CN108657428B - 筝翼伞 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种筝翼伞，具体包括：冲压式翼伞、风筝架和弹射回收装置；所述翼伞尾部的下翼面设置有一个以上尾翼；所述翼伞下表面的中心位置设置有风筝架；所述弹射回收装置包括：牵引绳、储能固定机构、卷筒和动力单元A；所述牵引绳一端与风筝架固接，另一端缠绕在卷筒上，所述动力单元A用于带动所述卷筒旋转，实现牵引绳的收放。通过增加尾翼，使本发明的筝翼伞同时具备了圆伞优异的稳定性以及翼伞良好的操控性、升阻比、滑翔比，且通过设置风筝架使其能够保持初始气动外形，便于起飞，通过设置弹射回收装置使其在回收时具备储能和固定的功能，能够实现自动放飞与回收。

Description

筝翼伞

技术领域

发明涉及一种翼伞，具体涉及一种筝翼伞。

背景技术

现有拖拽圆伞和翼伞具备各自的优缺点。其中拖拽圆伞原理比较简单，当伞衣与空气因拖拽产生相对运动时，产生垂直于伞面的空气阻力(对于普通降落伞而言，是利用空气阻力来减速)，该阻力竖直向上的分量提供了圆伞的升力；拖拽圆伞具有较高的气动稳定性和安全性，但升阻比和操控性差。

翼伞形同一个机翼，它产生空气动力的原因与一般平直机翼相同，根据伯努利原理，上翼面的空气流速快，形成低压，下翼面空气流速慢，形成高压，上、下翼面形成压差，产生空气动力和力矩。翼伞主要有龙骨式翼伞和冲压式翼伞，龙骨式重量较大且结构相对复杂，因此应用很少。目前应用的翼伞绝大多数是冲压翼伞，这种翼伞均是由织物制成的柔性部件。它由上、下翼面及翼肋构成，翼肋将翼伞沿展向分成许多气室，肋片上都有通气孔。翼伞的前缘沿展向均是开口的(有的翼伞在两端有几个封闭气室)。冲压空气由开口进入气室，使气室内的压强大于气室外的压强，伞衣便张满，使翼伞剖面达到所设计的翼型形状。肋片上的通气孔可使空气从一个气室流到另一个气室，使各气室的压力保持平衡。因此，翼伞具备良好的升阻比、滑翔比和操控性；但相比拖拽圆伞，翼伞的稳定性较差。

目前没有能够同时具备拖拽圆伞优异的稳定性和翼伞良好操控性、升阻比、滑翔比的翼伞，且传统的拖拽圆伞和翼伞也不能实现自动放飞与回收功能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种筝翼伞，结合了圆伞优异的稳定性和翼伞良好的操控性、升阻比、滑翔比，通过设置风筝架使其能够保持初始气动外形，且便于安装其它功能模块，能够实现自动放飞与回收。

所述的筝翼伞，包括：翼伞，所述翼伞为冲压式翼伞；还包括：风筝架和弹射回收装置；所述翼伞尾部的下翼面设置有一个以上尾翼；

所述翼伞下表面的中心位置设置有风筝架；

所述弹射回收装置包括：牵引绳、储能固定机构、卷筒和动力单元A；所述牵引绳一端与风筝架固接，另一端缠绕在卷筒上，所述动力单元A用于带动所述卷筒旋转，实现牵引绳的收放；

在所述牵引绳上设置有储能固定机构，所述储能固定机构包括：储能元件和锁定解锁机构；当通过所述牵引绳回收筝翼伞时，所述储能元件储能，所述锁定解锁机构将所述筝翼伞锁定在卷筒所在端；当所述锁定解锁机构解锁所述筝翼伞时，所述储能元件释能，助推所述筝翼伞升起。

作为本发明的一种优选方式，所述储能固定机构中储能元件为弹簧，锁定解锁机构包括：回收固定座、活动套筒、固定套杆和限位块；所述回收固定座固定在风筝架的中心位置，所述牵引绳一端通过回收固定座与所述风筝架固接；所述活动套筒和固定套杆设置在所述牵引绳上卷筒所在端；所述牵引绳穿过压缩活动套筒和固定套杆；所述压缩活动套筒的一端套装在固定套杆外部，所述弹簧设置在所述压缩活动套筒内部；所述弹簧的底部与所述固定套杆端面抵触，顶部与设置在压缩活动套筒内部用于和所述回收固定座对接的活动块抵触；通过牵引绳回收筝翼伞时，当所述回收固定座与所述压缩活动套筒内部的活动块对接后，压缩所述弹簧储能，当下移至设定位置后，通过所述限位块锁定活动套筒。

作为本发明的一种优选方式，所述动力单元A的动力输出轴通过离合器与所述卷筒同轴相连：回收所述牵引绳时，离合器结合，所述动力单元A带动所述卷筒旋转；释放所述牵引绳时，离合器分离，筝翼伞在气动力的作用下上升，带动所述卷筒在动力单元A的动力输出轴上空转。

作为本发明的一种优选方式，还包括设置在所述翼伞下表面用于带动所述翼伞沿其展向伸展或收缩的伸缩装置。

有益效果：

(1)通过增加尾翼，使本发明的筝翼伞同时具备了圆伞优异的稳定性以及翼伞良好的操控性、升阻比、滑翔比，且通过设置风筝架使其能够保持初始气动外形，便于起飞，通过设置弹射回收装置使其在回收时具备储能和固定的功能，能够实现自动放飞与回收。

(2)通过设置伸缩装置，能够实现翼伞的自动展开和收缩；且可通过翼伞的伸缩调整翼伞面积，满足不同重量载荷的飞行升阻比、滑翔比和飞行需求，进一步提高筝翼伞的稳定性和环境适应能力。

附图说明

图1为本发明的筝翼伞结构示意图；

图2和图3为翼伞的结构示意图；

图4为弹射回收装置结构示意图；

图5为伸缩装置结构示意图。

其中，1-翼伞、2-风筝架、3-弹射回收装置、4-伞衣、5-翼伞操纵绳、6-载荷仓、7-尾翼、8-翼肋、9-回收固定座、10-牵引绳、11-压缩活动套筒、12-固定套杆、13-卷筒、14-驱动电机A、15-伸缩装置、16-电机B、17-伸缩杆、18-伸缩条幅。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种具备弹射回收功能的筝翼伞，所述筝翼伞指将风筝与翼伞相结合而得到的新型翼伞。

如图1所示，该筝翼伞包括：翼伞1、风筝架2和弹射回收装置3；

其中翼伞1结合了传统拖曳圆伞优异的稳定性和冲压式翼伞良好的操控性、升阻比、滑翔比。翼伞1为在传统冲压式翼伞的基础上增加尾翼而形成的新型翼伞，如图2和图3所示，翼伞1包括：伞衣4、翼伞操纵绳5和载荷仓6，其中伞衣4包括：上翼面、下翼面、尾翼7和翼肋8，伞衣4前端开口后端封闭，使其内部空腔形成气室，伞衣4充气后具有一定翼型。气室内部设置有多个沿翼伞沿展向的翼肋8，从而将气室内部划分为多个分气室，翼肋8上都有通气孔，便于各分气室间空气流通。伞衣4尾部的下翼面设置有多个尾翼7，以提高翼伞1的稳定性，尾翼7为冲压式，其内部气室可以与翼伞1的气室连通，或每个尾翼7具有其自身的充气口，单独充气。

伞衣4通过多个翼伞操纵绳5与载荷仓6相连，通过固定在载荷仓里的执行机构控制翼伞操纵绳5实现翼伞1的俯仰和偏转运动。

风筝架2固定在翼伞1下表面的中心位置上，风筝架2可以是正方形、长方形、扇形、梯形、三角形，以及蝴蝶等飞行鸟类和昆虫等外形，也可与翼伞1的充气孔配合设计成正方体、长方体等其他立体外形。风筝架2用于使筝翼伞保持初始气动外形，且作为弹射回收装置3的安装支架。

弹射回收装置3主要用于筝翼伞放飞时助推筝翼伞快速升起，回收时储能和固定。如图4所示，弹射回收装置3包括：回收固定座9、牵引绳10、压缩活动套筒11、套杆12、卷筒13和驱动电机A14。其中回收固定座9固定在风筝架2的中心位置，牵引绳10(类似于风筝绳)一端与回收固定座9固接，另一端缠绕在卷筒13上，驱动电机A14的动力输出轴通过离合器与卷筒13同轴相连，回收牵引绳10时，离合器结合，通过驱动电机A14带动卷筒13旋转，实现牵引绳10的回收；释放牵引绳10时，离合器分离，筝翼伞在气动力和弹簧回复力的共同作用下上升，带动卷筒13在驱动电机A14的动力输出轴上空转。

为使筝翼伞在回收时具备储能和固定的功能，在牵引绳10上靠近卷筒13端设置有压缩活动套筒11和固定套杆12。牵引绳10从压缩活动套筒11和固定套杆12的中心穿过，压缩活动套筒11一端套装在固定套杆12外部，压缩活动套筒11内部设置有弹簧13，弹簧13的底部与固定套杆12端面抵触，顶部与设置在压缩活动套筒11内部用于和回收固定座9对接的活动块抵触。通过牵引绳10回收筝翼伞时，当回收固定座9与压缩活动套筒11内部的活动块对接后，压缩活动套筒11和弹簧13下移，压缩弹簧13，当下移至设定位置(碰触到设置的电控限位开关)后，锁紧机构弹出(如挡舌)，实现对筝翼伞的锁定；同时离合器分离且驱动电机A14停止转动；当需要释放牵引绳10时，可远程控制电控限位开关，使得锁紧机构解除对筝翼伞的锁定，此时弹簧13释能，助推筝翼伞快速升起。

实施例2：

在上述实施例1的基础上，在翼伞1上设置用于实现翼伞1的自动展开和收缩的伸缩装置15，使其成为具备自动伸展收缩和弹射回收功能的筝翼伞。

如图5所示，伸缩装置15设置在翼伞1下表面纵向对称线上，包括：驱动电机B16、伸缩杆17和伸缩条幅18。伸缩杆17采用从两端分别伸展和收缩的方式，即伸缩杆17的中间段为设定长度的固定段，固定在风筝架2上；驱动电机B16固定在伸缩杆17的固定段；固定段的两端均为伸缩段，能够在驱动电机B16的控制下同步伸展或收缩。伸缩杆17的长度方向与翼伞1的纵向(展向)一致，在伸缩杆17两端的伸缩段上沿其长度方向均匀间隔设置有伸缩条幅18，由于伸缩条幅18的设置，伸缩段采用逐段依次伸缩的方式，即伸缩段由多个伸缩节组成，伸缩条幅18与伸缩节一一对应，设置在伸缩节的末端。每个伸缩条幅18分别与翼伞1相连，从而带动翼伞1伸展和收缩。

伸缩杆17和伸缩条幅18采用炭纤维、玻璃钢、尼龙、超高分子量聚乙烯或塑料等高强度轻质非金属材料以及铝合金、镁合金、钛合金等高强度轻质金属材料。

此外，伸缩装置15也可以采用四连杆伸缩运动模式，以及轴翻转伸缩运动模式等。

实施例3：

在上述实施例2的基础上，伸缩杆17的固定段固定有两个驱动电机，分别用于控制其左右两端伸缩段的伸展或收缩，由此可通过改变单侧翼伞的面积，实现筝翼伞的转向。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.筝翼伞，包括：翼伞（1），所述翼伞（1）为冲压式翼伞（1）；其特征在于，还包括：风筝架（2）和弹射回收装置（3）；所述翼伞（1）尾部的下翼面设置有一个以上尾翼（7）；

所述翼伞（1）下表面的中心位置设置有风筝架（2）；

所述弹射回收装置（3）包括：牵引绳（10）、储能固定机构、卷筒（13）和动力单元A；所述牵引绳（10）一端与风筝架（2）固接，另一端缠绕在卷筒（13）上，所述动力单元A用于带动所述卷筒（13）旋转，实现牵引绳（10）的收放；

在所述牵引绳（10）上设置有储能固定机构，所述储能固定机构包括：储能元件和锁定解锁机构；当通过所述牵引绳（10）回收筝翼伞时，所述储能元件储能，所述锁定解锁机构将所述筝翼伞锁定在卷筒（13）所在端；当所述锁定解锁机构解锁所述筝翼伞时，所述储能元件释能，助推所述筝翼伞升起。

2.如权利要求1所述的筝翼伞，其特征在于，所述储能固定机构中储能元件为弹簧（13），锁定解锁机构包括：回收固定座（9）、活动套筒（11）、固定套杆（12）和限位块；所述回收固定座（9）固定在风筝架（2）的中心位置，所述牵引绳（10）一端通过回收固定座（9）与所述风筝架（2）固接；所述活动套筒（11）和固定套杆（12）设置在所述牵引绳（10）上卷筒（13）所在端；所述牵引绳（10）穿过压缩活动套筒（11）和固定套杆（12）；所述压缩活动套筒（11）的一端套装在固定套杆（12）外部，所述弹簧（13）设置在所述压缩活动套筒（11）内部；所述弹簧（13）的底部与所述固定套杆（12）端面抵触，顶部与设置在压缩活动套筒（11）内部用于和所述回收固定座（9）对接的活动块抵触；通过牵引绳（10）回收筝翼伞时，当所述回收固定座（9）与所述压缩活动套筒（11）内部的活动块对接后，压缩所述弹簧（13）储能，当下移至设定位置后，通过所述限位块锁定活动套筒（11）。

3.如权利要求1或2所述的筝翼伞，其特征在于，所述动力单元A的动力输出轴通过离合器与所述卷筒（13）同轴相连：回收所述牵引绳（10）时，离合器结合，所述动力单元A带动所述卷筒（13）旋转；释放所述牵引绳（10）时，离合器分离，筝翼伞在气动力的作用下上升，带动所述卷筒（13）在动力单元A的动力输出轴上空转。

4.如权利要求1或2所述的筝翼伞，其特征在于，还包括设置在所述翼伞（1）下表面用于带动所述翼伞（1）沿其展向伸展或收缩的伸缩装置（15）。

5.如权利要求4所述的筝翼伞，其特征在于，所述伸缩装置（15）设置在翼伞（1）下表面，包括：能够沿所述翼伞（1）展向伸缩的伸缩杆（17），用于为所述伸缩杆（17）的伸缩提供动力的动力单元B以及设置在所述伸缩杆（17）上并与所述翼伞（1）相连，用于带动所述翼伞（1）伸缩的伸缩条幅（18）。

6.如权利要求5所述的筝翼伞，其特征在于，所述伸缩杆（17）采用从两端分别伸缩的方式，即所述伸缩杆（17）包括固定段和固定段两端的伸缩段，所述固定段固定在风筝架（2）上，动力单元B固定在所述固定段上，所述固定段两端的伸缩段在所述动力单元B的控制下同步伸展或收缩，伸展或收缩方向与所述翼伞（1）展向一致；所述伸缩段采用逐段依次伸缩的方式，即包括两个以上伸缩节，每个所述伸缩节的末端设置一个伸缩条幅（18），每个所述伸缩条幅（18）分别与所述翼伞（1）相连。

7.如权利要求6所述的筝翼伞，其特征在于，所述伸缩杆（17）的固定段固定有两个动力单元B，分别用于控制其左右两端伸缩段的伸展或收缩。

8.如权利要求1或2所述的筝翼伞，其特征在于，所述尾翼（7）为充气式，其内部气室与所述翼伞（1）的气室连通，或每个所述尾翼（7）具有独立的充气口。