CN109649630B - 一种飞艇气囊便捷快速充气装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞行器设计技术领域，特别涉及一种飞艇气囊便捷快速充气装置，包括固定座、移动座、充气机构、搭扣机构、电磁四通阀和电磁减压阀，本发明飞艇气囊便捷快速充气装置，能够快速对准扣合、充气和撤离解脱，节省充气过程的人力、物力和时间，该装置设计合理，结构紧凑，实用性强，可靠性高，便于维护。

Description

一种飞艇气囊便捷快速充气装置

技术领域

本发明属于飞行器设计技术领域，特别涉及一种飞艇气囊便捷快速充气装置。

背景技术

软式飞艇也称为压力飞艇，其形状是靠充入气囊内的浮升气体来维持的，具有载荷能力大、留空时间长、噪声小、污染小和经济性好等优点，可广泛用于对地观测、区域预警、空间探测、遥感、通信中继等领域，具有不可替代的军事和民用价值。软式飞艇一般包含多个主气囊和副气囊，主气囊一般充入密度比空气小并且比较安全的氦气来提供飞艇的升力，副气囊则充入空气维持飞艇的外形。

现有技术的软式飞艇通常利用金属盖通过螺纹连接密封氦气充气口，在充气作业过程中，需要人工打开金属盖、连接和撤离充气管、拧紧金属盖以及其它一些必要操作，操作过程繁杂且耗费时间，特别是在出现紧急情况需要在放飞前进行补充气时，利用现有技术耗费时间从而可能错过放飞窗口。其次，氦气充气口通常设置在飞艇侧面或者靠近飞艇顶部的位置，在飞艇成形后，充气口距离地面较高，对于大型飞艇，通常采用从充气口悬垂充气管到地面的方式，通过悬垂到地面的充气管接口进行充气作业，在飞艇飞行过程中为了不使充气管飘荡撞击飞艇，在飞艇放飞之前需要将悬垂的充气管固定在飞艇外部，有些飞艇甚至需要将悬垂的充气管剪短再进行密封和固定，这些操作都需要借助器械进行人工作业，将耗费大量的人力、物力和时间。对于小型飞艇，在飞艇成形之后对主气囊进行补充气以及拆卸充气管的过程也费时费力。另外氦气罐中的气压可达到十几甚至几十兆帕，直接充气会对气囊产生较大的冲击，虽然现有技术的气囊和蒙皮材料强度较高，但是和金属材料相比还是有较大差距，高压高速气流对气囊直接产生冲击将存在一定的风险。

中国专利申请201020266550.5探空气球加气充气嘴对飞艇充气装置的设计和改进有一定借鉴意义，但是该装置内部结构较复杂，制造成本较高，并且该充气装置的连接、充气和撤离过程都需要进行人工操作，不能满足飞艇充气过程的便捷性和快速性要求，尚不能直接作为飞艇充气装置来使用。

由于使用传统的螺纹连接方式不便于飞艇充气过程的操作，上述专利考虑使用搭扣机构来实现充气装置的快速连接和撤离。当前市面上有很多成熟的扣合自锁结构，例如某型号新能源汽车的充电装置，将充电枪插入汽车充电座即可实现自锁防止脱落，在充电枪插入充电座的过程中需要施加一定的力，若将该自锁结构直接应用于飞艇，在插入过程中将对飞艇蒙皮和囊体产生压迫，可能造成蒙皮和囊体撕裂，并且该自锁结构的解锁也需要人工操作，不能满足飞艇便捷快速充气的应用需求。

总体而言，现有技术的充气装置性能与飞艇飞行试验的可靠性、保障性和安全性等性能要求还存在一定差距。

发明内容

现有技术存在的问题是充气装置性能与飞艇飞行试验的可靠性、保障性和安全性等性能要求存在一定差距。

为解决上述技术问题,本发明提供一种飞艇气囊便捷快速充气装置，包括固定座、移动座、充气机构、搭扣机构、电磁四通阀和电磁减压阀，

所述固定座包括固定座体、法兰盘和法兰垫片，所述固定座体包括搭扣段、搭扣槽、法兰固定盘、囊体结合段和气密套，法兰固定盘上均布6个通孔用于通过螺母螺栓与法兰盘紧固连接，所述固定座体内部为圆台圆柱复合通孔，圆台底部等角度分布有4个螺纹孔用于与气嘴紧固连接；

所述移动座包括移动底座和移动座盖，所述移动底座包括配合圆台、支撑座、搭扣件座、充气气缸、搭扣机构气缸和电磁阀置放平台，所述配合圆台为圆台结构；所述支撑座为圆柱结构；所的搭扣件座由两个L型支架构成，L型支架长段与支撑座配合，短段之间有连接杆用于与搭扣件配合；所述充气气缸内部为圆柱通孔，外形为带圆角的长方体结构；所述搭扣机构气缸为圆柱筒结构；所述电磁阀置放平台有2个，每个平台上分别有3个定位板，2个电磁阀置放平台分别用于电磁四通阀和电磁减压阀的定位和紧固；

所述移动座盖底部形状与移动底座顶端的截面形状一致，包括带圆角的长方体结构和4个凸出的舌状盖，舌状盖上各有1个圆柱筒限位凸台，用于装配对齐和限制搭扣机构活塞头行程，限位凸台上各沾粘固定1个缓冲橡胶垫防止搭扣机构活塞头直接和限位凸台冲撞产生变形；所述移动座盖中心有1个通孔用于进气接管通过，通孔上有1个环形切槽用于安装进气孔密封圈，移动座盖底部中心有圆柱筒限位凸台用于限制充气活塞头行程，限位凸台上沾粘固定缓冲橡胶垫防止充气活塞头直接和限位凸台冲撞产生变形；所述移动座盖偏心位置有1个管道接口用于连接充气气缸进出气管道；所述移动座盖顶部包括1个分流器和4条与搭扣机构气缸连接的管道；

所述充气机构包括进气接管、充气活塞头、充气活塞头密封圈、端面密封垫片、充气弹簧、充气接管、气嘴和缓冲软管，所述进气接管尾部有螺纹用于与充气活塞头配合，头部与电磁四通阀一号出气口连通；所述充气活塞头中间有通孔，两侧各有一个带螺纹的圆柱筒状凸台，分别用于与进气接管和充气接管连接配合，所述充气活塞头外圆柱面上等距离分布有2个环形切槽，用于安装充气活塞头密封圈；所述充气接管头部有倒角，便于插入气嘴，靠近头部圆柱面上等角度分布有6组通气孔，每组通气孔在中心轴线方向上各有3个通气孔，尾部内孔有螺纹用于与充气活塞头配合；所述气嘴外形为圆柱-圆台-圆锥复合结构，首段为圆柱结构，第二段为圆台结构，第三段为圆柱结构，尾段为圆锥结构，第二段的圆台结构上等角度分布有4个用于安装紧固螺钉的柱形沉孔，气嘴内部上侧为圆柱圆锥复合孔，用于引导充气接管插入，下侧为充气缝，用于充气接管插入和密封；

所述搭扣机构包括搭扣机构活塞头、搭扣机构密封圈、搭扣机构弹簧、搭扣机构气缸底盖、活塞杆、二级杆、搭扣件和搭扣件垫片，所述搭扣机构活塞头底部中心有一个螺纹孔，用于与活塞杆配合，搭扣机构活塞头外圆柱面上等距离分布有3个环形切槽，用于安装搭扣机构密封圈；所述搭扣机构气缸底盖用于限制搭扣机构活塞头行程和安装搭扣机构弹簧，底部为带通孔的圆柱体，上部为圆柱筒状限位凸台；所述活塞杆呈圆柱状，顶部有螺纹和退刀槽用于与搭扣机构活塞头连接，活塞杆底部有1个切槽，两侧有螺母安装平面；所述二级杆主体为圆柱形，两端各有1个舌状结构，舌状结构上各有1个通孔，分别用于与活塞杆和搭扣件配合；所述搭扣件为截面呈矩形的U型构件，较短的一侧为扣合端，较长的一侧指定位置有1个通孔用于与搭扣件座连接，且端面上有2个带有通孔的矩形凸台用于与二级杆连接配合；所述搭扣件垫片沾粘固定在搭扣件的扣合端，防止扣合时搭扣件直接与固定座体产生撞击；

所述电磁四通阀包括一号出气口、二号出气口、三号出气口3个出气口和1 个电磁四通阀进气口，一号出气口、二号出气口、三号出气口分别与进气接管、充气气缸、分流器连接，电磁四通阀进气口与气罐的出气管相连，所述电磁四通阀有A、B、C、D四个控制状态，处于A状态时电磁四通阀锁闭，处于B状态时电磁四通阀进气口与一号出气口连通，处于C状态时电磁四通阀进气口与二号出气口连通，处于D状态时电磁四通阀进气口与三号出气口连通；

所述电磁减压阀包括一号进气口、二号进气口2个进气口和1个电磁减压阀出气口，一号进气口、二号进气口分别与充气气缸、分流器连接，所述电磁减压阀有E、F、G三个控制状态，处于E状态时电磁减压阀锁闭，处于F状态时一号进气口与电磁减压阀出气口连通，处于G状态时二号进气口与电磁减压阀出气口连通。

本发明飞艇气囊便捷快速充气装置，能够快速对准扣合、充气和撤离解脱，节省充气过程的人力、物力和时间，该装置设计合理，结构紧凑，实用性强，可靠性高，便于维护。

本发明的有益效果:

1)本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置结构合理，可靠性强，各零部件实现模块化，维修性好；

2)利用机械结构实现连接部的快速对准配合，通过操控电磁阀的状态实现充气装置的快速扣合、充气和解脱，节省人力和时间；

3)引入橡胶充气嘴和气密套，使得充气结构简单可靠，并且大限度减轻与飞艇固定的充气口重量，减小充气装置对飞艇的影响；

4)进气接管头部特殊结构设计和缓冲软管将压力高、流速大的气流转换成压力较低、流量大的气流，防止气流对飞艇囊体直接冲击，提高了充气速度和充气安全性；

5)应用场景多样，可用于飞艇放飞前任意阶段的充气过程，特别是对于充气口在侧面或者顶部的大型飞艇，利用辅助设备将该装置的移动座(包括与移动座固定连接的所有部件)送到指定位置，通过地面终端控制，即可实现充气机构的自对准、扣合、充气和解脱撤离，可节省大量人力和时间。

附图说明

图1为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的立体示意图；

图2为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的剖面视图；

图3为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的固定座的主视图；

图4为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的固定座体的剖面视图；

图5为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的移动底座的主视图、俯视图和剖面视图；

图6为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的移动座盖的立体示意图；

图7为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的充气机构的剖面视图；

图8为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的搭扣机构的剖面视图；

图9为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的电磁四通阀的立体示意图；

图10为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的电磁减压阀的立体示意图；

图11为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的管道分布示意图；

图12为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置不同状态下各零部件的相对位置示意图；

图13为本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置的搭扣机构的干涉分析标点示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步的描述。

一种飞艇气囊便捷快速充气装置，如图1和图2所示，包括固定座1、移动座 2、充气机构3、搭扣机构4、电磁四通阀5和电磁减压阀6；

如图3和图4所示,所述固定座1包括固定座体11、法兰盘12和法兰垫片 13，所述固定座体11包括搭扣段111、搭扣槽112、法兰固定盘113、囊体结合段114和气密套115，法兰固定盘113上均布6个通孔用于通过螺母螺栓与法兰盘12紧固连接，所述固定座体11内部为圆台圆柱复合通孔116，圆台底部等角度分布有4个螺纹孔用于与气嘴37紧固连接；所述固定座1与飞艇囊体通过法兰连接，所述气密套115通过硫化工艺与固定座体11的金属部分粘合为一体，所述缓冲软管38通过紧固件与气密套115连接。

如图5和图6所示,所述移动座2包括移动底座21和移动座盖22，所述移动底座21包括配合圆台211、支撑座212、搭扣件座213、充气气缸214、搭扣机构气缸215和电磁阀置放平台216，所述配合圆台211为圆台结构；所述支撑座212为圆柱结构；所的搭扣件座213由两个L型支架构成，L型支架长段与支撑座212配合，短段之间有连接杆用于与搭扣件47配合；所述充气气缸214 内部为圆柱通孔，外形为带圆角的长方体结构；所述搭扣机构气缸215为圆柱筒结构；所述电磁阀置放平台216有2个，每个平台上分别有3个定位板，2个电磁阀置放平台分别用于电磁四通阀5和电磁减压阀6的定位和紧固；

所述搭扣件座213有4个，等角度分布于支撑座212上；所述搭扣机构气缸215有4个，分别通过上下两个支撑平台垂直固定于充气气缸214外部四个平面上；配合圆台211、支撑座212和充气气缸214同心；所述搭扣件座213的对称面通过支撑座212中心轴线；所述搭扣机构气缸215的中心轴线位于搭扣件座213的对称面上；所述搭扣件座213短段之间的连接杆的形心到支撑座212 中心轴线的距离等于支撑座212半径；所述搭扣件垫片48在不加预紧力的扣合状态下顶部平面刚好与固定座搭扣段111的底部平面重合接触。

所述移动座盖22底部形状与移动底座21顶端的截面形状一致，包括带圆角的长方体结构221和4个凸出的舌状盖222，舌状盖上各有1个圆柱筒第一限位凸台223，用于装配对齐和限制搭扣机构活塞头41行程，圆柱筒第一限位凸台223上各沾粘固定1个缓冲橡胶垫224防止搭扣机构活塞头41直接和圆柱筒第一限位凸台223冲撞产生变形；所述移动座盖22中心有1个通孔225用于进气接管31通过，所述移动座盖22上的通孔225内部有1个环形切槽226用于安装进气孔密封圈，移动座盖22底部中心有圆柱筒第二限位凸台227用于限制充气活塞头32行程，圆柱筒第二限位凸台227上沾粘固定缓冲橡胶垫228防止充气活塞头32直接和圆柱筒第二限位凸台227冲撞产生变形；所述移动座盖22 偏心位置有1个管道接口229用于连接充气气缸进出气管道71；所述移动座盖 22顶部包括1个分流器220和4条与搭扣机构气缸连接的管道2211；所述缓冲橡胶垫224、228、进气孔密封圈、充气活塞头密封圈33、搭扣机构密封圈42、搭扣件垫片48、缓冲软管38和气密套115为橡胶材质，所述充气弹簧35和搭扣机构弹簧43为圆柱螺旋压缩弹簧。

如图7所示,所述充气机构3包括进气接管31、充气活塞头32、充气活塞头密封圈33、端面密封垫片34、充气弹簧35、充气接管36、气嘴37和缓冲软管 38，所述进气接管31、充气活塞头32、充气活塞头密封圈33、充气弹簧35、充气接管36、气嘴37和充气气缸214同心配合，所述气嘴37内部锥型孔母线与中心轴线呈预定的角度θ且与充气接管36头部倒角角度相等，所述角度θ小于90度且大于0度；所述进气接管31尾部有螺纹用于与充气活塞头32配合，头部与电磁四通阀一号出气口52连通；所述充气活塞头32中间有通孔，两侧各有一个带螺纹的圆柱筒状凸台，分别用于与进气接管31和充气接管36连接配合，所述充气活塞头32外圆柱面上等距离分布有2个环形切槽，用于安装充气活塞头密封圈33；所述充气接管36头部有倒角，便于插入气嘴37，靠近头部圆柱面上等角度分布有6组通气孔，每组通气孔在中心轴线方向上各有3个通气孔，尾部内孔有螺纹用于与充气活塞头32配合；所述气嘴37外形为圆柱-圆台-圆锥复合结构，首段为圆柱结构，第二段为圆台结构，第三段为圆柱结构，尾段为圆锥结构，第二段的圆台结构上等角度分布有4个用于安装紧固螺钉的柱形沉孔，气嘴37内部上侧为圆柱圆锥复合孔，用于引导充气接管36插入，下侧为充气缝，用于充气接管36插入和密封；

所述进气接管31、充气接管36与充气活塞头32连接时，螺纹连接部用密封材料密封，连接端面加端面密封垫片34密封，所述充气接管36在充气状态下头部的所有通气孔都暴露在气嘴37之外。

如附图8所示，所述搭扣机构4包括搭扣机构活塞头41、搭扣机构密封圈 42、搭扣机构弹簧43、搭扣机构气缸底盖44、活塞杆45、二级杆46、搭扣件 47和搭扣件垫片48，所述搭扣机构活塞头41底部中心有一个螺纹孔，用于与活塞杆45配合，搭扣机构活塞头41外圆柱面上等距离分布有3个环形切槽，用于安装搭扣机构密封圈42；所述搭扣机构气缸底盖44用于限制搭扣机构活塞头41行程和安装搭扣机构弹簧43，底部为带通孔的圆柱体，上部为圆柱筒状限位凸台；所述活塞杆45呈圆柱状，顶部有螺纹和退刀槽用于与搭扣机构活塞头41连接，活塞杆45底部有1个切槽，两侧有螺母安装平面；所述二级杆46主体为圆柱形，两端各有1个舌状结构，舌状结构上各有1个通孔，分别用于与活塞杆45和搭扣件47配合；所述搭扣件47为截面呈矩形的U型构件，较短的一侧为扣合端，较长的一侧指定位置有1个通孔用于与搭扣件座213连接，且端面上有2个带有通孔的矩形凸台用于与二级杆46连接配合；所述搭扣件垫片 48沾粘固定在搭扣件47的扣合端，防止扣合时搭扣件47直接与固定座体11产生撞击；

所述充气机构3和搭扣机构4所需的驱动气压与充气气压来自同一气罐。

如附图9所示，所述电磁四通阀5包括一号出气口52、二号出气口53、三号出气口543个出气口和1个电磁四通阀进气口51，一号出气口52、二号出气口53、三号出气口54分别与进气接管31、充气气缸214、分流器220连接，电磁四通阀进气口51与气罐的出气管相连，所述电磁四通阀5有A、B、C、D四个控制状态，处于A状态时电磁四通阀5锁闭，处于B状态时电磁四通阀进气口51与一号出气口52连通，处于C状态时电磁四通阀进气口51与二号出气口53连通，处于D状态时电磁四通阀进气口51与三号出气口54连通；

如附图10所示，所述电磁减压阀6包括一号进气口62、二号进气口632个进气口和1个电磁减压阀出气口61，一号进气口62、二号进气口63分别与充气气缸214、分流器220连接，所述电磁减压阀6有E、F、G三个控制状态，处于E状态时电磁减压阀6锁闭，处于F状态时一号进气口62与电磁减压阀出气口61连通，处于G状态时二号进气口63与电磁减压阀出气口61连通。

如图11所示，所述电磁四通阀二号出气口管道73、电磁减压阀一号进气口管道72、充气气缸进出气管道71通过三通管74连接，所述电磁减压阀二号进气口管道77、电磁四通阀三号出气口管道76、分流器进出气管道75通过三通管78连接。

下面结合装置不同状态对主要部件设计作进一步说明，如附图12所示。

对于充气机构3：

充气机构3工作时，预定气罐提供的气压为P₁，充气活塞头32端面承受气压面积为A₁，充气接管36插入气嘴37进入气囊的过程中需要克服的最大阻力为f₁₁，充气接管36拔出气嘴37的过程中需要克服的最大阻力为f₁₂，非充气状态下充气活塞头32底部端面与充气气缸214内部的圆柱通孔底部距离L₁，预定充气状态下，充气活塞头32底部端面与充气气缸214内部的圆柱通孔底部距离 L₂，充气弹簧35的弹簧指数为C₁，自由高度为H₁₀，压并高度为H_1b，充气活塞头32上端面受力为F₁₁＝P₁A₁，充气弹簧35在非充气状态下受力F₁₂＝C₁H₁₀-L₁，充气弹簧35在预定充气状态下受力F₁₃＝C₁H₁₀-L₂；

a装置处于正常充气状态时，要保证充气接管36在充气状态下头部的所有通气孔都暴露在气嘴37之外，在实际充气状态下，充气活塞头32底部端面与充气气缸214内部的圆柱通孔底部距离为L'₂，L'₂应小于等于预定充气状态下的 L₂，为了使装置正常工作，设计时令受力情况满足F₁₁≥F₁₃+f₁₁，且L₂>H_1b；

b为使装置能够从充气状态转换到非充气状态，保证充气接管36整体顺利从气嘴37脱出，设计时令受力情况满足F₁₂≥f₁₂，且L₁<H₁₀。

由ab的分析可知充气弹簧35的自由高度H₁₀、压并高度H_1b和弹簧指数C₁应满足：H₁₀>L₁，H_1b<L₂，

充气弹簧35的其余基本参数按国家标准选取。

对于搭扣机构4仅需对单个搭扣机构进行分析：

搭扣机构4工作时，预定气罐提供的气压为P₂，每个搭扣机构活塞头41端面承受气压面积为A₂，搭扣机构4扣合时，搭扣机构气缸底盖44的限位凸台顶部与搭扣机构活塞头41底部端面的距离为L₃，搭扣机构4处于非扣合状态使得移动座2刚好能够顺利与固定座1脱开时，搭扣机构气缸底盖44的限位凸台顶部与搭扣机构活塞头41底部端面的距离为L₄，搭扣机构4从扣合状态到非扣合状态过程中需要克服的最大阻力为f₂₁，从非扣合状态到扣合状态过程中需要克服的最大阻力为f₂₂，保证搭扣机构4在扣合状态下正常工作而不产生松动和滑移等故障时需要的预紧力为F，搭扣机构弹簧43的弹簧指数为C₂，自由高度为 H₂₀，压并高度为H_2b，每个搭扣机构活塞头41上端面受力为F₂₁＝P₂A₂，搭扣机构弹簧43在扣合状态时受力F₂₂＝C₂H₂₀-L₃，搭扣机构弹簧43在非扣合状态下受力F₂₃＝C₂H₂₀-L₄；

c搭扣机构4从非扣合状态转换为扣合状态时，为使机构正常工作，受力情况应满足F₂₂≥F+f₂₂，且L₃<H₂₀；

d搭扣机构4从扣合状态转换为非扣合状态时，应当使移动座2撤离时刚好能够顺利与固定座1脱开，实际非扣合状态下，搭扣机构气缸底盖44上的限位凸台顶部与搭扣机构活塞头41底部端面的距离为L'₄，L'₄应小于等于预定非扣合状态下的L₄，所以受力情况应满足F₂₁≥F₂₃+f₂₁，且L₄>H_2b。

由cd的分析可知搭扣机构弹簧43的自由高度H₂₀、压并高度H_2b和弹簧指数C₂应满足：H₂₀>L₃，H_2b<L₄，

搭扣机构弹簧43的其余基本参数按国家标准选取。

在实际操作过程中，插入气嘴和松开搭扣之前应检查气罐的实际气压，保证两个操作之前气罐的实际气压分别大于等于P₁、P₂。

搭扣机构4工作时应保证扣合和撤出解脱过程中不与固定座1干涉，下面分析说明本装置的搭扣机构4在工作过程中不会产生干涉。

本发明的搭扣件座213短段之间的连接杆形心到支撑座212中心轴线的距离等于支撑座212半径，如附图13所示，搭扣件47绕着O点转动，固定座搭扣段111底部边缘点M，固定座搭扣段111底部任何一点I，搭扣件47扣合端端面或搭扣件垫片48端面上比点I更靠近支撑座212中心轴线的任意点J，点J 垂直映射到固定座搭扣段111底部的点为J'，点O到点M距离为R_OM，点O到点I距离为R_OI，点O到点J距离R_OJ，线OM与线OI夹角为α，线OM与线 OJ夹角为β，

由于α＜β且都为锐角，所以R_OJ'＞R_OI。

e若J点在搭扣件垫片48端面上，J点和J′点重合，则R_OJ＝R_OJ'＞R_OI；

f若J点在搭扣件47扣合端端面上，则R_OJ＞R_OJ'＞R_OI。

由ef分析可知R_OJ＞R_OI，说明在扣合和撤出解脱过程中，任何J点都不会与I点接触，即不会产生干涉。遍历固定座搭扣段111底部相关点，重复上述分析过程可知，搭扣机构4在扣合和撤出解脱过程中不会与固定座1产生干涉。

在实际工作过程中，由于搭扣机构弹簧43对搭扣机构4产生预紧力，所以搭扣件垫片48与固定座搭扣段111底部紧密贴合产生形变，从而使连接更加牢固。

本发明的飞艇气囊便捷快速充气装置工作过程包括扣合过程、充气过程和撤离解脱过程，包括以下步骤：

1)将移动座(包括与移动座固定连接的所有部件)移动到靠近固定座的预定位置，利用配合圆台对移动座和固定座进行精准配合；

2)检查气罐气压，若气压过小，则更换符合要求的气罐；

3)将电磁减压阀从E状态转换到G状态，电磁减压阀出气口与二号进气口连通，释放完搭扣机构气缸内气体，搭扣机构从非扣合状态转换到扣合状态，移动座和固定座连接为一体；

4)将电磁减压阀从G状态转换到E状态，电磁减压阀锁闭；

5)将电磁四通阀从A状态转换到C状态，电磁四通阀的进气口与二号出气口连通，气体进入充气气缸，充气接管插入气嘴进入气囊；

6)将电磁四通阀从C状态转换到A状态，电磁四通阀锁闭；

7)将电磁四通阀从A状态转换到B状态，电磁四通阀进气口与一号出气口连通，开始对气囊充气；

8)充气结束，将电磁四通阀从B状态转换到A状态，电磁四通阀锁闭；

9)检查气罐气压，若气压过小，则更换符合要求的气罐；

10)将电磁减压阀从E状态转换到F状态，电磁减压阀出气口与一号进气口连通，释放完充气气缸内气体，撤出充气接管；

11)将电磁减压阀从F状态转换到E状态，电磁减压阀锁闭；

12)将电磁四通阀从A状态转换到D状态，电磁四通阀进气口与三号出气口连通，气体进入搭扣机构气缸，搭扣件松开至准备撤离状态；

13)将电磁四通阀从D状态转换到A状态，电磁四通阀锁闭；

14)将移动座(包括其上所有部件)撤离。

在设计过程中，可通过编程将步骤3)—步骤6)整合成一个操控步骤，将步骤7)—步骤8)整合成一个操控步骤，将步骤10)—步骤13)整合成一个操控步骤，减小操作过程的繁琐程度。

Claims (9)

1.一种飞艇气囊便捷快速充气装置，其特征在于，包括固定座(1)、移动座(2)、充气机构(3)、搭扣机构(4)、电磁四通阀(5)和电磁减压阀(6)，

所述固定座(1)包括固定座体(11)、法兰盘(12)和法兰垫片(13)，所述固定座体(11)包括搭扣段(111)、搭扣槽(112)、法兰固定盘(113)、囊体结合段(114)和气密套(115)，法兰固定盘(113)上均布6个通孔用于通过螺母螺栓与法兰盘(12)紧固连接，所述固定座体(11)内部为圆台圆柱复合通孔(116)，圆台底部等角度分布有4个螺纹孔用于与气嘴(37)紧固连接；

所述移动座(2)包括移动底座(21)和移动座盖(22)，所述移动底座(21)包括配合圆台(211)、支撑座(212)、搭扣件座(213)、充气气缸(214)、搭扣机构气缸(215)和电磁阀置放平台(216)，所述配合圆台(211)为圆台结构；所述支撑座(212)为圆柱结构；所的搭扣件座(213)由两个L型支架构成，L型支架长段与支撑座(212)配合，短段之间有连接杆用于与搭扣件(47)配合；所述充气气缸(214)内部为圆柱通孔，外形为带圆角的长方体结构；所述搭扣机构气缸(215)为圆柱筒结构；所述电磁阀置放平台(216)有2个，每个平台上分别有3个定位板，2个电磁阀置放平台分别用于电磁四通阀(5)和电磁减压阀(6)的定位和紧固；

所述移动座盖(22)底部形状与移动底座(21)顶端的截面形状一致，包括带圆角的长方体结构(221)和4个凸出的舌状盖(222)，舌状盖上各有1个圆柱筒第一限位凸台(223)，用于装配对齐和限制搭扣机构活塞头(41)行程，圆柱筒第一限位凸台(223)上各沾粘固定1个第一缓冲橡胶垫(224)防止搭扣机构活塞头(41)直接和圆柱筒第一限位凸台(223)冲撞产生变形；所述移动座盖(22)中心有1个通孔(225)用于进气接管(31)通过，所述移动座盖(22)上的通孔(225)内部有1个环形切槽(226)用于安装进气孔密封圈，移动座盖(22)底部中心有圆柱筒第二限位凸台(227)用于限制充气活塞头(32)行程，圆柱筒第二限位凸台(227)上沾粘固定第二缓冲橡胶垫(228)防止充气活塞头(32)直接和圆柱筒第二限位凸台(227)冲撞产生变形；所述移动座盖(22)偏心位置有1个管道接口(229)用于连接充气气缸进出气管道(71)；所述移动座盖(22)顶部包括1个分流器(220)和4条与搭扣机构气缸连接的管道(2211)；

所述充气机构(3)包括进气接管(31)、充气活塞头(32)、充气活塞头密封圈(33)、端面密封垫片(34)、充气弹簧(35)、充气接管(36)、气嘴(37)和缓冲软管(38)，所述进气接管(31)尾部有螺纹用于与充气活塞头(32)配合，头部与电磁四通阀一号出气口(52)连通；所述充气活塞头(32)中间有通孔，两侧各有一个带螺纹的圆柱筒状凸台，分别用于与进气接管(31)和充气接管(36)连接配合，所述充气活塞头(32)外圆柱面上等距离分布有2个环形切槽，用于安装充气活塞头密封圈(33)；所述充气接管(36)头部有倒角，便于插入气嘴(37)，靠近头部圆柱面上等角度分布有6组通气孔，每组通气孔在中心轴线方向上各有3个通气孔，尾部内孔有螺纹用于与充气活塞头(32)配合；所述气嘴(37)外形为圆柱-圆台-圆锥复合结构，首段为圆柱结构，第二段为圆台结构，第三段为圆柱结构，尾段为圆锥结构，第二段的圆台结构上等角度分布有4个用于安装紧固螺钉的柱形沉孔，气嘴(37)内部上侧为圆柱圆锥复合孔，用于引导充气接管(36)插入，下侧为充气缝，用于充气接管(36)插入和密封；

所述搭扣机构(4)包括搭扣机构活塞头(41)、搭扣机构密封圈(42)、搭扣机构弹簧(43)、搭扣机构气缸底盖(44)、活塞杆(45)、二级杆(46)、搭扣件(47)和搭扣件垫片(48)，所述搭扣机构活塞头(41)底部中心有一个螺纹孔，用于与活塞杆(45)配合，搭扣机构活塞头(41)外圆柱面上等距离分布有3个环形切槽，用于安装搭扣机构密封圈(42)；所述搭扣机构气缸底盖(44)用于限制搭扣机构活塞头(41)行程和安装搭扣机构弹簧(43)，底部为带通孔的圆柱体，上部为圆柱筒状限位凸台；所述活塞杆(45)呈圆柱状，顶部有螺纹和退刀槽用于与搭扣机构活塞头(41)连接，活塞杆(45)底部有1个切槽，两侧有螺母安装平面；所述二级杆(46)主体为圆柱形，两端各有1个舌状结构，舌状结构上各有1个通孔，分别用于与活塞杆(45)和搭扣件(47)配合；所述搭扣件(47)为截面呈矩形的U型构件，较短的一侧为扣合端，较长的一侧指定位置有1个通孔用于与搭扣件座(213)连接，且端面上有2个带有通孔的矩形凸台用于与二级杆(46)连接配合；所述搭扣件垫片(48)沾粘固定在搭扣件(47)的扣合端，防止扣合时搭扣件(47)直接与固定座体(11)产生撞击；

所述电磁四通阀(5)包括一号出气口(52)、二号出气口(53)、三号出气口(54)3个出气口和1个电磁四通阀进气口(51)，一号出气口(52)、二号出气口(53)、三号出气口(54)分别与进气接管(31)、充气气缸(214)、分流器(220)连接，电磁四通阀进气口(51)与气罐的出气管相连，所述电磁四通阀(5)有A、B、C、D四个控制状态，处于A状态时电磁四通阀(5)锁闭，处于B状态时电磁四通阀进气口(51)与一号出气口(52)连通，处于C状态时电磁四通阀进气口(51)与二号出气口(53)连通，处于D状态时电磁四通阀进气口(51)与三号出气口(54)连通；

所述电磁减压阀(6)包括一号进气口(62)、二号进气口(63)2个进气口和1个电磁减压阀出气口(61)，一号进气口(62)、二号进气口(63)分别与充气气缸(214)、分流器(220)连接，所述电磁减压阀(6)有E、F、G三个控制状态，处于E状态时电磁减压阀(6)锁闭，处于F状态时一号进气口(62)与电磁减压阀出气口(61)连通，处于G状态时二号进气口(63)与电磁减压阀出气口(61)连通。

2.如权利要求1所述飞艇气囊便捷快速充气装置，其特征在于，所述第一缓冲橡胶垫(224)、第二缓冲橡胶垫(228)、进气孔密封圈、充气活塞头密封圈(33)、搭扣机构密封圈(42)、搭扣件垫片(48)、缓冲软管(38)和气密套(115)为橡胶材质，所述充气弹簧(35)和搭扣机构弹簧(43)为圆柱螺旋压缩弹簧。

3.如权利要求1所述飞艇气囊便捷快速充气装置，其特征在于，所述固定座(1)与飞艇囊体通过法兰连接，所述气密套(115)通过硫化工艺与固定座体(11)的金属部分粘合为一体，所述缓冲软管(38)通过紧固件与气密套(115)连接。

4.如权利要求1所述飞艇气囊便捷快速充气装置，其特征在于，所述搭扣件座(213)有4个，等角度分布于支撑座(212)上；所述搭扣机构气缸(215)有4个，分别通过上下两个支撑平台垂直固定于充气气缸(214)外部四个平面上。

5.如权利要求1所述飞艇气囊便捷快速充气装置，其特征在于，所述移动底座(21)中的配合圆台(211)、支撑座(212)和充气气缸(214)同心；所述搭扣件座(213)的对称面通过支撑座(212)中心轴线；所述搭扣机构气缸(215)的中心轴线位于搭扣件座(213)的对称面上；所述搭扣件座(213)短段之间的连接杆的形心到支撑座(212)中心轴线的距离等于支撑座(212)半径；所述搭扣件垫片(48)在不加预紧力的扣合状态下顶部平面刚好与固定座搭扣段(111)的底部平面重合接触。

6.如权利要求1所述飞艇气囊便捷快速充气装置，其特征在于，所述进气接管(31)、充气活塞头(32)、充气活塞头密封圈(33)、充气弹簧(35)、充气接管(36)、气嘴(37)和充气气缸(214)同心配合，所述气嘴(37)内部锥型孔母线与中心轴线呈预定的角度θ且与充气接管(36)头部倒角角度相等，所述角度θ小于90度且大于0度。

7.如权利要求1所述飞艇气囊便捷快速充气装置，其特征在于，所述进气接管(31)、充气接管(36)与充气活塞头(32)连接时，螺纹连接部用密封材料密封，连接端面加端面密封垫片(34)密封，所述充气接管(36)在充气状态下头部的所有通气孔都暴露在气嘴(37)之外。

8.如权利要求1所述飞艇气囊便捷快速充气装置，其特征在于，所述充气机构(3)和搭扣机构(4)所需的驱动气压与充气气压来自同一气罐。

9.如权利要求1所述飞艇气囊便捷快速充气装置，其特征在于，所述电磁四通阀二号出气口管道(73)、电磁减压阀一号进气口管道(72)、充气气缸进出气管道(71)通过第一三通管(74)连接，所述电磁减压阀二号进气口管道(77)、电磁四通阀三号出气口管道(76)、分流器进出气管道(75)通过第二三通管(78)连接。

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