CN110758763A - 一种无人机气动弹射器及弹射方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机气动弹射器及弹射方法，具体涉及无人机弹射起飞技术领域。现有的无人机气动弹射装置大都采用空压机、气泵等向气罐中充入压缩空气作为无人机弹射的动力源，在无人机集群发射、快速重复发射场景下需要等待空压机等机械充气才能使用，从而降低作业效率。本发明采用一次性压缩气体钢瓶作为无人机气动弹射器的动力源，一次性压缩气体钢瓶广泛应用于食品工业和日常生活，获取容易、成本低廉，每次弹射无人机后只要更换一次性压缩气体钢瓶即可重复弹射，不需要为弹射系统配置空压机或气泵，从而提高了连续弹射效率、降低了使用成本和维护工作量，满足无人机连续密集弹射起飞的需求。

Description

一种无人机气动弹射器及弹射方法

技术领域

本发明涉及无人机弹射起飞技术领域，特别涉及一种无人机气动弹射器及弹射方法。

背景技术

弹射起飞是无人机的重要起飞方式之一，无人机弹射器在有限的长度内推动无人机使其加速到起飞所需的速度。

无人机弹射器可分为机械动力弹射器、电磁动力弹射器和气动弹射器，其中气动弹射器因具有响应速度快、稳定可靠的优点已经被广泛应用。

气动弹射器采用压缩气体作为动力源，中国专利CN103507964B采用空压机将空气压缩至储气罐中作为动力源；中国专利CN207670683U采用真空泵向压缩空气罐中泵入压缩空气作为动力源，这些方式在气罐中压缩空气耗尽后需要机械系统持续工作一段时间直至气罐中重新充满压缩空气才能进行下一次弹射，无法满足大量持续弹射无人机的需求。

现有的无人机气动弹射器及弹射方法能使无人机获得起飞所需的初始速度、满足无人机快速起飞的需求，但是其利用气泵或空压机提供压缩空气动力源的实现方式需要一定时间才能为气罐补充压缩空气，不能快速部署和弹射，也不能实现短间隔多次重复部署弹射，随着无人机集群技术的应用和发展，现有的无人机气动弹射器及弹射方法不能满足多架无人机快速部署同时起飞、弹射器快速连续弹射多架无人机的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、成本低廉、安装方便、不需要气泵和空压机的，满足无人机快速部署起飞和短间隔重新部署起飞的无人机气动弹射系统及弹射方法。

为实现上述目的，本发明公开了一种无人机气动弹射器装置，包括导管、活塞、外部推杆组件、弹射开关组件、分压阀组件、分压气瓶、一次性压缩气体钢瓶，所述气动弹射器组件由导管后端堵头通过进气连接管与弹射开关组件连接，弹射开关组件的气瓶连接头与分压气瓶连接，弹射开关组件后端连接分压阀组件，一次性压缩气体钢瓶安装在分压阀组件接口上；所述的分压气瓶和导管之间使用抱箍安装固定安装在一起，导管通过前后抱箍可方便的固定在各种支架上，导管前堵头固定限位推杆组件；所述的推杆组件由左右支杆通过斜撑杆定位固定在两根活塞连杆上，左右活塞连杆通过上下夹板限位固定，推杆组件上的横轴与无人机底部的挂钩接触；所述的气动弹射器可通过抱箍与各种支架连接组合使用；所述的气动弹射器组合使用包括多个气动弹射器组合使用和单个气动弹射器手持使用两种组合。

作为本发明的一种优选方案，所述的一次性压缩气体钢瓶内的气体是二氧化碳。

作为本发明的一种优选方案，所述的一次性压缩气体钢瓶)顶端为螺口，通过螺口与分压阀组件的配对螺口密封连接。

作为本发明的一种优选方案，所述的气瓶连接头上安装有舵机安装座和舵机，通过舵机旋转带动旋转舵盘可触发弹射触发开关。

作为本发明的一种优选方案，所述的气动弹射器组合使用，满足不同应用场景。

采用上述无人机气动弹射器进行弹射起飞的方法，包括如下步骤：

步骤一：将一次性压缩气体钢瓶(1)安装在分压阀组件(2)上，气瓶安装过程中，分压阀组件(2)内部空心顶针刺破瓶口密封；

步骤二：打开出气旋钮开关(37)，一次性压缩气体钢瓶(1)内的高压气体通过弹射开关组件(3)的进气道进入分压气瓶(6)中，查看压力表(38)压力值通过调整恒压旋钮开关(39)调整分压气瓶(6)中的气压到合适的压力值，再关闭出气旋钮开关(37)完成气动弹射储气；

步骤三：通过舵机(5)旋转带动旋转舵盘(43)按动弹射触发开关(41)，分压气瓶(6)中的高压气体瞬间通过进气连接管(7)和导管后堵头(8)中的排气口将高压气体释放到导管(9)中，高压气体推动活塞(27)和推杆组件(11)高速在导管中弹出，推杆组件(11)上的横轴(34)将动能传递到无人机底部挂钩(45)上，无人机脱离无人机支架达到起飞所需初速度完成起飞。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明不采用空压机、气泵等机械装置作为无人机气动弹射器的动力源，而是采用廉价易得的一次性压缩气体钢瓶作为弹射动力源，从而降低了无人机气动弹射器的制造成本和使用成本；由于一次性压缩气体钢瓶的使用，避免了在多次弹射之间使用空压机、气泵等机械装置为气罐充气的时间，缩短了弹射间隔，在无人机集群密集弹射场景下提高了弹射效率，使多架无人机多次同时发射成为可能。

附图说明

图1气动弹射器结构示意图；

图2气动弹射器内部结构示意图；

图3推杆组件装配结构示意图；

图4分压阀组件和弹射开关组件装配结构示意图；

图5气动弹射器手持使用结构示意图；

图6多机气动弹射器组合使用结构示意图。

图中：1、一次性压缩气体钢瓶；2、分压阀组件；3、弹射开关组件；4、舵机安装座；5、舵机；6、分压气瓶；7、进气连接管；8、导管后堵头；9、导管；10、导管前堵头；11、推杆组件；12、导管前安装抱箍；13、支架前安装抱箍；14、导管后安装抱箍；15、支架后安装抱箍；16、分压气瓶安装抱箍；17、弹射器支架；18、左无人机托架；19、右无人机托架；20、支架前横杆；21、支架后横杆；22、缓冲块；23、右减震弹簧；24、左减震弹簧；25、右活塞连杆；26、左活塞连杆；27、活塞；28、左后支杆；29、右后支杆；30、左斜撑杆；31、右斜撑杆；32上夹板；33、下夹板；34、横轴；35、左前支杆；36、右前支杆；37、出气旋钮开关；38、压力表；39、恒压旋钮开关；40、手持握把安装孔；41、弹射触发开关；42、气瓶连接头；43、旋转舵盘；44、无人机；45、无人机挂钩；46、手持无人机托架；47、手持握把；48、多机支架；49、手持无人机托架安装孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述。

图1所示为气动弹射器结构示意图，一次性压缩气体钢瓶(1)安装在分压阀组件(2)接口上，分压阀组件如图4所示由出气旋钮开关(37)压力表(38)恒压旋钮开关(39)组成，弹射开关组件(3)后端连接分压阀组件(2)，弹射开关组件(3)结构如图4所示，气瓶连接头(42)与分压气瓶(6)连接，舵机(5)固定安装在气瓶连接头(42)上的舵机安装座(4)上，通过舵机(5)旋转带动旋转舵盘(43)触发弹射触发开关(41)，弹射开关组件(3)下方通过进气连接管(7)连接导管后堵头(8)，导管后堵头(8)连接导管(9)后端，分压气瓶(6)和导管(9)之间使用分压气瓶安装抱箍(16)和导管后安装抱箍(14)固定安装在一起，导管后安装抱箍(14)与支架后安装抱箍(15)连接，通过支架后安装抱箍(15)连接支架后横杆(21)固定弹射器支架(17)的后端，导管前安装抱箍(12)与支架前安装抱箍(13)连接，通过支架前安装抱箍(13)连接支架前横杆(20)固定在弹射器支架的前端，导管前堵头(10)安装在导管(9)前端固定推杆组件(11)。弹射器支架(17)上的左右无人机托架(18)(19)上可放置无人机。

图2所示为气动弹射器内部结构示意图，左右活塞连杆(26)(25)各套有一个减震弹簧(24)(23)，左右活塞连杆(26)(25)后端安装在活塞(27)上，前端安装推杆组件(11)，导管前堵头(10)后侧安装有硅胶缓冲块(22)配合左右减震弹簧(24)(23)降低弹射撞击活塞损耗。

图3所示为推杆组件装配结构示意图，左前支杆(35)和左后支杆(28)通过左斜撑杆(30)定位固定在左活塞连杆(26)上，右前支杆(36)和右后支杆(29)通过右斜撑杆(31)定位固定在右活塞连杆(25)上，左活塞连杆(26)和右活塞连杆(25)通过上夹板(32)和下夹板(33)限位固定，与无人机挂钩接触的横轴(34)固定在左前支杆(35)和右前支杆(36)上方的安装孔上。

图4所示为分压阀组件和弹射开关组件装配结构示意图，分压阀组件(2)包括出气旋钮开关(37)、压力表(38)、恒压旋钮开关(39)，分压阀组件(2)后端连接一次性压缩气体钢瓶(1)，前端与弹射开关组件连接(3)，弹射开关组件连接(3)包括手持握把安装孔(40)弹射触发开关(41)，弹射开关组件连接(3)通过气瓶连接头(42)连接分压气瓶(6)，舵机(5)固定安装在气瓶连接头(42)上的舵机安装座(4)上。

图5所示为气动弹射器手持使用结构示意图，气动弹射器手持使用为弹射器的一种使用方式、手持无人机托架(46)和手持握把(47)组成，手持无人机托架(46)固定在导管前端的手持无人机托架安装孔(49)上，弹射器握把(47)安装在弹射开关组件(3)的手持握把安装孔(40)上，无人机放置在手持无人机托架(46)上，无人机(44)机身下的挂钩(45)与推杆组件(11)上的横轴(34)触碰顶紧，手持托稳弹射器保持一定的向上仰角扣动弹射触发开关(41)完成无人机弹射起飞。

图6所示为多个气动弹射器组合使用结构示意图，包括多个气动弹射器组件和多机支架(48)组成，每个弹射器组件通过支架前安装抱箍(13)和支架后安装抱箍(15)连接固定在多机支架(48)每层的横杆上，多机支架(48)可固定在地面也可固定在移动车辆中使用，多机支架(48)每层可放置一架无人机，此种使用方式可精确设置弹射时间间隔，快速完成多无人机同时弹射起飞。

气动弹射器工作过程，一次性压缩气体钢瓶(1)安装在分压阀组件(2)上，气瓶安装过程中，分压阀组件(2)内部空心顶针刺破瓶口密封，打开出气旋钮开关(37)，一次性压缩气体钢瓶(1)内的高压气体通过弹射开关组件(3)的进气道进入分压气瓶(6)中，查看压力表(38)压力值通过调整恒压旋钮开关(39)调整分压气瓶(6)中的气压到合适的压力值，再关闭出气旋钮开关(37)完成气动弹射储气。通过舵机(5)旋转带动旋转舵盘(43)按动弹射触发开关(41)，分压气瓶(6)中的高压气体瞬间通过进气连接管(7)和导管后堵头(8)中的排气口将高压气体释放到导管(9)中，高压气体推动活塞(27)和推杆组件(11)高速在导管中弹出，推杆组件(11)上的横轴(34)将动能传递到无人机底部挂钩(45)上，无人机脱离无人机支架达到起飞所需初速度完成起飞。

上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种无人机气动弹射器，包括：导管(9)，所述导管(9)后端的导管后堵头(8)通过上端的进气连接管(7)与弹射开关组件(3)相连接，弹射开关组件(3)上的气瓶连接头(42)连接分压气瓶(6)，分压气瓶(6)和导管(9)通过分压气瓶安装抱箍(16)和导管后安装抱箍(14)固定；导管(9)内部有活塞(27)通过左活塞连杆(26)和右活塞连杆(25)穿过导管前堵头(10)的限位孔连接外部推杆组件(11)，硅胶缓冲块(10)和左右减震弹簧(24)(23)套在左右活塞连杆(26)(25)上，其特征在于：还包括：一次性压缩气体钢瓶(1)，所述一次性压缩气体钢瓶(1)通过分压阀组件(2)和弹射开关组件(3)上的气瓶连接头与分压气瓶(6)连接，并由一次性压缩气体钢瓶(1)提供所需的压缩气体动力。

2.根据权利要求1所述的一种无人机气动弹射器，其特征在于：所述的一次性压缩气体钢瓶(1)内的气体是二氧化碳。

3.根据权利要求1所述的一种无人机气动弹射器，其特征在于：所述的一次性压缩气体钢瓶(1)顶端瓶口为螺口，通过螺口与分压阀组件(2)的配对螺口密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种无人机气动弹射器，其特征在于：所述的气瓶连接头(42)上安装有舵机安装座(4)和舵机(5)，通过舵机(5)旋转带动旋转舵盘(46)可触发弹射触发开关(41)。

5.根据权利要求1所述的一种无人机气动弹射器，其特征在于：所述的气动弹射器组合使用，满足不同应用场景。

6.一种无人机气动弹射方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：将一次性压缩气体钢瓶(1)安装在分压阀组件(2)上，气瓶安装过程中，分压阀组件(2)内部空心顶针刺破瓶口密封；

步骤二：打开出气旋钮开关(37)，一次性压缩气体钢瓶(1)内的高压气体通过弹射开关组件(3)的进气道进入分压气瓶(6)中，查看压力表(38)压力值通过调整恒压旋钮开关(39)调整分压气瓶(6)中的气压到合适的压力值，再关闭出气旋钮开关(37)完成气动弹射储气；

步骤三：通过舵机(5)旋转带动旋转舵盘(43)按动弹射触发开关(41)，分压气瓶(6)中的高压气体瞬间通过进气连接管(7)和导管后堵头(8)中的排气口将高压气体释放到导管(9)中，高压气体推动活塞(27)和推杆组件(11)高速在导管中弹出，推杆组件(11)上的横轴(34)将动能传递到无人机底部挂钩(45)上，无人机脱离无人机支架达到起飞所需初速度完成起飞。

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