CN110758762A - 一种无人机弹射闭锁释放装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机弹射闭锁释放装置及方法，涉及无人机发射回收技术领域，能够实现无人机弹射前在弹射滑车上的锁定和弹射后加速段的自动解锁，且具有支撑架对弹射路径的避让功能，结构可靠，使用简单；该装置包括支撑架，用于固定闭锁释放机构，并与支撑架放倒装置连接实现无人机弹射后的放倒动作；弹射钩，设置在无人机机腹，用于使无人机与闭锁释放机构连接；闭锁释放机构，用于通过锁定和解锁弹射钩起到锁定和解锁无人机的作用；支撑架放倒装置，用于安装支撑架使支撑架在无人机弹射后实现放倒动作。本发明提供的技术方案适用于无人机弹射的过程中。

Description

一种无人机弹射闭锁释放装置及方法

【技术领域】

本发明涉及无人机发射回收技术领域，尤其涉及一种无人机弹射闭锁释放装置及方法。

【背景技术】

军用无人机是具有高技术含量的先进作战装备。采用弹射器弹射起飞的无人机不需要滑跑跑道，可在弹射器能展开的10米长度内发射，发射成本低，发射时间短，尤其适合中小型固定翼无人机的快速发射。

目前无人机用弹射器主要有气压弹射、电机弹射、电磁弹射等几种类型，实质上是一种能量转换装置，将弹射器存储势能或外部电能在短时间内转换成无人机的起飞动能。

常用弹射器，特别是电机和电磁弹射，弹射加速度大，通常将无人机架在弹射器滑车上，通过剪切销或插销限位方式对无人机进行锁定，释放的手段主要依靠剪切销切断和重锤惯性。剪切销在弹射加速段结束后被切断，损失飞机动能且不可重复使用，也不能在弹射前锁定无人机。目前的重锤惯性方案惯性释放响应慢，减速段时重锤本身往往无缓冲功能，容易损坏。支撑架没有弹射路径的避让功能，对双尾撑结构的无人机适应性差。

因此，有必要研究一种无人机弹射闭锁释放装置及方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种无人机弹射闭锁释放装置及方法，能够实现无人机弹射前在弹射滑车上的锁定和弹射后加速段的自动解锁，且具有支撑架对弹射路径的避让功能，结构可靠，使用简单。

一方面，本发明提供一种无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述装置包括：

支撑架，用于固定闭锁释放机构，并与支撑架放倒装置连接实现无人机弹射后的放倒动作；

弹射钩，设置在无人机内翼下方，用于使无人机与闭锁释放机构连接；

闭锁释放机构，用于通过锁定和解锁弹射钩起到锁定和解锁无人机的作用；

支撑架放倒装置，用于安装支撑架使支撑架在无人机弹射后实现放倒动作。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述闭锁释放机构包括支撑架弹射槽、弹射钩锁定和解锁结构以及动力结构；

所述支撑架弹射槽与所述弹射钩连接；

所述弹射钩锁定和解锁结构和所述动力结构均设于所述支撑架弹射槽的下方，且所述弹射钩锁定和解锁结构与所述动力结构连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述支撑架弹射槽包括一个平面和两个垂直设置于所述平面上的槽壁；两个所述槽壁平行设置，且两个所述槽壁上对应设有弹射销孔；弹射销穿过所述弹射钩的钩部和所述弹射销孔，实现所述弹射钩与所述支撑架弹射槽的连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述弹射钩锁定和解锁结构包括设于所述支撑架弹射槽下方的弹簧销安装通道和设于所述支撑架弹射槽上的与所述弹簧销安装通道位置对应的锁机孔；

所述弹簧销安装通道内装设有弹簧；弹簧销从下向上穿过所述弹簧，并在外力和弹簧力的作用下实现弹簧销顶端从所述锁机孔中穿出和缩进实现对弹射钩的锁定和解锁。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述弹簧销的上段和下段直径小于中段直径；所述弹簧销的底部穿过弹簧销限位座上的过孔；所述弹簧销限位座与所述弹簧销安装通道固定连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述动力结构包括连杆、摆杆和重力块；所述连杆的一端与所述摆杆的侧壁销接，另一端穿过设于支撑架弹射槽下方的连杆支架后与所述弹射钩锁定和解锁结构连接；

所述摆杆包括上摆杆和下摆杆；所述上摆杆的上端与所述支撑架弹射槽销接，下端与所述下摆杆的上端销接，所述下摆杆的下端设有所述重力块；

所述连杆在摆杆的摆动下左右位移，实现对所述弹射钩的锁定和解。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述支撑架为方形板、三角形板或者缺少一角的方形板，所述支撑架的中间设有开孔结构。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述弹射钩包括“H”形的顶板和

形的钩部，所述钩部设于所述顶板的下方并与所述顶板的下表面固定连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述支撑架放倒装置包括滑车架、转轴、扭簧和限位架；所述滑车架包括两根平行设置的滑车辊；所述滑车辊的端部通过扭簧与所述转轴的一端连接；所述转轴固定设置于所述支撑架的底部；所述滑车辊与所述转轴连接的端部设有用于限制支撑架躺倒最大角度的限位架。

另一方面，本发明提供一种无人机弹射闭锁释放方法，其特征在于，所述方法采用如上任一所述的无人机弹射闭锁释放装置；

通过外力使连杆与弹簧销连接，通过锁定弹射钩锁定无人机；摆动摆杆使连杆远离弹簧销，解锁无人机，同时在摆杆摆动力的作用下支撑架实现躺倒，对无人机弹射进行避让。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：本发明实现了无人机弹射前在弹射滑车上的锁定和弹射后加速段的自动解锁，结构可靠，使用简单，解决了无人机在弹射前进行发动机试车以及受突风影响时无人机的固定问题；相比常见的重锤惯性释放方案，响应速度快，能够在减速段对重锤的反向冲击进行缓冲；其支撑架具有弹射路径的避让功能，对双尾撑结构的无人机适应性好。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。

图1是本发明一个实施例提供的无人机弹射闭锁释放装置结构图(闭锁状态)；

图2是本发明一个实施例提供的无人机弹射闭锁释放装置支撑架结构图；

图3是本发明一个实施例提供的无人机弹射闭锁释放装置弹射钩结构图；

图4是本发明一个实施例提供的无人机弹射闭锁释放装置双段摆杆闭锁释放机构的结构图；

图5是本发明一个实施例提供的无人机弹射闭锁释放装置在弹射加速段双段摆杆闭锁释放机构打开状态；

图6是本发明一个实施例提供的无人机弹射闭锁释放装置在弹射减速段双段摆杆闭锁释放机构摆锤缓冲状态；

图7是本发明一个实施例提供的无人机弹射闭锁释放装置的支撑架放倒装置图；

图8是本发明一个实施例提供的无人机弹射闭锁释放装置在弹射加速段支撑架放倒装置垂直支撑无人机状态图；

图9是本发明一个实施例提供的无人机弹射闭锁释放装置在弹射减速段无人机飞出后支撑架放倒装置的状态图。

其中，图中：

1-支撑架；2-弹射钩；3-支撑架弹射槽；4-弹射销；5-弹簧；6-弹簧销；7-弹簧销限位座；8-连杆；9-上摆杆；10-下摆杆；11-滑车架；12-转轴；13-扭簧；14-限位架；15-无人机尾撑杆。

【具体实施方式】

为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

无人机的闭锁释放装置，包括支撑架，弹射钩，双段摆杆闭锁释放机构，支撑架放倒装置。

支撑架1用于安装闭锁释放机构，作为无人机弹射支撑主结构，其结构如图2所示，整体为缺少一角的方形，其上设有用于安装双段摆杆闭锁释放机构的安装孔。支撑架1上设有若干凹块，可以起到支撑架的减重作用。支撑架除了缺少一角的方形，还可以为三角形、方形等几何形状。

弹射钩2安装在无人机内翼下方，作为弹射时的接口，与支撑架上的弹射销4配合，承受弹射器的弹射拉力，其结构如图3所示，包括“H”形的顶板和

形的钩部，钩部设于顶板的下方并与顶板的下表面固定连接；优选“H”形顶板和

形钩部一体成型。“H”形顶板的四个端部分别设有一个安装螺孔，用于穿过螺栓与无人机机腹可拆卸地连接。

双段摆杆闭锁释放机构，用于对无人机进行锁定和解锁释放，其主要部件组成如图4所示，包括支撑架弹射槽3，支撑架弹射槽3包括一个平面和两个垂直设置于该平面上的两个槽壁，两个槽壁平行设置。两个槽壁上对应设有弹射销孔，弹射钩2的钩部置于弹射槽内后弹射销4穿过两个弹射销孔和弹射钩2的钩部，起到弹射装置与弹射钩2的连接作用。支撑架弹射槽3下方设有向下延伸的弹簧销安装通道，支撑架弹射槽3的平面上设有与弹簧销安装通道相对应的锁机孔，弹簧销安装通道内装设有弹簧5，弹簧销6从下向上穿过弹簧5并将其顶端球头穿过锁机孔对无人机进行锁定；弹簧销6的底部设有弹簧销限位座7。弹簧销6的直径是分段变化的，上段和下段的直径小于中间段的直径。弹簧销限位座7上设有与弹簧销6的下段直径相匹配的过孔供弹簧销6的下段穿过。弹簧销限位座7与弹簧销安装通道通过螺栓连接。弹簧销限位座7用于对弹簧销进行限位，保证弹簧销不掉出，保证弹簧处于压缩状态。弹簧销安装通道与支撑架弹射槽3的平面垂直设置。支撑架弹射槽3下方还设有与平面垂直设置且与弹簧销安装通道平行设置的连杆支架，连杆支架的底部设有第一连杆过孔。弹簧销安装通道靠近连杆支架的一面设有第二连杆过孔，第一连杆过孔和第二连杆过孔相对应，供连杆依次穿过后与弹簧销6侧面的凹槽接触连接。

摆杆包括上摆杆9和下摆杆10，上摆杆9和下摆杆10销接。上摆杆9的外围设有连杆连接圈，连杆连接圈与连杆8销接，随着摆杆的摆动带动连杆8左右运动。连杆支架为板状，连杆支架的顶部设有销接机构，用于与上摆杆9的顶端销接，上摆杆9的底端与下摆杆10的顶端销接，下摆杆10的底端连接重力块，摆杆带动重力块在重力的作用下摆动，从而带动连杆8做左右位移。

如图1、图5、图6所示，支撑架弹射槽3的一个侧面设有向下延伸的支撑架安装板，支撑架安装板与支撑架弹射槽的平面垂直设置，且与弹簧销安装通道以及连杆支架垂直连接。支撑架弹射槽、支撑架安装板弹簧销安装通道以及连杆支架可以是一体成型的结构。支撑架安装板上设有若干支撑架安装孔(优选四个)，用于供安装螺栓穿过后与设于支撑架上的安装孔螺纹连接。

在弹射钩2与支撑架1发生相对运动的弹射方向上，弹簧销6存在提起和弹下的两个状态。提起时，手动将弹簧销提起至连杆8端部可以卡住弹簧销6侧面相应位置的凹槽，此时弹簧销6的顶端球头阻挡弹射钩2沿支撑架轨道的相对运动，从而锁住无人机；弹下时，连杆8在摆杆和重力块的作用力下被拉出凹槽，弹簧销6在弹簧5弹力作用下向下移动，其顶端球头沉入支撑架弹射槽3内，弹射钩2沿支撑架轨道方向解锁，无人机在惯性作用下安全弹出。摆杆在惯性力的作用下通过连杆8控制弹簧销6的不同状态转换。

支撑架1的放倒装置是通过扭簧储能，实现支撑架从垂直支撑到侧向放倒的状态转换。如图7-图9所示，放倒装置包括滑车架11、转轴12、扭簧13和限位架14。滑车架11包括两根平行设置的方形滑车辊，两根滑车辊的端部分别通过扭簧13与转轴12的一个端连接。转轴12设置于支撑架1的底部，并与支撑架1固定连接，使得转轴12带动支撑架1在扭簧13的扭力作用下放倒/半放倒后被拉回原位。扭力为0的状态下，支撑架1与滑车架为垂直关系。两根滑车辊与转轴连接的端部分别设有一个限位架14，限位架14为钝角且躺倒的“L”形，用螺栓固定在方形滑车辊的端部，用于限制支撑架1躺倒的最大角度。

未弹射时，弹射钩立在支撑架轨道内，弹簧销处于弹起状态，卡住弹射钩前端，摆杆由于重力作用通过压紧连杆8锁定弹簧销6，弹簧5处于储能状态，此时无人机锁定在弹射器支撑架上，能够抵抗突风和防止发动机试车时无人机前出。

弹射加速时，由于惯性力的作用，摆杆的运动滞后于支撑架，摆杆和支撑架1产生相对运动，摆杆带动连杆后撤，使弹簧销解除锁定，无人机弹射钩前端锁定解除，在弹射加速段结束时无人机保持弹射速度，支撑架随滑车迅速减速，无人机弹出滑车和弹射器，完成弹射。

弹射滑车进入迅速减速段时，双段摆杆由于惯性力的作用，上端摆杆随支撑架减速，下端摆杆继续保持原速度，造成下端摆杆前摆，对闭锁释放机构进行缓冲。

在无人机滑出支撑架轨道后，支撑架侧向解锁，在扭簧作用下向侧下方放倒，为无人机弹射让出空间，防止弹射时由于机体高度下降造成尾撑杆与弹射器发生碰撞。

本发明与现有技术相比的优点在于：和以往常用弹射器闭锁释放机构相比，本发明存在以下几个优点：

(1)用弹簧销卡弹射钩，保证在弹射前无人机锁定在弹射器滑车支撑架上，不受突风和发动机试车影响。弹射时无人机动能不损失。

(2)采用双段摆杆设计，在减速段时通过下段摆杆的反向摆动，能够减小摆杆对闭锁释放机构的冲击。

(3)支撑架在无人机弹射后能够迅速向侧方放倒，有效避免无人机尾撑杆与弹射器发生碰撞，提高弹射器对双尾撑结构布局无人机的适应性。

本发明的闭锁释放装置，通过机械连接和惯性组件提高结构可靠性，设计简明，适用性强；可用于气压弹射、电机弹射、电磁弹射等中小型固定翼的无人机弹射起飞。

以上对本申请实施例所提供的一种无人机弹射闭锁释放装置及方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述装置包括：

支撑架，用于固定闭锁释放机构，并与支撑架放倒装置连接实现无人机弹射后的放倒动作；

弹射钩，设置在无人机内翼下方，用于使无人机与闭锁释放机构连接；

闭锁释放机构，用于通过锁定和解锁弹射钩起到锁定和解锁无人机的作用；

支撑架放倒装置，用于安装支撑架使支撑架在无人机弹射后实现放倒动作。

2.根据权利要求1所述的无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述闭锁释放机构包括支撑架弹射槽、弹射钩锁定和解锁结构以及动力结构；

所述支撑架弹射槽与所述弹射钩连接；

所述弹射钩锁定和解锁结构和所述动力结构均设于所述支撑架弹射槽的下方，且所述弹射钩锁定和解锁结构与所述动力结构连接。

3.根据权利要求2所述的无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述支撑架弹射槽包括一个平面和两个垂直设置于所述平面上的槽壁；两个所述槽壁平行设置，且两个所述槽壁上对应设有弹射销孔；弹射销穿过所述弹射钩的钩部和所述弹射销孔，实现所述弹射钩与所述支撑架弹射槽的连接。

4.根据权利要求2所述的无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述弹射钩锁定和解锁结构包括设于所述支撑架弹射槽下方的弹簧销安装通道和设于所述支撑架弹射槽上的与所述弹簧销安装通道位置对应的锁机孔；

所述弹簧销安装通道内装设有弹簧；弹簧销从下向上穿过所述弹簧，并在外力和弹簧力的作用下实现弹簧销顶端从所述锁机孔中穿出和缩进实现对弹射钩的锁定和解锁。

5.根据权利要求4所述的无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述弹簧销的上段和下段直径小于中段直径；所述弹簧销的底部穿过弹簧销限位座上的过孔；所述弹簧销限位座与所述弹簧销安装通道固定连接。

6.根据权利要求2所述的无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述动力结构包括连杆、摆杆和重力块；所述连杆的一端与所述摆杆的侧壁销接，另一端穿过设于支撑架弹射槽下方的连杆支架后与所述弹射钩锁定和解锁结构连接；

所述摆杆包括上摆杆和下摆杆；所述上摆杆的上端与所述支撑架弹射槽销接，下端与所述下摆杆的上端销接，所述下摆杆的下端设有所述重力块；

所述连杆在摆杆的摆动下左右位移，实现对所述弹射钩的锁定和解。

7.根据权利要求1所述的无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述弹射钩包括“H”形的顶板和

形的钩部，所述钩部设于所述顶板的下方并与所述顶板的下表面固定连接。

8.根据权利要求1所述的无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述支撑架为方形板、三角形板或者缺少一角的方形板，所述支撑架的中间设有开孔结构。

9.根据权利要求1所述的无人机弹射闭锁释放装置，其特征在于，所述支撑架放倒装置包括滑车架、转轴、扭簧和限位架；所述滑车架包括两根平行设置的滑车辊；所述滑车辊的端部通过扭簧与所述转轴的一端连接；所述转轴固定设置于所述支撑架的底部；所述滑车辊与所述转轴连接的端部设有用于限制支撑架躺倒最大角度的限位架。

10.一种无人机弹射闭锁释放方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1-9任一所述的无人机弹射闭锁释放装置；

通过外力使连杆与弹簧销连接，通过锁定弹射钩锁定无人机；摆动摆杆使连杆远离弹簧销，解锁无人机，同时在摆杆摆动力的作用下支撑架实现躺倒，对无人机弹射进行避让。

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