CN110697043A - 一种机载球状物抛投装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机载球状物抛投装置，包括顶部挂载板，侧面连接板，抛投驱动机构和球状物承载结构，所述顶部挂载板上部与无人机连接，所述侧面连接板包括左侧连接板和右侧连接板，每个所述侧面连接板包括内连接板和外连接板，所述左侧连接板、右侧连接板的内连接板分别与顶部挂载板连接，所述左侧连接板、右侧连接板的外连接板下方分别挂载球状物承载结构，左侧连接板、右侧连接板的内连接板和外连接板之间，在前后两脚分别通过前连接杆和后连接杆连接起来，每个内连接板和外连接板之间设置有带榫头的定位片。该抛投装置可实现单个抛投及多个连续投放，并且结构重量轻、抛投动作简单、重复利用且可靠度高。

Description

一种机载球状物抛投装置

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种机载球状物抛投装置。

背景技术

随着无人机技术的逐渐成熟，无人机的应用场景也得到了极大的拓展，在一些特定的条件下，需要由无人机携带一些物品并于指定的投放点进行空投，例如携带消防灭火弹、应急物资或是救生设备，对于保障人民的生命财产安全具有重要的意义。

目前，国内存在一些搭载于无人机上的抛投装置，但普遍存在以下的问题：驱动装置过多，系统复杂，往往是单个驱动装置控制单个待抛投物的投放，整个装置的重量过大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种结构重量轻、抛投动作简单、重复利用且可靠度高的机载球状物抛投装置。

本发明的技术方案如下：一种机载球状物抛投装置，包括顶部挂载板，侧面连接板，抛投驱动机构和球状物承载结构，所述顶部挂载板上部与无人机连接，所述侧面连接板包括左侧连接板和右侧连接板，每个所述侧面连接板包括内连接板和外连接板，所述左侧连接板、右侧连接板的内连接板分别与顶部挂载板连接，所述左侧连接板、右侧连接板的外连接板下方分别挂载球状物承载结构，左侧连接板、右侧连接板的内连接板和外连接板之间，在前后两脚分别通过前连接杆和后连接杆连接起来，每个内连接板和外连接板之间设置有带榫头的定位片。

作为其中一种技术方案，较佳地，所述前连接杆和后连接杆在内连接板位置的内侧套装有一块用以安装抛投驱动机构的平板，所述抛投驱动机构先与一直角铝合金连接件通过螺丝紧固连接，该直角铝合金连接件再紧固连接在抛投驱动机构安装平板上。

作为其中一种技术方案，较佳地，所述前连接杆的正中间套有一个滚珠轴承，所述滚珠轴承嵌入在人字形板材中部开孔中，轴承内圈与前连接杆固定连接在一起，外圈与一个人字形板材固定连接在一起。

作为其中一种技术方案，较佳地，所述人字形板材顶端通过一根连杆与抛投驱动机构的摇臂连接，形成连杆机构。

作为其中一种技术方案，较佳地，所述人字形板材下弧面与球状待抛投物的上表面贴合。

作为其中一种技术方案，较佳地，所述球状物承载结构呈中空的圆柱状，由至少4根连接杆和前后两个端面框构成。

作为其中一种技术方案，较佳地，所述球状物承载结构的一侧的端面框被封住且高于另一侧的端面框，使得球状物承载结构的中心轴线与水平面有一夹角，使得球状物可在重力的作用下沿承载结构中心轴线方向滚动。

作为其中一种技术方案，较佳地，所述球状物承载结构端面框对应连接杆的位置上开有孔，连接杆两端端头嵌入内螺纹套并胶接在端面框内壁，并通过螺丝将端面框与连接杆紧固在一起。

作为其中一种技术方案，较佳地，所述前连接杆、后连接杆采用碳纤维管，所述带榫头的定位片采用碳纤维板材，所述球状物承载结构的连接杆采用碳纤维管，所述端面框采用碳纤维板材。

作为其中一种技术方案，较佳地，所述抛投驱动机构为伺服舵机。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、在使用单个抛投控制装置的前提下即可做到多个待抛投物体的投放；

2、在抛投驱动装置和无人机平台的承载能力范围内，不限制待抛投球状物的数量，并且可实现待抛投物体的逐个投放，避免资源的浪费；

3、与无人机结合，可实现远程实时操控，可借助无人机平台的摄像机与图像传输设备观察投放目标位置，或是利用飞控回传的经纬度坐标与投放目标位置的经纬度坐标，结合无人机的地速，估计投放时机进行投放；

4、整个抛投装置的部件利用率高，结构重量轻，抛投动作简单，可靠度高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明机载球状物抛投装置的立体结构示意图；

图2为本发明机载球状物抛投装置的正面结构示意图；

图3为本发明机载球状物抛投装置的侧面结构示意图；

图4为本发明机载球状物抛投装置的俯视结构示意图；

其中，1、顶部挂载板；2、侧面连接板；3、抛投驱动机构；4、球状物承载结构；a、左侧连接板；b、右侧连接板；c、内连接板；d、外连接板；5、前连接杆；6、后连接杆；7、带榫头的定位片；8、安装抛投驱动机构的平板；9、直角铝合金连接件；10、滚珠轴承；11、人字形板材；12、连杆；13、摇臂；14、下弧面；15、连接杆；16、端面框；17、螺丝；18、抛投物。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。

如图1至图4所示，一种机载球状物抛投装置，包括顶部挂载板1，侧面连接板2，抛投驱动机构3和球状物承载结构4，顶部挂载板1上部与无人机连接，侧面连接板2包括左侧连接板a和右侧连接板b，每个所述侧面连接板包括内连接板c和外连接板d，左侧连接板a、右侧连接板b的内连接板c分别与顶部挂载板1连接，左侧连接板a、右侧连接板b的外连接板d下方分别挂载球状物承载结构4，左侧连接板a、右侧连接板b的内连接板c和外连接板d之间，在前后两脚分别通过前连接杆5和后连接杆6连接起来，每个内连接板c和外连接板d之间设置有带榫头的定位片7。

顶部挂载板1与无人机连接，可采用螺丝连接的形式，顶部挂载板1可以根据无人机平台的实际结构进行设计，以符合无人机的结构受力要求。单侧侧面连接板分为内外两块，内侧的一块与顶部挂载板1连接，可采用直角铝合金连接件9进行连接，外侧的一块用来挂载球状物承载结构，单侧的两块侧面连接板通过前后两根连接杆连接在一起，中间用带榫头的定位片7限制二者之间的间距，带榫头的定位片7可选用碳纤维板材，连接杆可选用碳纤维管，碳纤维管一直延伸到另一侧的侧面连接板并与其相连。

前连接杆5和后连接杆6在内连接板c位置的内侧套装有一块用以安装抛投驱动机构的平板8，抛投驱动机构3先与一直角铝合金连接件9通过螺丝紧固连接，该直角铝合金连接件9再紧固连接在抛投驱动机构3安装平板上；该抛投驱动机构3可选用在无人机上应用广泛的伺服舵机。

前连接杆5的正中间套有一个滚珠轴承10，滚珠轴承10嵌入在人字形板材11中部开孔中，轴承内圈与前连接杆5固定连接在一起，外圈与一个人字形板材11固定连接在一起，人字形板材11顶端通过一根连杆12与抛投驱动机构3的摇臂13连接，形成连杆机构，人字形板材11下弧面14与球状待抛投物的上表面贴合。

前连接杆5中间套上一个滚珠轴承10，轴承内圈与前连接杆5固连在一起，外圈则与一个人字形板材11固连在一起，即是将该滚珠轴承10嵌入了人字形板材11中部开孔中，以达到该人字形板材11可绕前连接杆5旋转的目的。该人字形板材11顶端通过一根连杆12与抛投驱动机构的摇臂13连接，构成连杆机构，于是，在抛投驱动机构3摇臂13的作用下，人字形板材11会产生相对于前部连接杆5的转动。使用时，人字形板材11的下弧面14与球状待抛投物的上表面贴合，在抛投驱动机构3的限位作用下，达到限制待抛投球状物移动的目的。

球状物承载结构4呈中空的圆柱状，由至少4根连接杆15和前后两个端面框16构成；球状物承载结构4的一侧的端面框16被封住且高于另一侧的端面框16'，使得球状物承载结构4的中心轴线与水平面有一夹角，使得球状物可在重力的作用下沿承载结构中心轴线方向滚动；此处的连接杆15可选用碳纤维管，端面框16可由碳纤维板材经切割得到。球状物承载结构4端面框16对应连接杆的位置上开有孔，连接杆15两端端头嵌入内螺纹套并胶接在端面框16内壁，并通过螺丝17将端面框16与连接杆15紧固在一起。

具体的操作流程：

1、将待抛投球状物逐个放置到球状物承载结构内，球状物呈列状排列在承载结构内。

2、抛投驱动装置接收到地面操作人员给出的信号指令，驱动其摇臂顺时针旋转α角，通过连杆传递给人字形板材，将其头部向后拉，初始状态下位于人字形板材下方的球状物就会在重力和板材右臂的推力作用下沿承载结构中心轴线方向移动，滑落出端面框，从而达到投放的目的。此时，承载结构内的其余球状物会被人字形板材的右臂顶住，致使其无法滑落。

3、抛投驱动装置接收到地面操作人员给出的信号指令，驱动其摇臂逆时针旋转2α角，通过连杆传递给人字形板材，将其头部向前推，人字形板材的下表面会接住下一个待投放的球状物，再次给出驱动装置控制信号，驱动其摇臂顺时针旋转α角，此时就将下一个球状物限制在了人字形板材的正下方，重复2中的操作，直到将承载结构内的所有待抛投球状物全部抛投完毕或是完成了抛投任务。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种机载球状物抛投装置，其特征在于：包括顶部挂载板，侧面连接板，抛投驱动机构和球状物承载结构，所述顶部挂载板上部与无人机连接，所述侧面连接板包括左侧连接板和右侧连接板，每个所述侧面连接板包括内连接板和外连接板，所述左侧连接板、右侧连接板的内连接板分别与顶部挂载板连接，所述左侧连接板、右侧连接板的外连接板下方分别挂载球状物承载结构，左侧连接板、右侧连接板的内连接板和外连接板之间，在前后两脚分别通过前连接杆和后连接杆连接起来，每个内连接板和外连接板之间设置有带榫头的定位片。

2.根据权利要求1所述的一种机载球状物抛投装置，其特征在于：所述前连接杆和后连接杆在内连接板位置的内侧套装有一块用以安装抛投驱动机构的平板，所述抛投驱动机构先与一直角铝合金连接件通过螺丝紧固连接，该直角铝合金连接件再紧固连接在抛投驱动机构安装平板上。

3.根据权利要求1所述的一种机载球状物抛投装置，其特征在于：所述前连接杆的正中间套有一个滚珠轴承，所述滚珠轴承嵌入在人字形板材中部开孔中，轴承内圈与前连接杆固定连接在一起，轴承外圈与人字形板材固定连接在一起。

4.根据权利要求3所述的一种机载球状物抛投装置，其特征在于：所述人字形板材顶端通过一根连杆与抛投驱动机构的摇臂连接，形成连杆机构。

5.根据权利要求4所述的一种机载球状物抛投装置，其特征在于：所述人字形板材下弧面与球状待抛投物的上表面贴合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种机载球状物抛投装置，其特征在于：所述球状物承载结构呈中空的圆柱状，由至少4根连接杆和前后两个端面框构成。

7.根据权利要求6所述的一种机载球状物抛投装置，其特征在于：所述球状物承载结构的一侧的端面框被封住且高于另一侧的端面框，球状物承载结构的中心轴线与水平面有一夹角，使得球状物可在重力的作用下沿承载结构中心轴线方向滚动。

8.根据权利要求6所述的一种机载球状物抛投装置，其特征在于：所述球状物承载结构端面框对应连接杆的位置上开有孔，连接杆两端端头嵌入内螺纹套并胶接在端面框内壁，并通过螺丝将端面框与连接杆紧固在一起。

9.根据权利要求7或8任一项所述的一种机载球状物抛投装置，其特征在于：所述前连接杆、后连接杆采用碳纤维管，所述带榫头的定位片采用碳纤维板材，所述球状物承载结构的连接杆采用碳纤维管，所述端面框采用碳纤维板材。

10.根据权利要求7或8任一项所述的一种机载球状物抛投装置，其特征在于：所述抛投驱动机构为伺服舵机。

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