CN108516074B - 一种系留气球的自动放飞装置、自动放飞及收缩夹紧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种系留气球的自动放飞装置、自动放飞及收缩夹紧方法，包括对称设置的第一支臂、第二支臂、支撑框架、过渡铰链、同步推块、支撑板和推杆，所述支撑板设置在支撑框架上，第一支臂和第二支臂分别通过扭簧连接在支撑框架上，所述第一支臂和第二支臂的末端分别开设有两个铰制孔，靠近中心位置铰制孔铰接在支撑框架上，另一个铰制孔铰接在过渡铰链上，所述同步推块的两端铰接过渡铰链，所述推杆铰接在同步推块上，所述同步推块和推杆铰接并在推杆带动下进行直线往复运动，所述过渡铰链、同步推块和推杆组成滑块连杆机构。本发明的结构简单，通过扭簧弹性势能自动控制支臂收放，无需人工干预，提高系留气球放飞安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种松放装置，尤其涉及的是一种系留气球的自动放飞装置、自动放飞及收缩夹紧方法。
背景技术
系留气球作为一种浮空平台，可悬浮于对流层和平流层，在军事和民用上都具有广泛的应用前景，由于机动灵活性，特别适合搭载搜索侦察、通信干扰等电子设备。系留气球充气前固定在安装架上，一般在充满气球瞬间通过手动解锁来放飞气球，一来对操作人员产生安全隐患，二来手动解锁受力不均，易使搭载在系留气球上的电子设备产生摇晃振动，易影响其性能。而现有自动解锁装置设计较为复杂，恶劣环境下易出现卡死故障。
为提高系留气球放飞可靠性和安全性，实现系留气球自动安全升空，需设计简单可靠的放飞机构，并应具备冗余设计以应对特殊情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：无法自动快速解锁，提供了一种系留气球的自动放飞装置、自动放飞及收缩夹紧方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括对称设置的第一支臂、第二支臂、支撑框架、过渡铰链、同步推块、支撑板和推杆，所述支撑板设置在支撑框架上，第一支臂和第二支臂分别通过扭簧连接在支撑框架上，所述第一支臂和第二支臂的末端分别开设有两个铰制孔，靠近中心位置铰制孔铰接在支撑框架上，另一个铰制孔铰接在过渡铰链上，所述同步推块的两端铰接过渡铰链，所述推杆铰接在同步推块上，所述同步推块和推杆铰接并在推杆带动下进行直线往复运动，所述过渡铰链、同步推块和推杆组成滑块连杆机构。
作为本发明的优选方式之一，所述第一支臂和第二支臂上分别设置有用于位置距离检测的接近开关。
作为本发明的优选方式之一，所述第一支臂和第二支臂设置有用于安装系留气球装置的沿圆弧分布的盲孔。
作为本发明的优选方式之一，所述扭簧包括左旋扭簧和右旋扭簧，每个支臂和支撑框架之间分别设置有一个左旋扭簧和一个右旋扭簧。
作为本发明的优选方式之一，所述支撑框架的端部设置有用于安装对应扭簧的上支架和用于铰接支臂的下支架。
作为本发明的优选方式之一，所述推杆为电推杆或液压杆。
一种使用所述的系留气球的自动放飞装置的进行系留气球的自动放飞方法，包括以下步骤：
(1)初始状态两个对称支臂相互平行，夹角为0度，此时支臂与支撑框架内扭簧处于扭压蓄能状态；
(2)系留气球装置放置在两个支臂上，其中系留气球装置上沿圆弧分布的凸台插入支臂上的盲孔内，维持平行状态；
(3)系留气球充满气体之后，在风力和浮力作用下，向上起飞，凸台与盲孔脱离，扭簧在弹性势能作用下，旋转支臂，使两个支臂的夹角达到设计值，同时吊挂在系留气球下的设备从张开的空间中随气球上升。
为了安全冗余设计当扭簧弹性势能不足，在系留气球起飞瞬间，检测到系留气球装置与支臂之间距离增大，推杆直线运动，将力矩传递至同步推块、过渡铰链，进而转动两个支臂，通过控制推杆行程达到不同的支臂夹角。
一种使用系留气球的自动放飞装置的进行系留气球的收缩夹紧方法，包括以下步骤：
(1)初始状态两个对称夹臂成一定夹角，此时夹臂与支撑框架内扭簧处于扭压蓄能状态，通过插销将夹臂和支撑框架连接从而将此状态下夹臂固定，通过推杆自锁将整个机构状态固定；待充气的系留气球装置放置在两夹臂内；
(2)拔掉插销，两个夹臂在扭簧弹性势能作用下相向旋转运动，夹紧系留气球末端和吊载电子设备之间的安全绳，此时扭簧仍处于扭压状态；
(3)由两个夹臂、过渡铰链、同步推块和支撑板组成的滑块连杆机构使得夹臂在到达夹紧位置后形成死点自锁状态，无法自由运动，当系留气球充满气体之后，推杆作用解除死点位置，打开夹臂，系留气球升空，通过控制推杆行程能达到不同的夹臂夹角。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明的结构简单，通过扭簧弹性势能自动控制支臂收放，无需人工干预，提高系留气球放飞安全性。本发明通过滑块连杆机构进行冗余设计，提高系留气球放飞可靠性。本发明设计新颖，系统使用方便，便于推广使用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是第一支臂的结构示意图；
图3是图1中支撑框架向左旋转180°后的结构示意图；
图4是扭簧的结构示意图；
图5是过渡铰链的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1～5所示，本实施例包括两个对称的第一支臂100和第二支臂200、支撑框架300、过渡铰链400、同步推块500、支撑板600、推杆700、左旋扭簧800和右旋扭簧900；其中，支撑框架300固定在安装台架上，支撑板600安装在支撑框架300上，第一支臂100的第一内槽105与支撑框架300的第一上定位块310的第三内槽311处安装高强度左旋扭簧800，支撑框架300的第二上定位块320的第二内槽321配合第二支臂200的对应位置安装有高强度右旋扭簧900；第一支臂100和第二支臂200分别开有圆周分布的第一盲孔101和第二盲孔201，用于安装系留气球装置。第一支臂100末端开有第一绞制孔103和第二绞制孔104，其中靠中心位置的第一绞制孔103通过销轴安装在第一下定位块301中的第三绞制孔312上，另一个第二绞制孔104通过销轴连接过渡铰链400中第四绞制孔401，而过渡铰链400的第五绞制孔402绞接在同步推块500上，同步推块500绞接推杆700，并可以直线来回运动。在第一支臂100和第二支臂200上开设第一通孔102和第二通孔202布置接近开关用于位置距离检测，第二支臂200与第一支臂100结构上对称设计，且整个装置呈左右对称分布。
初始状态第一支臂100和第二支臂200相互平行，夹角为0度，此时第一支臂100和第二支臂200与支撑框架300内左旋扭簧800和右旋扭簧900处于扭压蓄能状态；系留气球装置放置在第一支臂100和第二支臂200上，其中系留气球装置圆周分布的凸台正好插入第一支臂100和第二支臂200上的第一盲孔101和第二盲孔201中，卡着两支臂，维持平行状态。系留气球充满气体之后，在风力和浮力作用下，向上起飞，凸台与盲孔脱离，左旋扭簧800和右旋扭簧900在弹性势能作用下，旋转第一支臂100和第二支臂200，使两支臂夹角达到设计值，于此同时吊挂在系留气球下的设备从张开的空间中随气球上升。为了安全冗余设计，当扭簧弹性势能不足，在系留气球起飞瞬间，安装在第一通孔102和第二通孔202上的接近开关检测到系留气球装置与支臂之间距离增大，信号反馈给推杆控制器，控制推杆700直线运动，将力矩传递至同步推块500、过渡铰链400，进而第一支臂100和第二支臂200，并且可以通过控制推杆行程能达到不同的支臂夹角。
实施例2
本实施例使用放飞装置实现收缩夹紧功能，具体如下：
(1)初始状态两个对称的第一支臂100和第二支臂200成一定夹角，此时第一支臂100和第二支臂200与支撑框架300内扭簧处于扭压蓄能状态，通过插销将第一支臂100、第二支臂200和支撑框架300连接从而将此状态下第一支臂100和第二支臂200固定，通过推杆700自锁将整个机构状态固定；待充气的系留气球装置放置在第一支臂100和第二支臂200内；
(2)拔掉插销，第一支臂100和第二支臂200在扭簧弹性势能作用下相向旋转运动，夹紧系留气球末端和吊载电子设备之间的安全绳，此时扭簧仍处于扭压状态；
(3)由第一支臂100和第二支臂200、过渡铰链400、同步推块500和支撑板600组成的滑块连杆机构使得第一支臂100和第二支臂200在到达夹紧位置后形成死点自锁状态，无法自由运动，当系留气球充满气体之后，推杆700作用解除死点位置，打开第一支臂100和第二支臂200，系留气球升空，通过控制推杆700行程能达到不同的第一支臂100和第二支臂200的夹角。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种系留气球的自动放飞装置，其特征在于，包括对称设置的第一支臂、第二支臂、支撑框架、过渡铰链、同步推块、支撑板和推杆，所述支撑板设置在支撑框架上，第一支臂和第二支臂分别通过扭簧连接在支撑框架上，所述第一支臂和第二支臂的末端分别开设有两个铰制孔，靠近中心位置铰制孔铰接在支撑框架上，另一个铰制孔铰接在过渡铰链上，所述同步推块的两端铰接过渡铰链，所述推杆铰接在同步推块上，所述同步推块和推杆铰接并在推杆带动下进行直线往复运动，所述过渡铰链、同步推块和推杆组成滑块连杆机构；
所述第一支臂和第二支臂设置有用于安装系留气球装置的沿圆弧分布的盲孔；
所述扭簧包括左旋扭簧和右旋扭簧，所述左旋扭簧设置在第一支臂和支撑框架之间，所述右旋扭簧设置在第二支臂和支撑框架之间；
初始状态两个对称的第一支臂和第二支臂相互平行，夹角为0度，此时第一支臂和第二支臂与支撑框架内扭簧处于扭压蓄能状态；
系留气球装置放置在两个支臂上，其中系留气球装置上沿圆弧分布的凸台插入支臂上的盲孔内，维持平行状态；
系留气球充满气体之后，在风力和浮力作用下，向上起飞，凸台与盲孔脱离，扭簧在弹性势能作用下，旋转支臂，使两个支臂的夹角达到设计值，同时吊挂在系留气球下的设备从张开的空间中随气球上升。
2.根据权利要求1所述的一种系留气球的自动放飞装置，其特征在于，所述第一支臂和第二支臂上分别设置有用于位置距离检测的接近开关。
3.根据权利要求1所述的一种系留气球的自动放飞装置，其特征在于，所述支撑框架的端部设置有用于安装对应扭簧的上支架和用于铰接支臂的下支架。
4.根据权利要求1所述的一种系留气球的自动放飞装置，其特征在于，所述推杆为电推杆或液压杆。
5.根据权利要求1所述的一种系留气球的自动放飞装置，其特征在于，当扭簧弹性势能不足，在系留气球起飞瞬间，检测到系留气球装置与支臂之间距离增大，推杆直线运动，将力矩传递至同步推块、过渡铰链，进而转动两个支臂，通过控制推杆行程达到不同的支臂夹角。
6.一种使用如权利要求1～5任一项所述的系留气球的自动放飞装置的进行系留气球的收缩夹紧方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）初始状态两个对称的第一支臂和第二支臂成一定夹角，此时第一支臂和第二支臂与支撑框架内扭簧处于扭压蓄能状态，通过插销将第一支臂、第二支臂和支撑框架连接从而将此状态下第一支臂和第二支臂固定，通过推杆自锁将整个机构状态固定；待充气的系留气球装置放置在第一支臂和第二支臂内；
（2）拔掉插销，第一支臂和第二支臂在扭簧弹性势能作用下相向旋转运动，夹紧系留气球末端和吊载电子设备之间的安全绳，此时扭簧仍处于扭压状态；
（3）由第一支臂和第二支臂、过渡铰链、同步推块和支撑板组成的滑块连杆机构使得第一支臂和第二支臂在到达夹紧位置后形成死点自锁状态，无法自由运动，当系留气球充满气体之后，推杆作用解除死点位置，打开第一支臂和第二支臂，系留气球升空，通过控制推杆行程能达到不同的第一支臂和第二支臂的夹角。
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