此处不列举该数值集合中的所有数值。

在本发明的一个方面，所述举升机构(3,4)包括涡轮轴丝杆举升机，所述丝杆连接所述施力点B和施力点C。

在本发明的一个方面，所述举升机构(3,4)还包括手摇轮盘，所述手摇轮盘连接所述涡轮轴丝杆举升机的输入轴。

在本发明的一个方面，所述涡轮轴丝杆举升机为电动装置。

在本发明的一个方面，所述折叠式系留塔还包括塔托(5)。

在本发明的一个方面，所述固定塔架(1)的主梁两端和转动塔架(2)的主梁活动端中的一个或多个包括法兰。

本发明的折叠式系留塔同样可以应用于除浮空器地面锚泊技术领域之外的其它技术领域，用于构造可折叠的塔。本发明的术语“系留塔”不将本发明的应用范围仅仅局限于系留气球。

和现有技术相比，本发明的技术效果包括以下一项或多项：

1、通过系留塔的可折叠设计，使得其所占用空间仅为固定塔架的面积，车载平台可以存放更多的锚泊设备，且满足运输限高条件；

2、通过设计固定点A，施力点B和C之间的相对距离，举升丝杆受力减小，降低了举升机构所需的举升力，并且施力点B和C连接处的结构载荷减小，增加了本发明的使用寿命；

3、举升机构为涡轮轴丝杆举升机，通过控制电机正反转，即可实现系留塔的举升，该设计下无需起吊设备、避免了液压举升方式所需的整套系统，既节省了空间，也降低使用维护的复杂度；

4、在系统电路故障的情况下，可通过手摇轮盘实现系留塔的举升，多冗余控制增加了系留塔的可靠性。

附图说明

图1表示本发明一种电控折叠式系留塔方案的直立状态示意图；

图2表示本发明一种电控折叠式系留塔方案的倒伏状态示意图；

图中的数字表示：

固定塔架1、转动塔架2、涡轮轴丝杆举升机3、手摇轮盘4、塔托5；

图3表示本发明一种折叠式系留塔的原理示意图；

图4-8表示本发明一种折叠式系留塔的d/r-Θ曲线图，横坐标表示Θ，纵坐标表示d/r，其中

图4——a/r＝2.0，b/r＝0.5；

图5——a/r＝2.0，b/r＝1.0；

图6——a/r＝2.0，b/r＝1.5；

图7——a/r＝1.5，b/r＝1.0；

图8——a/r＝3.0，b/r＝1.0。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步的说明，所描述的实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种电控折叠式系留塔：包括固定塔架1、转动塔架2、涡轮轴丝杆举升机3、手摇轮盘4和塔托5，如图1和2所示。所述固定塔架1连接固定于锚泊平台(未图示)，倒伏面的另一侧(即图1中的左侧)两根主梁顶部有用于连接固定的法兰；所述转动塔架2在铰接点A(即图1中的右侧)铰接于固定塔架1上；所述涡轮轴丝杆举升机3的底座轴连于固定塔架1，其中举升丝杆的受力点为施力点B；举升丝杆的另一端在施力点C铰接转动塔架2；所述手摇轮盘4连接涡轮轴丝杆举升机3的输入轴；该举升机构的工作原理实质是曲柄滑块机构。

举升状态如图1所示，在举升过程中，所述涡轮轴丝杆举升机3工作，举升丝杆作用于转动塔架2的铰接座，缩短施力点B和C之间的距离，转动塔架2受力直至直立，此时，转动塔架2底部的法兰与固定塔架1的法兰相合，可通过螺栓连接紧固，完成举升。

倒伏状态如图2所示，在倒伏过程中，所述涡轮轴丝杆举升机3工作，举升丝杆作用于转动塔架2的铰接座，扩大施力点B和C之间的距离，转动塔架2受力直至倒伏，由塔托5实现转动塔架2的支撑固定。

在不具有电力的情况下，可通过手摇轮盘4连接涡轮轴丝杆举升机3的蜗杆，通过人力摇动手摇轮盘，驱动蜗杆带动蜗轴转动，从而控制转动塔架2的举升和倒伏。

实施例2

发明人在研究实施例1的折叠式系留塔中的举升丝杆的受力情况时发现，当在不同位置安装施力点B时，举升丝杆的受力情况不同。

在不对本发明产生任何限制的前提下，发明人提出如下解释。

图3表示实施例1的折叠式系留塔的原理示意图，图中，以转动塔架2和固定塔架1之间的固定点A作为坐标原点，施力点C以固定点A为圆心作圆周运动，转角Θ的范围为0-90度；线段BC表示举升丝杆；施力点B相对于A的水平间距为a，竖直间距为b；举升丝杆相对于固定点A的力臂为d。

在相同条件下，力臂d越大，则举升丝杆的受力越小。

计算得到，

图4-8分别显示了不同a/r和b/r条件下，d/r相对于Θ的计算值。

可见，在不同的b/r和a/r条件内，力臂d存在不同的曲线，为使力臂最大化，折叠式系留塔就Θ而言存在优化的使用范围。

发明人结合实验发现，当b/r在0.5-1.5范围内且a/r在1.5-3.0范围内时，可在Θ＝0-90度的范围内获得整体而言更大的力矩，从而减小举升丝杆的受力；

当b/r在1.0-2.0范围内且a/r在1.2-2.0范围内时，可在Θ＝0-45度的范围内获得整体而言更大的力矩，从而减小举升丝杆的受力；

当b/r在0.2-1.0范围内且a/r在2.0-10.0范围内，可在Θ＝45-90度的范围内获得整体而言更大的力矩，从而减小举升丝杆的受力；

因此，针对不同的使用情况，通过精细调整施力点B的位置，本发明可以获得明显更优的力矩，不仅减小举升丝杆的受力，还可提升结构效率。

在一个具体的实施例中，施力点B可为活动设置，用户可根据现场情况选择更优的位点将施力点B固定，实现整个折叠式系留塔的优化使用。

Claims

1.一种折叠式系留塔，包括固定塔架(1)，转动塔架(2)和举升机构(3,4)，其特征在于，

所述施力点C和固定点A之间的间距为r，

其中，b/r在0.2-2.0范围内且a/r在1.2-10.0范围内。

2.如权利要求1所述的折叠式系留塔，其特征在于，所述b/r在0.5-1.5范围内且a/r在1.5-3.0范围内。

3.如权利要求1所述的折叠式系留塔，其特征在于，所述施力点B和固定点A在水平方向上的间距为a且在竖直方向上的间距为b。

4.如权利要求1所述的折叠式系留塔，其特征在于，所述转动塔架(2)由举升状态沿固定点A转动的角度为α，

其中，α在0-45度范围内，

其中，b/r在1.0-2.0范围内且a/r在1.2-2.0范围内。

5.如权利要求1所述的折叠式系留塔，其特征在于，所述转动塔架(2)由举升状态沿固定点A转动的角度为α，

其中，α在45-90度范围内，

其中，b/r在0.2-1.0范围内且a/r在2.0-10.0范围内。

6.如权利要求1-5任一项所述的折叠式系留塔，其特征在于，所述举升机构(3,4)包括涡轮轴丝杆举升机(3)，所述丝杆连接所述施力点B和施力点C。

7.如权利要求6所述的折叠式系留塔，其特征在于，所述举升机构(3,4)还包括手摇轮盘(4)，所述手摇轮盘连接所述涡轮轴丝杆举升机的输入轴。

8.如权利要求6所述的折叠式系留塔，其特征在于，所述涡轮轴丝杆举升机为电动装置。

9.如权利要求1所述的折叠式系留塔，其特征在于，还包括塔托(5)。

10.如权利要求1所述的折叠式系留塔，其特征在于，所述固定塔架(1)的主梁两端和转动塔架(2)的主梁活动端中的一个或多个包括法兰。