CN110588946A - 一种系留气球头部系留装置 - Google Patents

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张志富
鞠金彪
王健
程士军
朱增青
吴斌
王平安
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    • B64B1/40—Balloons
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Abstract

本发明提供了一种系留气球头部系留装置，包括与系留气球头部连接的固定环，沿固定环周向散射状固定有多个支撑单元，多个支撑单元将一个中心支柱沿固定环轴向固定，中心支柱远离系留气球的一端设置有与地面配合的系留组件。本发明提供的一种系留气球头部系留装置的优点在于：整体呈伞状的圆锥体结构，系留组件作用于锥形结构的端部，经过支撑单元向固定环大致均匀扩散并分布在系留气球的气囊上，防止系留装置的应力集中，减小了囊体褶皱变形，安全可靠的实现了系留气球的地面系留；整个系留装置能够便捷的拆分和组合，便于运输，具有很强的适应性。

Description

一种系留气球头部系留装置
技术领域
本发明涉及浮空器技术领域，尤其涉及一种系留气球头部系留装置。
背景技术
系留气球作为一种载荷平台，以搭载具有通信中继、防空预警、气象预报等设备。使用时升空，不用时地面系留，升空时能够长时间停留，能够显著的发挥并扩大设备性能，具备无人机等其他平台不具有的优势，因此在诸多领域具有广阔的应用空间。
系留气球的囊体外形一般是水滴状的旋转体，前部大后部小，在地面系留时，通常采用三点式或者多点式系留，头部设计一个系留点，囊体后部两侧设计两个或多个系留点，头部系留点是系留气球地面系留的关键点，在地面系留中起着非常重要的作用。囊体大都是软式结构，内部填充浮升气体，靠内部气压保持良好外形，地面系留设施大多是钢架结构，地面系留时，不能直接将囊体头部系留在地面系留设施上，所以需要设计一个头部系留装置，先将头部系留装置绑扎安装在囊体头部，再将头部系留装置与地面系留设施连接，实现系留气球地面安全可靠的系留。
大型系留气球的体积比较大，地面需要抵抗四十几米的强风，头部系留载荷可达到几吨，甚至十几吨，对系留气球头部系留提出了很高的要求，因此需要设计一个装置，用于系留气球头部系留，提高系留气球地面系留的安全性和可靠性，从而实现系留气球系统的长期有效工作。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够使系留气球头部与地面安全可靠的系留的头部系留装置。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种系留气球头部系留装置，包括与系留气球头部连接的固定环，沿固定环周向散射状固定有多个支撑单元，多个支撑单元将一个中心支柱沿固定环轴向固定，中心支柱远离系留气球的一端设置有与地面配合的系留组件。
优选地，所述支撑单元包括固定杆和斜拉杆，所述固定杆和斜拉杆指向固定环的一端固定连接并与固定环铰接配合，固定杆和斜拉杆指向中心支柱的一端分别与中心支柱轴向的两点配合。
优选地，所述斜拉杆相对固定杆处于远离系留气球的一侧，所述固定杆向斜拉杆一侧呈弧形弯曲。
优选地，所述支撑单元还包括至少一个连接固定杆和斜拉杆的加强杆。
优选地，所述中心支柱上沿轴向靠近两端的位置分别设置沿周向设置有一圈与固定杆和斜拉杆铰接配合的螺杆。
优选地，所述中心支柱包括中心轴和沿指向系留气球的方向依次设置的连接盘、支柱筒和挡圈，连接盘端部与中心轴抵接，中心轴指向系留气球的端部穿过挡圈并通过螺母固定连接盘、支柱筒和挡圈；连接盘表面沿周向设置多个所述螺杆与支柱筒固定连接；支柱筒靠近系留气球的一端沿周向固定所述螺杆。
优选地，所述中心柱远离系留气球的端部具有铰接孔，所述系留组件包括与铰接孔铰接配合的系留头、与系留头配合的牵引拉索、穿设在牵引拉索上的系留锥，所述牵引拉索与地面固定配合。
优选地，所述固定环包括若干能够沿周向拼接构成环形结构的连接管，所述连接管两端分别固定有能够插接配合的公头和母头，连接管上固定有与支撑单元铰接配合的铰接头。
优选地，所述固定环包括四个相互连接的连接管，沿固定环周向均匀设置有8个支撑单元，每个连接管上固定有两个所述铰接头。
本发明提供的一种系留气球头部系留装置的优点在于：整体呈伞状的圆锥体结构，系留组件作用于锥形结构的端部，经过支撑单元向固定环大致均匀扩散并分布在系留气球的气囊上，防止系留装置的应力集中，减小了囊体褶皱变形，安全可靠的实现了系留气球的地面系留；整个系留装置能够便捷的拆分和组合，便于运输，具有很强的适应性。
附图说明
图1为本发明的实施例所提供的一种系留气球头部系留装置的示意图；
图2为本发明的实施例所提供的一种系留气球头部系留装置的中心支柱的示意图；
图3为本发明的实施例所提供的一种系留气球头部系留装置的系留组件的示意图；
图4为本发明的实施例所提供的一种系留气球头部系留装置的连接管的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本实施例提供了一种系留气球头部系留装置，包括通过绑扎等方式与系留气球头部固定连接的固定环1，沿固定环1周向呈散射状固定有多个支撑单元2，多个支撑单元2将一个中心支柱3沿固定环1轴向固定，中心支柱3远离系留气球的一端设置有与地面配合的系留组件4。固定环1、支撑单元2和中心支柱3配合构成了近似伞状的锥形结构系留装置，系留组件4与锥形结构的端部即中心支柱3连接，从而将对系留装置的牵引力基本均匀的扩散到固定环1并进一步沿系留气球表面扩散，减小了系留气球表面的褶皱变形，降低应力集中，提高系留的安全性和可靠性。
所述支撑单元2包括固定杆21和斜拉杆22，所述固定杆21和斜拉杆22指向固定环1的一端固定连接并与固定环1交接配合，固定杆21和斜拉杆22指向中心支柱的一端分别与中心支柱3上沿轴向的两点配合，从而与中心支柱3围合成三角形区域，进一步提高系留装置的稳定性。为了方便系留装置与系留气球的固定连接，所述斜拉杆22相对固定杆21设置于远离系留气球的一侧，固定杆21向斜拉杆22一侧呈弧形弯曲。还可以根据需要在固定杆21和斜拉杆22之间设置加强杆23以进一步提高系留装置的强度。
参考图2，为了与呈散射状分布的支撑单元2进行配合，所述中心支柱3上沿轴向靠近两端的位置分别沿周向设置有一圈与固定杆21和斜拉杆22铰接配合的螺杆31，所述螺杆31的轴向与中心支柱3的轴向平行。本实施例提供的中心支柱3的具体结构包括中心轴32和沿指向系留气球的方向依次穿设在中心轴32上的连接盘33、支柱筒34和挡圈35，所述连接盘32的端部与中心轴32抵接，中心轴32指向系留气球的端部穿过挡圈35并通过螺母将连接盘33、支柱筒34和挡圈35固定在一起，连接盘33沿周向设置有多个与支柱筒34固定连接的螺杆31，连接盘33上的螺杆31与斜拉杆22铰接配合；支柱筒34靠近系留气球的一端沿周向固定与固定杆21铰接配合的螺杆31。
参考图3，所述系留组件4包括系留头41、与系留头41配合的牵引拉索42、穿设在牵引拉索42上的系留锥43，在使用时可以将系留锥43与地面系留锁固定配合，从而实现对系留气球的系留锁定。系留头上固定有一铰接杆411，中心轴32与系留组件4配合的一端设置有以铰接孔321，铰接杆411能够插接于铰接杆321内实现系留组件4与中心支柱3的铰接配合，方便进行系留锁定。
由于固定环1的尺寸较大，运输存在不变，参考图4，本实施例进一步将固定环1设置为由多个弧形连接管11拼接结构，所述连接管11两端分别固定有能够插接配合的公头12和母头13，本实施例选用的公头12为单耳接头，母头13为双耳接头，在拼接时，共头12能够插入母头13内并借助螺栓进行固定连接，同时连接管11上还设置有与支撑单元2铰接配合的铰接头14。
本实施例中将固定环1沿周向均匀分成四段连接管11，每个连接管11上均匀设置有两个铰接头14，在具体使用时，本领域技术人员可以根据需要改变连接管11的数量和铰接头14的设置方式。
使用时首先拼接固定得到所述系留装置，然后通过绑扎的方式将固定环1固定在系留气球的头部，牵引拉索42被底面机械绞盘牵引，将系留锥43缓慢牵引到底面系留锁进行锁紧，系留到位后停止机械绞盘，通过地面系留锁与系留锥43的固定配合以及系留气球与固定环1的固定配合实现对系留气球头部的安全可靠系留。

Claims (9)

1.一种系留气球头部系留装置，其特征在于：包括与系留气球头部连接的固定环，沿固定环周向散射状固定有多个支撑单元，多个支撑单元将一个中心支柱沿固定环轴向固定，中心支柱远离系留气球的一端设置有与地面配合的系留组件。
2.根据权利要求1所述的一种系留气球头部系留装置，其特征在于：所述支撑单元包括固定杆和斜拉杆，所述固定杆和斜拉杆指向固定环的一端固定连接并与固定环铰接配合，固定杆和斜拉杆指向中心支柱的一端分别与中心支柱轴向的两点配合。
3.根据权利要求2所述的一种系留气球头部系留装置，其特征在于：所述斜拉杆相对固定杆处于远离系留气球的一侧，所述固定杆向斜拉杆一侧呈弧形弯曲。
4.根据权利要求2或3所述的一种系留气球头部系留装置，其特征在于：所述支撑单元还包括至少一个连接固定杆和斜拉杆的加强杆。
5.根据权利要求2所述的一种系留气球头部系留装置，其特征在于：所述中心支柱上沿轴向靠近两端的位置分别设置沿周向设置有一圈与固定杆和斜拉杆铰接配合的螺杆。
6.根据权利要求5所述的一种系留气球头部系留装置，其特征在于：所述中心支柱包括中心轴和沿指向系留气球的方向依次设置的连接盘、支柱筒和挡圈，连接盘端部与中心轴抵接，中心轴指向系留气球的端部穿过挡圈并通过螺母固定连接盘、支柱筒和挡圈；连接盘表面沿周向设置多个所述螺杆与支柱筒固定连接；支柱筒靠近系留气球的一端沿周向固定所述螺杆。
7.根据权利要求5所述的一种系留气球头部系留装置，其特征在于：所述中心柱远离系留气球的端部具有铰接孔，所述系留组件包括与铰接孔铰接配合的系留头、与系留头配合的牵引拉索、穿设在牵引拉索上的系留锥，所述牵引拉索与地面固定配合。
8.根据权利要求1所述的一种系留气球头部系留装置，其特征在于：所述固定环包括若干能够沿周向拼接构成环形结构的连接管，所述连接管两端分别固定有能够插接配合的公头和母头，连接管上固定有与支撑单元铰接配合的铰接头。
9.根据权利要求8所述的一种系留气球头部系留装置，其特征在于：所述固定环包括四个相互连接的连接管，沿固定环周向均匀设置有8个支撑单元，每个连接管上固定有两个所述铰接头。
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